（交通运输工程专业论文）城市道路交叉口交通设计研究.pdf

摘要 随着城市社会经济的迅速发展和机动车保有量的大量增加，城市交通拥堵日 益凸显。交叉口作为城市路网的节点，交通秩序混乱，交通事故频发，因此，通 过交叉口交通设计来改善平面交叉路口的交通安全状况，提高平面交叉路口的通 行能力是综合解决城市交通拥挤问题重要的一步。 本文以交叉口为主要研究对象，对交叉口交通的通行时空资源进行设计。首 先从交叉口的交通设计原理出发，解析交叉口的通行空间，将交叉口的通行空间 划分为平面通行空间和立体通行空间，并对影响交通的因素进行分析和调查；然 后根据交叉口的区域特性，从不同区域解决的交通问题不同，将交叉口的平面通 行空间划分为外部区域和内部区域，并进行相应的设计；设计中，从实践出发， 以人为本，大量使用停车让行线，并提出反向停车线的设计理念，进一步明确行 人的通行权利。最后，以内江城区数十个交叉口为应用案例，进行交叉口的交通 通行空间和时问设计，有效的改善了内江城区交叉口的通行状况，证明了该设计 方法的实用性和有效性。 本文基于作者的工作性质，从实际工作中发现问题并进行研究。研究成果总 结出了一套系统的交叉口交通设计方法，能为广大的城市交通管理者，尤其是交 警部门分析并解决交叉口的交通问题所借鉴。 关键词：道路交叉口，通行空间、交通设计 a b s t r a c t w i t ht h ec i t y sr a p i ds o c i oe c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dh o l d i n g so f v e h i c l el a r g e l y i n c r e a s e m e n t , u r b a nt r a f f i cc o n g e s t i o ni sb e c o m i n gi n c r e a s i n g l yp r o m i n e n t i n t e r s e c t i o n a san o d eo f r o a dn e t w o r kt h a tu a f f i cd i s o r d e r , a n dt h ef i e q u e n tt r a f f i ca c c i d e n t s t h e r e f o r e , t h r o u g hd e s i g n i n gt h ep l a n ei n t e r s e c t i o n st oi m p r o v et h es a f e t yo f t h e i n t e r s e c t i o n , i n c r e a s i n gt h ec a p a c i t yo f p l a n ei n t e r s e c t i o ni st h ei m p o r t a b l es t e po f r e s o l v eu r b a nt r a f f i cc o n g e s t i o np r o b l e m s i nt h i sp a p e r , t h ed e s i g no fi r a f i l ei n t e r s e c t i o ni st h em a i nr e s e a r c hs u b j e c t s , p a r t i c u l a r l yd e s i g n i n gt h et i m ea n ds p a c er e s o u r c e so fi n t e r s e c t i o n o nt h eo n eh a n d , b a s e do nt h ei n t e r s e c t i o nd e s i g nt h e o r y , p a r s e di n t e r s e c t i o ns p a c e i n t e r s e c t i o ns p a c ei s d i v i d e di n t oap l a n es p a c ea n dt h r e e - d i m e n s i o n a ls p a ，i n v e s t i g a t e da n da n a l y s e dt h e f a c t o r sw h i c hi m p a c to nt r a f f i c o nt h eo t h e rh a n d a c c o r d i n gt o t h ea 嘲 c h a r a c t e r i s t i c so fi n t e r s e c t i o n , a n dv a r yt r a f f i cp r o b l e m so fa r c a , t h e p l a n es p a c ei s d i v i d e di n t oo u t e ra r e a la n di n t e r a la r e at h a ti sd e s i g n e d a c c o r d i n g l y f r o mt h e p r a c t i c a ls t a t u s p e o p l e - o r i e n t e d , t h es t u d yl a r g e l yu s ep a r k i n gl a n ea n dr e v f f t s t o p l i n e , f u r t h e l d e f i n ep e d e s t r i a na c c e g sr i g h t s f i n a l l y , t h ep a p e ru s e1 0i n t e r s e c t i o na st h e c a s e s ，d e s i g nt h ep a s s a g et i m ea n ds p a c eo fi n t e r s e c t i o n s , i m p r o v et h ei n t e r s e c t i o no f n e i j i a n gc i t ys i t u a t i o ne f f e c t i v e l y , p r o v ei t sp r a c t i c a la n de f f e c t i v e b a s e d0 1 1t h en a t t u - co f t h ea u t h o r sw o r k , f r o mt h ea c t u a lw o r ko f d i s c o v e r e d p r o b l e m sa n dr e s e a r c h s u m m i n gu pas y s t e m i ct r a f f i ci n t e r s e c t i o nd e s i g nm e t h o d o l o g y f o r t h eg e n e r a lm a n a g e r so f c i t yt r a f f i c ，e s p e c i a l l yu a f f i cp o l i c ed e p a r l m e n t st oa n a l y z e a n dr e s o l v et h ep r o b l e mo f t i n t e r s e c t i o n s k e y w o r d s ：i n t e r s e c t i o n , r a v e ls p a c e , t r a f f i cd e s i g n 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 名址 日期：痴f 口月日 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。允许论文被查阅和借阅。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文作者签名： 磅五 日期：嗥f 。月扩日 指导教师签名：似及 厂) 指导教师签名：vy 氏扒 日期。1 年媚q 日 第一章绪论 1 1 选题背景 第一章绪论 近几年来，随着内江城市人口的增加、国民经济的发展以及城市化进程的推 进，道路交通需求急剧增长，城市交通问题日益凸显。内江明显滞后的道路交通 设旌建设和改造无法满足日益增长的交通需求，全市范围内拥挤和阻塞现象加剧， 部分路口严重堵塞，极大的影响了城市环境和形象，影响了人们的正常出行，阻 碍了城市社会经济的发展。如何在现有的路网条件下，提高路网的交通容量，缓 解城区的交通压力已成为交通管理者面临的一大课题。 平面交叉口是整个道路网中通行能力与交通安全的瓶颈，日常交通堵塞大部 分都是由于平面交叉口的通行能力不足造成的。车辆在平面交叉口处交通状况尤 其复杂，反复地分流、合流及交叉，各种交通流都在争夺有限的时空资源，通行 空间的混乱和时问分配的失衡导致车辆和车辆之间、车辆和横过道路的行人之间 相互干扰，既降低了行车速度，造成交通阻滞，又容易产生交通事故。 因此，研究和改善交叉口的交通设计，对于缓解城市的交通状况有着至关重 要的作用。合理的交通设计有助于充分利用交叉口的时空资源、挖掘道路通行潜 力，提高整个道路系统的通行能力和服务水平。同时，交叉口交通设计相对于道 路基础设建设而言，具有投资少、见效快、效果明显、便于采用等明显优势，在 改善城市交通状况上更具有现实意义。本人作为城市道路交通安全管理者，根据 本单位和本岗位的工作性质，基于上述背景，将工程硕士论文选择为“内江市城 市道路平面交叉口交通分析与设计研究”，为合理组织与管理内江市城市交通提 供建设与管理决策依据。 1 2 研究目的与意义 交叉口交通设计的基本任务就是组织相交道路上的所有车辆和行人交通，使 其能迅速和安全地通过交叉口。平面交叉路口的交通设计是一个极为重要、却又 容易被人忽视的课题，抓住它也就抓住了城市交通问题的。纲”通过对交叉口 进行合理的交通设计，改善平面交叉路口的交通安全状况，提高平面交叉路口的 通行能力是综合解决城市交通拥挤问题的不可缺少的一步。 本文运用交通工程学的原理，利用交通设计的知识对内江城区的平面交叉口 进行优化设计，达到以下几个目的。 、治理交叉口交通瓶颈和安全问题 第一章绪论 2 通过对交叉口进行优化设计和配时，有效治理内江城区交叉口的交通堵塞和 通行能力不足的问题。道路的相交，提高了人们出行的通达水平，改善了路网的 连通性。但同时，道路相交形成的交叉口也是路网的一大交通瓶颈，是交通事故 的多发点。一方面，交叉口交通通行能力明显低于路段，车流延误增加，同时也 带来了相关的环境问题；另一方面，一旦交叉口发生堵塞，将不仅仅影响交叉口 临近路段，还可能造成更大区域内的交通瘫痪。 同时对交叉口的的优化设计有助于减少交叉口交通事故的发生，大大提高交 叉口的交通安全性 所以，研究交叉口的交通设计问题有助于充分利用交叉口的时空资源，通过 对交叉口的通行空间和时间进行优化设计，明确各种交通流( 机动车、非机动车 和行人流) 的通行权利，增强交通流在交叉口的有序性、通畅性和安全性，降低 或消除其对道路系统的瓶颈影响，提高整个道路系统的通行能力和服务水平 、总结交叉口的交通设计方法，形成一套适合中小城市交叉口的交通设计 方法，最终成为简明手册。 各国交通工程师们都对交叉口进行过广泛、深入的研究。本文试图结合内江 实际，以交叉口的时空资源为设计内容，总结出一套简明的适合中小城市的交叉 口交通设计方法，直接面对工作在一线的交通管理者。让每个人都懂得如何发现 和分析交叉口的交通问题，理解交叉口的交通设计原理，并会用来改善自己城市 的交叉口交通设计，从而改善城市的交通状况。 、总结交叉口存在的主要问题，并提出对策点 通过对内江城区数十个交叉口进行问题分析和优化设计，总结出中小城市交 叉口普遍面临的交通问题，并对问题进行一一梳理，找出对策点。 1 3 国内外研究现状 国外对交叉口的渠化设计研究较为成熟，一般都形成了规范或手册。如美国 的 u t c d ，介绍了各种渠化措施以及设施的尺寸、颜色和使用时需注意的问题。日 本的平面交叉路口的规划与计中对交叉口的渠化作了很多的论述，认为渠化 是很有效的措施。其中，渠化的定义为：“为了减轻、改善平面交叉路口处交通流 的交错数量及性质，在正常交通流不利用的部分设置适当的岛( i s l a n d ) ，规定 车辆的行驶位置，诱导车辆按正常方面行驶，为行人提供避车场所，以整顿交通 流为目的，这就叫平面交叉路口的渠化。” 国内，1 9 8 6 年，曾静康博士对深圳的平交路口进行了综合控制实验，在考察 行人、机动车、自行车相互之间所有冲突的基础上，以每一交通流通过路口可能 第一章绪论 3 遇到的“冲突点串”为单位，提出了“综合模式”的控制，其关键是寻求渠化、 相位和灯色三者的协调。1 9 9 1 年陈洪仁的“道路交叉设计”中，提出了交叉口渠 化措施。2 0 0 1 年，邹联赐和薛博在深圳市交通整治工程的基础上，总结了交叉口 渠化的方法，包括增加进口道车数目、完全释放右转、在进口道上留出公交专用 道和禁止部分或全部机动车左转。2 0 0 1 年，上海市出版了工程建设规范城市道 路平面交叉口规划与设计规程，对平面交叉口的规划与设计作了规定，规定平面 交叉口应采用交通岛、路面标线及交通流向标志作渠化设计 对于渠化的手段，我国的学者也作了不少的总结和研究，其中最为有效的是 高出路面的各种交通岛，根据其功用及布置的地位，可分为分流岛( 分隔带) 、中 心岛、方向岛和安全岛，许多岛可一岛多用。在交叉口，还经常进行路口拓宽， 车道重新划分，非常有助于提高交叉口的通行能力，进行了车道设计和交通岛设 计之后，还必须有一定的交通标志标线来引导车辆行驶。 国内对于交叉口的优化设计研究主要有以下几个方面： l 、上海市2 0 0 1 年出版了工程建设规范城市道路平面交叉口规划与设计规 程，对平面交叉口的规划与设计作了规定，对于平面交叉口提出了规划和设计的 流程，以此来指导上海市平面交叉口的规划与设计 2 、北京工业大学马建明的博士论文中提出了一种集几何设计、信号设计以及 交通组织设计三者为一体的信号交叉口优化专家系统。 3 、清华大学陆化普针对各种不同类型的交叉口提出了改良的措施。 1 4 研究方法与技术路线 本文从实用目的出发，着眼于城市道路交通管理研究中最基本的问题，选择 对路网运行水平影响较大的交叉口作为研究对象，以交叉口的交通设计为内容， 充分借鉴前人的研究成果，从交叉口设计的基本原理出发，以充分利用交叉口的 时空资源为目标，对交叉口通行空问和时间进行详细的优化设计，确保交叉口的 交通通行有序、安全、畅通。研究流程为： 1 ) 、进行交叉口基础资料调查，分析存在的问题； 2 ) 、确定交叉口的控制方式和交叉口的设计范围； 3 ) 、对交叉口的通行空间进行详细的设计。将交叉口通行空间划分为平面空 问和立体空间，并进行相应的设计，使交叉口在通行的有序性、通畅性和安全性 上得到优化。 4 ) 、针对信号控制交叉口，主要以延误最小为目标，对交叉口的通行时间进 行优化设计。 第一章绪论 1 5 本文的主要内容 图1论文研究技术路线图 4 本文包括：交通设计的基本概念和内容；面向交通设计的资料收集、调查与 分析；交通通行空间设计；交通控制信号配时设计等。最后还归纳地给出了在内 江取得成功的实际范例，为论文提供了实例。 一是交叉口交通设计基本原理，从交叉口的交通特性分析着手，介绍交叉口的 控制方式选择、设计流程、进行设计需调查的交通数据和资料。调查数据一切都 是面向交通管理者，易于操作 二是交叉口交通通行空间设计，通过确定停车线确定交叉口的设计范围，再 提出具体的空间设计方法，确保交叉口交通流的通行空间上的高效、有序、安全。 本章提出确定交叉口的设计范围，并将交叉口的通行空间划分为平面空间和立体 空间，分别加以设计，为交叉口的设计提供了新的思路和方法 三是交叉口交通通行时间设计，通过交叉口交通信号配时设计，介绍英国的 t r r l 方法，对交叉口的信号配时进行优化，确保交叉口交通流的通行时间上的高 第一章绪论 5 效、有序、安全。 四是结合内江实例进行小结，按照时空资源分配上的不足总结了目前交叉口 交通设计中存在的问题，并提出相应的对策。 本文将交叉1 3 的通行空间分为平面空间和立体空间，并分别进行设计，设计 的内容和侧重点各有不同。平面空间又根据交叉1 3 的区域特性，划分为交叉1 3 的 外部区域和内部区域。内、外部区域以人行横道线为分界线。外部区域的设计主 要是均衡路段和路口通行能力差异大、通行能力降低的问题；内部区域设计主要 是解决不同交通流之间的冲突问题，设计的着力点在于交通的有序性和安全性 立体通行空间即着手于对驶入交叉口的交通流产生影响的各种交通设施和附属设 施进行设计。本文将设计的内容一一归纳、总结，面向广大的城市交通管理者， 尤其是交警部门总结出了一套系统的交叉口交通设计方法，使所有交通民警都懂 得如何改善城市交叉口的交通设计，分析并解决交叉口的交通问题。 第二章交叉口交通设计基本原理 第二章交叉口交通设计基本原理 2 1 交叉口交通设计的基本概念 6 2 1 1 交通设计的概念 “交通设计”的概念形成于2 0 世纪8 0 年代，完善于本世纪初，是近年来逐步 被高度重视的改善城市交通的方法和技术其基本含义是：运用交通工程学的基 本理论和原理，以交通安全、通畅、效率、便利及其与环境协和为目的，以交通 系统的“资源( 包括时间、空间资源及投资水平) 为约束条件，对现有和未来建设 的交通系统及其设施加以优化设计，寻求改善交通的最佳方案，科学地确定交通 系统的时间和空间要素及通行条件“。 一句话，交通设计就是寻求最佳改善交通的方案，以交通系统的( 时间、空间、 经济) “资源”为约束条件，以寻求交通的安全、通畅与协和为目标，关于交通 系统及其控制与管理方案的设计由于交通设计无论在理论上还是其涉及的对象 上，皆是非常庞杂的，其涵盖的范围太广，因此本文所主要研究的内容是平面交 叉口的交通设计。 2 1 2 交叉口交通设计概念 引入几个概念7 1 ) 交通通行空间“”是指车辆和行人通行所必需的道路的横断面净空，它 由车辆和行人本身所占用的空间、通行的安全间隙和空间中对交通产生影响的各 种设施构成。 2 ) 交叉口的交通通行空间即指交叉口范围内车辆和行人通行所要求的道 路横断面净空，以及净空范围内对交通产生影响的各种设施的总和 3 ) 交叉口的通行时间即是不同交通流在通行时间上的分配和协调。 交叉口的交通设计 即从交叉口的“时空资源”着手，通过对交叉口的通行空间和时间进行合理 设计，平衡和协调各种不同性质交通流在通行空间和通行时间上的分配，从而明 确各种交通流( 机动车、非机动车和行人流) 的通行空间和通行权利，增强交通 流在交叉口的有序性、通畅性和安全性，最大限度的挖掘交叉口的通行潜力，提 高交叉口的通行效率。 交叉口交通设计是一个系统性的工程，不同控制方式的交叉口有不同的设计， 但主要的设计目标都定位在交叉口交通的“安全性、通畅性和效率性”方面。不 第二章交叉口交通设计基本原理 7 仅仅是对交叉口的通行空间和时间进行设计，还包括对交叉口范围内人、车的交 通组织，以最终达到合理利用资源，人、车、路协调统一的目的 ”。即： 1 ) 紧密结合交叉口的实际问题实施工程； 2 ) 提高交叉口通行能力和运行效率； 3 ) 以人为本，促进交叉口各种交通流的协调运行 2 。1 3 交叉口交通设计的设计内容 交叉口的交通设计内容即是交叉口。时空”资源设计，包括交叉口的交通通 行空间设计和时间设计。本文将交叉口的通行空间分为平面通行空间和立体通行 空间，平面通行空间指交叉口范围内的地面空间，通过对地面空间的设计给各种 交通流明确的通行划分，让不同的交通流有各自明确的通行空间和通行权利，做 到各行其道，规范有序；立体通行空间即交叉口的立体净空范围和其间的对交通 通行产生影响的设施的总和，设计内容是对交叉口净空范围内的各种交通安全设 施和附属设施进行合理的布局和科学的设计，给交通参与者明确的交通信息及交 通组织。 交叉口平面通行空间设计 本文里，平面通行空间以停车线为界，划分为交叉口的内部区域和外部区域， 并进行相应的设计，本项设计是交叉口交通设计最基础的工作。按照车流的行驶 轨迹，交叉口设计顺序是从外到内。 1 ) 交叉口的外部区域设计主要是处理交叉口与路段交通供需关系的平衡与协 调，解决交叉口通行能力低于路段通行能力的问题。主要设计内容；车道功能划 分、进出口车道数设计、车道宽度设计、车道拓宽设计、左右转专用车道设计、 出口道设计等。 2 ) 交叉口的内部区域设计主要就是解决不同交通流之间的冲突，为各种性质 的交通流提供明确的通行空间，减少交通冲突，增加安全性主要设计内容是内 部空间的渠化设计，包括非机动车通行空间设计、行人过街通行设计、交通岛设 计、导流线、停车待驶区设计、停车让行标线设计和反向停车线设计等内容。 立体通行空间设计 立体空间设计即是对交叉口净空范围内对交通产生影响的各种设施的设计， 包括交通安全设施和附属设施设计设计内容以有序性、安全性、景观性为目标， 通过对不同设施的高度、距离、放置位置等进行设计，达到科学、合理、高效， 给交通参与者良好交通环境的目的。 1 ) 安全设施设计 由交叉口的设计范围从远到近来设计，交通安全设施包括：道路标志，信号 第二章交叉口交通设计基本原理 8 机、道路照明、防护栏、道路反射镜( 转变镜) 、防止冲撞设施( 障碍物表示灯。视 线引导路标，道路桩) 、实体的交通岛等。在交叉口附近设置的交通安全设施，不 仅起到防止交通事故的作用，对通畅地处理交通也发挥着作用。 2 ) 附属设施设计 附属设施包括：各类电线杆、绿化、电话亭、垃圾箱等，该设计即以交通的 通畅性和安全性为目的，进行各类附属设旌的合理布置设计。 交叉口的通行时间设计 该设计主要是非灯控路口的时间设计和灯控时的信号配时优化设计，不同于 上述的两方面有形的设计工作，其设计的效益更多地反映在交叉口交通流的有序 化、交通流通行时间损失的减少、通行能力的提高以及交通安全性提高等。主要 的内容包括：信号相位数相序的设计，信号周期时间的确定，信号绿信比的确定 等。特别值得注意的是“时间设计”应与“空间设计”紧密的配合，空间设计是 时间设计的基础，合理的空间设计可以使得时间设计发挥更大的效益。 2 2 平面交叉口交通特性分析 2 2 1 平面交叉口的形式 就相交道路在交叉口处的平面布置形式来划分，有十字型、t 型、y 型、x 型、 错位交叉、多路交叉和畸形交叉等“。 十字形交叉口，两条道路垂直或近乎垂直相交。这种十字行交叉口形式简 单、交通组织方便、街角建筑容易处理，适用范围广，可用于相同等级或不同等 级道路交叉，是最基本的平面交叉口形式。 x 形交叉口，是两条道路以锐角或钝角斜交。当相交的锐角较小时将形成 狭长的交叉口，对交通不利( 特别是左转车辆) ，锐角街口的建筑也难处理。因此， 应尽量避免这种形式的交叉口。 t 形、y 形、错位交叉不宜用于主干道与主干道相交的交叉口，一般多 见于主要道路和次要道路的交叉口，主要道路应设置在交叉口的顺直方向，以保 证干道上的车辆畅通。主干道上应尽量避免设错位交叉口，容易造成错位道口问 的堵塞。 多路交叉是多条道路交汇的地方，用地大，交通组织困难，应尽量避免， 最多不宜超过五条道路相交。 就平面交叉口的交通组织形式来划分，主要有一般交叉口、渠化( 拓宽) 交 叉口和环形交叉e l - - 类。环形交叉口实际为渠化交叉口的一个特例，但由于其交 通状态的特殊性，且在城市道路中应用也较广泛，故将其单独列为一类。 第二章交叉口交通设计基本原理 9 2 2 2 平面交叉口的交通分析 交叉口对道路交通的影响 交叉口是道路交通的咽喉，在这里，各个道路方向的机动车辆、非机动车辆、 行人均有直行和转向的要求，这样势必会产生交通的相互干扰，引发事故和造成 交通的阻塞。 据统计，约有5 9 的交通事故发生在交叉口地带，居所有交通事故类型的首位。 此外，车辆在通过交叉口时，由于信号控制及其它因素干扰，将产生很大的延误， 延误时间约占整个行程时间的3 1 ，而这3 1 中又约有4 0 是非信号因素引起的。 由此可见，正确地设计交叉口，合理地组织交通，对于减少交叉口对交通的不利 影响，具有重要的现实意义。 交叉口交通迹线交错分析” 交通迹线是指车辆行驶的轨迹线，即交通动线。在交叉口处，由于车辆行驶 方向各不相同，交通迹线必然存在大量交错的情况，交错点便是产生交通事故和 引起交通延误的主要原因。 交错点大致可分为三种类型。分流点( 分岔点) ：同一行驶方向同一方向中的 车辆向不同方向分开的地点：合流点( 汇合点) ：来自不同行驶方面的车辆以较小 的角度向同一方向同一车流汇合的地点；冲突点( 交叉点) ：来自不同行驶方向的 车辆以较大的角度相互交叉，然后向不同方向行驶。在交错点处，车辆都存在碰 撞的可能性，其中以左转车辆与对向直行车辆或直行车辆与相交道路直行车辆所 产生的冲突点对交通影响最大，其次是合流点，再次是分流点 在无交通管制的情况下，三条路相交时的冲突点为3 个；四条路相交时的冲 突点为1 6 个；五条路相交时冲突点数则达5 0 个看表2 1 表2 1 不同形式的交叉口内的交叉、合流、分流点数 交叉口形式交叉合流分流合计 t 型交叉口 33 3 9 十字交叉口1 6883 2 五分岔交叉口 5 01 51 58 0 六分岔交叉口 1 2 42 42 41 7 2 1 ) 在平面交叉口上，冲突点数量的增加与相交道路条数的增加成几何级数关 系。其数量计算公式归纳如下： p ：n 2 ( n - l _ ) ( n 一- 2 ) 式( 2 1 ) o 第二章交叉口交通设计基本原理 1 0 式中：p 为平面交叉口冲突点总数；n 为相交道路条数。因此对五岔以上的交 叉口要首先将其变成四岔以下的交叉口，这是对交叉口根本性的改良设计 2 ) 、产生冲突点最多的是左转弯车辆。经过分析，对于t 型交叉口，限制某 一方向左转，冲突点由3 个降至1 个，禁上左转则无冲突点；对十字交叉口，限 制某两方向左转，冲突点从1 6 个降至8 个，限制左转则降至4 个在交叉口交通 设计中，正确处理和组织好左转交通，减少冲突点，能大大提高交叉口的通行能 力和安全性。 3 ) 、设置信号控制是减少交叉口冲突点的有效办法。但同时，信号灯管制是 顺序开放各条道路的交通，从而增加了车辆行驶的延误时间，降低了交叉口的通 行能力 所以，在交叉口交通设计中，必须减少交叉口的相交道路数，力求减少或消 除冲突点，保障交通安全，其措施主要有渠化交通、设置信号灯控、建立体交叉； 同时又要努力提高交叉口的通行能力，以保证交通畅通。 2 3 交叉口的控制方式及选择 2 3 1 道路交叉口分类 交叉口按控制方式分类：全无控制交叉口、优先控制交叉口、环行控制、渠 化和信号灯控制 、全无控制交叉口 全无控制交叉口是指具有相同或基本相同的重要地位，从而具有同等通行权 的两条相交道路，因其流量较小，在交叉口上不采取任何管理手段的交叉口 一是确保良好的通视范围；二是无控制交叉口的适应交通量。无控制交叉口 的冲突交通量随着交叉口流量的增大而增加，当总流量对两相交道路的分配不同 时，冲突数就明显不同。两相交道路流量差越大，冲突数就越小；当两条道路流 量相同时，冲突数达到最大。交叉口总流量增加到一定程度，将造成交叉口内的 车辆行驶混乱，事故频繁。鉴于安全性考虑，此时应把无控制交叉口改为有控制 交叉口，如设置信号灯确定无控制交叉口设置信号灯的流量称为临界流量，我 国的理论研究与实际观测都表明： 1 ) 当次路流量大于1 5 0 辆h 时，则临界流量为q c = 4 0 0 - - - 5 0 0 辆h ； 2 ) 当次路流量小于等于1 5 0 辆h 时，则i 临界流量为0 c = 7 0 0 辆h ； 因此，无控制交叉口适应的交通总量一般不超过8 0 0 辆h 。 、优先控制交叉口 无控制交叉口的延误是比较小的，但鉴于安全性考虑，使得无控制交叉口在 第二章交叉口交通设计基本原理 低流量时就要加以管制。由于从无控制变为信号灯控制，交叉口延误将明显增加， 因此必须考虑一种过渡的控制形式。它既能解决安全性问题，且延误又不至于增 加许多，优先控制就能满足这种要求。优先控制可分为停车让行标志控制和减速 让行标志控制。 1 ) 、停车让行标志控制 相交的两条道路中，常将交通量大的道路称主路或干路，小的称次路或支路 ( 包括胡同和里弄) 。规定主路车辆通过交叉口有优先通行权，次路车辆必须让主 路车辆先行，这种控制方式称为优先控制。停车标志控制按相交道路条件的不同 分有单向停车控制和多向停车控制： a 单向停车控制 单向停车控制简称单向停车或两路停车，指的是进入交叉口的次路车辆必须 在停止线以外停车观望，确认安全后，才准许通行。这种控制在次路进口处划有 明显的停车让行标线，并在次路进口右侧设停车让行交通标志，同时次路进口处 的路面上写有非常醒目的“停”字停车让行标志的设置条件： 8 ) 没有交通信号灯控制的路口，应在支路上设置； b ) 交叉路口第四小时机动车交通量为4 0 0 - 6 0 0 辆，其中支路小于1 5 0 辆时， 应在支路上设置： c ) 视距不足，容易发生交通事故的路口，可在支路上设置，如果是支路与支 路相交，则可在该交叉口所有进口处设置； d ) 无人看守的的铁路道口 b 多向停车控制 多向停车又称多路停车。各路车辆进入交叉口均需先停车后再通过，其中四 路停车较多。其标志设在交叉口所有入口右侧。 2 ) 、减速让行标志控制 交叉口减速让行控制又称让路控制，是指进入交叉口的次路车辆，不一定需 要停车等候，但必须放慢车速了望观察，让主路车辆优先通行，寻找可穿越或汇 入主路车流的安全“空隙”机会通过交叉口让路控制与停车控制差别在于后者 对停车有强制性。 、 让路控制一般用在与交通量不太大的主次路相交的次路路口，其标志和标示 的设置位置与单向停车控制相同。环形交叉口的进口处，实质上就是采用让路控 制。 、环形交叉口 1 ) 环形交叉口又称转盘，它的交通组织是：在交叉口中央设置一个直径较大 的中心岛，让进入交叉口的车辆一律逆时针单向行驶，至所要至的路口离去。利 第二章交叉口交通设计基本原理 用环岛组织渠化交通，可以使所有直行和左、右转车辆不必停车而连续不断的通 过。但其占地面积较大，在旧城中心等地区用地很紧时，难于实现，而且，环形 交叉口的通行能力一般在同样大小用地的情况下不及信号控制交叉口因此，现 在的城市交通管理中，采用环形交叉口要慎重。 2 ) 环形交叉的适用情况，在下列情况下，采用环形交叉，有显著的功效： a 交叉口的交通量约为折算小汽车5 0 0 - 2 0 0 0 辆h ，其中左转弯车辆比例较大； b 相交道路为5 咱条时； c 相邻道口很近，如采用信号灯控，交叉口停候的车辆影响相邻道口的车辆 行驶时； d 接近交叉口的道路宽度沿街道横向增添车道有困难，而在交叉口转角处容 易拓宽时。 3 ) 环形交叉口设计的主要任务是：确定中心岛形状及尺寸，确定环道宽度及 交织段长度。 乱中心岛的形状及尺寸 中心岛的形状，主要取决于相交道路的角度和等级，一般常用圆形对于道 路相交角度不同，也可采用椭圆、方形圆角、菱形等。 环形中心岛的半径r 按下表采用。 表2 2 环岛车速与中心岛直径 i 环岛车速v ( k m h ) 2 02 53 03 54 04 5 i中心岛直径( m ) 2 6 - 3 44 2 - 5 56 1 8 08 5 - 1 1 01 1 2 - 1 4 5 1 4 2 - 1 8 5 b 交织段的长度 进环和出环的车辆，在环道上行驶相互交织时，交换一次车道位置所行驶的 路程，称为交织长度。交织长度的长短主要取决于在交织段的设计交通量和车辆 在环道上的行驶速度。在一般的中等交通量情况下，最小交织段的长度要求，如 表2 3 所示。 表2 3 最小交织段长度 i 环道设计车速( k i n h ) 2 02 53 03 54 04 5 i 最小交织段长度( m ) 2 53 0 3 54 0 4 5 5 0 c 环道的车道数和宽度 实践证明，当环道上车行道从二条增加到三条( 包括右转弯车道) 时，通行 第二章交叉口交通设计基本原理 能力提高得最为显著；当车道数增加到四条以上时，则通行能力增加较少。车道 的宽度则应较直行车道宽。因此，环形交叉口的车道数以3 - 4 条为宜，且环道上 每条车道的宽度应稍大于直线段，一般采取3 5 m - 3 7 5 m 。 渠化交叉口 渠化设计指在道路上划线，或用绿带和交通岛来分隔车道，使各种不同行驶 方向和不同速度的车辆，能像渠道内的水那样，顺着规定的方向，互不干扰的行 驶。平面交叉口的渠化方法和作用如下： 1 ) 减少指引汽车行驶方向，减小交通流在交叉口的冲突范围，减少车辆和行 人过街时发生碰撞的危险性； 图2 1 ( a ) 渠化前( b ) 渠化后 2 ) 增大交叉角度，使对向车流以较大角度尽可能成直角交叉，减少车辆行驶 冲突的面积。缩短交叉时间，为司机提供判断车辆相对位置和速度的最佳条件 第二章交叉口交通设计基本原理 图2 2 ( a ) 渠化前 3 ) 减小汇入角，使交通流以1 0 。1 5 。 流，使汇合车辆可利用最小车头间距。 1 4 ( b ) 渠化后 的合流角度，以最小的速度差进行合 图2 3 ( a ) 渠化前 l d j 米札，口 4 ) 缩窄进口宽度，缩小进口宽度或使进口道路弯曲，使驶入交叉口车辆有明 确方向并降低速度，尽可能使干道车辆少受影响。 图2 4 ( a ) 渠化前( b ) 渠化后 5 ) 分隔车流，使车辆在交叉口的固定区域内交叉通行，减少冲突碰撞 图2 5 ( a ) 渠化前 日 、 ： 、 ： ：l _ r 1 1舟i ( b ) 渠化后 第二章交叉口交通设计基本原理 6 ) 禁止左转，通过设置交通岛，限制车辆驶入禁区，防止车辆转错车道。 。气 r 图2 6 ( a ) 渠化前( b ) 渠化后 7 ) 设行人过街安全岛，利用行车不用的地带布设交通岛缩短行人过街时暴露 在车流中的时间和距离，起到保护行人安全的作用 图2 7c a ) 渠化前( b ) 渠化后 8 ) 设置转弯车道，布置渠化岛调整交通流，划分左转、右转专用车道，使车 第二章交叉口交通设计基本原理 辆各行其道，减少相互干扰 图2 8 ( a ) 渠化前( b ) 渠化后 1 6 信号控制交叉口，当道路交通流量达到设置信号灯的临界流量时，路口就 应加以信号灯控制。这在第四章将作详细介绍，这儿不再论述。 2 3 2 交叉口控制方式的选择 平面交叉口的设置必须满足道路功能、适应交通流量及交通安全三方面的要 求，因此，平面交叉口控制方式必须从这三个方面考虑1 卜圃 、按照道路类型选择 道路一般分为快速路、主干路、次干路、支路，根据道路相交情况，按下表 选择其控制方式。 表2 4 大、中城市道路交叉口控制方式 l 快速干道主干道次干道支路 l 快速千道立交或立交或 立交 信号控制信号控制 第二章交叉口交通设计基本原理 主干道立交或信号控制 信号控制 信号控制或环交或优先控制 次干道信号控制信号控制或 或环交优先控制 优先控制或 支路 不设管制 表2 5小城市道路交叉口控制方式 城市人口相交道路干路支路 信号控制或 干路信号控制或环交 5 万不设管锚 支路不设管制 千路信号控制或环交不设管制 5 万 支路不设管制 、按照交通量和交通事故数选择 根据交叉口各相交道路车流量、发生交通事故次数、行人稠密程度以及今后的 发展趋势等资料，按下表选择： 表2 6 按车流量和交通事故次数选择交通管制方式 控制方式 项目 不设 单向全向信号 让路 管制停车停车控制 主要 辆h3 鲫 道路 次要 辆i i2 0 02 交通 道路 流量 辆hl l o o _ 3 3 5 8 0 0 合计 1 0 0 0 - 3 0 0 0 - - 5 0 0 0 - 辆d 岛 = 5 - - 5 行人，问 其他因素隙、信号灯 联动等 第二章交叉口交通设计基本原理 2 4 交叉口交通设计流程 交叉口的交通设计流程如下图： 1 8 交叉口几何条件交通流量交通管理情况交通事故附属设施 iili | r i 垄；俩7 查 资料整理和现状分析 j 存在问题及对策 j 确定交叉口设计范围、控制方式 i jj 通行空间设计通行时间设计 上 l 土土 l 立 面体 信号控制方式选择 空 空 间 问 设设 r 计计 信号配时优化设计 丁1 j 形成方案及评价、改进 1 最终方案并实施 图2 - 9交叉口交通设计流程图 第二章交叉口交通设计基本原理 、交叉口基础资料调查 1 ) 交叉口的几何状况： 2 ) 交叉口的交通流量情况； 3 ) 交叉口的交通管理及交通组织情况； 4 ) 交通事故情况 5 ) 交通管理设施及附属设施等情况 、交叉口现状分析，存在哪些问题 、找出基本对策：确定交叉口的控制方式、设计范围 、针对实际问题，进行详细方案设计：空间设计、时间设计； 、方案评估、优化与实施 2 5 交叉口交通设计基础资料调查 1 9 2 5 1 交叉口的几何条件调查 道路几何条件调查，即是了解道路的等级、断面形式、设计车速、红线宽度、 车道数、车道宽，非机动车道宽、人行道宽、分隔带宽等基本内容等基本内容。 各相交道路等级，确定交叉口的控制方式和几何设计原则； 各道路设计车速和行驶车速，用于确定车道展宽渐变段长度及转弯半径， 交通岛的大小和形状： 各道路的红线宽度、断面形式、车道宽、分隔带宽等，这是交叉口进行空 间设计的基础资料。 以上基础数据均可以从城建、规划部门得到 车道数、车道功能划分，调查道路现在的车道数，有无左、右转弯专用车 道。 2 5 2 交叉口的交通流量调查 1 、人流量，用来确定人行横道线的宽度和设置信号灯的依据，通过实际观 察测量得到； 2 、非机动车流量。确定交叉口的非机动车流的组织和停车空间。由于内江 属于重丘地区，所以自行车等非机动车非常少。 3 、机动车流量，分流向、车种调查交叉口范围内的小时交通量，以1 5 r a i n 为计测单位观测各进口道各流向高峰和平峰时期的交通量，高峰小时交通量为高 峰1 5 m i n 交通量乘以4 得到。通过机动车流量调查为车道功能划分和信号配时提 第二章交叉口交通设计基本原理 供基本依据。 、将流量折算为小汽车当量，车辆换算系数见下表 表2 9车辆换算系数表 公共汽车和自行 车型轻型车中型车重型车摩托车 大型客车 奎 换算系数 1 0 1 52 32 oo 4o 2 、根据调查的实际流量和道路的饱和流量，计算道路的流量比( 道路实际 交通流量与道路饱和流量的比值，即车道实际流量与该车道饱和流量的比值) 信 号灯控路口，饱和流量一般通过观测确定，实测得到饱和状态下的车头时距t ，由 s = 3 6 0 0 t 计算最佳饱和流量。 ： 观测方法是：从绿灯启亮开始计时，记录下排队头车启动的时刻，前轮通过 停车线的时刻，然后记录下后续每辆车前轮通过停车线的时刻。寻找通过车队连 续车头时距变化不大的一组车头时距，取平均值即为要观测的饱和车头时距。为 了获取标准车种的饱和车头时距，还应选择小车为主的车队进行观测。 对初次设置信号灯的路口，其饱和流量根据特定公式计算，第四章将会详细 说明。 、内江由于地形所限制，非机动车流量非常小，在交通组织时与行人一起 考虑。 2 5 3 交通事故调查 调查交叉口交通事故发生情况，主要是了解交叉口的交通安全性。要调查交 叉口发生事故的数量、伤亡人数和经济损失，分析事故发生的时间、地点、事故 类型以及发生事故的主要原因等，要明确事故发生的时间分布和空间分布，明确 事故发生的主要原因，为交叉口进行适当的安全设计提供依据。 事故情况可以从交警支队事故科的交通事故信息系统中统计得到。 2 5 4 附属设施调查 重点了解包括灯杆、电杆、垃圾箱、邮政信箱、电话亭的布局及其合理性。 交叉口范围内的邮政信箱、电话亭、垃圾箱的设置比较普遍。 1 、电杆和路灯杆，现在大部分城市实现了无电杆化，因此主要考虑路灯杆。 路灯杆主要调查离路口的远近，分布，有无广告设置。 2 、垃圾箱、邮政信箱、电话亭，主要调查其位置布局，是否影响行车视距、 第二章交叉口交通设计基本原理 遮挡行人步行空间。 2 5 5 交叉口交通管理情况调查 调查内容如下： 交叉口的交通通行规则情况 直接影响交叉口交通流的通行规则有以下几条： 1 ) 禁行规则( 禁止左转、停车让行等) ； 2 ) 按不同行进方向设置专用车道( 左转专用车道、右转专用车道、直行车道 等) ； 3 ) 单向通行 这些不仅直接关系到交叉口的渠化，还会影响到临近上、下游交叉i z l 的交通 控制，所以调查对象除该交叉口外，要把现场调查的范围扩大到临近相关的重要 交叉口。 标志设置状况 交叉口范围内交通标志的设计是影响交叉口交通流通行的重要因素。因此， 应对其实际情况加以调查。要了解交叉口范围内标志设置的数量、种类、设置位 置，设置合理与否等基本情况。 交叉口的控制状况 交叉口采用什么样的控制方式，在目前的交通控制方式下，存在哪些问题。 第三章交叉口交通通行空间设计 第三章交叉口的交通通行空间设计 2 2 众所周知，道路平面交叉口是决定城市道路系统通行能力、行程时间、行车 延误和运