文|徐耀賜
6.1前言
進行平面交叉路口車道配置時,必須考慮到交叉路口上下游各路段的車道匹配,同時也必須考慮車輛由交叉路口上游功能區(qū)進口道駛?cè)胛锢韰^(qū),最后再進入下游功能區(qū)出口道的連續(xù)駕駛過程。該連續(xù)駕駛過程表示車輛行駛時間、行駛距離的延續(xù)與車輛運行速度的持續(xù)變化經(jīng)過。
道路交通工程規(guī)劃設(shè)計時,平面交叉路口及其鄰近范圍內(nèi)的車道配置與路段相比差異較大。路段車道數(shù)可以根據(jù)道路交通工程原理設(shè)計,如預(yù)測交通量(即需求交通量)、道路容量分析、設(shè)計服務(wù)水平等。而在平面交叉路口物理區(qū)及其鄰近范圍內(nèi),除直行車道外,某些車道還兼具車流轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)彎、掉頭功能,所以在平面交叉路口功能區(qū)范圍內(nèi),道路橫斷面上的車道數(shù)一定大于或等于路段車道數(shù),如圖6-1所示。
圖6-1 平面交叉路口,由上游功能區(qū)至下游功能區(qū)的車流流線
如將區(qū)域道路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理性、車流理論與道路容量分析等道路交通工程設(shè)計相關(guān)原理綜合來看,類似于“Wide Nodes—Narrow Roads”,該規(guī)劃設(shè)計理念于2010年后,逐漸受到全球道路交通工程規(guī)劃設(shè)計者的重視,對區(qū)域道路網(wǎng)的整體規(guī)劃思維,以及各種平面交叉路口的車道配置理念均產(chǎn)生了舉足輕重的影響,尤其是現(xiàn)代式環(huán)形交叉(詳見后續(xù)第九章)。Wide Nodes-Narrow Roads理念(圖6-2所示)雖起源于現(xiàn)代式環(huán)形交叉,但類似理念也可應(yīng)用于傳統(tǒng)道路網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計,應(yīng)思考路段與平面交叉路口如何有效接續(xù),確保整體區(qū)域道路網(wǎng)達到預(yù)期的車流運行效率,發(fā)揮設(shè)計容量的功能,同時兼顧交通安全。
圖6-2 Wide Nodes—Narrow Roads理念示意
6.2路段與路口接續(xù)的邏輯思維
在探討平面交叉路口及鄰近范圍內(nèi)的車道配置前,須先考慮路段與平面交叉路口的接續(xù)。所謂接續(xù),是道路交通工程規(guī)劃設(shè)計中的Transtion Zone,即漸變區(qū)的概念,平面交叉路口各車流流線上游功能區(qū)與下游功能區(qū)之間的有效接續(xù)。圖6-3所示為寬路段與窄路段對應(yīng)于交叉路口尺寸的“相對概念”示意。
圖6-3 Wide Nodes與Narrow Roads概念比較
根據(jù)美國公路通行能力手冊,區(qū)域道路網(wǎng)中的平面交叉路口或高、快速公路的立交,在道路容量分析過程中均可作為“點”(Node),所以圖6-3中的平面交叉路口也可作為Node,且Wide(寬)與Narrow(窄)強調(diào)“相對較寬較窄”,沒有絕對大小的含義。
假設(shè)道路寬度為Wr,平面交叉路口理論物理區(qū)的寬度為Wi,根據(jù)圖6-3(a)所示,Wr=Wi,則寬路段時,路網(wǎng)規(guī)劃理念就是Wide Roads—Wide Nodes。反之,如果道路寬度較窄,則路網(wǎng)規(guī)劃理念就是Narrow Roads—Narrow Nodes,形成圖6-3(a)所示的交叉路口是“未展寬式路口”。圖6-3(b)所示的平面交叉路口實際物理區(qū)明顯比路段寬,即Wi>W(wǎng)r,為Wide Nodes—Narrow Roads規(guī)劃設(shè)計理念,則此交叉路口為“展寬式路口”。
關(guān)于路段與平面交叉路口的接續(xù),可歸納重點如下:1.路段與平面交叉路口間的接續(xù)應(yīng)從車流線的行車安全與暢通為出發(fā)點,車輛可由路段從容進入位于交叉路口上游功能區(qū)的進口道,然后根據(jù)交通控制原理與路權(quán)分配,車輛可平穩(wěn)安全駛?cè)虢徊媛房诘奈锢韰^(qū),最后,再穩(wěn)妥進入交叉路口的下游功能區(qū)。2.由道路交通功能八階理論來看,就平面道路而言(不含高、快速公路),除非特殊情況,集散道路以下(交通功能位階≥5),絕大部分應(yīng)屬于圖6-3(a)中的“Narrow Nodes—Narrow Roads”路網(wǎng)布局,即交叉路口為“未展寬式”。換言之,展寬式路口應(yīng)較集中在干線道路平面交叉路口。所以道路交通工程規(guī)劃設(shè)計者在道路路網(wǎng)的規(guī)劃中,可考慮將Wide Nodes—Narrow Roads規(guī)劃理念充分融入干線道路設(shè)計細節(jié)中,尤其是城市地區(qū)的干線道路。3.有左、右轉(zhuǎn)向?qū)S密嚨阑蛴肄D(zhuǎn)向彎道設(shè)置的平面交叉路口都具有Wide Nodes的特性。4.道路網(wǎng)采取Wide Nodes—Narrow Roads規(guī)劃設(shè)計時,在交叉路口上游功能區(qū)進口道,為了能充分發(fā)揮接續(xù)漸變區(qū)的功能,中央分向設(shè)施必須配套做渠化設(shè)計。
6.3平面交叉路口的車流方向
平面交叉路口交通流種類較多,為了循序漸進,由淺入深,先暫時考慮機動車道,簡稱車道。在了解平面交叉路口車道配置之前,必須先深入了解平面交叉路口及其鄰近范圍內(nèi)的車流線方向。
6.3.1以硬件設(shè)施分類
從道路硬件設(shè)施對車流運行的影響來看,運行在平面交叉路口及其鄰近范圍內(nèi)的車流為阻斷性車流(亦稱干擾性車流),在路段則為非阻斷性車流。因此,路段與平面交叉路口兩者的道路交通工程設(shè)計思路也有所不同。
路段處于正常道路狀況及交通控制條件下,車流可視為無阻斷性車流,指車流可持續(xù)前進,不受固定延誤阻斷,且沒有造成車流阻斷的外部因素存在,最典型的是高、快速公路的基本路段及平面主干線道路上的路段,車流方向具有唯一性,車輛只能按照道路的平面幾何線形前行。反之,阻斷性車流也稱干擾性車流,是指在某特定交通控制條件下,車輛必須減速、停車等待或轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)彎,即車流的持續(xù)運行狀態(tài)可能受外部因素阻斷,最典型的是信號控制平面交叉路口,車輛進入交叉路口前,如遇到紅燈,則車輛必須減速,遵循路權(quán)原則,剎車并停在進口道停止線上游端。
運行在無信號交叉路口的車流為阻斷性車流,其原因在于任何車輛進入無信號交叉路口時,駕駛?cè)藨?yīng)遵循道路交通控制、管理相關(guān)法規(guī),停、讓等標(biāo)志、標(biāo)線的路權(quán)分配,做好隨時剎車、停車的準備。
6.3.2以車流方向區(qū)分
路段中的車流行進方向較為單一,只有一種,即“前行”或“直行”,車輛只能依照道路平面幾何線形而往前行進,不可能有其他方向的流線。而平面交叉路口的車流型式為阻斷性車流,其車流線方向的可能性比路段復(fù)雜得多,根據(jù)平面交叉路口型式的不同,最多可能有下列三大類六種不同的車流方向,一是前行車流、直行車流;二是轉(zhuǎn)向車流,分為右轉(zhuǎn)車流、左轉(zhuǎn)車流、掉頭車流;三是交織車流。為保證路權(quán)分配清晰、車流暢通,同時考慮行車安全性,在平面交叉路口處,不同的車流線必須遵循交通控制準則,在路權(quán)分配清晰前提下,由不同的車道承擔(dān)其車流量。因此,為了保證各不同車流線方向的車流運行順暢,同時兼顧行車安全,必須有相對應(yīng)(車道對應(yīng)車流線)且合理的車道配置。
6.4車道的通行路權(quán)屬性
平面交叉路口鄰近范圍內(nèi)的車道型式,如單純以車輛通行路權(quán)歸屬型式而言,可分為專用車道、共享車道兩類。專用車道是指該車道具有某車流線專用通行路權(quán)的屬性;共享車道是指此車道的通行路權(quán)具有不同車流方向共享或共享的特質(zhì)。
依各道路特性不同,專用車道、共享車道可能獨立存在,也可能同時存在。不論專用通行路權(quán)還是共享通行路權(quán)的車道,其背后必然有完整的交通控制設(shè)施與交通法規(guī)配套,其中比較重要的有:道路交通管理相關(guān)法規(guī)、標(biāo)志、標(biāo)線、信號燈。
標(biāo)志、標(biāo)線、信號燈是道路交通控制設(shè)施的三大主體,與路權(quán)分配息息相關(guān),在平面交叉路口規(guī)劃設(shè)計中占有極其重要的地位。
6.4.1專用車道
專用車道是指車輛行駛至平面交叉路口鄰近時,凡進入此車道的車輛必須遵循交通控制設(shè)施指示的專用、唯一方向行進,即車輛的通行路權(quán)方向是唯一設(shè)定的,可分為直行專用車道、左轉(zhuǎn)向?qū)S密嚨馈⒂肄D(zhuǎn)向?qū)S密嚨?。此外,掉頭車道、右轉(zhuǎn)彎車道也可歸類為專用車道。
專用車道在交叉路口上游功能區(qū)的指向標(biāo)線箭頭必是唯一,即直行箭頭、左轉(zhuǎn)向箭頭、右轉(zhuǎn)向箭頭、掉頭箭頭等。
6.4.2共享車道
共享車道是指此車道可根據(jù)駕駛?cè)舜_定的方向選定其中一個方向,即此車道可提供多方向車輛使用。共享車道可分為六種:左轉(zhuǎn)向—直行共享車道,右轉(zhuǎn)向—直行共享車道,左、右轉(zhuǎn)向共享車道,左、右轉(zhuǎn)向與直行共享車道,掉頭—直行共享車道,掉頭—左轉(zhuǎn)向共享車道。從共享車道的車流方向數(shù)量來看,絕大部分是兩方向共享,如直行—右轉(zhuǎn)、直行—左轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)—右轉(zhuǎn)共享等,三個方向共享較少,如直行—左轉(zhuǎn)—右轉(zhuǎn)三方向共享。
綜合前述,平面交叉路口的車流方向、專用車道種類、共享車道種類,可歸納如下表。由表可見,平面交叉路口有因原規(guī)劃設(shè)計欠缺而形成交織車流,但無論如何絕不應(yīng)在規(guī)劃設(shè)計時將交織車道(環(huán)形交叉除外)作為設(shè)計選項,這是筆者一再強調(diào)的重點,除環(huán)形交叉以外的各種平面交叉路口應(yīng)極力避免有交織現(xiàn)象存在。此外,應(yīng)注意的是,平面交叉路口的車道布置、路權(quán)分配、交通控制三位一體,息息相關(guān),不可分割。
表 平面交叉路口的車流方向與車道種類
6.5直行車道
6.5.1基本觀念
直行車道肩負縮短與目的地距離的運輸任務(wù),轉(zhuǎn)向車道則有引領(lǐng)駕駛?cè)宿D(zhuǎn)往目的地方向的功能,因此路網(wǎng)服務(wù)距離越長,則直行車道的重要性越大。
對承擔(dān)較長距離運輸功能的道路而言,如城市道路網(wǎng)中的干線道路,如圖6-4,Vs遠大于Vr與Vl,至于Vr與Vl的大小關(guān)系則根據(jù)平面交叉路口與其連接橫向道路的交通特性不同而變化。
圖6-4 城市道路路網(wǎng)中,某長距離干線道路的車流量分布
要能夠承擔(dān)長距離的直行車流量,直行專用車道必然是承擔(dān)直行交通流量的主體,車道數(shù)應(yīng)較多,且不應(yīng)受制于轉(zhuǎn)向車流的影響。如圖6-5所示,沿此干線道路的長距離方向均保持三個直行車道的設(shè)計容量。
圖6-5 道路路網(wǎng)中,某干線道路的三條直行車道連續(xù)配置
6.5.2直行車道與轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)彎車道的搭配
直行專用車道由前交叉路口物理區(qū)下游處,行經(jīng)路段,至本交叉路口上游功能區(qū),在不轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)彎的前提下,根據(jù)道路平面線形直接行進通過物理區(qū),然后通往下游功能區(qū)的車道,圖6-6所示車道(第2車道,位于所有車道最中間位置的車道)即為直行專用車道,由前交叉路口物理區(qū)下游端延伸至本交叉路口物理區(qū)上游端的停止線。而第1車道(內(nèi)車道)為直行—左轉(zhuǎn)向共享車道,第3車道(外車道)為直行—右轉(zhuǎn)向共享車道。
圖6-6 直行專用車道的定義,中車道
直行專用車道由前交叉路口延伸至本交叉路口,也可能如圖6-7所示,前段是直行與某行向的共享車道,而后段才是直行專用車道。如圖6-7(a)的內(nèi)車道,其前段上游端為直行—掉頭共享車道,后段是直行專用車道。圖6-7(b)中,路段的外車道,前段是直行—右轉(zhuǎn)向共享車道,后段是在交叉路口展寬處分離成直行專用車道與右轉(zhuǎn)向?qū)S密嚨馈?/p>
圖6-7 不同地點分布的直行專用車道
由圖6-6與圖6-7可清楚看出,直行車道分為直行專用車道與直行共享車道,其中連貫前后交叉路口的直行專用車道,其主要目的是提供長距離的直行交通使用。因此,對多車道道路而言,連貫前后交叉路口的長距離直行專用車道應(yīng)置于路幅車流方向橫斷面中央部位。而左轉(zhuǎn)向、掉頭車道應(yīng)置于路幅車流方向橫斷面最左側(cè)。同理,右轉(zhuǎn)向車道、右轉(zhuǎn)彎車道應(yīng)置于道路橫斷面最右側(cè)。
車流行進過程中,車輛變換車道的頻率越低,說明車流越穩(wěn)定。因此,要使駕駛?cè)嗣鞔_其所行駛車道的方向與路權(quán)分配,必須把標(biāo)線清楚標(biāo)注在路面上,且應(yīng)在前交叉路口物理區(qū)下游提前告知駕駛?cè)耍{駛?cè)朔娇纱_認前方下一個交叉路口的車道通行路權(quán)方向,以免在路段產(chǎn)生大量的換道干擾現(xiàn)象。
直行車道是通稱,不代表道路平面線形完全筆直,即使在某些具有平曲線曲率半徑的平面交叉路口,凡未轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)彎、掉頭的車流均稱為直行車流,其相對應(yīng)的專用車道均定義為直行專用車道。