道路平麵交叉是道路交通網絡中的關鍵節點,反映在以下幾個方麵。


    在交通方麵,大多延誤都發生在交叉口或源於交叉口,大多數交通事故也發生在交叉口。正因為這些原因,交通工程師總希望交叉口越少越好。在進行交叉**通設計時,尤其是比較繁忙的道路上,交通工程師設計的主要目標是滿足高峰時段交通的需求。然而,在城市空間的層麵,交叉口則充滿了生機。顯然交叉口的可達性較高,它可由多個方向到達並能向多個方向分流。因此交叉口周圍是大型建築選址的上佳位置。交叉口也是一個地區自然的路標。不管是用機動車還是步行和非機動車,它們都通過交叉口來尋找其目的地。在交叉口設置地標性的建築或其他有特點的設施,如大眾藝術品,就非常合適。這就要求在對交叉口進行交通設計時,要使其在交通方麵的功能和公共空間的功能達到一個良好的平衡。


    交叉口經常是多方式交通混合的地方,為非機動車交通——尤其是行人——提供方便是交叉**通設計的重要內容之一。如果過多地強調其通行能力和交通安全,尤其是機動車的通行能力而看輕其城市空間的功能,則設計出的城市很難有吸引力。


    方便安全的過街設施是交通設計的另一個重要方麵。過街天橋、地下通道對行人和自行車來說很不方便,尤其是地下通道容易使人缺乏安全感。過街天橋的引橋占地影響人的視覺,會對環境造成負麵影響。比如,在道路的通行功能比較重要時,如果不得不提供過街天橋或地下通道,其位置應選取在行人的期望線上,盡量短(可設置電梯或自動扶梯),有充分的寬度(見圖4-27)。


    圖4-27地下通道


    1.交叉口間距


    交叉口間距在很大程度上受最小停車距離的影響。最小間距應大於以正常車速的85%速度行駛的車輛的製動距離。是否設置交叉口不僅要考慮最小停車距離,還要通盤考慮其他因素,包括道路的等級、通行通達的需要、土地開發區塊大小的影響、與上下遊交叉口的關係及對道路安全和延誤的影響等。


    2.視距三角形


    視距三角形(xy距離)是用來保障主路和次路相交交叉口的安全視野。如圖4-28所示,x邊距離是從次路停車線(或次路中線和主路路緣延長線相交點)向後測算的距離。y邊距離是從次路中線延伸與主路相交點車流反方向測算的距離。y距離是將要上主路的次路車輛能看到主路上的距離,也就是主路上的停車距離。在英國,在建成區建議采用的x值是2.4m,基本上是車前保險杠和駕駛人之間的距離。當采用大的距離,如4.5m時,次路上可能會有兩輛車同時利用主路同一車頭間距進入主路。過大的x值容易造成次路的車輛搶道進入主路。y值見上節。在該三角區域中,主、次路的車輛應能無遮擋地相互看到對方。


    圖4-28視距三角形


    3.交叉口形式


    交叉口形式類型(見圖4-29)可分為以下4種:


    ●優先權交叉口;


    ●環形交叉口;


    ●信號控製交叉口;


    ●立體交叉口。


    廣義地講,道路的不連續點也可以定義為交叉口。這些包括:


    ●行人過街處;


    ●道路變窄,拓寬點;


    ●道路合並和分出段;


    ●鐵路平麵交叉口。


    在英國及歐洲,交叉口的形式很多,隨曆史、地勢的影響而設,其形式靈活多變。這些沒有被機動化所放棄,更沒有用千篇一律的規整的十字交叉口來代替,有效地保護了城市曆史、形態和文化風貌。


    圖4-29平麵交叉口的形式


    不同的交叉口形式可以通過組合設計出更適合當地情況的交叉口。例如,信號控製和環形交叉口相結合。這尤其在交通量比較大的時候可能產生更好的效果。網絡的交通組織策略也會對交叉口的形式選擇產生影響。圖4-30表示不同的交通量範圍可能采用的交叉口形式。圖中,交通量是日平均值。需要注意的是,這個劃分範圍沒有考慮交叉口轉向交通量的不同,尤其是左轉交通量的大小,也沒有考慮各交叉口形式中具體設計的差別。在具體設計時,需要按具體的需求和道路條件設計出適合當地情況的交叉口。


    交叉口設計要考慮的主要問題有安全性、通行能力、延誤、對油耗的影響、汙染和噪聲等。此外,還要考慮交通組織的要求,包括與周邊建築的關係及可能的單行道設置。設計的目的是減少、減輕事故,提供適合需求的通行能力以減少過大造成的資源浪費和過小造成的延誤,保障各道路用戶的需要,通過減少車速變化和停車啟動的次數來減少油耗,進而減少對環境的影響,減少交叉**通的需求與周邊建築可達性需求的衝突。


    圖4-30交叉口形式和交通量


    據統計,有一半以上的交通事故發生在交叉口。因此,交叉**通設計的一個重要原則就是盡量把有衝突的交通流分開。這不但包括機動車和機動車之間的衝突,更包括機動車和非機動車及行人的衝突。此外,還包括對車速和視野的設計。幾何設計應有一致性和連續性,不要讓駕駛人感到意外,盡量避免交叉口的形式變化過多。


    通行能力和延誤與交通擁堵緊密相關。延誤由兩個方麵造成,其一是幾何設計和控製方法的使用造成的延誤叫作幾何延誤,如沒有優先權需要停車造成的延誤,轉彎半徑小對機動車的延誤會比對轉彎半徑大的延誤要大;長周期的信號控製延誤比短周期要大。另一個延誤是由於交叉口擁堵造成的延誤,叫作擁堵延誤。當交通量接近通行能力時,擁堵延誤開始直線上升。正常運行的交叉口延誤應該以秒計算,個別延誤多的交叉口也不應多於2分鍾。但是如果一條出行線路上有眾多的交叉口,這些延誤的總和可能是相當可觀的。當路網延誤較大時,則應考慮網絡的組織優化的策略,包括公交優先,或采用某方向的禁行而延誤或排隊移到其他地點。


    交叉口的幾何設計和控製方案密不可分,而其前提是基於對需求的分析。交叉口的交通設計通常采用通用的軟件來輔助完成。英國交通研究所(trl)有一係列的交叉口設計軟件,如picady、oscady和arcady,它們分別用來為讓行通行的交叉口、信號控製交叉口和環形交叉口進行設計。


    4.過街設施


    過街設施在我國當前交通設計中是一個容易被忽略的道路設計內容。為行人和自行車過街提供方便不但能夠減少事故,增加道路通行能力,還能增加道路街道周邊的吸引力。過街設施應設置在行人的期望線或靠近期望線的位置,這樣也能減少使用護欄,避免交通混亂。過街設施有很多形式,包括:


    ●燈控過街設施;


    ●人行橫道線;


    ●抬高路麵;


    ●行人島和路沿外延;


    ●其他非正式的過街設施。


    燈控過街設施可以和上下遊交叉口的信號相協調,如綠波,以減少車輛延誤。為減少行人延誤,行人過街信號周期可以設置成上下遊交叉口信號周期的一半再來協調。


    人行橫道線是用來給行人優先通行權的手段之一,我國《道路交通安全法》第四十七條規定:機動車行經人行橫道時,應當減速行駛;遇行人正在通過人行橫道,應當停車讓行。機動車行經沒有交通信號的道路時,遇行人橫過道路,應當避讓。但遺憾的是,由於各種原因,尤其對法規的輕視,在人行橫道線內通行的行人的路權得不到保障,引發了“中國式過馬路”。


    抬高路麵到路緣石高度可以降低車輛速度,給行人優先的暗示,幫助行人過街。路中的行人安全島提供二次過街的機會,既可以減少行人過街的延誤,還可以提高過街的安全性(見圖4-31)。在支路上,把道路變窄的設計可以減小過街距離,同時能夠降低車輛的通過速度。圖4-32所示為使用車輛減速拱、安全島和降低路緣高度設計的過街設施。


    圖4-31二次過街設計


    圖4-32行人過街設施


    5.優先權控製交叉口


    用優先權來管理和控製的交叉口是針對城市道路交通量較低的次要道路(支路)與主路銜接的一種形式。支路上的車輛等到主路車流有空隙時進入主路。這種形式不需要信號控製,維持費用低,占用空間較小。在設計中,應采用些辦法來使主次更加分明,在次路上增加車速控製設施,如減速臥拱(見圖4-33),或者抬高路麵(見圖4-34),尤其是後者,由於抬高了路麵,既對支路上車輛有抑製作用,又給行人和非機動車通過提供了方便。


    需要注意的是,當主路交通量增加時,可插車間隙變小、變少,次路上的車輛不易進入,容易引發交通事故。


    圖4-33減速臥拱


    圖4-34抬高路麵


    優先權控製的交叉口有3種基本類型:


    ●三岔交叉口;


    ●偏移交叉口(stagge


    edju


    ctio


    s);


    ●十字交叉口。


    1三岔交叉口。兩個平麵相交的道路大約以垂直的角度相交,如圖4-35所示。


    圖4-35三岔口讓行控製


    2偏移交叉口。3條道路相交平麵,主路連續,另外兩條次路與主路相向錯位交匯,如圖4-36所示。


    3十字交叉口。兩條平麵道路垂直平麵相交,如圖4-37所示。


    圖4-36位移交叉讓行控製


    圖4-37十字交叉讓行控製


    根據主路的特點,還有以下4種變化:


    ●讓行控製交叉口;


    ●有導流島的讓行控製交叉口;


    ●加裝局部分隔帶的讓行控製交叉口;


    ●有分隔帶的讓行控製交叉口。


    1讓行控製交叉口。在主路上沒有物理或以標線形式標出的導流島,在次路上也沒有渠化,僅用讓行標線表示,如圖4-38所示。


    圖4-38有導流島的讓行控製


    2有導流島的讓行控製交叉口。常是三岔交叉口或有偏移的交叉口,在主路上有標出的導流渠化島以引導交通流。


    3加裝局部分隔帶的讓行控製交叉口。也常是三岔交叉口或有偏移的交叉口,在主路上設有物理分隔以誘導交通流並在中心形成一個停車等待區域,如圖4-39所示。


    圖4-39有局部分隔帶的讓行控製


    4有分隔帶的讓行控製交叉口。主路上雙向交通設有物理分隔,以類似局部分隔帶的讓行控製設計誘導交通流,並在中心設計一個停車等待區域,如圖4-40所示。


    圖4-40有分隔帶的讓行控製


    對不同的交通量,英國道路和橋梁設計手冊中給出了大致參考範圍,如圖4-41所示。


    圖4-41車流量和讓行交叉口的形式


    6.環形交叉口


    環形交叉口(環島),是一個圍繞中心環島單行的交通係統,如圖4-41所示。在環島單行係統中的車輛相對於入口等待進入的車輛具有優先權,同在環島中左側行駛的車輛相對於右側行駛的車輛具有優先權,以方便車輛駛出環島。環形交叉口的有效運作需要車輛遵守規則,也在一定程度上有賴於駕駛人對環島中出現的行車空隙有效把握的程度。


    環形交叉口的占地麵積較大。在交通量不大的情況下,如夜間,車輛不停車經過環島的機會較多,運行效率因而較高。此外,環形交叉口用來服務掉頭車輛非常方便,適於在有連續的中央分隔帶的道路上使用,以避免其他不太安全的掉頭形式。在道路不太擁擠的情況下,環形交叉口帶來的延誤相比相應的信號控製的交叉口要小,也很適用於有較大左轉車流的情況。但是它不能像信號控製的交叉口那樣方便地用來為交通控製管理服務,對非機動車和行人的通過也不太方便。


    圖4-42環形交叉口


    此外,環形交叉口次路上的車流和主路車流的優先次序一樣,這樣容易造成主路上車輛排隊,使其等待時間相對次路車流要大。這種情況在高峰期會比較明顯,因此在某些入口可能需要加裝信號控製來加以調整。在環形交叉口安裝信號控製還會增加非機動車的安全性。環形交叉口有降低車速的效果,很適合用在道路等級轉換的交叉口,但在速度較高的道路終點使用容易造成事故。


    環形交叉口的入口應不多於4個,4個以上入口的環形交叉口一般規模較大,車速偏快,這樣容易使司機分不清哪個出口。


    環形交叉口形式有兩種,一是標準環形交叉口(見圖4-43),二是微型環形交叉口(見圖4-44)。


    圖4-43標準環形交叉口


    圖4-44微型環形交叉口


    標準環形交叉口的中心島有路緣,直徑大於或等於4m,通常入口有展寬。入口一般為3~4條車道。由於需要很大的尺寸,環形交叉口一般不適於建在單向3車道及以上的道路上。對於單向3車道及以上的大型環形交叉口,可以考慮設置信號控製,如圖4-45所示。


    圖4-45信號控製的環形交叉口


    微型環形交叉口環形道的中心是一個直徑小於4m的圓形凸起。進口的展寬道可有可無。在英國,微型環形交叉口僅用在車速低於30英裏/小時(約45km/h)的道路上。


    7.信號控製交叉口


    信號控製交叉口的車輛通行用信號燈為衝突車流分配通行時間。信號控製係統的發展使它不但能夠對單點交叉口多種需求包括公交、行人等進行優化管理控製,而且還能在網絡層麵進行優化控製管理。常用的優化策略包括:


    ●加強道路等級的功效;


    ●公共交通優先通行;


    ●為行人、自行車過街提供方便;


    ●給某些車流提供最大的通行能力,而限製另一些車流的通行;


    ●對需求和排隊進行管理;


    ●提高交通安全;


    ●在高峰時段發揮環形交叉口的通行潛力。


    信號控製交叉口的使用非常廣泛。它占地麵積一般比環形交叉口小,可以應對大流量的交通,對行人和自行車相對友好。即使在信號交叉口沒有提供專門的相位,由於行人可以在有衝突的機動車流亮紅燈時或車輛清空時通過,行人過街相對方便。在英國,信號交叉口的安全性不如環形交叉口。此外,信號設備、燈頭、杆件、機櫃的安裝容易使交叉口顯得雜亂。


    信號控製交叉口經常可以設置右轉專用車道來增加交叉口通行能力。右轉車道可以使用讓行標誌,也可以由信號燈控製。但需要注意的是,由於行人過街增加了一個障礙,會增加行人過街的困難程度。在歐洲,很多信號控製交叉口都設有自行車前置區以方便自行車安全通行。


    在高峰時段之外,信號交叉口的延誤會比較大,因此應該盡量減少相位數、縮短信號周期以減少延誤,或者高峰時段、平峰時段和夜間分別采用不同的信號配時方案。根據交通需求的變化進行自適應信號配時方案是一種先進的信號控製方式,具體內容參見《城市交通管理與控製》。


    有關立體交叉交通設計部分,參見第9章城市道路立體交叉交通設計。

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