五路環形交叉口交通改善方法與案例分析

趙強，趙永

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京市100124）

五路環形交叉口交通改善方法與案例分析

趙強，趙永

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京市100124）

隨著城市非機動車及機動車保有量的增長，城市環島尤其是五路環形交叉路口已不適應當前城市交通運行需求。通過對五路環形交叉口的交通癥結進行剖析，并結合國內外眾多環形交叉口改造方案，找到適宜不同類型交叉口的改造方案與思路。以北京市密云區長城環島的改造為工程背景進行案例分析，為五路環形交叉口改造提供了理論依據。

五路交叉；環島改造；交通改善

0 引言

五路交叉口的形成有一定的歷史原因，尤其是在舊城保護的規劃背景下，路網在某些區域形成多路斜交，產生了五路交叉口。在交通量不大的情況下，五路交叉口采用環島形式較多。這種交通組織形式簡潔，也更容易形成環島景觀節點，很多環島還因此形成了區域標志性地標。

隨著經濟發展和交通量的變化，環島形式的五路交叉口開始顯現出諸多問題。由于五路交叉環島往往不設置交通管制，造成其沖突點較三路交叉和四路交叉增加很多。三路交叉口沖突點為3個，十字路口沖突點為16個，五路交叉口沖突點達到50個[1]。另外，城市環島往往交通組成較為復雜，除機動車沖突點外，還涉及非機動車、人行與機動車的相互干擾。

面對上述種種問題，隨著城市人口的增長，非機動車及機動車保有量的增長，城市環島尤其是五路環形交叉路口已不適宜當前的城市交通運行需要。在這種情況下，全國很多城市開始進行五路環形交叉路口的改造，其改造方案隨各區域交通出行特征的需求也有較大差異。

本文通過對五路環形交叉口的交通癥結進行剖析，并結合國內外的改造方案分析，找到適宜不同類型交叉口的改造方案與思路，并以北京市密云區長城環島的改造為工程背景進行案例分析。

1 五路環形交叉口主要交通癥結分析

1.1 環形交叉口的適用性

多路交叉的情況下，環形交通組織形態具有連續流的優點，減少了等候信號燈的時間，但環形交叉口受交通量、交通組成、用地條件、交叉形式等的限制，不是所有多路交叉路口都適用于設置環島。根據對以上幾種要素的分析，適用于環形交通組織的路口主要有以下幾個特點。

（1）交通量條件：轉向交通量比例較大，接近于直行交通量的50%。各進口匝道的直行、左轉總量不超過環形交叉口的設計通行能力[2]。

（2）交通組成：交通組成以機動車為主，人流量、非機動車交通量相對較小。當人流量及非機動車交通量較大的情況下設置環島，應考慮設置人行及非機動車的立體過街形式，或對信號燈進行調控。

（3）用地條件：環形交叉口道路交織段長度以不小于4 s行車距離為控制長度，因此交織段長度最小為25 m（車速按20 km/h計算）。因此,對于多路交叉的環島，其環島周長需要一定規模，占地規模較大。另外，環島所在區域的豎向條件宜為地勢平坦區域，高差較大的區域設置環島，易造成視距不良的安全隱患。

（4）交叉形式：多路交叉的環島，幾條相交道路的相交角度應較為一致。如出現角度偏差較大的情況，會造成部分路段的交織段長度過短，易造成節點交通擁堵。

1.2 五路環形交叉口的交通組織問題

五路交叉的情況下，設置環島是一種較為常見的交通組織形式。根據上文分析，多路交叉的情況下，設置環島是有一定適應性的。這種交通組織癥結的根源來自于以下兩個方面。

1.2.1 交通量不適應

交通量的不適應性體現在兩個方面。

（1）交通總量的增加與現狀環島的通行能力的不適應。

理論上通過環島的幾何尺寸可以計算出環島的通行能力，根據對相交道路進出環島的交通量觀測與交通量增長預測分析，可以判斷出環島的通行能力是否與未來道路交通增長相匹配。

（2）轉向交通量比例的變化與交織距離的不適應。

如圖1所示，按路口范圍內的交通方向分析，五路環形交叉口每個進口車道有4個交通流向，路口總共20個交通流向。車流在無控交叉口環道行駛過程中共有兩類沖突點，分別為同一環道上的交織沖突點和不同環道上的交叉沖突點[3]。五路環行交叉口的交織沖突點有15個，交叉沖突點有30個，一共為45個沖突點（見圖1）。因此，在轉向交通量的比例與交織段長度不適應的情況下，會造成沖突點的交通擁堵或交通事故。由于在無信號燈控制的環島內交通為連續流，一個部位的交通擁堵會產生連鎖反應，致使整個環島的交通組織出現問題。

圖1 五路環形交叉口沖突點示意圖

1.2.2 交通組成的不適應

非機動車尤其是自行車具有靈活方便的特點，作為綠色交通出行的一種重要方式，目前全國乃至全球的城市交通出行都在大力推廣。當環島內的非機動車交通量及人流量較大時，在道路進環島位置易出現相互之間的交通干擾。這種交通干擾疊加上機動車之間的沖突點，造成節點交通擁堵程度增加和事故頻發。

2 交通改善思路與方法

近年來，隨著城市的發展，全國各地的環島或多或少出現了與現狀交通不適應的情況。根據對我國和國外環島改造的梳理，發現國內外對于環島改造的思路基本集中在兩個方面。

2.1 景觀需求的改造

改造不是基于交通問題，而是基于景觀需求的優化改善。這種情況主要是由于兩點造成的：一是國外主要大城市的城市規劃基本以方格網為主，多路交叉的情況較少；二是國外城市區域對機動車采取不鼓勵的政策，因此機動車交通量總量較小，增長幅度較小，環島適應城市發展的周期較長。因此，更多的環島改造項目傾向于對人行和休閑空間的提升改造。如英國伯明翰的夏洛克環島、澳大利亞霍巴特的火車站環島（見圖2），再造之后環島成為當地著名的旅游景觀和市民休閑空間。

圖2 澳大利亞霍巴特火車站環島

2.2 交通問題的改造

在我國，由于城市機動車保有量正在飛速增長，環島改造更多是由于交通問題引發的改造。根據對國內外環島改造項目的梳理，環島改造基本有三種大的交通組織形式調整（見表1）。

（1）環島設置信號燈控制，如泉州的臨漳門環島，適用于交通量增長不大，需要保留環島景觀的情況。

（2）拆除環島改為平交路口，如寧波興寧環島、淮安水渡環島、北京葡萄嘴環島、北京果園環島。路口形式又根據用地條件、交通組織及管理方式設置為五路交叉燈控路口、十字交叉燈控路口及丁字燈控路口的組合形式，適用于交通量增長較大、需要縮短路口大小、減少通過路口時間的環島改造情況。

（3）拆除環島改為立體交叉，如柳州榮軍路環島。適用于某一方向的交通量占所有方向的交通量比例極大，滿足主流交通的快速通過，次要交通通過地面燈控或環島進行轉換。

在實際的工程案例中，影響一個環島改造方案的因素不僅僅是交通功能，還涉及到用地調整、景觀需要、城市設計需要等。尤其是隨著城市的發展，環島對于周邊用地的割裂作用越發明顯。因此，環島改造方案應因地制宜，充分結合交通組織、用地協調、景觀功能、城市設計、慢行系統等多種因素來進行改造方案研究。

表1 我國及國外主要環島改造案例梳理

3 交通組織改善案例

3.1 項目背景

長城環島位于北京市密云區，為新南路（國道101）、鼓樓東大街、檀西路五路交叉環島（見圖3）。環島東西寬115m，南北長178m，面積約1.76 hm2。

圖3 北京長城環島地理位置圖

3.2 現狀交通運行狀況分析

3.2.1 調查內容

調查內容為高峰期間環島進出交通量組成、轉向交通量、主要沖突點、現狀設施調查等。交通量調查時間為工作日周四的晚高峰。

3.2.2 現狀交通分析結果

（1）交叉口進口道流量高峰小時為3 934 pcu/h，根據現狀環島的條件，測得該環島的最大通行能力為3 718 pcu/h，高峰小時流量比為1.06，高峰時刻環島內存在一定的擁堵。

（2）經過對環島內部轉向量的分析，直左的總量為3 315 pcu/h，直行交通量占直左總交通量的62%。

（3）交叉口高峰小時進口總量為3 934 pcu/h，其中新南路直行占總進口量的75%。

（4）車輛組成以小客車為主，客車占96%。

（5）人行過街流量不大，高峰小時最大斷面390人/h。

綜上，該環島高峰小時擁堵的主要因素是新南路（國道101）高峰小時直行交通流量過大，與其他轉向交通發生相互干擾。圖4為長城環島現狀交通轉向流量圖。

圖4 長城環島現狀交通轉向流量圖（單位：pcu/h）

3.2.3 現狀問題

（1）環島內交通量總體規模較大，高峰期間環島內局部路段存在交通擁堵。

（2）人車混雜，行人及非機動車安全性較差。

（3）交通指路標志系統不盡完善，易出現轉向錯誤。

（4）交通安全設施不盡完善，車輛易發生安全事故。

3.3 交通改善設計

根據本文第2節的論述，在明確了環島存在的主要問題后，結合周邊環境特點及改造要求，提出具體的改造方案。

3.3.1 問題與建議

針對現場調查和交通量觀測發現的問題，逐一提出改造建議。

沒了于叔于嬸，山村可還有我的“家”？那日心中糾結甚至一時停步村頭——“情怯”，就怯在這里。然而，當報信的孩子奔去，遠遠地見桂霞姐和她的大弟迎面而來，桂霞姐叫一聲“我的好兄弟”，大弟喊我一聲“哥”，我淚如雨下，情怯頓時不在——我又見到了第二故鄉的親人，還有我的家！

（1）問題：環島內交通量總體規模較大，高峰期間環島內局部路段存在交通擁堵。建議：通過交通管理措施或環島形態的變化來提升交叉口通行能力。

（2）問題：人車混雜，行人及非機動車安全性較差。建議：通過交通管理措施或過街方式的變化來提高行人和非機動車的安全性。

（3）問題：交通指路標志系統不盡完善，易出現轉向錯誤。建議：完善交通標志系統。

（4）問題：交通安全設施不盡完善，車輛易發生安全事故。建議：完善交通安全設施。

通過以問題為導向的梳理，發現現狀存在的問題主要為兩個層面：

（1）通行能力的提升。具體的措施可考慮維持環島形態的改造和環島形態的改造兩套方案。

（2）交通安全設施的完善。需要補充、完善交通標志、交通安全防護設施、交通信號等。

3.3.2 改造方案

3.3.2.1 改造方案一

（1）完善交通標志，增加車行交通指路信息（見圖5）。

圖5 方案一新增交通標志牌

（2）環島完善照明設施，增加夜間行車安全。

（3）局部擁堵路段增加信號燈，控制進入環島車輛及轉向車輛，增加人行過街安全。

圖6為方案一平面設計圖。

圖6 方案一平面設計圖

根據現狀調查分析，環島5個交織區段長度分別為：鼓樓東大街與新南路（西）交織區段36 m，新南路與檀西路（南）交織區段75 m，檀西路（南）與新南路（東）交織區段為40 m，新南路（東）與檀西路（北）交織區段為60 m，檀西路（北）與鼓樓東大街交織區段為60 m。

當把交織距離與現狀交通量進行疊加后發現，由于新南路東西直行交通量較大，檀西路（南）與新南路（東）之間的交織距離40 m不能滿足該處新南路出口交通與環島內交通的交織，新南路（東）與檀西路（北）之間的交織距離60 m不能滿足該處檀西路出口交通與環島內交通的交織。調查期間,這兩個點的晚高峰交通擁堵問題較為顯著，推測另外三個交織段存在交通擁堵問題。

通過設置環島內的交通信號燈，可以在一定程度上保證各轉向交通的有序運行，提高環島內的通行安全性。但是由于沒有改變環島運行的總體交通組織模式，并增加了信號燈控制，環島總體通行能力并未得到根本性的提升。

3.3.2.2 改造方案二

（1）設置主流方向高架橋(或下穿道路)，其余方向維持為地面環島（或平交）形式。

（2）設置路口人行安全島，保證二次過街安全。

（3）完善環島交通安全設施。

（4）預留匝道接入條件。

根據現狀交通量調查，在所有方向交通量中，新南路東西直行方向交通量所占比例最大。環島內交織問題帶來的擁堵大多由新南路直行交通與其他轉向沖突造成，因此考慮將直行交通以高架橋或地下道路的形式剝離出環島，環島內保留其他轉向交通（新南路輔路的轉向交通亦進入環島內解決）。圖7為方案二平面設計圖。

圖7 方案二平面設計圖

根據對路網條件的分析，鼓樓東大街與新南路西段共同構成了密云區內的骨架網絡，因此考慮遠期在鼓樓東大街交通量增加的情況下，設置鼓樓東大街與新南路（東）的立交匝道。

該方案從本質上提升了環島的通行能力，但工程造價較高。如果設置高架橋穿越環島，對環島景觀造成一定的破壞，高架橋上行車噪聲對新南路兩側居住區及商業區也有一定影響；如果設置地下道路穿越環島，施工工法與地面交通導行需加以考慮。

3.3.2.3 改造方案三

（1）設置為五路交叉或組合式信號燈路口。

（2）路口設置導流島，增加車行及人行安全。

將環島改造為平交燈控路口，通過信號燈有序組織各轉向交通，也縮短了通過路口的時間。五路交叉口是一種比較直接的組織方式，但由于相位較多，一個信號燈周期時間較長，雖然能夠通過信號燈配置提高主流方向的綠燈時間，但仍然會造成一定程度的排隊情況。圖8為方案三（五路交叉口）平面設計圖。

圖8 方案三（五路交叉口）平面設計圖

平交路口的組合式是一種應用較為廣泛的改造方式。根據長城環島的交通量調查，相對來看，檀西路為次要交通方向，因此將鼓樓東大街與新南路設置為十字交叉路口，檀西路（北）作為次要方向設置為丁字路口，但受環島用地限制，相鄰路口間距較近，車輛在該段需快速分辨轉向車道。五路交叉口的沖突點數量為50個，是四路交叉口的3倍多，易發生交通事故[4]。另外，由于非機動車方便靈活的特性，在五路交叉口中非機動車軌跡比機動車更加復雜，易與機動車發生沖突，不僅干擾機動車的正常行駛，同時加大了發生交通事故的可能[5]。圖9為方案三（組合式交叉口）平面設計圖。

3.3.2.4 改造方案四

（1）設為“平面苜蓿葉”形式。

（2）路口設置導流島，增加車行及人行安全。

圖9 方案三（組合式交叉口）平面設計圖

“平面苜蓿葉”是一種苜蓿葉立交的平面形式，具體是指將主流方向設置為十字交叉形式，其他次要方向設置為“右進右出”形式。十字交叉路口僅設置直行信號燈，不設置右轉和左轉功能，其右轉提前至路口外利用原環島路由實現，左轉車輛需直行通過該路口后再連續右轉駛入被交路，并通過路口直行實現左轉功能。圖10為方案四平面設計圖。

圖10 方案四平面設計圖

舉例如圖10（a）所示，檀西路（南）左轉駛入新南路（西）的路徑為：直行通過新南路與檀西路十字路口，右轉進入環島匝道，再次右轉進入新南路（東），再通過新南路與檀西路十字路口直行進入新南路（西）。

這種交通組織形式脫胎于苜蓿葉立交，區別在于中心路口為十字燈控，而非立體交叉。方案的直行交通順暢，主流方向通行能力高,但各相位左轉需通過兩個直行燈控解決，次要方向的直行及轉向較為復雜。

3.3.2.5 方案比選

方案的比選除要考慮交通功能的優劣外，還應結合用地功能、城市設計等因素進行分析。根據調查，長城環島建設完成后，周邊建筑根據長城環島的形態逐步完成，因此建筑形態以環島的弧形為主要建筑立面特色（見圖11）。

圖11 現狀環島兩側建筑

環島的改造需要基于現狀交通量的調查，也需要考慮未來交通出行量的增長與出行方向的變化。因此，在交通量增長速度不大的情況下，綜合考慮周邊建筑特色與城市用地功能，建議維持環島形態不變來進行改造。若考慮城市用地的拓展與人性化設施建設的需求，可考慮將環島改造為平交路口，空余用地可作為街心公園建設，并根據需要配以海綿城市設施、綠道設施、城市家具等，轉變為市民可以親近使用的公共空間。圖12為環島改造后的用地方案。

上述幾套方案，不論選取哪個，都首先要對現狀存在的交通標志牌、安全防護設施、人行及非機動車二次過街設施、照明設施加以完善。近期人行過街量不大，可考慮設置人行信號燈過街；遠期人行過街量增長，可考慮設置地下通道，結合環島內景觀步道設置過街通道。

4 研究結論及趨勢展望

圖12 環島改造后的用地方案

可以預見，在交通問題、城市景觀問題、用地問題等各種因素作用下，我國未來的環島改造將步入一個快速提升的時代。環島的改造不再僅僅考慮交通功能的需求，而是要結合多種因素進行設計。

五路環形交叉口作為環島改造的一個重點、難點，越來越受到重視，但也越來越發現其存在的種種改造困擾。

本文通過對五路環形交叉口的理論分析，找到了其交通組織存在的問題根源。通過對國內外眾多環形交叉口改造方案梳理，提出了交通改善的思路與方法。以北京市長城環島改造方案為例，通過現狀問題的調查分析，提出了改造的不同方案并加以比選。可為類似工程的理論分析及現實應用提供參考。

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福州城區最大水利工程10個施工支洞全面開工

福州城區最大水利工程——江北城區山洪防治及生態補水工程（即“高水高排”工程）正在全力攻堅，東、北、西三個標段全面展開，10個施工支洞（施工通道）全部在建。作為“先行先試”的過溪支洞離主洞僅剩約百米距離，今年6月可率先進入主隧洞施工。

整個工程全線貫通后，集生態補水和攔截洪水雙重功能于一體：平時可抽閩江水沖刷江北城區內河；汛期可攔截山區洪水，減緩內澇壓力。

U412.35

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1009-7716（2017）06-0001-06

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.001

2017-03-15

趙強(1985-)，男，北京人，工程師，主要從事道路、交通方面的規劃設計研究。