.淺談城市道路交通平面交叉口的形式與發展 山西六建集團有限公司 張曉峰 摘要：我國是一個人口眾多且處于發展中的國家，各個城市的規模、經濟發展水平與自然條件差別很大，不同類型城市道路裝備組合差異很大，如何了解城市道路交通平面交叉口的形式與發展，如何根據現在城市道路交通平面交叉口存在的問題采取對應交通平面交叉口的發展對策，行動計劃成為擺在我們面前需要解決的緊迫問題，本文試圖通過城市道路交通平面交叉口的形式與平面交叉口面臨的主要問題，探討城市道路交通平面交叉口的形式與發展的研究方向1 前言：現代化的交通是一個國家社會發展，經濟繁榮必不可少的基礎，在當前我國加快建立社會主義市場經濟實現國民經濟持續、快速、穩定發展過程中，人們已普遍認識到道路交通的重要作用，交叉口是道路交通的咽喉，又是市政工程建設的重要內容之一，道路運輸的效率、安全、快速和合理，無不與交叉口的正確規劃和設計有密切的關系，80年代以來，在我國廣大城鄉道路網絡中，平面交叉口的新建和改造，正在改變我國交叉口的落后面貌，也表明我國的道路交叉建設進入了一個新的發展時期，道路交叉口規劃和設計的水平隨著建筑技術的發展有了很大的進步2 城市道路交叉口的形式2.1 定義和研究內容：平面交叉口的定義：道路中心線在同一高程相交的道口平面交叉路口具有將城市道路相互連接起來構成道路交通網絡的功能，而在城市交通運輸中，交叉口對于交通的快捷性影響最大這是因為交叉口通常是交通流的匯集和分流點，行人對機動車影響也集中于此，從此造成交通中斷平面交叉口可以分為三路交叉，四路交叉和多路交叉等根據交叉口的形狀又可分為T型交叉口，十字交叉口，Y型交叉口和環型交叉口，X形交叉口，錯位交叉口等這些交叉口的形狀如圖2-2：Figure 2-2 every kind of shapes cross2.2 城市道路交叉口形式根據相交道路的等級和交通流特征進行確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據表1和表2的規定選用 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立體交叉 B展寬式燈控平面交叉 C平面環形交叉 D燈控平面交叉 E平面交叉 2）小城市和建制鎮的道路交叉口的形式 小城市和建制鎮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規劃人口(萬人)相交道路干路支路520干 路C，D，BE15C，D，EE1EE520支 路-E15E1EC平面環形交叉 D燈控平面交叉 E平面交叉由以上兩個表格可知，城市道路交叉口規劃設計，確定交叉口的形式及其用地范圍，應根據相交道路的等級、分向流量、公交站點的設置、交叉口周圍用地的性質 3 我國城市道路交叉口存在的交通問題有以下幾方面：3.1 主要問題的面面觀我國許多城市的交通問題日趨嚴重，主要是由道路交叉口引起的，歸結起來主要有以下幾方面的問題：1）路口面積較大，缺乏交通渠化設計或設計不合理，沒有發揮應有的作用在許多較大的路口，車輛司機和騎自行車者進出路口，因此容易互相堵車如果在這些路口適當地、合理地設計和設置交通渠化與導流島，就可以初步緩解交通擁擠問題2）路口大量的自行車車流和行人過路在市中心區的道路平面交叉口，高峰期的交通往往是機動車和自行車混合進出路口，特別是需要“左轉”的車輛穿插與路口交通流之間，大大影響了路口的通行能力在中心商業區，行人橫穿街道，既影響了交通安全，又造成路口通行能力下降3）路口信號燈控制缺乏合理性比如，行人綠燈往往與其它進出路口的車輛左轉相位或右轉相位一致，使得行人在綠燈階段仍然不能安心穿過路口，機動車輛也不能順利地駛過人行橫道部分的馬路，影響了路口交通和行車安全4）人行天橋設施差，在實際中不能發揮應有作用許多天橋位置設置不合理，上下階梯多，道路上的行人護欄不連續，引橋過長，行人往往不愿走上天橋5）人行道被占用情況比較嚴重，尤其是在一些支路和道路交叉，干道與支路交叉的地方，這種情況比較常見占用者大多是一些商販和從事日常用品買賣的的固定小攤點由于人行道路被占用，許多行人被迫往機動車道選靠近（特別是缺乏護欄和護欄不連續的地方），嚴重影響了機動車的運行，且容易發生交通事故6）交通標志的標線不完善我國城市的許多交叉口處及其附近的交通標志的標線數目依然很少，在一些關鍵路口和路段缺乏明顯的引導標志和標線3.2 存在問題的根源以上種種都說明城市道路交通平面交叉口的發展跟不上交通的發展，而導致交叉口的阻塞、延誤等情況，而造成這種的惡果的根本原因是什么呢？我個人認為主要有：1）城市擴展原因：由于城市的基本客觀因素（城市空間不夠），經濟因素（居民生活水平的提高）及個人因素（居民住宿問題）都導致城市不斷向外擴展，而城市交通發展的計劃性不強，對交通的作用認識不足2）對機動車的需求愈來愈大由于住房分布范圍太廣，使的上下班距離太遠，因此，去市區的往返時間愈來愈長，在交通方面，對機動車的需求愈來愈大，而且，隨著人們生活水平的提高，私人交通工具也不斷增長3.3 解決問題的措施上述問題的存在嚴重制約著城市交通控制系統功能的發揮，其影響是不容忽視的這類問題不解決，再先進的控制技術的設備也不能解決城市交通問題比如，廣州市曾經對行人的自行車交通對于機動車運行的影響進行了評估研究結果表明，有控制的自行車在交叉口處通行能力降低了20%，而無控制的自行車流使機動車的通行能力降低了30%；對于行人，增加一個行人信號控制相位，則在無自行車流的情況下使機動車流的通行能力降低了20%在有控制的自行車交通發情況下降低了35%，無控制自行車情況下降低45%從這里可以看出，城市交叉口處的交通控制不能單純考慮信號控制，而要統籌安排，自行車的行人的因素是絕對不能忽視的這可以從以下幾個方面著手：1、重視自行車的行人因素1）在城市交叉口處應利用護欄、分隔帶，及自行車專用車道將自行車和機動車分開在中心區建立機動車線路時，同時建立與之下平行的有足夠容量的自行車線路2）設計滿足行人和自行車方便的天橋3）通過安裝行人信號裝置改善地面行人過街設施，以提高交通安全，改善機動車通行條件2、建立自行車和行人交通網絡要建立合理的城市交通運輸體系，需要考慮建立自行車和行人交通網絡，這個網絡應具有以下的特點：1）與城市道路網和公交線路網相結合，并有明確的等級2）具有連續性，以便建立整個網絡；3）與現有的出行發生點和商業活動中心協調相連，發揮其作用；4）具有完整性，盡量消除斷頭路，避免零碎設施，吸引行人和自行車使用網絡3、完善交叉口的管理，嚴格執法，堅決制止亂占用道路的行為4、加強路口行車和行人過街的管理5、完善交叉口處的交通標志設置6、大力發展公共交通，才能緩解城市交通的矛盾，減輕交叉口的壓力主要理由如下：1）在城市有限范圍內公交工具所占時空最小：城市越發展可利用的空間就越少（特別是市中心），改變交叉口就不太可能了，因此公交系統需要的空間就更寶貴如果計算一下每個人所占用的交通空間，就可發現私人小汽車是最浪費空間的交通工具，而乘專用道上的公共汽車，則占用交通空間最少（如下表3所示）可見，在城市密集地區，只有發展公共交通，在能緩解交通的擁擠，使居民的交通得到保障，同時保護了環境每個人所占用的交通空間比較 表3行人公共汽車專用道摩托車私人小汽車自行車靜止時占用空間（m2）00.11.581.25單位載客占用路面（m2/人）/0.92152510單位載客占用面積（m2/人.輛）/0.521.37.931.71行動1公里占用交通空間（m2.小時）0.30.61.24注：表中公交汽車sk644型計，載客按95人計，車速20km/h自行車車速12km/h摩托車、小汽車車速40km/h摩托車載客2人，小汽車載客3人但不管怎樣的，從目前發展情況看，我國在這方面要做的工作還很多的4 平面交叉口的改善措施4.1 交叉口的導流化：一般來講，隨著城市交通的發展，城市交叉口的運行能力和疏導交通的情況會比人們早期設計時所想象的要差，因為有不少地方的交叉口隨著其建成通車，吸引了大量的交通流導致其交通量增大，形成了交通瓶頸因此，要促進交通流的暢通和交通安全，就必須改良交叉口，使其整體形狀更適應交通運行的要求 為了確保交叉口處車輛運行的暢通和安全性，要合理設計交叉口的幾何形狀，以確保通行能力同時，也可以進行導流化的處理在交叉口的形狀設計上，應盡可能簡單了，交叉口的分支不宜過多，以T型和十字型較為理想因為入口一旦較多，就要求駕駛員注意力相當集中，信號控制也會變得復雜交叉口內的車輛行駛自由度比較高，行使方向隨意性較大，容易發生沖撞和摩擦事故，因此有必要設置交通島、路面標記等設施，將交通流運行引導到特定的線路上去，這些對策和處理方法稱為導流化 島流化，首先要使交叉口的點面積適當縮小因為交叉口面積過大，車輛的行使軌線則變寬，行人穿越交叉口要繞大彎為此，在不妨礙左右轉彎車輛行使時，應使停車線和人行橫道與交叉口盡可能接近其次，應使用導流島和導流帶明確規定車輛的行使位置導流島的設置應與車輛的行使軌跡相符合，為防止車輛和導流島相撞或使導流路變窄，一般和斑馬條紋并用需要注意的是導流島的設置不宜過多，否則容易引起駕駛員的錯誤判斷考慮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，如圖2-3所示 這是因為越接近直角，交叉車道的橫斷距離越短，車輛通行時間相應縮短，通行能力變大而且交叉角度接近直角，當一方交通流利用另一方的行車空隙穿越交叉口時，容易判斷被交叉車輛的穿越速度，這樣便可以提高行車安全 當車流不是交叉，而是分流或合流交織時，導流化應使其分流或合流的角度盡可能小這是因為角度小時，車流可以用最小速度差進行分流或合流，而且在合流時可以利用小的車頭間距這種處理方法如圖2-4所示導流化所用的交通島的形狀和位置應配合交通組織和管理，給出正確的指示使車輛按正確的路線行駛，如圖2-5所示如果在交叉口中央不設置交通島，就有可能造成車輛從兩方面駛入單行道 在交叉口處，行人對交通的影響是比較大的設置人行橫道時，必須充分考慮人通行方便和安全，否則容易引起交通混亂人行橫道設置位置應盡可能與交叉口的中心接近，如果設置太遠，除不利于行人之外，右轉車輛對行人也會帶來危險另外，在交叉口附近種植灌木和設立保護裝置是比較重要的，它可以使機動車道和人行道分開，又和道路的夜間照明一起以確保行人的安全如果交叉口過寬，行人可能會由于信號切換來不及穿過交叉口，可以設置安全島以保護行人4.2 設計交叉口導流化應注意的問題 導流化處理在很大程度上可以提高交叉口處的通行能力和減少交通沖突地區，但是在實施時要根據道路交通情況進行精心設計，并且要注意：1）要對交叉口的通行能力和道路安全性進行全面分析，然后再確認是否應進行導流化2）導流化后的車道寬度設計要合理，道路過寬會造成車輛運行的隨意性較大，容易發生交通事故3）導流化所設置的交通島、安全島的面積要合適，并且數量不易過多4）導流化處理要避免分流、合流點集中，以便于駕駛員進行判斷5）導流化后的道路之間應不再有銳角沖突，這在上面已經有介紹6）應具有良好的視距和照明，為交通信號和交通標志提供良好的視認條件4.3 改良交叉口的方法針對不同的情況，改良交叉口的方法是多種多樣的，下面就是例子：1）城市道路中，有些交叉口的作用是負面的，為了消除這些交叉口對交通的影響，經常采用封閉手段進行處理， 圖2-6中給出了兩種辦法的示意圖十字形交叉口的封閉線路法：a）封死主干道與次干道相交處，保證主干道車流暢通； b)封死通向市中心區的道路，保證中心區步行條件2）在交叉口面積允許的條件下以及交通量適當的情況下，采用遠引式環交也不失為一種好的辦法，如圖2-7所示3）縮小中央分隔帶寬度，增加左轉車道寬度，這樣做可以提高左轉車的通行能力，如圖2-8所示4）設置對稱三角形交通島的X形交叉口，如圖2-9所示5）設導向島，如圖2-10所示，加3個導向島后，沖突點大幅度減少，大大改善了交叉口的通行能力，并減少了交通事故交叉口的沖突點是指車輛運行至交叉口有可能與其他車輛以及行人發生沖突的接觸點.6）在多岔交叉口的時候應以四岔以下為原則，如將五岔以上的岔數變成四岔以下，如果由于多岔交叉使得交叉口非常大時，可考慮將交叉口分割成兩個交叉口7）在不規則交叉口要將錯位交叉口改造成十字形和T形交叉口，盡量將銳角相交的交叉口（X形及Y形）改良成十字形和T形交叉口8）行人交通的組織 在我國，由于行人對交叉口的影響比較大，在進行交叉口導流化處理時，不能忽視行人的交通組織行人交通組織的主要任務，就是要行人在人行道上行走，在行人橫道內安全過街，使人和車分流、各行其道，互不干擾交叉口是人流和車輛匯集的地方，當通過交叉口的人流很多時，經常會在交叉口轉角的人行道上擠住，不能走動，以致行人不得不從車行道上通行，造成交通阻塞現象因此，盡量不將吸引大量人流的公共建筑的出入設在交叉口上在車輛不多的道路上，行人橫道一般可布置在交叉口人行道的延續方向后退34m 的地方這樣既不影響交叉口交通，又使行人穿越交叉口比較便捷如交叉口的人流和車流較多，應將行人橫道線盡可能布置在緣石半徑的切點以外，以便擴大交叉口的交通面積同時，還應在行人橫道線的中間設置安全島必要時，在轉角處再用欄桿將車行道和人行道隔開，并設置行人過街信號燈停車線應設在橫道線的后面至少1m處 當交叉口特別寬闊，人流量大，車輛多且車速高時，則可考慮設置立體交叉的人行天橋和行人隧道行人天橋構造簡單，但橋下凈空要求至少4.5m（只有汽車通行）或5.5m（無軌電車），行人隧道的凈高一般不得低于2.5m，凈寬至少3m.4.4 渠化：平面交叉口重點加強交通管理，實施路口渠化平面交叉口渠化原則如下： 1、應根據交通量、流向，增設交叉口進口道的車道數 2、交叉口交通島的設置應有效地引導車流順暢行駛，避免誤行 3、進、出口道分隔帶或交通標線應根據渠化要求布置，并應與路段上的分隔設施銜接 4、中心島的形狀和尺寸，中心島的形狀應根據交通流特性采用圓形、橢圓形或卵形等，其尺寸應滿足最小交織長度和環道計算行車速度的要求最小半徑應符合，最小交織長度l w不應小于計算行車速度4s的運行距離5 平面交叉基本要素與要求如下：5.1 平面交叉口的進出口應設展寬段，并增加車道條數；每條車道寬度宜為3.5m，并應符合下列規定： 1、 進口道展寬段的寬度，應根據規劃的交通量和車輛在交叉口進口停車排隊的長度確定在缺乏交通量的情況下，可采用下列規定，預留展寬段的用地 當路段單向三車道時，進口道至少四車道； 當路段單向兩車道或雙向三車道時，進口道至少三車道；當路段單向一車道時，進口道至少兩車道 2、展寬段的長度，在交叉口進口道外側自緣石半徑的端點向后展寬5080m； 3、 出口道展寬段的寬度，根據交通量和公共交通設站的需要確定，或與進口道展寬段的寬度相同；其展寬的長度在交叉口出口道外側自緣石半徑的端點向前延伸3060m當出口道車道條數達3條時，可不展寬； 4、經展寬的交叉口應設置交通標志、標線和交通島5.2 平面交叉口規劃用地面積(萬/m2)平面交叉口規劃用地面積（萬/m2） 表4城市人口（萬人）相交道路等級T字型交叉口十字型交叉口環形交叉口20050200502005020050中心島直徑（m）環道寬度（m）用地面積（萬m2）主干路與主干路0.600.500.450.800.650.60主干路與次干路0.500.400.350.650.550.50406020401.01.5次干路與次干路0.400.300.250.550.450.40305016200.81.2次干路與支路0.330.270.220.450.350.30304014180.60.9支路與支路0.200.160.120.270.22050.75.3 通行能力通行能力是指在現有道路條件和交通管制下，車輛以能夠接受的行車的速度，單位時間內一條道路或莫一截面所能通過的最大車輛數，其中單位是pcu/h（也有的場合用pcu/d表示）道路通行能力是衡量道路所能承擔通過車輛的極限數量，是對現有道路交通進行運行狀態分析的依據，是新建或改建道路上各種設施的設計、規劃和管理的基本指標道路通行能力是度量道路單位時間內可能通過的車輛和行人的能力，即單位時間內通過的交通流質點的能力，是動態交通質點的流動量而不是靜態的數量在這一點上要把它和交通流量區分開來交通流量是道路上某一段時段內實際通過的車輛數，一般來講，道路交通流量比通行能力小的越多，車輛駕駛人員所受阻礙越小當交通流量等于或接近道路通行能力時，車輛行使所受阻礙多，車輛擁擠現象隨著產生，并隨交通流量增加發生交通阻塞而飽和度是道路的實際流量與該道路通行能力之比城市交叉口的通行能力與交叉口所占面積、形狀、進口車道數目、車道的寬度和幾何線形等條件有關因此，在確定通行能力時，要先確定交叉口的車輛運行方式和交通管理方式 對信號交叉口而言，交叉口上某一入口車道上的通行能力可以使用下式計算； qc=qstEG式中 qc信號交叉口某一入口車道的通行能力，pcu/h qs該入口車道的飽和流量，pcu/htEG某信號燈的有效綠燈時間，s T信號周期，s若令實際流量為q，則飽和度x=q/qc，同時x= q/qc=q*T/qs*tEG，由此可看出，q，qs均與流量相關的值，但是tEG和T則是完全可以控制的，如果要使x1，則需qqs*tEG/T 從上面式子分析可以看出，增大綠信比，可以增加該相位的通行能力，降低飽和度，但某一相位綠信比的增加，卻使其它的信號相位通行能力相應下降5.4 環形交叉口1、環道的布置和寬度： 1）環道的車行道可根據交通流的情況，采用機動車與非機動車混行或分行布置分行時可用分隔帶、分隔物或標線分隔分隔帶寬度應大于或等于1.0m 2）環道的機動車道一般采用三條車道寬度應包括彎道加寬非機動車車行道寬度不應小于交匯道路中的最大非機動車車行道寬度，也不宜超過8m 3）中心島上不應布置人行道環道外側人行道寬度，不宜小于各交匯道路中的最大人行道寬度4）環道外緣的平面線形不宜設計成反向曲線進口緣石半徑，出口緣石半徑應大于或等于進口緣石半徑5）環道縱坡度不宜大于2%，橫坡度宜采用兩面坡 6）環道上應滿足繞行車輛的停車視距要求2、平面環形交叉規劃設計原則如下： 1）相交于環形交叉口的兩相鄰道路之間的交織段長度，其上行駛貨運拖掛車和鉸接式機動車的交織段長度不應小于30m；只行駛非機動車的交織段長度不應小于15m； 2）環形交叉口的中心島直徑小于60m時，環道的外側緣石不應做成與中心島相同的同心圓，環形交叉的外廓形狀可采用近似方形或矩形 3）在交通繁忙的環形交叉口的中心島，不宜建成小公園中心島的綠化不得遮擋交通的視線； 4）環形交叉口進口出口道路中間應設置交通導向島，并延伸到道路中央分隔帶對車輛起導向和交通安全島的作用，其上可以部分綠化5 )當城市道路網中整條道路實行聯動的信號燈管理時，其間不應夾設環形交叉口6 )中、小城市的干路與干路相交的平面交叉口，可采用環形交叉口3、環形規劃通行能力機動車與非機動車混行的環形交叉口，環道總寬度宜為1820m，中心島直徑宜取3050m其規劃通行能力宜按表5的規定采用環形交叉口的規劃通行能力 表5機動車的通行能力（千輛/h）2.62.32.01.61.20.80.4同時通過的自行車數（千輛/h：機動車換算成當量小汽車數，非機動車換算成當量自行車數換算系數應符合表6的規定 交通部規定車種換算系數 表6車輛種類換算系數載貨汽車,大客車,重型載貨汽車,拖拉機1.0帶掛車的載貨汽車,大平板車1.5小汽車,吉普車,摩托車,人力車0.5獸力車2.0自行車0.14、環形交通量的要求：劃交通量超過2700輛/h當量小汽車數的交叉口不宜采用環形交叉口環形交叉口上的任一交織段上，規劃的交通量超過1500輛/h當量小汽車數時，應改建交叉口6 平面交叉口的發展演變趨勢交叉口是道路網的重要組成部分，各向道路在交叉口相互聯結而構成路網，以溝通向交通的需要相交道路上的各種車輛和行人在交叉口匯集、轉向和穿行，互相干擾或發生沖突，不但造成車速減慢、交通擁擠阻塞，而且容易發生事故根據統計，車輛通過信號交叉口的時間延誤約占全程時間的31%，發生在交叉口的交通事故約占道路事故總數的35%59%從這一點上看，可以說交叉口又是道路的咽喉道路的運輸效率、行車安全、車速、運營費用和通過能力很大程度取決于交叉口的正確規劃和良好設計在汽車交通發展的初期階段，由于車速和交通量都不大，這時所有的道路都是平面交叉盡管交叉口那時在安全和暢通上尚未構成大的社會問題，但交叉口的交通組織就已引起人們的重視1868年，在英國倫敦威斯敏斯特地區首次安裝了一臺兩色信號燈管理的路口的交通1914年美國克利夫蘭市開始使用電照明的信號燈1918年紐約開始使用三色手動信號燈在交叉口設立交通標志最早是1895年由意大利設計，1909年九個歐洲國家政府一致同意采用“交叉路口”、“前有鐵路橫過”等標志，開始了交通標志的國際化由于