基于路网运行效率的城市道路横断面设计因素研究

1、基于路网运行效率的城市道路横断面设计因素研究第20卷第l期山东交通学院2021年3月JOURNALOFSHANDONGJIAOTONGUNIVERSITYVO1.2ONolMar20l2DOI:10.3969/j.issn.1672-0032.2021.01.007基于路网运行效率的城市道路横断面设计因素研究宋鹏(青岛市城投集团路桥开展建设,山东青岛266071)摘要:在分析国外先进城市道路设计方法的根底上,探究了目前我国道路横断面规划设计中存在的问题.针对我国城市特点和交通开展模式,提出了城市道路横断面的设计原那么和指导思想,分析了典型道路横断面设计需要考虑的因素,在此根底上提出了道路横断面

2、设计的建议.关键词:城市道路;横断面;路网运行效率;设计方法中图分类号:U412.37文献标志码:A文章编号:1672-0032(2021)01_0026_05一般而言,城市道路横断面规划设计必须综合考虑交通需要,建筑艺术,日照通风,减灾防灾,管线布置等方面要求.在我国,大多数城市正面临道路用地资源和机动车快速增长的双重挑战,迫切需要在道路横断面规划设计中理清功能,分期实施,机非分流,保护城市特色等方面作出统筹考虑,保障城市交通与城市特色的可持续开展.目前,城市道路交通流构成,建设标准,路网结构以及居民出行方式发生了很大改变,原有的道路横断面设计标准已不适应新形势的开展要求,因此,极有必要对城

3、市道路横断面规划设计进行研究.1道路横断面对于路网运行效率的影响城市道路横断面设计合理与否将会对道路通行能力和路网的运行效率产生很大的影响.具体表达在以下3个层面:首先,不同的交通开展模式,交通比例将产生不同的横断面需求,根据交通开展模式及其趋势,选择合理的道路横断面设计十分必要.其次,从路网局部来看,交叉口处合理的横断面设计将提高其通行能力.最后,合理的横断面设计也是交通开展中适应以人为本,与环境协调的根底.本文从提高路网运行效率的角度探讨城市道路横断面规划设计问题.2国外典型城市道路设计方法2.1美国美国居民出行以小汽车为主,城市用地呈低密度蔓延形态,其道路横断面设计方法可堪称为资源丰厚型

4、工业化国家的典范.1)机动车车道宽度美国机动车道分为路边停车道,外侧行车道,内侧车道及交又口进口道4大类.美国研究成果说明:当车道宽度从2.71TI增加到3.35m时,司机使用增加的宽度来增加车辆间的净空;当车道宽度从3.35m增加到理想宽度3.65ITI时,司机使用增加的宽度来增加车辆与路面边缘的距离;当车辆与路边障碍物距离<1.8ITI时,车道通行能力将受到影响.较宽车道不仅无助于车道通行能力及投资效益比的提高,而收稿日期:20211108作者简介:宋鹏(1979一),男,山东淄博人,青岛市城投集团路桥开展建设工程师笙塑!苎堕垩鏊皇壁堕堕堡里鲞窒三!且增大道路投资及行人过街时

5、间¨-2.美国自行车保有量很低,城市道路横断面一般不设两侧分隔带.2)人行道宽度美国人行道的建议宽度是依据2个人并排行走得出的.在旧的商业区,整个路侧带应作为人行道;在新建商业区,尤其是禁止路边停车的区域,居民从停车场直接到达目的地,人行道宽度没有必要>1.21.8m;在其它区域,人行道宽度至少需1.21.5m;在人流量较大区域,如校园,停车场,车站附近,人行道宽度应为1.8m.此外,美国建议人行道与路缘石问的距离宜为1.53m,以方便设置交通设施,减少儿童玩耍跑人车行道及行人跌倒至车行道的可能性.由于城市交通开展面临许多未知因素,所以,美国许多研究机构认为城市干路的标

6、准宽度均应为30m.另外,AASHTO研究说明,18m宽的道路可设置为单向4车道.对于居住区支路,美国建议路宽度为15m,对于商业区与工业区支路,建议宽度为20m.2.2日本日本可堪称为资源短缺型工业化国家的道路设计典范.日本机动车车道的突出特点是车道窄,干路车道有3.5,3.25,3m3种规格.为考虑侧向净空,日本规定中央分隔带的路缘带宽度为0.25m,干路外侧车道的路缘带(路肩)宽度为0.5m.双向6车道未设路边停车带的道路路面单向标准宽度为11.25m,双向4车道未设路边停车带的道路路面单向标准宽度为7.251TI.日本主干路交叉口机动车进口道车道宽度一般为3.0m,干线道路和次干路的交

7、叉口进口道车道宽度一般为2.75IYI.日本推荐双向1>4条机动车车道的道路需设中央分隔带,这样在交叉口处可变中央分隔带为行人过街平安岛,以方便老人,儿童等平安过街.规定分隔带宽度需>0.5m,双向4车道道路的中央分隔带宽度一般为1.5m,双向6车道道路的中央分隔带宽度一般为4.5m.日本城市道路的人行道(自行车人行道)宽度一般为1.53.5m,该宽度小于我国标准的推荐标准.3我国道路横断面规划设计的主要问题1)无视道路功能因素道路横断面规划设计无视对道路功能的考虑,道路平安性较差.为适应城市自行车保有量很高的实际情况,解决机非干扰问题,三块板断面已成为普遍使用的道

8、路横断面形式.从外表上看,机动车,非机动车,行人各行其道,提高了交通平安性,但实际上机,非,行人在同一条道路上的同时优先意味着大家都不优先,尤以穿越中心区,核心商业区的干路为甚J.为适应机动车迅猛增长需要,带动旧城改造与新区开发,我国大城市双向68条机动车车道的主干路愈建愈多.由于道路双向车流到达不均匀以及车行道较宽,许多行人,自行车横在机动车道上等待过街,这不仅影响干路多个车道的通行能力,而且造成极大的交通隐患.2)道路横断面宽度分配难以适应远近期过渡我国不少城市在道路规划建设时,往往仅研究路幅宽度,并未深入研究快慢车道的合理分配以及断面形式的远近期结合.如快慢车道总宽为1720m的现状干路

9、,假设机动车道分配为双向4车道,那么非机动车道密度不能满足交通需求;假设机动车道分配为双向2车道,又存在非机动车道较宽的断面浪费.又如快慢车道总宽为12m或快车道为10m的现状干路,改造为机动车双向4车道时,车道偏窄,人行道或分隔带上行道树面临着被砍掉的危险,使城市道路建设陷入保护城市特色与解决交通问题的两难抉择.再如12m宽的贯穿性支路,不能组织机动车双向行驶,难以布设公交线路,很难提高公交线网覆盖度,使优化交通方式结构成为空谈.3)设计车道偏宽机动车车道偏宽,道路建设存在着资源与资金浪费.我国相关标准规定的城市道路机动车车道宽度标准超过了美国,日本,甚至超过了美国,日本高速公路车道宽度标准

10、.目前城市道路交通流状况与相关!查銮兰堕兰塑!堕童标准制订时相比已发生很大变化,原有标准已不能适应城市道路交通新情况的开展要求.首先,在城市内部除快速路外,车辆受交叉口信号灯及道路两侧建筑物开口的频繁影响,路段行车速度很难到达设计时速,往往交叉口延误比路段行车时间还长.其次,在我国城市道路机动车交通流车型构成中,60%70%为小型车,大货车所占比例很低,仅有的大客车也主要是公交车,单位通勤车及长途客车.大车与小车车身宽度相差近70cm,两者性能,运行车速相差甚大.再次,我国标准提出机动车道路面宽度包括车行道宽度及两侧路缘带宽度,要求干路最外侧车道实际有效宽度需为44.25ml4.我国城市公交站

11、台通常设在人行道或两侧分隔带上,公交车的频繁停靠大大影响了外侧车道的车辆行车速度,显然干路外侧车道没有必要这么宽,应该在保障侧向净空,横向净空的前提下尽可能节约道路资源.4)干路机动车车道数标准不合理道路拓宽改造造成城市特色的严重破坏,在寸土寸金的城市内部,受经济条件制约及认识限制,很难预测未来交通需求,干路机动车车道数设置标准偏低,城市干路每隔几年就需要拓宽改造.由于道路近期建设及断面设计未预留较宽的人行道或分隔带以利于将来道路拓展,因此,随着干路的每一次拓宽改造,我国的城市特色,城市风貌都遭受建设性破坏.随着时代开展,一些中小城市将要晋升为大城市,但这些城市的道路规划建设仍旧沿用小城市标准

12、,机动车车道数标准严重偏低.随着这些城市的规模扩大及机动化水平提高,交通需求与道路供给间的矛盾将异常锋利,将来道路改造难度很大,不仅需要撤除干路两侧的既有建筑,还将破坏城市景观,对城市开展造成灾难性破坏.4道路横断面设计的原那么和指导思想1)满足规划红线要求,在道路红线范围内合理布置横断面.提供能与道路等级相适应的通行能力.一般而言,快速路单车道通行能力为1650pcu/h,主干道单车道通行能力1000pcu/h,次干道单车道通行能力为600pcu/h.2)表达交通分流思想,实现现代化交通.现代化交通是实现传统交通观念的转变:从只有增加机动车道宽度才能适应交通开展需要转变为合理布设道路网络,辟

13、通主次干道两侧次干道,支路,分流交通流,使城市交通既畅通又可达的观念;从机动车道优先转变为机动车道为主,兼顾非机动车道,步行道的观念;从交通优先转变为交通环境并重的观念.3)具有一定的适应系统环境变化的弹性能力.随着经济的快速增长,土地开发的模式,性质和强度变动较大,由于某些无法预测的因素影响,道路实际交通量可能与预测交通量有较大的偏差,使得原来的横断面布置形式不再适用.因此作为一种相对刚性的系统,横断面的布置应尽可能为这种变化留有余地,减少适度调整时的工程量,防止投资的浪费和对道路交通的干扰.4)不同类别交通在不同类别道路上应有适宜的优先级差.不同类别交通在不同类别道路上的优先级差异从快速路

14、到支路,行人,自行车优先级应越来越高,机动车优先级需愈来愈低.为实现各类道路预期设计功能,表达不同类别交通流的优先级差异,道路非机动车道,人行道宽度设计需打破传统,规划设计宽度宜随着道路等级的提高而适度变窄.5)注重景观和平安性.在道路横断面规划设计中,必须考虑步行友好,注重街道景观设计,注重连续平安步行系统建设,主次干路必须设置分隔带和行人,自行车过街平安岛,以适应我国老龄化时代的到来,提高道路平安性,表达道路为广阔居民效劳的最根本功能.5道路横断面设计影响因素依据设计原那么,横断面布置时应分别从机动车流,非机动车流,行人流,附属设施以及它们之间的关系来系统考虑.笙塑查!苎堕垩堡鏊主塑垫空望

15、堕壁堑亘里耋壅1)机动车流使用者:由道路的性质及功能分为客车专用,机动车专用,机非合用,客车非机动车合用.车道数及车道宽度:根据标准并考虑实际交通控制情况确定,特别考虑中心区对大型货运车辆的限制和行驶车速的限制.2)非机动车流在城市道路交通中,交叉口机非干扰十分严重,不仅冲突点增多,而且冲突性质复杂,致使路口内秩序混乱,车速降低,损失时间上升而通行能力下降.非机动车对机动车的干扰影响主要来自5个方面:侧向直行自行车不能正常通过路口而导致对本向机动车的阻滞;绿灯初期自行车的侧向膨胀和绿灯中期停候在路口内左转自行车的侧向挤压,再次对机动车通行造成阻滞;本向自行车抢行,左转自行车对本向直行机动车造成

16、阻滞;绿灯初期及绿灯中期直行自行车对本向不受信号控制的右转车辆造成阻滞;本向直行自行车在交叉口内对于对向左转机动车造成阻滞.根据相关调查结果,非机动车对主干道不同功能的进口道通行能力平均影响程度为14%一20%,非机动车对直右车道的干扰最大,达20%左右.有无非机动车干扰的交叉口通行能力比拟如表1所示.表1有无非机动车干扰车道饱和流率比拟根据调查,大局部次干道和支路是机非混行的,次干道和支路的直行车道通行能力在1350pcu/h左右,直右,直左或左直右混行车道的通行能力在1200pcu/h左右.合理的机非分隔与交通组织无疑将大大提高道路通行能力,而机非交通流的有效分隔与组织,对道路横断面设计提

17、出了新的要求,如机动车专用道,非机动车专用道,非机动车二次过街等一系列问题.非机动车车道形式分为独立,与人行道共用2种.独立自行车道可以是利用支路建立的自行车专用道路;行驶空间独立的非机动道,与机动车道用物理分隔的方式或划线的方式.通常情况下,干道上如果允许设置非机动车道,必须采用物理分隔方式,以保障交通平安.非机动车与人行道共用适用于非机动车较少或需要限制非机动车的干道.综合考虑流量及道路红线宽度,非机动车道宽度规划为2.55m.主干道和交通性次干道禁止非机动车穿越,交叉口采用与行人过街同样的规那么,左转二次过街.生活性次干道在路段限定地点允许非机动车穿越,交叉口可根据非机动车流量采用左转二

18、次过街或左转专用信号相位过街.3)行人交通人行道宽度:行人流量较大的道路设计为45m,较小的路段设计为2.54m.人行过街:快速路采用天桥或地道过街;主干道和交通性次干道根据车流量和待行区面积确定设施形式.当行人过街交通及其相交的汽车交通较大时,考虑规划行人过街天桥或地道.商业区道路交叉口或道路两侧存在大量人流来往的大型建筑物,可结合实际条件和需要设置人行天桥或过街地道.其余均采用人行横道线过街.4)分隔设施中央分隔带.快速路采用绿带分隔,高架或宽度受限时采用隔离墩;主干道采用绿带分隔,宽度受限时采用护栏;次干道采用双黄线,有特殊景观要求时采用较宽的绿带分隔.非机动车与行人分隔.主干道两侧非机

19、动车与行人共板时,非机动车和行人通过标志和其它手段来引导其各行其道,不严格分隔,要求自行车推行;次干道如宽度足够时,可通过绿带作线状分隔,宽度受3O山东交通学院2021年3月第20卷限时可通过行道树,休憩座椅作点状分隔.5)公共交通与其它车辆不同,公交车辆在道路上行驶的主要特点是有规律的停站及上下客,公交停靠站对交通的影响主要表达在降低道路通行能力以及增加延误.由于交叉口进口道是交通矛盾最为集中的地方,这里对进口道港湾式停靠站进行研究,讨论其对通行能力和延误的影响.美国HCM中指出:对于港湾式停靠站,停靠的每辆公共汽车对其它车辆造成的时间损失TL约为34S,且主要影响的是相邻车道的通行能力.这

20、是一个很理想化的结论.与停靠站相邻车道的通行能力折减最大,离停靠站越远,这种折减就越小.针对某城市主干路实际路况和流量,改变停靠站到交叉口的距离d,利用VISSIM微观仿真,得到距离与延误的关系:当d=25m时,直右车道和直行车道平均每车延误约为250S.随着d的增加,2车道的延误时间相应减少,d=60m时,2车道平均每车的延误约为150S;d>100m时,延误时间和无停靠站相差不多,约为50s左右,说明在停靠站距交叉口停车线>100m后,设置港湾式停靠站对交叉口的延误影响较小.利用VISSIM仿真系统,改变公交车的发车频率,车辆到达按照泊松分布,设此时停靠站停靠公

21、交车辆的极限为140辆/h;假设公交车发车频率为3rain/辆,那么此类公交停靠站最多设置7条公交线路,以46条为最正确.公交运行与停站对道路通行能力产生很大影响,尤其是公交车站,而车站的改善与道路横断面的设置紧密相关,基于不合理的横断面设计的公交车站设计与改善方案往往又会导致客流与非机动车相互干扰的问题.基于上述研究,在进行横断面设计时,着重考虑以下问题:公交线路功能与道路等级相结合,根据服务需求与线路功能分层次进行线网优化调整,形成公共交通效劳水平与道路运行效率的良性互动.机动车专用的主干道应优先考虑设置公交专用道,布设站距较大的公交主干线路,一般要求设港湾车站或公交停车带.可以是全天或顶

22、峰时段公交专用.主干道机动车专用要求设港湾车站,交通性次干道尽量设港湾车站.其它道路一般采用路边停靠形式,但需划线规定站位.预留开展快速公交系统的道路断面.6)路边停车与出租车快速路,主干道和交通性次干道一般禁止路内停车;生活性和景观性次干道可根据交通量和道路宽度确定是否设置路边停车带;支路一般允许短时路内停车.主干道和交通性次干道一般禁止出租车停靠,结合公交港湾站设候客站.7)道路照明照明灯具可设置在中央分隔带,人行道上,设置时根据实际情况而定.布置在机非分隔带时,必须考虑为将来断面改造留有余地.8)绿化景观道路绿化能够减轻车辆尾气,交通嘈声对环境的污染,丰富街道景观.规划时尽可能提高道路绿

23、地率,景观性次干道应设置足够的绿化宽度.6结语主要研究了城市道路横断面对于道路运行的影响,结合国外设计方法,探讨了基于路网运行效率的路基横断面设计影响因素.从宏观和微观的角度分析了影响路网运行效率的主要因素,得出道路横断面在其中所起到的作用,并比拟了其优缺点和适用的交通模式,进而根据城市道路设计存在的问题和面临的交通开展特点提出了道路横断面设计的一些想法和建议.研究内容对于城市规划和道路建设具有一定的指导意义.(下转第55页)第1期王荣华:中法桥梁桩长计算的比照分析55ComparativeAnalysisontheComputationofChinese-FrenchBridgePileLe

24、ngthWANGRonghua(JiangsuProvincialCommunicationsPlanningandDesignInstituteCo.,Ltd.,Nanjing210005,China)Abstract:BasedonthedesignpracticeofAlgerianEast-Westexpressway,thispaperintroducesthecalculatingmethodofbridgepilelengthofFrenchstandards,comparesandanalyzesthecalculatingmethodofbridgepilelengthofC

25、hinesestandards,andgivesacalculatingexample.Also,.itdiscussesthedomesticstandardbridgepilecalculationandthemainfactors,presentssomeexistingproblemsandputsforwardsomecorrespondingsuggestions.Keywords:Frenchstandard;bridge;pilelength;calculationmethod;comparativeanalysis(责任编辑:郎伟锋)(上接第30页)参考文献:1美国交通研究委员会.道路通行能力手册K.任福田,译.北京:中国建筑工业出版社,1991.2李朝