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浅谈城市道路交通平面交叉口的形式与发展 山西六建集团有限公司 张晓峰 摘要：我国是一个人口众多且处于发展中的国家，各个城市的规模、经济发展水平与自然条件差别很大，不同类型城市道路装备组合差异很大，如何了解城市道路交通平面交叉口的形式与发展，如何根据现在城市道路交通平面交叉口存在的问题采取对应交通平面交叉口的发展对策，行动计划成为摆在我们面前需要解决的紧迫问题，本文试图通过城市道路交通平面交叉口的形式与平面交叉口面临的主要问题，探讨城市道路交通平面交叉口的形式与发展的研究方向1 前言：现代化的交通是一个国家社会发展，经济繁荣必不可少的基础，在当前我国加快建立社会主义市场经济实现国民经济持续、快速、稳定发展过程中，人们已普遍认识到道路交通的重要作用，交叉口是道路交通的咽喉，又是市政工程建设的重要内容之一，道路运输的效率、安全、快速和合理，无不与交叉口的正确规划和设计有密切的关系，80年代以来，在我国广大城乡道路网络中，平面交叉口的新建和改造，正在改变我国交叉口的落后面貌，也表明我国的道路交叉建设进入了一个新的发展时期，道路交叉口规划和设计的水平随着建筑技术的发展有了很大的进步2 城市道路交叉口的形式2.1 定义和研究内容：平面交叉口的定义：道路中心线在同一高程相交的道口平面交叉路口具有将城市道路相互连接起来构成道路交通网络的功能，而在城市交通运输中，交叉口对于交通的快捷性影响最大这是因为交叉口通常是交通流的汇集和分流点，行人对机动车影响也集中于此，从此造成交通中断平面交叉口可以分为三路交叉，四路交叉和多路交叉等根据交叉口的形状又可分为T型交叉口，十字交叉口，Y型交叉口和环型交叉口，X形交叉口，错位交叉口等这些交叉口的形状如图2-2：Figure 2-2 every kind of shapes cross2.2 城市道路交叉口形式根据相交道路的等级和交通流特征进行确定大中小城市道路交叉口的形式1）大中小城市道路交叉口的形式可根据表1和表2的规定选用 大中城市道路交叉口的形式 表1The big inside city road crosses the oscular form table1相交道路快速路主干路次干路支 路快速路A，A，A，B，-主干路A，B，B，C，B，D，次干路C，D，C，D，支 路C，E，A立体交叉 B展宽式灯控平面交叉 C平面环形交叉 D灯控平面交叉 E平面交叉 2）小城市和建制镇的道路交叉口的形式 小城市和建制镇的道路交叉口的形式表 表2The small city crosses the oscular form with the road that set up the town of system Table 2规划人口(万人)相交道路干路支路520干 路C，D，BE15C，D，EE1EE520支 路-E15E1EC平面环形交叉 D灯控平面交叉 E平面交叉由以上两个表格可知，城市道路交叉口规划设计，确定交叉口的形式及其用地范围，应根据相交道路的等级、分向流量、公交站点的设置、交叉口周围用地的性质 3 我国城市道路交叉口存在的交通问题有以下几方面：3.1 主要问题的面面观我国许多城市的交通问题日趋严重，主要是由道路交叉口引起的，归结起来主要有以下几方面的问题：1）路口面积较大，缺乏交通渠化设计或设计不合理，没有发挥应有的作用在许多较大的路口，车辆司机和骑自行车者进出路口，因此容易互相堵车如果在这些路口适当地、合理地设计和设置交通渠化与导流岛，就可以初步缓解交通拥挤问题2）路口大量的自行车车流和行人过路在市中心区的道路平面交叉口，高峰期的交通往往是机动车和自行车混合进出路口，特别是需要“左转”的车辆穿插与路口交通流之间，大大影响了路口的通行能力在中心商业区，行人横穿街道，既影响了交通安全，又造成路口通行能力下降3）路口信号灯控制缺乏合理性比如，行人绿灯往往与其它进出路口的车辆左转相位或右转相位一致，使得行人在绿灯阶段仍然不能安心穿过路口，机动车辆也不能顺利地驶过人行横道部分的马路，影响了路口交通和行车安全4）人行天桥设施差，在实际中不能发挥应有作用许多天桥位置设置不合理，上下阶梯多，道路上的行人护栏不连续，引桥过长，行人往往不愿走上天桥5）人行道被占用情况比较严重，尤其是在一些支路和道路交叉，干道与支路交叉的地方，这种情况比较常见占用者大多是一些商贩和从事日常用品买卖的的固定小摊点由于人行道路被占用，许多行人被迫往机动车道选靠近（特别是缺乏护栏和护栏不连续的地方），严重影响了机动车的运行，且容易发生交通事故6）交通标志的标线不完善我国城市的许多交叉口处及其附近的交通标志的标线数目依然很少，在一些关键路口和路段缺乏明显的引导标志和标线3.2 存在问题的根源以上种种都说明城市道路交通平面交叉口的发展跟不上交通的发展，而导致交叉口的阻塞、延误等情况，而造成这种的恶果的根本原因是什么呢？我个人认为主要有：1）城市扩展原因：由于城市的基本客观因素（城市空间不够），经济因素（居民生活水平的提高）及个人因素（居民住宿问题）都导致城市不断向外扩展，而城市交通发展的计划性不强，对交通的作用认识不足2）对机动车的需求愈来愈大由于住房分布范围太广，使的上下班距离太远，因此，去市区的往返时间愈来愈长，在交通方面，对机动车的需求愈来愈大，而且，随着人们生活水平的提高，私人交通工具也不断增长3.3 解决问题的措施上述问题的存在严重制约着城市交通控制系统功能的发挥，其影响是不容忽视的这类问题不解决，再先进的控制技术的设备也不能解决城市交通问题比如，广州市曾经对行人的自行车交通对于机动车运行的影响进行了评估研究结果表明，有控制的自行车在交叉口处通行能力降低了20%，而无控制的自行车流使机动车的通行能力降低了30%；对于行人，增加一个行人信号控制相位，则在无自行车流的情况下使机动车流的通行能力降低了20%在有控制的自行车交通发情况下降低了35%，无控制自行车情况下降低45%从这里可以看出，城市交叉口处的交通控制不能单纯考虑信号控制，而要统筹安排，自行车的行人的因素是绝对不能忽视的这可以从以下几个方面着手：1、重视自行车的行人因素1）在城市交叉口处应利用护栏、分隔带，及自行车专用车道将自行车和机动车分开在中心区建立机动车线路时，同时建立与之下平行的有足够容量的自行车线路2）设计满足行人和自行车方便的天桥3）通过安装行人信号装置改善地面行人过街设施，以提高交通安全，改善机动车通行条件2、建立自行车和行人交通网络要建立合理的城市交通运输体系，需要考虑建立自行车和行人交通网络，这个网络应具有以下的特点：1）与城市道路网和公交线路网相结合，并有明确的等级2）具有连续性，以便建立整个网络；3）与现有的出行发生点和商业活动中心协调相连，发挥其作用；4）具有完整性，尽量消除断头路，避免零碎设施，吸引行人和自行车使用网络3、完善交叉口的管理，严格执法，坚决制止乱占用道路的行为4、加强路口行车和行人过街的管理5、完善交叉口处的交通标志设置6、大力发展公共交通，才能缓解城市交通的矛盾，减轻交叉口的压力主要理由如下：1）在城市有限范围内公交工具所占时空最小：城市越发展可利用的空间就越少（特别是市中心），改变交叉口就不太可能了，因此公交系统需要的空间就更宝贵如果计算一下每个人所占用的交通空间，就可发现私人小汽车是最浪费空间的交通工具，而乘专用道上的公共汽车，则占用交通空间最少（如下表3所示）可见，在城市密集地区，只有发展公共交通，在能缓解交通的拥挤，使居民的交通得到保障，同时保护了环境每个人所占用的交通空间比较 表3行人公共汽车专用道摩托车私人小汽车自行车静止时占用空间（m2）00.11.581.25单位载客占用路面（m2/人）/0.92152510单位载客占用面积（m2/人.辆）/0.521.37.931.71行动1公里占用交通空间（m2.小时）0.30.61.24注：表中公交汽车sk644型计，载客按95人计，车速20km/h自行车车速12km/h摩托车、小汽车车速40km/h摩托车载客2人，小汽车载客3人但不管怎样的，从目前发展情况看，我国在这方面要做的工作还很多的4 平面交叉口的改善措施4.1 交叉口的导流化：一般来讲，随着城市交通的发展，城市交叉口的运行能力和疏导交通的情况会比人们早期设计时所想象的要差，因为有不少地方的交叉口随着其建成通车，吸引了大量的交通流导致其交通量增大，形成了交通瓶颈因此，要促进交通流的畅通和交通安全，就必须改良交叉口，使其整体形状更适应交通运行的要求 为了确保交叉口处车辆运行的畅通和安全性，要合理设计交叉口的几何形状，以确保通行能力同时，也可以进行导流化的处理在交叉口的形状设计上，应尽可能简单了，交叉口的分支不宜过多，以T型和十字型较为理想因为入口一旦较多，就要求驾驶员注意力相当集中，信号控制也会变得复杂交叉口内的车辆行驶自由度比较高，行使方向随意性较大，容易发生冲撞和摩擦事故，因此有必要设置交通岛、路面标记等设施，将交通流运行引导到特定的线路上去，这些对策和处理方法称为导流化 岛流化，首先要使交叉口的点面积适当缩小因为交叉口面积过大，车辆的行使轨线则变宽，行人穿越交叉口要绕大弯为此，在不妨碍左右转弯车辆行使时，应使停车线和人行横道与交叉口尽可能接近其次，应使用导流岛和导流带明确规定车辆的行使位置导流岛的设置应与车辆的行使轨迹相符合，为防止车辆和导流岛相撞或使导流路变窄，一般和斑马条纹并用需要注意的是导流岛的设置不宜过多，否则容易引起驾驶员的错误判断考虑到通行能力和交通安全交通流的交叉角度越接近直角越好，如图2-3所示 这是因为越接近直角，交叉车道的横断距离越短，车辆通行时间相应缩短，通行能力变大而且交叉角度接近直角，当一方交通流利用另一方的行车空隙穿越交叉口时，容易判断被交叉车辆的穿越速度，这样便可以提高行车安全 当车流不是交叉，而是分流或合流交织时，导流化应使其分流或合流的角度尽可能小这是因为角度小时，车流可以用最小速度差进行分流或合流，而且在合流时可以利用小的车头间距这种处理方法如图2-4所示导流化所用的交通岛的形状和位置应配合交通组织和管理，给出正确的指示使车辆按正确的路线行驶，如图2-5所示如果在交叉口中央不设置交通岛，就有可能造成车辆从两方面驶入单行道 在交叉口处，行人对交通的影响是比较大的设置人行横道时，必须充分考虑人通行方便和安全，否则容易引起交通混乱人行横道设置位置应尽可能与交叉口的中心接近，如果设置太远，除不利于行人之外，右转车辆对行人也会带来危险另外，在交叉口附近种植灌木和设立保护装置是比较重要的，它可以使机动车道和人行道分开，又和道路的夜间照明一起以确保行人的安全如果交叉口过宽，行人可能会由于信号切换来不及穿过交叉口，可以设置安全岛以保护行人4.2 设计交叉口导流化应注意的问题 导流化处理在很大程度上可以提高交叉口处的通行能力和减少交通冲突地区，但是在实施时要根据道路交通情况进行精心设计，并且要注意：1）要对交叉口的通行能力和道路安全性进行全面分析，然后再确认是否应进行导流化2）导流化后的车道宽度设计要合理，道路过宽会造成车辆运行的随意性较大，容易发生交通事故3）导流化所设置的交通岛、安全岛的面积要合适，并且数量不易过多4）导流化处理要避免分流、合流点集中，以便于驾驶员进行判断5）导流化后的道路之间应不再有锐角冲突，这在上面已经有介绍6）应具有良好的视距和照明，为交通信号和交通标志提供良好的视认条件4.3 改良交叉口的方法针对不同的情况，改良交叉口的方法是多种多样的，下面就是例子：1）城市道路中，有些交叉口的作用是负面的，为了消除这些交叉口对交通的影响，经常采用封闭手段进行处理， 图2-6中给出了两种办法的示意图十字形交叉口的封闭线路法：a）封死主干道与次干道相交处，保证主干道车流畅通； b)封死通向市中心区的道路，保证中心区步行条件2）在交叉口面积允许的条件下以及交通量适当的情况下，采用远引式环交也不失为一种好的办法，如图2-7所示3）缩小中央分隔带宽度，增加左转车道宽度，这样做可以提高左转车的通行能力，如图2-8所示4）设置对称三角形交通岛的X形交叉口，如图2-9所示5）设导向岛，如图2-10所示，加3个导向岛后，冲突点大幅度减少，大大改善了交叉口的通行能力，并减少了交通事故交叉口的冲突点是指车辆运行至交叉口有可能与其他车辆以及行人发生冲突的接触点.6）在多岔交叉口的时候应以四岔以下为原则，如将五岔以上的岔数变成四岔以下，如果由于多岔交叉使得交叉口非常大时，可考虑将交叉口分割成两个交叉口7）在不规则交叉口要将错位交叉口改造成十字形和T形交叉口，尽量将锐角相交的交叉口（X形及Y形）改良成十字形和T形交叉口8）行人交通的组织 在我国，由于行人对交叉口的影响比较大，在进行交叉口导流化处理时，不能忽视行人的交通组织行人交通组织的主要任务，就是要行人在人行道上行走，在行人横道内安全过街，使人和车分流、各行其道，互不干扰交叉口是人流和车辆汇集的地方，当通过交叉口的人流很多时，经常会在交叉口转角的人行道上挤住，不能走动，以致行人不得不从车行道上通行，造成交通阻塞现象因此，尽量不将吸引大量人流的公共建筑的出入设在交叉口上在车辆不多的道路上，行人横道一般可布置在交叉口人行道的延续方向后退34m 的地方这样既不影响交叉口交通，又使行人穿越交叉口比较便捷如交叉口的人流和车流较多，应将行人横道线尽可能布置在缘石半径的切点以外，以便扩大交叉口的交通面积同时，还应在行人横道线的中间设置安全岛必要时，在转角处再用栏杆将车行道和人行道隔开，并设置行人过街信号灯停车线应设在横道线的后面至少1m处 当交叉口特别宽阔，人流量大，车辆多且车速高时，则可考虑设置立体交叉的人行天桥和行人隧道行人天桥构造简单，但桥下净空要求至少4.5m（只有汽车通行）或5.5m（无轨电车），行人隧道的净高一般不得低于2.5m，净宽至少3m.4.4 渠化：平面交叉口重点加强交通管理，实施路口渠化平面交叉口渠化原则如下： 1、应根据交通量、流向，增设交叉口进口道的车道数 2、交叉口交通岛的设置应有效地引导车流顺畅行驶，避免误行 3、进、出口道分隔带或交通标线应根据渠化要求布置，并应与路段上的分隔设施衔接 4、中心岛的形状和尺寸，中心岛的形状应根据交通流特性采用圆形、椭圆形或卵形等，其尺寸应满足最小交织长度和环道计算行车速度的要求最小半径应符合，最小交织长度l w不应小于计算行车速度4s的运行距离5 平面交叉基本要素与要求如下：5.1 平面交叉口的进出口应设展宽段，并增加车道条数；每条车道宽度宜为3.5m，并应符合下列规定： 1、 进口道展宽段的宽度，应根据规划的交通量和车辆在交叉口进口停车排队的长度确定在缺乏交通量的情况下，可采用下列规定，预留展宽段的用地 当路段单向三车道时，进口道至少四车道； 当路段单向两车道或双向三车道时，进口道至少三车道；当路段单向一车道时，进口道至少两车道 2、展宽段的长度，在交叉口进口道外侧自缘石半径的端点向后展宽5080m； 3、 出口道展宽段的宽度，根据交通量和公共交通设站的需要确定，或与进口道展宽段的宽度相同；其展宽的长度在交叉口出口道外侧自缘石半径的端点向前延伸3060m当出口道车道条数达3条时，可不展宽； 4、经展宽的交叉口应设置交通标志、标线和交通岛5.2 平面交叉口规划用地面积(万/m2)平面交叉口规划用地面积（万/m2） 表4城市人口（万人）相交道路等级T字型交叉口十字型交叉口环形交叉口20050200502005020050中心岛直径（m）环道宽度（m）用地面积（万m2）主干路与主干路0.600.500.450.800.650.60主干路与次干路0.500.400.350.650.550.50406020401.01.5次干路与次干路0.400.300.250.550.450.40305016200.81.2次干路与支路0.330.270.220.450.350.30304014180.60.9支路与支路0.200.160.120.270.22050.75.3 通行能力通行能力是指在现有道路条件和交通管制下，车辆以能够接受的行车的速度，单位时间内一条道路或莫一截面所能通过的最大车辆数，其中单位是pcu/h（也有的场合用pcu/d表示）道路通行能力是衡量道路所能承担通过车辆的极限数量，是对现有道路交通进行运行状态分析的依据，是新建或改建道路上各种设施的设计、规划和管理的基本指标道路通行能力是度量道路单位时间内可能通过的车辆和行人的能力，即单位时间内通过的交通流质点的能力，是动态交通质点的流动量而不是静态的数量在这一点上要把它和交通流量区分开来交通流量是道路上某一段时段内实际通过的车辆数，一般来讲，道路交通流量比通行能力小的越多，车辆驾驶人员所受阻碍越小当交通流量等于或接近道路通行能力时，车辆行使所受阻碍多，车辆拥挤现象随着产生，并随交通流量增加发生交通阻塞而饱和度是道路的实际流量与该道路通行能力之比城市交叉口的通行能力与交叉口所占面积、形状、进口车道数目、车道的宽度和几何线形等条件有关因此，在确定通行能力时，要先确定交叉口的车辆运行方式和交通管理方式 对信号交叉口而言，交叉口上某一入口车道上的通行能力可以使用下式计算； qc=qstEG式中 qc信号交叉口某一入口车道的通行能力，pcu/h qs该入口车道的饱和流量，pcu/htEG某信号灯的有效绿灯时间，s T信号周期，s若令实际流量为q，则饱和度x=q/qc，同时x= q/qc=q*T/qs*tEG，由此可看出，q，qs均与流量相关的值，但是tEG和T则是完全可以控制的，如果要使x1，则需qqs*tEG/T 从上面式子分析可以看出，增大绿信比，可以增加该相位的通行能力，降低饱和度，但某一相位绿信比的增加，却使其它的信号相位通行能力相应下降5.4 环形交叉口1、环道的布置和宽度： 1）环道的车行道可根据交通流的情况，采用机动车与非机动车混行或分行布置分行时可用分隔带、分隔物或标线分隔分隔带宽度应大于或等于1.0m 2）环道的机动车道一般采用三条车道宽度应包括弯道加宽非机动车车行道宽度不应小于交汇道路中的最大非机动车车行道宽度，也不宜超过8m 3）中心岛上不应布置人行道环道外侧人行道宽度，不宜小于各交汇道路中的最大人行道宽度4）环道外缘的平面线形不宜设计成反向曲线进口缘石半径，出口缘石半径应大于或等于进口缘石半径5）环道纵坡度不宜大于2%，横坡度宜采用两面坡 6）环道上应满足绕行车辆的停车视距要求2、平面环形交叉规划设计原则如下： 1）相交于环形交叉口的两相邻道路之间的交织段长度，其上行驶货运拖挂车和铰接式机动车的交织段长度不应小于30m；只行驶非机动车的交织段长度不应小于15m； 2）环形交叉口的中心岛直径小于60m时，环道的外侧缘石不应做成与中心岛相同的同心圆，环形交叉的外廓形状可采用近似方形或矩形 3）在交通繁忙的环形交叉口的中心岛，不宜建成小公园中心岛的绿化不得遮挡交通的视线； 4）环形交叉口进口出口道路中间应设置交通导向岛，并延伸到道路中央分隔带对车辆起导向和交通安全岛的作用，其上可以部分绿化5 )当城市道路网中整条道路实行联动的信号灯管理时，其间不应夹设环形交叉口6 )中、小城市的干路与干路相交的平面交叉口，可采用环形交叉口3、环形规划通行能力机动车与非机动车混行的环形交叉口，环道总宽度宜为1820m，中心岛直径宜取3050m其规划通行能力宜按表5的规定采用环形交叉口的规划通行能力 表5机动车的通行能力（千辆/h）2.62.32.01.61.20.80.4同时通过的自行车数（千辆/h：机动车换算成当量小汽车数，非机动车换算成当量自行车数换算系数应符合表6的规定 交通部规定车种换算系数 表6车辆种类换算系数载货汽车,大客车,重型载货汽车,拖拉机1.0带挂车的载货汽车,大平板车1.5小汽车,吉普车,摩托车,人力车0.5兽力车2.0自行车0.14、环形交通量的要求：划交通量超过2700辆/h当量小汽车数的交叉口不宜采用环形交叉口环形交叉口上的任一交织段上，规划的交通量超过1500辆/h当量小汽车数时，应改建交叉口6 平面交叉口的发展演变趋势交叉口是道路网的重要组成部分，各向道路在交叉口相互联结而构成路网，以沟通向交通的需要相交道路上的各种车辆和行人在交叉口汇集、转向和穿行，互相干扰或发生冲突，不但造成车速减慢、交通拥挤阻塞，而且容易发生事故根据统计，车辆通过信号交叉口的时间延误约占全程时间的31%，发生在交叉口的交通事故约占道路事故总数的35%59%从这一点上看，可以说交叉口又是道路的咽喉道路的运输效率、行车安全、车速、运营费用和通过能力很大程度取决于交叉口的正确规划和良好设计在汽车交通发展的初期阶段，由于车速和交通量都不大，这时所有的道路都是平面交叉尽管交叉口那时在安全和畅通上尚未构成大的社会问题，但交叉口的交通组织就已引起人们的重视1868年，在英国伦敦威斯敏斯特地区首次安装了一台两色信号灯管理的路口的交通1914年美国克利夫兰市开始使用电照明的信号灯1918年纽约开始使用三色手动信号灯在交叉口设立交通标志最早是1895年由意大利设计，1909年九个欧洲国家政府一致同意采用“交叉路口”、“前有铁路横过”等标志，开始了交通标