談市政道路平面交叉口的交通組織設(shè)計(jì)

劉 海 芳

(北京市市政專業(yè)設(shè)計(jì)院股份公司山西分公司,山西 太原 030002)

隨著城市化進(jìn)程的加快,城市人口的增加，生活水平的提高，人們的出行對(duì)于交通工具的需求也在日益增長(zhǎng)，隨之帶來(lái)的現(xiàn)狀交通擁擠度明顯提高,給城市交通帶來(lái)了巨大的壓力。

在城市交通中,交叉口是道路網(wǎng)的聯(lián)結(jié)點(diǎn),可謂城市交通的咽喉,合理的交通組織達(dá)到道路交通流量及流向的分流，在時(shí)間上和空間上合理利用資源，其設(shè)計(jì)將直接關(guān)系到道路交通的安全與暢通。因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)交叉口的研究非常有必要，良好的渠化設(shè)計(jì)，能有效提高交叉口通行能力，更安全、更通暢，從而提高路段的交通能力，促使整個(gè)城市交通更快捷。

1 常見(jiàn)平交路口的優(yōu)化形式

1.1 交叉口拓寬設(shè)計(jì)

交叉口拓寬設(shè)計(jì)是在交叉口進(jìn)出口道處增加左轉(zhuǎn)車道或右轉(zhuǎn)車道，通常有漸變段和展寬段組成，同時(shí)展寬段可以作為公交車道的專用車道和停車港灣，既減少交通的干擾，還可以增加通行能力。

進(jìn)口道左側(cè)拓寬車道通常需占用中央分隔帶或?qū)ο虺隹谲嚨阑驕p小車道寬度,來(lái)將進(jìn)口道的中線左移。進(jìn)口道右側(cè)拓寬路口需要占用綠化帶或?qū)⒂覀?cè)分隔帶、人非等部分設(shè)施后退，來(lái)增加右轉(zhuǎn)車道的道數(shù)和寬度滿足要求。出口道車道數(shù)應(yīng)與上游進(jìn)口道同一信號(hào)相位流入的最大進(jìn)口道數(shù)相匹配。

1.2 掉頭車道的設(shè)計(jì)

掉頭的形式一般有兩種：交叉口內(nèi)掉頭和提前設(shè)掉頭口。交叉口內(nèi)掉頭就是現(xiàn)在常見(jiàn)的形式，存在與左轉(zhuǎn)車輛和過(guò)街行人的干擾。提前設(shè)置掉頭口，將掉頭車流提前移至左轉(zhuǎn)路段，既提高了交叉口的通行能力又消除了對(duì)行人過(guò)街的干擾。

1.3 微循環(huán)設(shè)計(jì)

交通微循環(huán)也可作為一種交叉口交通擁堵的解決方法，但是也沒(méi)有相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，實(shí)際施行中利用干道周邊小街小巷等，通過(guò)疏通循環(huán)達(dá)到對(duì)主干道的分流或完成交叉口交通左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)。同時(shí)也受地塊限制，特別是老城中，支路、小街小巷道路較窄，等級(jí)不高，通行能力受阻。

1.4 交叉口左轉(zhuǎn)移位設(shè)計(jì)

移位左轉(zhuǎn)又稱為連續(xù)流交叉口(CFI Continuous Flow Intersection),是通過(guò)將左轉(zhuǎn)車道提前左移渠化設(shè)置，來(lái)實(shí)現(xiàn)相對(duì)方向直行和左轉(zhuǎn)同時(shí)放行，從而減少信號(hào)相位，提升整個(gè)路口通行效率。

1.5 中心環(huán)島設(shè)計(jì)

中心環(huán)島設(shè)計(jì)不需要信號(hào)燈控制，使車輛順著環(huán)島逆時(shí)針?lè)较蛐旭倎?lái)實(shí)現(xiàn)各方向的轉(zhuǎn)向。

環(huán)島的半徑越大，交織段長(zhǎng)度越長(zhǎng)，環(huán)島的通行能力就越大，因此用此方法來(lái)提高交叉口的通行能力會(huì)受到空間使用限制。同時(shí)環(huán)島適用于多路交匯或轉(zhuǎn)彎交通量較均衡的交叉口，相鄰道路中心線間夾角宜大致相等。

2 案例分析

以朔州市一典型五交叉路口為研究對(duì)象，通過(guò)計(jì)算分析選擇優(yōu)化形式。高峰小時(shí)交通量如表1所示，交叉口設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

表1 高峰小時(shí)交通量

2.1 環(huán)形交叉口的論證

在各進(jìn)口道高峰小時(shí)交通量的基礎(chǔ)上，計(jì)算出各交織段高峰小時(shí)交織段交通量，通過(guò)沃爾卓公式計(jì)算出各交織段的最大通行能力，最后得出各交織段的服務(wù)水平。

1)根據(jù)高峰小時(shí)交通量及環(huán)島入口環(huán)島形式計(jì)算出高峰小時(shí)交織段交通量(pcu/h):

A-1989,B1888,C2155,D2227,E1762。

A2325,B2239,C2581,D2030,E2496。

3)交織段服務(wù)水平。

道路的服務(wù)水平是交通流中車輛運(yùn)行的好壞以及駕駛員和乘客所感受的質(zhì)量量度，衡量它的重要指標(biāo)是道路的飽和度。引用美國(guó)通行能力手冊(cè)及國(guó)內(nèi)有關(guān)專家的意見(jiàn)：

A級(jí)(≤0.35)：自由流，車輛的行駛性能得到充分發(fā)揮，駕駛非常舒適；

B級(jí)(0.35～0.6)：自由流，車輛的行駛性能稍受限制，較小的行車事故對(duì)交通影響不大，駕駛比較舒適；

C級(jí)(0.6～0.75)：接近不穩(wěn)定范圍，行車自由程度明顯受限；

D級(jí)(0.75～0.9)：穩(wěn)定交通流的臨界狀態(tài)，很小的事故也會(huì)造成持續(xù)排隊(duì)，行車自由程度嚴(yán)重受限；

E級(jí)(0.9～1.0)：不穩(wěn)定交通流，任何事故都會(huì)引起嚴(yán)重堵塞，達(dá)到道路通行能力；

F級(jí)(>1.0)：交通流呈走走停停狀態(tài)，交通流超過(guò)了道路最大通行能力。

計(jì)算環(huán)島交織段的服務(wù)水平為：A段—0.78,B段—0.74,C段—0.69,D段—0.96,E段—0.83。

可以看出，采用環(huán)形設(shè)計(jì)，交通服務(wù)水平將達(dá)到E級(jí)服務(wù)水平，交通流為不穩(wěn)定交通流，任何事故都會(huì)引起嚴(yán)重堵塞，所以不推薦采用。

2.2 信號(hào)燈配時(shí)計(jì)算

信號(hào)燈作為最原始的交通設(shè)施，的確使交通得以有效管控，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量，提高道路通行能力有非常重要的作用，但是在大城市隨著交通量的增加，信號(hào)燈控制已滿足不了現(xiàn)在城市發(fā)展的需求，特別是會(huì)出現(xiàn)一路紅燈或交叉口左轉(zhuǎn)、直行時(shí)間分配不合理，導(dǎo)致交通擁堵現(xiàn)象。

TRRL法的信號(hào)基本控制參數(shù)的計(jì)算過(guò)程：

1)計(jì)算進(jìn)口道每個(gè)車道的流量比；

2)選擇每個(gè)相位流量比；

3)計(jì)算相位總流量比；

4)確定路口綠燈間隔時(shí)間、損失時(shí)間；

5)計(jì)算最佳信號(hào)周期和一個(gè)周期總的有效綠燈時(shí)間；

6)計(jì)算各相位有效綠燈時(shí)間、顯示綠燈時(shí)間及顯示紅燈時(shí)間。

相位方案為：1)南北向直行和右轉(zhuǎn)；2)南北向?qū)Ｓ米筠D(zhuǎn)；3)東西向直行和右轉(zhuǎn)；4)東西向?qū)Ｓ米筠D(zhuǎn)；5)東北向直行、右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)。交叉口各進(jìn)口道流量及通行能力如表2所示。

第一相位的流量比取0.174 7，第二相位的流量比取0.217 8，第三相位的流量比取0.110 3，第四相位的流量比取0.132 9，第五相位的流量比取0.172 2。

表2 交叉口各進(jìn)口道流量及通行能力

總流量比：Y=y1+y2+y3+y4+y5=0.174 7+0.217 8+0.110 3+0.132 9+0.172 2=0.807 9。

已知起動(dòng)損失時(shí)間Ls=3 s，黃燈時(shí)長(zhǎng)A=3 s，綠燈間隔時(shí)間I=3 s。

一個(gè)周期總的有效綠燈時(shí)間為：Ge=C0-L=143 s-15 s=128 s。

第一相位的顯示綠燈時(shí)間：g1=ge1+LS-A=28 s+3 s-3 s=28 s。

第二相位的顯示綠燈時(shí)間：g2=ge2+LS-A=35 s+3 s-3 s=35 s。

第三相位的顯示綠燈時(shí)間：g3=ge3+LS-A=17 s+3 s-3 s=17 s。

第四相位的顯示綠燈時(shí)間：g4=ge4+LS-A=21 s+3 s-3 s=21 s。

第五相位的顯示綠燈時(shí)間：g5=ge5+LS-A=27 s+3 s-3 s=27 s。

第一相位的顯示紅燈時(shí)間：r1=C0-g1-A=143 s-28 s-3 s=112 s。

第二相位的顯示紅燈時(shí)間：r2=C0-g2-A=143 s-35 s-3 s=105 s。

第三相位的顯示紅燈時(shí)間：r3=C0-g3-A=143 s-17 s-3 s=123 s。

第四相位的顯示紅燈時(shí)間：r4=C0-g4-A=143 s-21 s-3 s=119 s。

第五相位的顯示紅燈時(shí)間：r5=C0-g5-A=143 s-27 s-3 s=113 s。

案例中環(huán)形設(shè)計(jì)交織段交通流為不穩(wěn)定交通流，任何事故都會(huì)引起嚴(yán)重堵塞，所以不推薦采用，經(jīng)過(guò)信號(hào)配時(shí)計(jì)算最后采用信號(hào)燈控制。

3 結(jié)語(yǔ)

在日常的設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循城市功能(規(guī)劃)布局的基礎(chǔ)上，完善整體道路功能的意愿出發(fā)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)交通(交通量、交通組成)定性統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測(cè)遠(yuǎn)期交通，多角度出發(fā)，通過(guò)分析，綜合考慮交叉口科學(xué)渠化，重要平交路口實(shí)現(xiàn)立體化，合理布局停車場(chǎng)等，同時(shí)加大管理(增加管控、各行其道、規(guī)范停車場(chǎng)等)來(lái)改善行車條件，提高道路通行能力。