張 鑫

(福建省交通科技發(fā)展集團(tuán)有限責(zé)任公司，福州 350004)

現(xiàn)今，我國(guó)各地道路交通流量日益增大，路網(wǎng)負(fù)載逐漸飽和，緩解道路擁堵，解決交通秩序混亂已是現(xiàn)代交通發(fā)展的首要問(wèn)題。無(wú)論是城市道路還是國(guó)省干線(xiàn)，交叉口都是解決交通擁堵、行車(chē)安全的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，平交口設(shè)計(jì)是否合理， 直接關(guān)系到道路是否整體通暢和交通行車(chē)是否安全。雖然國(guó)家已出臺(tái)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及規(guī)程，但因工程實(shí)際情況各不相同， 當(dāng)前交叉口的設(shè)計(jì)中仍然存在不少問(wèn)題。為保證交叉口的暢行與安全，應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，對(duì)既有的設(shè)計(jì)規(guī)范及基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)，同時(shí)客觀分析當(dāng)前相交道路特點(diǎn)， 對(duì)同種類(lèi)型交叉口已存在的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)判，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，提高平交口空間利用率，特別要做到預(yù)防交通事故的發(fā)生。

1 平面交叉口的形式

當(dāng)前交叉口主要有下列4 種形式：

(1)X 字交叉口：是出現(xiàn)頻率最高的交叉口，因形式較為簡(jiǎn)單且易于組織， 可以用加寬車(chē)道及渠化等疏導(dǎo)方式改善交通流情況，故被廣泛應(yīng)用。

(2)Y 型交叉口： 多應(yīng)用于主要道路和次要道路相交的情況，T 型交叉口是Y 型交叉口交叉角90°時(shí)的特殊類(lèi)型。

(3)環(huán)島式交叉口：是在幾條道路的交叉口中間建一個(gè)交通導(dǎo)流島，用交通島周?chē)沫h(huán)道組織和疏導(dǎo)交通流。不同方向的車(chē)輛進(jìn)入環(huán)島后按同方向繞行進(jìn)行合流和分流。 環(huán)島式交叉口有著易于組織疏導(dǎo)交通流且延誤時(shí)間較短的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)多條道路交叉時(shí)優(yōu)點(diǎn)更為突顯。

(4)復(fù)合式交叉口：是對(duì)以上3 種類(lèi)型的交叉口進(jìn)行組合設(shè)計(jì)而成的， 一般用于多條道路分次交叉時(shí)的復(fù)雜情況，但因組織困難而較少使用。

2 平面交叉口設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

從城市道路交叉口的渠化設(shè)計(jì)和交通安全2 方面考慮，交叉口的運(yùn)行效率不高，主要有以下3 個(gè)原因。

2.1 交叉口設(shè)計(jì)與相交道路通行能力不相符

相交道路的交通流量在渠化設(shè)計(jì)中預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)向交通量與實(shí)際交通量相比較，差距較大，設(shè)計(jì)車(chē)道數(shù)不能滿(mǎn)足實(shí)際情況的通行需求，車(chē)道數(shù)的減少，伴隨著車(chē)流滯留，沖突點(diǎn)增多等問(wèn)題，導(dǎo)致了擁堵及事故的增多。

2.2 交叉口設(shè)計(jì)參數(shù)選取不合理

交叉口設(shè)計(jì)參數(shù)選取不合理易導(dǎo)致交叉口的設(shè)計(jì)規(guī)模過(guò)大或過(guò)小，造成設(shè)計(jì)車(chē)道數(shù)、展寬段落、漸變段、等候段、 轉(zhuǎn)彎半徑等交叉口要素不能很好地與實(shí)際空間需求相匹配，信號(hào)燈亦無(wú)法對(duì)交通流進(jìn)行合理地疏導(dǎo)，最終導(dǎo)致實(shí)際車(chē)流量不滿(mǎn)足空間要求而造成擁堵， 嚴(yán)重影響路網(wǎng)通行效率；而縱面設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)不合理，交叉范圍縱坡陡，對(duì)交通安全通行影響較大，縱坡豎向設(shè)計(jì)太緩，會(huì)導(dǎo)致低洼處積水，進(jìn)而影響路面結(jié)構(gòu)的使用周期。

2.3 交叉口配套設(shè)施布設(shè)不夠合理

信號(hào)燈、導(dǎo)流島、交通警示標(biāo)志、標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)、車(chē)道分隔護(hù)欄等都是保障車(chē)輛安全順利通行的配套設(shè)施， 如果設(shè)計(jì)考慮不妥當(dāng)， 沒(méi)有很好地執(zhí)行渠化交通安全設(shè)計(jì)的理念，會(huì)抑制整個(gè)交通路網(wǎng)的交通功能，尤其是在沒(méi)有信號(hào)燈控制的交叉口，無(wú)序混合通行極易發(fā)生交通事故。

3 平面交叉口渠化設(shè)計(jì)及組織

在保障通行安全的首要前提下， 通過(guò)平面交叉口的渠化設(shè)計(jì)，合理的分配交叉口范圍內(nèi)交通流的路權(quán)，利用交通標(biāo)志、標(biāo)線(xiàn)、交通島等措施分隔沖突點(diǎn)，同時(shí)對(duì)車(chē)輛通行給予清晰明確地指引， 最大限度提高交叉口的通行能力，提高整條道路交通的路網(wǎng)容量。

3.1 空間組織渠化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1.1 沖突點(diǎn)的設(shè)計(jì)及控制

交叉口中各車(chē)輛行駛的方向與軌跡都不一樣， 這些軌跡產(chǎn)生大量的交錯(cuò)點(diǎn)，這些交錯(cuò)點(diǎn)分為：分流點(diǎn)、合流點(diǎn)、沖突點(diǎn)。其中沖突點(diǎn)就是主要造成交叉口擁堵和事故的主要原因。 沖突點(diǎn)的計(jì)算公式為：

其中，n 為相交道路的條數(shù)。

在處理交叉口設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)論是采用什么手段，其最終目的是減少?zèng)_突點(diǎn)的數(shù)量。從這個(gè)方向出發(fā)考慮，可以采取合理的信號(hào)燈控制。交叉口經(jīng)過(guò)信號(hào)燈控制后，車(chē)流被控制進(jìn)行時(shí)間上的分流，同一時(shí)間段的交通流量減少，這樣交叉口的沖突點(diǎn)也會(huì)相應(yīng)大幅減少，分流、合流點(diǎn)也會(huì)減少。 如圖1 所示，原來(lái)T 型交叉口有3 個(gè)沖突點(diǎn)，經(jīng)信號(hào)燈設(shè)置后可減少1 個(gè)； 十字交叉口原有16 個(gè)沖突點(diǎn)，經(jīng)信號(hào)燈設(shè)置后可減少10 個(gè)。在交通量較大的交叉口在設(shè)計(jì)中要盡量增設(shè)信號(hào)燈進(jìn)行合理控制。

圖1 信號(hào)燈設(shè)置前后沖突點(diǎn)情況對(duì)比圖

3.1.2 進(jìn)、出口車(chē)道設(shè)計(jì)

①平面交叉作為道路交通的重要節(jié)點(diǎn)， 關(guān)鍵是對(duì)運(yùn)行車(chē)流進(jìn)行組織分配，分離沖突交通流，而最有效的方法就是根據(jù)實(shí)際交通流量、流向重新劃分導(dǎo)向車(chē)道，并且利用空間資源合理拓寬進(jìn)口道， 包括含有左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)的混合車(chē)道以增加進(jìn)口段的通行能力。

②一般來(lái)講，進(jìn)口段車(chē)道數(shù)要比上游方向車(chē)道數(shù)多。在設(shè)計(jì)中， 應(yīng)根據(jù)平交口車(chē)流高峰時(shí)段的交通量及流向確定左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等專(zhuān)用車(chē)道的設(shè)置需求，展寬平交口進(jìn)口道的方式有拓寬道路紅線(xiàn)、縮減中央或者兩側(cè)分隔帶，如果沒(méi)有中央分隔帶也可以考慮中線(xiàn)偏移增加單側(cè)空間并利用對(duì)向出口車(chē)道、取消路側(cè)綠化帶等方式，但是進(jìn)口道展寬設(shè)計(jì)盡量不要縮減路側(cè)人行道的寬度。 在空間不足的情況下，可以適當(dāng)壓縮車(chē)道寬度，從原直行車(chē)道中分離出專(zhuān)向右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)車(chē)道，需要注意的是經(jīng)壓縮后車(chē)道寬度最小值取3.25 m 較為適宜。 有相關(guān)研究表明，如果車(chē)道過(guò)窄，很大程度上會(huì)制約車(chē)速，使交通流通行能力大幅降低；如果車(chē)道過(guò)寬，受到車(chē)輛本身的性能、設(shè)計(jì)速度的限制等因素影響， 交叉口的通行能力仍然得不到大幅度提升。綜上所述，車(chē)道寬度我們的取值一般采用3.25～3.75 m，理論上增加車(chē)道數(shù)可以提高交叉口的通行能力， 但是從節(jié)約投資、節(jié)省國(guó)家土地資源的角度出發(fā)，車(chē)道數(shù)也不是越多越好，相關(guān)研究表明，車(chē)道數(shù)量的增加對(duì)通行能力的提升是逐級(jí)遞減的關(guān)系， 相同交通量的前提下每增加一條車(chē)道對(duì)通行能力的提升從第1 條的提升80%到第5 條的提升8%，由此看來(lái)，設(shè)計(jì)交叉口過(guò)程中必須依據(jù)實(shí)際情況合理分析，做到滿(mǎn)足道路交通需求，同時(shí)還要節(jié)省投資和資源。

③出口的車(chē)道數(shù)、 上游各進(jìn)口道的相同信號(hào)相位流入的最大進(jìn)口車(chē)道數(shù)要匹配。 相鄰進(jìn)口道若設(shè)有右轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道，則對(duì)應(yīng)出口道展寬一條右轉(zhuǎn)專(zhuān)用出口車(chē)道。出口道每一條車(chē)道的寬度應(yīng)當(dāng)不小于進(jìn)口段車(chē)道寬度， 一般取值3.5～3.75 m，改建的交叉口，當(dāng)條件受限時(shí)，出口道每條車(chē)道寬度應(yīng)不小于3.25 m。

3.1.3 交叉口進(jìn)口與出口展寬段及漸變段的設(shè)置

進(jìn)口道的設(shè)計(jì)目的是為了確保車(chē)輛安全駛?cè)虢徊娣秶筠D(zhuǎn)及直行車(chē)輛的通行不受影響。進(jìn)口道長(zhǎng)度主要有兩部分組成，為展寬漸變段長(zhǎng)度、展寬段長(zhǎng)度。

當(dāng)交通量調(diào)查資料完善時(shí)， 展寬段的最小長(zhǎng)度可根據(jù)左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)車(chē)的排隊(duì)長(zhǎng)度Ls來(lái)確定， 表達(dá)公式為：Ls=9N(其中：N 為高峰期15 min 內(nèi)每個(gè)信號(hào)周期)。

左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)車(chē)輛的平均排隊(duì)輛數(shù)展寬漸變段長(zhǎng)度

式中：v 為進(jìn)口道的計(jì)算行車(chē)速度(km/h)；Δw 為橫向偏移量(m)。

若設(shè)計(jì)項(xiàng)目交通量資料不完善時(shí)，依照相關(guān)規(guī)定，進(jìn)口道展寬段最小長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)不低于以下標(biāo)準(zhǔn)：主干路70～90 m，次干路50～70 m，支路30～40 m；展寬漸變段最小長(zhǎng)度應(yīng)不低于以下標(biāo)準(zhǔn)：主干路30～35 m，次干路25 m，支路20 m。

同樣，出口車(chē)道的長(zhǎng)度也是展寬漸變段、展寬段兩部分組成。 出口道展寬段長(zhǎng)度分2 種情況考慮：不設(shè)置公交車(chē)停靠站，長(zhǎng)度取50～80 m；設(shè)置公交車(chē)?？空緯r(shí)，須考慮?？空舅栝L(zhǎng)度，同時(shí)必須滿(mǎn)足視距三角形要求。出口道展寬漸變段長(zhǎng)度Ld′按下式計(jì)算：

另外，當(dāng)條件受到限制時(shí)，出口道展寬漸變段長(zhǎng)度應(yīng)不小于30 m。

3.1.4 左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道的設(shè)置

左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道在平交口設(shè)計(jì)中應(yīng)用較為廣泛， 其中最具代表性的是魚(yú)肚型左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道(圖2)，其設(shè)計(jì)思路是在平交口進(jìn)口道中線(xiàn)的合理位置設(shè)置起點(diǎn)， 通過(guò)合理的角度將中線(xiàn)適當(dāng)偏移，增加單側(cè)空間形成過(guò)渡段落，從而偏移出左轉(zhuǎn)車(chē)道寬度， 采取合適的過(guò)渡方式形成新的中軸線(xiàn)。從偏移出的左轉(zhuǎn)車(chē)道新形成的位置起，直行車(chē)沿原車(chē)道行駛進(jìn)入導(dǎo)向車(chē)道， 左轉(zhuǎn)車(chē)向左行駛變道進(jìn)入左轉(zhuǎn)方向?qū)蜍?chē)道。 左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道由3 部分組成：過(guò)渡段、減速段、等候段。 當(dāng)交叉左轉(zhuǎn)車(chē)流大于100 輛/h，通?？稍黾? 個(gè)左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道；當(dāng)左轉(zhuǎn)車(chē)流大于300 輛/h，可增加2 個(gè)左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道； 在極少情況下， 當(dāng)左轉(zhuǎn)車(chē)流大于600 輛/h，可考慮增加3 個(gè)左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道。

圖2 魚(yú)肚型左轉(zhuǎn)車(chē)道示意圖

3.1.5 交通島設(shè)計(jì)

交通島多應(yīng)用于空間較大， 交通流與沖突點(diǎn)都比較復(fù)雜的交叉口，且交通島通常面積較大，所以交通島設(shè)計(jì)通常宜少不宜多，應(yīng)考慮兼顧盡量多的交通功能，避免因功能單一造成空間浪費(fèi)。 交通島通常可以用路緣石圍起高于路面， 島內(nèi)宜種植植物或者涂色使其更加明顯便于辨認(rèn)，也可用標(biāo)線(xiàn)繪制成隱形島。 在夜間，實(shí)體交通島須有反光措施，其夜間照度須符合相關(guān)要求(圖3)。

4 工程實(shí)例分析

4.1 項(xiàng)目基本情況

圖3 交通島十字交叉口渠化設(shè)計(jì)圖

該交叉口位于寧德市古田縣， 東西進(jìn)口為國(guó)道G235，雙向四車(chē)道，車(chē)道設(shè)計(jì)寬度3.75 m，中央分隔帶寬度為3 m，設(shè)計(jì)車(chē)速為60 km/h。 南北向進(jìn)口為某旅游公路工程，設(shè)計(jì)等級(jí)為二級(jí)，雙向兩車(chē)道，設(shè)計(jì)車(chē)道寬度為3.5 m，設(shè)計(jì)車(chē)速為60 km/h。 該交叉口為T(mén) 字型交叉口，交角為85°左右，交叉范圍內(nèi)地形比較平坦，縱坡坡度(東西向2.6%，南北向2%)，符合規(guī)范要求。 交叉口范圍內(nèi)地形地貌良好，無(wú)明顯障礙物影響行車(chē)視線(xiàn)。

4.2 T 型交叉口的設(shè)計(jì)

①平面交叉口設(shè)計(jì)的第一步是考慮交叉口的設(shè)計(jì)規(guī)模，由于本交叉口范圍視線(xiàn)良好，考慮到地方政府節(jié)省土地資源、降低造價(jià)等需求，依照相關(guān)規(guī)范，本項(xiàng)目中交叉口設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)彎半徑取最小值0.5V(r=30 m)，如圖4 所示。

②展寬段的車(chē)道設(shè)計(jì)：T 字型交叉口進(jìn)出口道路等級(jí)均為二級(jí)， 預(yù)計(jì)車(chē)流量較大， 在控制交叉口空間的前提下，進(jìn)一步優(yōu)化交叉口通行能力，設(shè)計(jì)考慮采用漸變式車(chē)道拓寬南北向進(jìn)出口道，設(shè)右轉(zhuǎn)專(zhuān)用道；同時(shí)東西向通過(guò)擴(kuò)寬車(chē)道并縮減中央分隔帶寬度， 增設(shè)左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道。南北向進(jìn)出口車(chē)道寬度采用與原設(shè)計(jì)行車(chē)速度相符的3.5 m，按進(jìn)出口展寬漸變段長(zhǎng)度公式計(jì)算所得，展寬漸變長(zhǎng)度為70～75 m； 東西向增設(shè)的左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道寬采用3.0 m 寬度， 南北向車(chē)道不設(shè)置港灣式公交車(chē)?？空军c(diǎn)，故漸變段、減速段及車(chē)流等待段長(zhǎng)度可取45 m、45 m和30 m，為改善左轉(zhuǎn)車(chē)道的通行，可設(shè)計(jì)左轉(zhuǎn)車(chē)道半徑為15 km/h(r=25 m)。

③縱向設(shè)計(jì)：為合理對(duì)交叉口內(nèi)的標(biāo)高進(jìn)行順接，改善車(chē)輛行駛中的舒適性及路面排水能力等， 需要將交叉口中的縱向設(shè)計(jì)細(xì)化。 因本項(xiàng)目交叉口中東西和南北方向的兩條公路縱坡都較緩， 在設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)考慮路面的排水問(wèn)題。交叉口中可設(shè)計(jì)道路縱坡從中心向外部?jī)A斜，在交叉口設(shè)計(jì)中降低其中路緣石中點(diǎn)的高程， 使交叉口中路面與路面邊緣間的橫向坡度能夠控制在2%～3%，也可在路緣石的半徑高程最低處設(shè)置雨水口， 解決路面排水問(wèn)題。

④人行道、 交通島的設(shè)計(jì)： 交叉口中設(shè)計(jì)2 處交通島，將直行、左、右轉(zhuǎn)車(chē)道分離。 人行道標(biāo)線(xiàn)的寬度設(shè)計(jì)為8 m，將人行道設(shè)計(jì)在交通島的前端及路緣石半徑的中點(diǎn)。

⑤交叉口中非機(jī)動(dòng)車(chē)道的設(shè)置： 為減少行駛中非機(jī)動(dòng)車(chē)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的影響，可增設(shè)護(hù)欄，將非機(jī)動(dòng)車(chē)道隔離在交叉口外圍，這樣能保持機(jī)動(dòng)車(chē)道相對(duì)獨(dú)立的通行能力。同樣，可將非機(jī)動(dòng)車(chē)道和人行道采用相同的設(shè)計(jì)方法。當(dāng)穿過(guò)交叉口時(shí)，非機(jī)動(dòng)車(chē)可與行人合用人行道通行。

⑥標(biāo)線(xiàn)的設(shè)置：交叉口導(dǎo)向箭頭布設(shè)成3 組，可將箭頭設(shè)置長(zhǎng)度6 m，保持相互間距為30 m；設(shè)計(jì)車(chē)道的分界線(xiàn)為6 m +9 m、設(shè)計(jì)路面的邊緣線(xiàn)為0.15 m 的白色線(xiàn)。

⑦交通信號(hào)燈的設(shè)置：經(jīng)對(duì)比分析，考慮各類(lèi)信號(hào)等控制的方法，結(jié)合平面交叉口的實(shí)際情況，若實(shí)測(cè)的交通量不大，可設(shè)置相應(yīng)的信號(hào)燈控制方案。當(dāng)實(shí)測(cè)交通量較大的時(shí)，可設(shè)置為三相位的定時(shí)信號(hào)燈控制方案。

圖4 交叉口平面渠化設(shè)計(jì)圖

5 結(jié)語(yǔ)

道路平面交叉口是重要的交通樞紐點(diǎn)， 同時(shí)交叉口也是交通事故的多發(fā)點(diǎn)，交叉口的設(shè)計(jì)與組織尤為重要。各地區(qū)都存在由于交叉口組織不利而導(dǎo)致的交通堵塞、事故頻發(fā)的情況。 交叉口的合理設(shè)計(jì)與組織應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足車(chē)輛與行人通行的安全需求， 是解決當(dāng)前交通問(wèn)題的關(guān)鍵。在當(dāng)前常用的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》與《公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范》中，關(guān)于交叉口設(shè)計(jì)的指導(dǎo)內(nèi)容較少，導(dǎo)致許多工程設(shè)計(jì)中交叉口的設(shè)計(jì)隨意性較大。 在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量參考更多相關(guān)設(shè)計(jì)方案，總結(jié)失敗經(jīng)驗(yàn)，更加詳細(xì)地分析并結(jié)合交通現(xiàn)狀，爭(zhēng)取能夠做出全面、合理的交叉口設(shè)計(jì)與組織方案。