地形受限條件下K型交叉口改造設計方案比選

黃錦春

(福州市規劃設計研究院集團有限公司,福建 福州 350108)

0 引言

交叉口是城市路網的節點,在路網中起著從線到面的轉換作用,但受規劃調整、用地限制、歷史遺留或其他因素的影響,城市路網中普遍存在異形交叉口。異形交叉口存在車輛及行人路權不明確、交通組織復雜、行車視距差等問題,往往成為城市交通安全的黑點,也是城市交通管理的難點,在有限的用地資源條件下尋找經濟可行的工程改造方案及交通管理措施,成為解決異形交叉口交通問題的關鍵[1-3]。

道路交叉改造方案研究應根據該交叉口的交通量分布情況、所處地形、周邊規劃及現狀用地情況、近遠期建設時序等因素,確定兩種及以上的可行方案,從交通適應性、周圍環境協調性、造價經濟性等方面進行比選,最終確定合理的異形交叉口改造設計方案。

本文以福建省閩清縣南山路與南北大街現狀K型平面交叉口改造為例,分析該交叉口存在的問題,基于對周圍環境的綜合分析,從平面交通組織優化及平交改立交兩個思路出發,提出3個在地形受限條件下異形交叉口改造設計方案。

1 項目背景

南山路片區位于閩清縣城主城核心區南面,南倚梅城森林公園,北鄰閩清縣行政文化商貿中心,現狀經由南山路與202省道對外聯系,擁有良好的交通區位。本片區規劃定位為以綠色生態人居環境為主的復合型居住示范區,南山路是規劃片區北側一條重要的東西向道路,沿線規劃分布有學校、醫院、居住、商業等人流量密集的用地,隨著周邊地塊的陸續開發,現狀南山路(6 m～8 m)已無法滿足交通量日益增長的需要,且沿線架空電桿多,周邊整體景觀較差,市政雨污管網承載力低,亟需對南山路按規劃建設到位。

南山路起于解放大街,自西向東沿規劃紅線走向,中間交叉規劃縱三路、縱二路,道路終點接南北大街。路線全長1 094.527 m,道路紅線寬度21 m,道路等級為城市次干路,設計速度為30 km/h,按雙向四車道標準設計。

2 建設條件

2.1 路網布局

現狀本片區四周均為城市重要干道(202省道、南北大街、南山路、解放大街、西大路),但由于區內坡地多地形復雜,故向內銜接道路均為盡端路,或基本沒有銜接通道(例如202省道),整體道路網不成體系,通達性差。且與現狀聯系最為緊密的南山路,坡度陡、線形曲折,存有安全隱患,近期亟待改造。

片區規劃形成“兩橫兩縱”的類方格網狀路網結構。兩橫即解放大街、202省道,兩縱即西大路、南山路,解放大街是現狀主城東西向綜合性主干路,202省道、西大路、南山路規劃為次干路,如圖1所示。

2.2 周邊道路設施

2.2.1 南山路

現狀南山路基本與規劃南山路走向一致,現狀為雙車道公路斷面,路面寬約7.5 m,坡陡彎急,架空桿線多,路容路貌較差,如圖2所示。

規劃南山路道路寬21 m,雙向四車道(外側車道機非混行),斷面如圖3所示。

2.2.2 現狀南北大街

南北大街是聯系閩清縣城與國道、高速公路的一條重要道路,為城市次干路,道路寬18 m,目前按雙向兩車道管理,市政設施較為完善,見圖4。

2.2.3 規劃縱一路

規劃縱一路為片區內的規劃支路,道路寬12 m,雙向兩車道,現狀為7 m寬的水泥路。縱一路與南北大街的交點和南山路與南北大街交點緊鄰,形成了異形三路交叉口。

2.3 地形地物

現狀南山路北側分布有實驗小學、縣醫院、新建立體停車場、高層民房,南側分布有縣疾控中心、精神病防治院,基本沒有平面線形調整的空間,因此,規劃的南山路平面線位仍沿既有南山路拓寬,導致南山路與現狀南北大街交叉口仍為異形交叉口,如圖5所示。

南北大街東側為梅溪河道,東側為高層民房,也無局部改線的條件。

3 總體設計方案

3.1 路口現狀

南山路—南北大街交叉口為三路平面交叉口,相交道路為南山路、南北大街和縱一路,南山路與南北大街的交角僅為8°左右,縱一路與南北大街的交角為39°,均小于CJJ 152—2010城市道路交叉口設計規程規定的極限值45°,形成了K型交叉口,如圖6所示。

現狀交叉口主要存在以下問題:

1)由于異形交叉口本身幾何特征的影響,進入交叉口范圍的車輛、行人通行權不清晰,駕駛人存在遲疑、尋找所需通行路徑的過程,影響行駛安全,延誤增加,通行能力下降。

2)無信號燈控制,缺少交叉口渠化措施,交通組織較為混亂,摩托車、電動車與汽車沖突嚴重。

3)南山路與南北大街的交角僅為8°(如圖7所示),南北大街北進口右轉至南山路的車輛相當于掉頭行駛,轉彎半徑大,會侵入南山路對向車道,且南山路與南北大街存在高差,右轉車輛視距差,易與南山路進口道車輛沖突。

3.2 通行能力分析及規模論證

1)南山路路段通行能力分析:南山路為城市次干路,根據道路等級、設計速度、非機動車影響等因素確定不同車道數的通行能力,如表1所示。

表1 南山路路段通行能力 pcu/h

2)南山路路段服務水平分析:根據路段交通量預測結果及通行能力,計算不同車道數下的路段服務水平,如表2所示,可知南山路需采用單向兩車道規模。

表2 南山路路段服務水平分析 pcu/h

3)南山路—南北大街交叉口轉向交通量分布:根據周邊用地規劃及現狀,結合現場交通調查資料,對南山路—南北大街交叉口轉向交通量預測如表3所示。

表3 南山路—南北大街交叉口轉向交通量分布 pcu/h

3.3 路口改造方案一

維持現狀南山路與南北大街現有平面線形及交叉角度,在規劃紅線范圍內完成平面交叉口設置,對交叉口進行標線渠化,設置信號燈控制各轉向交通,因南北大街(北)右轉至南山路的轉彎半徑過小,視線條件差,在交通管理上禁止該方向的轉向交通,通過片區內規劃縱一路、規劃縱二路、現狀解放大街等路網繞行,改造后的方案效果如圖8所示。

方案一在尊重周邊環境地物及規劃的前提下,改造規模最小,造價最低(約900萬元),交叉口轉向功能最完善,僅通過管理措施禁止一個右轉方向,且不存在南北大街、縱一路與南山路之間短距離交織的問題。路口交叉角度雖仍較小,但通過設置信號燈及路口渠化標線后,通行路權較為明確,非機動車與行人均可通過路口過街完成各方向通行。

3.4 路口改造方案二

將該平面交叉口改造為立體交叉,南山路至南北大街(南)的交通,通過單向路基匝道實施,南北大街(南)至南山路的交通,通過匝道橋形式上跨南北大街。由于路口內不設置紅綠燈,考慮將交通量小的南北大街(北)右轉至縱一路方向、南北大街(南)左轉至縱一路方向、南山路左轉至南北大街(北)、縱一路左轉至南山路及縱一路左轉至南北大街(北)共5個方向的轉向交通進行封閉,本方案與方案一同樣無法實現南北大街(北)右轉至南山路,上述禁止的6個轉向交通均需通過路網繞行。受匝道橋限制,地面南北大街道路標高需進行降坡改造,外側路基需拼寬,人行道可結合遠期景觀步道共線實施。改造后的方案效果如圖9所示。

通過表3的路口轉向交通量分布可知,南北大街直行是主要交通方向,南北大街往南山路為次要交通方向,本方案對主流方向仍保持現狀通行,對次要方向采用匝道連接,符合行車人預期及駕駛習慣,總體布置較為合理。但改為立體交叉后,交叉口內共有6個轉向交通無法完成,需通過路網繞行,非機動車及行人在該交叉口內也無法完成常規地面過街,需增設人行天橋。總體而言,本方案增加結構物較多,造價較高(約3 100萬元),主流交通方便快捷,但犧牲較多其他方向的交通轉向,經濟性及交通適應性較方案一差。

3.5 路口改造方案三

將該平面交叉口改造為立體交叉,南山路至南北大街(南)的交通,通過單向路基匝道實施,南北大街(南)至南山路的交通,通過路基匝道形式上跨南北大街,南北大街北往南方向設置下穿通道。由于路口內不設置紅綠燈,本方案與方案二一樣需封閉部分轉向交通,改造后的方案效果如圖10所示。

本方案較方案二而言,匝道長度較短,節點景觀效果可操作性高,但主流方向與駕駛人預期及駕駛習慣不符,與方案二一樣存在6個轉向交通無法實現的問題,且需改造南北大街道路縱坡,增設下穿通道,以保證匝道凈空,下穿通道增設排水泵站等排水設施,日常維護管理費用增加,整體工程造價最高(約3 820萬元)。

3.6 方案比選

3.6.1 交通功能

該K型交叉口內共存在12個轉向交通需求,方案一為保證交通安全封閉1個轉向交通,可以實現其他11個轉向交通需求,路權明確,對非機動車及行人通行更為友好,方案二、方案三采用平改立的思路,保證了主流機動車交通,但均存在6個轉向交通需通過路網繞行的問題,慢行過街也需通過立體設施解決。

本項目位于縣城,總體而言交叉口交通量不大,且摩托車、電動車等交通方式占比較高,路口改造后若需改變周邊居民長久以來的出行習慣而繞行其他道路,市民的接受度不高,實際上會導致更為嚴重的機非混行、非機動車逆行等問題,因此從交通功能來講,方案一更優。

3.6.2 環境協調性

本項目所在縣城為典型的沿河兩岸分布的城市,現狀存在眾多跨河橋梁,橋梁兩岸交叉口均采用平面交叉,方案二、方案三的立交方案規模大,破壞了濱河景觀,不利于今后擬建的濱河步道實施,現狀也需要多占用周邊縣精神病院用地約600 m2,增加民房拆遷約700 m2。從環境協調性來講,方案一更優。

3.6.3 工程造價

方案一主要工程量為路基、路面拓寬,工程造價約900萬元;方案二主要工程量為匝道橋1座,路基、路面拓寬,人行天橋1座,工程造價約3 100 萬元;方案三主要工程量為下穿通道1座,管網遷改,路基、路面拓寬,人行天橋1座,工程造價約3 820萬元。從工程造價來講,方案一更優。

本項目異形交叉口所處位置東臨河道、西貼用地,地形高差大,普通的平面異形改正形方法不具備實施條件,若采用改立交方案,規模與交通量不甚匹配,造價高,影響范圍大,有可能引起新的交通問題。方案一在現狀交叉口基礎上進行優化渠化,能夠滿足縣城小交通量出行的要求,造價低、影響小,綜合上述因素考慮,推薦采用方案一。

4 結語

由于早期城市建設缺少相關規劃、城市發展理念變化等因素,許多城市均存在大量異形道路交叉口,這類交叉口通行效率低、安全性差,對其進行改造整治是現代城市交通管理的重要內容,可以提高交通安全水平,改善交通運行環境。

本文針對縣城小交通量K型異形平面交叉口存在的問題進行分析,在地形受限的條件下,常規的道路改線使交叉口由異形變正形的方案無法實施,進一步從交通、環境、造價三方面對K型平面交叉渠化方案及改立交方案進行了對比分析。在縣城背景下,對于交通量較小的異形交叉口進行合理的渠化后可以較好地滿足交通需求,經濟性好,不應過度追求大規模的改造方案。本文論述的異形交叉口整治思路及方法對類似的項目具有一定的參考價值。