论道路平面交叉口的组织与设计

张 鑫

(福建省交通科技发展集团有限责任公司，福州 350004)

现今，我国各地道路交通流量日益增大，路网负载逐渐饱和，缓解道路拥堵，解决交通秩序混乱已是现代交通发展的首要问题。无论是城市道路还是国省干线，交叉口都是解决交通拥堵、行车安全的关键节点，平交口设计是否合理， 直接关系到道路是否整体通畅和交通行车是否安全。虽然国家已出台相关设计规范及规程，但因工程实际情况各不相同， 当前交叉口的设计中仍然存在不少问题。为保证交叉口的畅行与安全，应根据工程项目的实际情况，对既有的设计规范及基础理论知识进行归纳总结，同时客观分析当前相交道路特点， 对同种类型交叉口已存在的问题进行预判，优化设计参数，提高平交口空间利用率，特别要做到预防交通事故的发生。

1 平面交叉口的形式

当前交叉口主要有下列4 种形式：

(1)X 字交叉口：是出现频率最高的交叉口，因形式较为简单且易于组织， 可以用加宽车道及渠化等疏导方式改善交通流情况，故被广泛应用。

(2)Y 型交叉口： 多应用于主要道路和次要道路相交的情况，T 型交叉口是Y 型交叉口交叉角90°时的特殊类型。

(3)环岛式交叉口：是在几条道路的交叉口中间建一个交通导流岛，用交通岛周围的环道组织和疏导交通流。不同方向的车辆进入环岛后按同方向绕行进行合流和分流。 环岛式交叉口有着易于组织疏导交通流且延误时间较短的优点，对多条道路交叉时优点更为突显。

(4)复合式交叉口：是对以上3 种类型的交叉口进行组合设计而成的， 一般用于多条道路分次交叉时的复杂情况，但因组织困难而较少使用。

2 平面交叉口设计中的问题

从城市道路交叉口的渠化设计和交通安全2 方面考虑，交叉口的运行效率不高，主要有以下3 个原因。

2.1 交叉口设计与相交道路通行能力不相符

相交道路的交通流量在渠化设计中预设的转向交通量与实际交通量相比较，差距较大，设计车道数不能满足实际情况的通行需求，车道数的减少，伴随着车流滞留，冲突点增多等问题，导致了拥堵及事故的增多。

2.2 交叉口设计参数选取不合理

交叉口设计参数选取不合理易导致交叉口的设计规模过大或过小，造成设计车道数、展宽段落、渐变段、等候段、 转弯半径等交叉口要素不能很好地与实际空间需求相匹配，信号灯亦无法对交通流进行合理地疏导，最终导致实际车流量不满足空间要求而造成拥堵， 严重影响路网通行效率；而纵面设计指标参数不合理，交叉范围纵坡陡，对交通安全通行影响较大，纵坡竖向设计太缓，会导致低洼处积水，进而影响路面结构的使用周期。

2.3 交叉口配套设施布设不够合理

信号灯、导流岛、交通警示标志、标志标线、车道分隔护栏等都是保障车辆安全顺利通行的配套设施， 如果设计考虑不妥当， 没有很好地执行渠化交通安全设计的理念，会抑制整个交通路网的交通功能，尤其是在没有信号灯控制的交叉口，无序混合通行极易发生交通事故。

3 平面交叉口渠化设计及组织

在保障通行安全的首要前提下， 通过平面交叉口的渠化设计，合理的分配交叉口范围内交通流的路权，利用交通标志、标线、交通岛等措施分隔冲突点，同时对车辆通行给予清晰明确地指引， 最大限度提高交叉口的通行能力，提高整条道路交通的路网容量。

3.1 空间组织渠化设计要点

3.1.1 冲突点的设计及控制

交叉口中各车辆行驶的方向与轨迹都不一样， 这些轨迹产生大量的交错点，这些交错点分为：分流点、合流点、冲突点。其中冲突点就是主要造成交叉口拥堵和事故的主要原因。 冲突点的计算公式为：

其中，n 为相交道路的条数。

在处理交叉口设计时，无论是采用什么手段，其最终目的是减少冲突点的数量。从这个方向出发考虑，可以采取合理的信号灯控制。交叉口经过信号灯控制后，车流被控制进行时间上的分流，同一时间段的交通流量减少，这样交叉口的冲突点也会相应大幅减少，分流、合流点也会减少。 如图1 所示，原来T 型交叉口有3 个冲突点，经信号灯设置后可减少1 个； 十字交叉口原有16 个冲突点，经信号灯设置后可减少10 个。在交通量较大的交叉口在设计中要尽量增设信号灯进行合理控制。

图1 信号灯设置前后冲突点情况对比图

3.1.2 进、出口车道设计

①平面交叉作为道路交通的重要节点， 关键是对运行车流进行组织分配，分离冲突交通流，而最有效的方法就是根据实际交通流量、流向重新划分导向车道，并且利用空间资源合理拓宽进口道， 包括含有左转或右转的混合车道以增加进口段的通行能力。

②一般来讲，进口段车道数要比上游方向车道数多。在设计中， 应根据平交口车流高峰时段的交通量及流向确定左转、右转等专用车道的设置需求，展宽平交口进口道的方式有拓宽道路红线、缩减中央或者两侧分隔带，如果没有中央分隔带也可以考虑中线偏移增加单侧空间并利用对向出口车道、取消路侧绿化带等方式，但是进口道展宽设计尽量不要缩减路侧人行道的宽度。 在空间不足的情况下，可以适当压缩车道宽度，从原直行车道中分离出专向右转、左转车道，需要注意的是经压缩后车道宽度最小值取3.25 m 较为适宜。 有相关研究表明，如果车道过窄，很大程度上会制约车速，使交通流通行能力大幅降低；如果车道过宽，受到车辆本身的性能、设计速度的限制等因素影响， 交叉口的通行能力仍然得不到大幅度提升。综上所述，车道宽度我们的取值一般采用3.25～3.75 m，理论上增加车道数可以提高交叉口的通行能力， 但是从节约投资、节省国家土地资源的角度出发，车道数也不是越多越好，相关研究表明，车道数量的增加对通行能力的提升是逐级递减的关系， 相同交通量的前提下每增加一条车道对通行能力的提升从第1 条的提升80%到第5 条的提升8%，由此看来，设计交叉口过程中必须依据实际情况合理分析，做到满足道路交通需求，同时还要节省投资和资源。

③出口的车道数、 上游各进口道的相同信号相位流入的最大进口车道数要匹配。 相邻进口道若设有右转专用车道，则对应出口道展宽一条右转专用出口车道。出口道每一条车道的宽度应当不小于进口段车道宽度， 一般取值3.5～3.75 m，改建的交叉口，当条件受限时，出口道每条车道宽度应不小于3.25 m。

3.1.3 交叉口进口与出口展宽段及渐变段的设置

进口道的设计目的是为了确保车辆安全驶入交叉范围，左转及直行车辆的通行不受影响。进口道长度主要有两部分组成，为展宽渐变段长度、展宽段长度。

当交通量调查资料完善时， 展宽段的最小长度可根据左转或右转车的排队长度Ls来确定， 表达公式为：Ls=9N(其中：N 为高峰期15 min 内每个信号周期)。

左转或者右转车辆的平均排队辆数展宽渐变段长度

式中：v 为进口道的计算行车速度(km/h)；Δw 为横向偏移量(m)。

若设计项目交通量资料不完善时，依照相关规定，进口道展宽段最小长度应当不低于以下标准：主干路70～90 m，次干路50～70 m，支路30～40 m；展宽渐变段最小长度应不低于以下标准：主干路30～35 m，次干路25 m，支路20 m。

同样，出口车道的长度也是展宽渐变段、展宽段两部分组成。 出口道展宽段长度分2 种情况考虑：不设置公交车停靠站，长度取50～80 m；设置公交车停靠站时，须考虑停靠站所需长度，同时必须满足视距三角形要求。出口道展宽渐变段长度Ld′按下式计算：

另外，当条件受到限制时，出口道展宽渐变段长度应不小于30 m。

3.1.4 左转专用车道的设置

左转专用车道在平交口设计中应用较为广泛， 其中最具代表性的是鱼肚型左转专用车道(图2)，其设计思路是在平交口进口道中线的合理位置设置起点， 通过合理的角度将中线适当偏移，增加单侧空间形成过渡段落，从而偏移出左转车道宽度， 采取合适的过渡方式形成新的中轴线。从偏移出的左转车道新形成的位置起，直行车沿原车道行驶进入导向车道， 左转车向左行驶变道进入左转方向导向车道。 左转专用车道由3 部分组成：过渡段、减速段、等候段。 当交叉左转车流大于100 辆/h，通常可增加1 个左转专用车道；当左转车流大于300 辆/h，可增加2 个左转专用车道； 在极少情况下， 当左转车流大于600 辆/h，可考虑增加3 个左转专用车道。

图2 鱼肚型左转车道示意图

3.1.5 交通岛设计

交通岛多应用于空间较大， 交通流与冲突点都比较复杂的交叉口，且交通岛通常面积较大，所以交通岛设计通常宜少不宜多，应考虑兼顾尽量多的交通功能，避免因功能单一造成空间浪费。 交通岛通常可以用路缘石围起高于路面， 岛内宜种植植物或者涂色使其更加明显便于辨认，也可用标线绘制成隐形岛。 在夜间，实体交通岛须有反光措施，其夜间照度须符合相关要求(图3)。

4 工程实例分析

4.1 项目基本情况

图3 交通岛十字交叉口渠化设计图

该交叉口位于宁德市古田县， 东西进口为国道G235，双向四车道，车道设计宽度3.75 m，中央分隔带宽度为3 m，设计车速为60 km/h。 南北向进口为某旅游公路工程，设计等级为二级，双向两车道，设计车道宽度为3.5 m，设计车速为60 km/h。 该交叉口为T 字型交叉口，交角为85°左右，交叉范围内地形比较平坦，纵坡坡度(东西向2.6%，南北向2%)，符合规范要求。 交叉口范围内地形地貌良好，无明显障碍物影响行车视线。

4.2 T 型交叉口的设计

①平面交叉口设计的第一步是考虑交叉口的设计规模，由于本交叉口范围视线良好，考虑到地方政府节省土地资源、降低造价等需求，依照相关规范，本项目中交叉口设计的转弯半径取最小值0.5V(r=30 m)，如图4 所示。

②展宽段的车道设计：T 字型交叉口进出口道路等级均为二级， 预计车流量较大， 在控制交叉口空间的前提下，进一步优化交叉口通行能力，设计考虑采用渐变式车道拓宽南北向进出口道，设右转专用道；同时东西向通过扩宽车道并缩减中央分隔带宽度， 增设左转专用车道。南北向进出口车道宽度采用与原设计行车速度相符的3.5 m，按进出口展宽渐变段长度公式计算所得，展宽渐变长度为70～75 m； 东西向增设的左转专用车道宽采用3.0 m 宽度， 南北向车道不设置港湾式公交车停靠站点，故渐变段、减速段及车流等待段长度可取45 m、45 m和30 m，为改善左转车道的通行，可设计左转车道半径为15 km/h(r=25 m)。

③纵向设计：为合理对交叉口内的标高进行顺接，改善车辆行驶中的舒适性及路面排水能力等， 需要将交叉口中的纵向设计细化。 因本项目交叉口中东西和南北方向的两条公路纵坡都较缓， 在设计中需重点考虑路面的排水问题。交叉口中可设计道路纵坡从中心向外部倾斜，在交叉口设计中降低其中路缘石中点的高程， 使交叉口中路面与路面边缘间的横向坡度能够控制在2%～3%，也可在路缘石的半径高程最低处设置雨水口， 解决路面排水问题。

④人行道、 交通岛的设计： 交叉口中设计2 处交通岛，将直行、左、右转车道分离。 人行道标线的宽度设计为8 m，将人行道设计在交通岛的前端及路缘石半径的中点。

⑤交叉口中非机动车道的设置： 为减少行驶中非机动车对机动车的影响，可增设护栏，将非机动车道隔离在交叉口外围，这样能保持机动车道相对独立的通行能力。同样，可将非机动车道和人行道采用相同的设计方法。当穿过交叉口时，非机动车可与行人合用人行道通行。

⑥标线的设置：交叉口导向箭头布设成3 组，可将箭头设置长度6 m，保持相互间距为30 m；设计车道的分界线为6 m +9 m、设计路面的边缘线为0.15 m 的白色线。

⑦交通信号灯的设置：经对比分析，考虑各类信号等控制的方法，结合平面交叉口的实际情况，若实测的交通量不大，可设置相应的信号灯控制方案。当实测交通量较大的时，可设置为三相位的定时信号灯控制方案。

图4 交叉口平面渠化设计图

5 结语

道路平面交叉口是重要的交通枢纽点， 同时交叉口也是交通事故的多发点，交叉口的设计与组织尤为重要。各地区都存在由于交叉口组织不利而导致的交通堵塞、事故频发的情况。 交叉口的合理设计与组织应同时满足车辆与行人通行的安全需求， 是解决当前交通问题的关键。在当前常用的《公路工程技术标准》与《公路路线设计规范》中，关于交叉口设计的指导内容较少，导致许多工程设计中交叉口的设计随意性较大。 在实际设计中应尽量参考更多相关设计方案，总结失败经验，更加详细地分析并结合交通现状，争取能够做出全面、合理的交叉口设计与组织方案。