市政道路工程交叉口設(shè)計(jì)方案

杜志君

（東莞市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司）

1 引言

交通匯聚則形成交叉口，是整個城市交通網(wǎng)絡(luò)中較為關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)，同時也是交通擁堵、安全事故的高發(fā)區(qū)域，以合理的方式做好交叉口路段的設(shè)計(jì)工作極具必要性，將直接關(guān)乎交通系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)水平。

2 市政道路交叉口的主要形式

交叉口的形式主要如下三種：

1）四岔交叉口

具體可分為兩種形式：十字形交叉口，是道路交叉口中的基礎(chǔ)形式，具有設(shè)計(jì)簡單、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，在多數(shù)道路工程場景中均得到應(yīng)用；x字形交叉口，指的是兩條道路相交后形成的路口，其局限之處在于銳角兩側(cè)的空間有限，易出現(xiàn)車輛擁堵現(xiàn)象，隨城市的發(fā)展，需在現(xiàn)狀交叉口的基礎(chǔ)上采取改擴(kuò)建措施。

2）三岔交叉口

常見于主干道間或主干道與次干道間，特點(diǎn)在于車輛的通行秩序性較好，例如T字形、Y字形交叉口（見圖1）。

圖1 三岔交叉口

3）環(huán)形交叉口

選取道路交匯區(qū)域的中間部位，于該處建設(shè)較大規(guī)模的中心島，引導(dǎo)車輛繞該島單向行駛，再逐步駛出環(huán)島，可以減少車輛交叉行駛的情況。

3 市政道路工程交叉口的設(shè)計(jì)原則

3.1 交通組織的合理性原則

交叉口設(shè)計(jì)不合理是誘發(fā)城市交通擁堵乃至交通事故的關(guān)鍵原因，因此在交叉口的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)者應(yīng)充分考慮到車輛行駛期間的插行問題，配置專用的車道，用于給各流向的車輛提供清晰的引導(dǎo)，以便各車輛均可按照既定出行目標(biāo)有序駛?cè)胩囟ǖ耐ㄐ新肪€中，從源頭上規(guī)避車流插行問題[1]。根據(jù)車輛的行駛特點(diǎn)，其通常需經(jīng)過市政道路交叉口，不同車輛的目的地有所差別，由此出現(xiàn)分流、交叉以及合流的情況，出于安全層面的考慮，駕駛者需提前減速，觀察周邊交通情況。為配合駕駛者的駕駛行為，在交叉口的設(shè)計(jì)中應(yīng)合理應(yīng)用標(biāo)志線、輔助車道、交通信號指示燈等，通過此類設(shè)施的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對市政道路交叉口的深度優(yōu)化，引導(dǎo)車輛高效行駛，提高交通流的秩序性。

3.2 安全性原則

車輛行駛至交叉口后，駕駛者經(jīng)觀察后掌握周邊的交通情況。為確保駕駛者在交叉口所觀察的情況更全面，設(shè)計(jì)者需立足于駕駛者的角度，充分滿足駕駛者對周邊車流、人流信息的掌握需求，使其快速掌握各車道的實(shí)際情況，進(jìn)而采取合適的駕駛行為，實(shí)現(xiàn)安全行車。例如，在交叉口的右轉(zhuǎn)彎車道中可以針對轉(zhuǎn)彎外側(cè)邊緣石采取優(yōu)化措施，具體采取圓弧形或平滑曲線的形式。此外，需以車輛右轉(zhuǎn)彎的最小轉(zhuǎn)彎半徑為基本依據(jù)，嚴(yán)格控制切圓半徑，保證后者大于前者，從而在安全的前提下提高交叉口的通行效率。

4 交叉口的設(shè)計(jì)方法

4.1 確定交叉口的車道數(shù)

以機(jī)動車和非機(jī)動車為主要考慮對象，為保證兩者能夠分流行駛，需合理控制交叉口車道的數(shù)量[2]，主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

①以現(xiàn)場高峰小時交通量和車輛可能出現(xiàn)的行駛方向?yàn)榛疽罁?jù)，展開交通組織設(shè)計(jì)工作，確定合適的交叉口形式以及具體的車道數(shù)。針對車道數(shù)的通行能力展開驗(yàn)算，相比于高峰小時交通量而言，若車道通行能力偏低則需在既有基礎(chǔ)上增加車道數(shù)量，并再次驗(yàn)算，直至車道所提供的通行能力超過交通流量為止。

②以路段上的車道數(shù)為參考，應(yīng)保證交叉口的車道數(shù)至少與之相同或適當(dāng)增多（通常宜增加1～2條）。為保證道路具有足夠良好的通行服務(wù)水平，交叉口的設(shè)計(jì)需考慮到路段的通行能力，兩者形成相均衡的關(guān)系。此外，在城市化進(jìn)程的背景下，道路交通流量將逐步增加，因此在交叉口設(shè)計(jì)時需預(yù)留用地，以滿足遠(yuǎn)期的改擴(kuò)建需求。

4.2 交叉口的拓寬設(shè)計(jì)

在交叉口車道寬度不足時，該處的通行能力受限，可采取在單側(cè)或兩側(cè)拓寬的方法，豐富車道的數(shù)量，確保經(jīng)過改擴(kuò)建后的交叉口具有較高的通行能力，以便承接道路的車輛。在交叉口的拓寬設(shè)計(jì)中主要應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：

①以進(jìn)口車道的交通流及其通行能力為主要依據(jù)，合理確定拓寬的車道數(shù)量，通常需在路段車道數(shù)的基礎(chǔ)上增加1條。

②向進(jìn)口車道的左側(cè)拓寬，利用中間的分隔帶；向進(jìn)口車道的右側(cè)拓寬，利用道路右側(cè)的綠化帶。此外，也可合理利用道路的其他區(qū)域，但需展開可行性驗(yàn)證，不可對現(xiàn)狀道路的正常使用帶來不良影響[3]。

4.3 環(huán)形交叉的設(shè)計(jì)

在環(huán)形交叉口的設(shè)計(jì)中，應(yīng)在交叉區(qū)域內(nèi)規(guī)劃中心島，通過環(huán)道的方式組織渠化交通，允許多個方向的車輛進(jìn)入環(huán)形交叉口，但均只能按照逆時針的方向行駛，且車輛宜保持較低的速度，有序朝目標(biāo)路口分流。在現(xiàn)階段的環(huán)形交叉口設(shè)計(jì)中，其主要組成包含中心島、進(jìn)出口、方向島及環(huán)道。

4.4 交叉口的立面設(shè)計(jì)

①對于城市主要道路的交叉口，應(yīng)保持縱坡的初始狀態(tài)，不作出改變。

②同等級道路相交時，若無明顯的交通流量差別且各自的縱坡各異，可維持原縱坡不變，適度改進(jìn)橫坡，保證所形成的交叉口存在一個平順性較好的共同面。對于不同等級道路交叉的情況，在縱、橫斷面設(shè)計(jì)時可維持主要道路不變，對次要道路的縱坡、橫斷面加以調(diào)整，具體調(diào)整方法需考慮到主要道路的情況，提高兩者的協(xié)調(diào)性，例如次要道路的橫斷面可以采取雙向傾斜的形式，經(jīng)過平順的過渡后形成單向傾斜橫坡面（應(yīng)當(dāng)與主干路的縱坡相同），此時可提高主干路交通的秩序性。

③為保證交叉口可高效排水，應(yīng)保證有一條或更多道路的縱坡能夠從交叉口中心引出，再逐步向交叉口外傾斜。

④交叉口內(nèi)的橫坡應(yīng)盡可能具有平緩的特點(diǎn)，原則上不宜超過路段設(shè)計(jì)橫斷面的坡度，要求對角線上橫坡＜1%，遇地形較為平坦的區(qū)域時可以設(shè)置成傘狀地面，即中間略高、四周略低，以滿足排水和行車的雙重需求。此外，在交叉口區(qū)域的排水設(shè)計(jì)中，不可出現(xiàn)一條道路的雨水匯入另一條道路的情況，需采取截水措施，通過此方式確保地面水不流經(jīng)交叉口的人行橫道，具體可在人行橫道前設(shè)置雨水口。

在交叉口的立面設(shè)計(jì)中，總體應(yīng)按照如下思路展開。

1）資料的收集

為給交叉口的立面設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，應(yīng)多途徑收集具有參考價值的資料，繪制平面交叉圖（具體內(nèi)容應(yīng)包含路中心線、車道及人行道的寬度、方格線及緣石半徑），選定坐標(biāo)基線（相交道路中心線）并將其作為基線，形成完整的方格網(wǎng)，綜合考慮道路等級、地形，確定方格網(wǎng)的尺寸，主要有5m×5m或10m×10m兩種，再測出方格點(diǎn)上地面高程。

2）設(shè)計(jì)范圍及高程的確定

在雙向橫坡中，若要實(shí)現(xiàn)向單向橫坡的過渡，則需要經(jīng)過特定的距離，并且與相交道路的路面高程形成平順銜接的關(guān)系。對此，在確定設(shè)計(jì)范圍時可將緣石半徑的切點(diǎn)作為參照，適當(dāng)向外擴(kuò)寬5m～10m。以設(shè)計(jì)縱坡寬度為參考，確定設(shè)計(jì)高程位置，再結(jié)合相鄰等高線的高差，經(jīng)計(jì)算后得到行車道中心線相鄰等高線的水平間距。

3）交叉口設(shè)計(jì)高程的確定

首要前提在于選擇路脊線和控制高程，應(yīng)加強(qiáng)對路脊位置的驗(yàn)證，保證其具有可行性，否則將對交叉口的車輛通行能力和排水能力帶來影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通常路中心可作為路脊線而使用，其交點(diǎn)則是控制高程；創(chuàng)建完善的高程計(jì)算線網(wǎng)，可作為輔助線而使用，有利于保證路面設(shè)計(jì)過程中各點(diǎn)高程的合理性。

4.5 智能交通信號控制系統(tǒng)在城市交叉口中的應(yīng)用

4.5.1 城市智能交通信號控制系統(tǒng)

智能交通信號控制系統(tǒng)是采用高效的現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)的運(yùn)輸系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)分析交通樞紐的實(shí)時交通流量，在此基礎(chǔ)上利用交通軟件和模型確定恰當(dāng)?shù)慕徊婵诩t綠燈配時方案，以此高效優(yōu)化整個交通路網(wǎng)。

4.5.2 智能交通信號的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1）交通信號控制相位差

智能交通信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以規(guī)劃每個系統(tǒng)間控制規(guī)模，避免一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，給多路段交通造成嚴(yán)重影響，降低多方向相位差變化導(dǎo)致的相互作用力。智能交通信號控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)全面考慮，科學(xué)規(guī)劃控制范圍，要根據(jù)交通實(shí)際情況對不同流量進(jìn)行不同規(guī)劃，避免造成資源浪費(fèi)。但設(shè)計(jì)過程中不僅要考慮到控制相位差，更應(yīng)該估計(jì)到相互呼應(yīng)，如某路段出現(xiàn)故障可通過其他路段啟動應(yīng)急線路，進(jìn)行暫時性的交通引導(dǎo)，避免交通事故，系統(tǒng)相互運(yùn)作正常時可斷開連接，避免造成干擾，實(shí)現(xiàn)真正的智能交通信號系統(tǒng)。

2）智能交通信號對飽和度的控制

為了使制定出的交通信號控制戰(zhàn)略方案更加科學(xué)，需事先將交通信號控制系統(tǒng)應(yīng)用于交通樞紐區(qū)域中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域，從而對不同入口車道的飽和流量加以檢測并得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息。智能交通信號系統(tǒng)必須進(jìn)行科學(xué)的交通飽和度監(jiān)測，交通飽和度是規(guī)劃交通的重要依據(jù)。應(yīng)在交通主要線路設(shè)置飽和度測試和控制系統(tǒng)，在這個檢測和控制的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中以戰(zhàn)略檢測器的形式存在，在綠燈時段范圍內(nèi)戰(zhàn)略檢測器將對車流經(jīng)過時的交通流量及占有率數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集并自動處理，最后將處理結(jié)果以數(shù)據(jù)表格的形式直觀呈現(xiàn)，通過表格交通“飽和度”一目了然。飽和度檢測和控制可利用實(shí)際的綠燈時間與綠燈時間比率進(jìn)行計(jì)算。有效利用綠燈時間指的是飽和交通流情況下，恰好通過以最優(yōu)車間距運(yùn)行的同等車流量所用的綠燈時間。

5 結(jié)語

交叉口是市政道路設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容，鑒于其具有易交通擁堵、交通事故多發(fā)的特點(diǎn)，需合理組織設(shè)計(jì)工作，遵循因地制宜的原則，對接周邊的道路，切實(shí)提高交叉口設(shè)計(jì)方案的可行性。