道路平面交叉口設(shè)計是道路工程設(shè)計中的一個重要任務(wù),往往占據(jù)了大量的時間和精力。若交叉口設(shè)計有誤,則造成的返工工作量是巨大的,因此交叉口設(shè)計必須要全面而細致。本文對城市道路平面交叉口設(shè)計進行全面的分析,便于新手快速掌握交叉口設(shè)計,對于有經(jīng)驗的道路工程師也具有重要參考價值。

1 交叉口平面設(shè)計

交叉口設(shè)計并不是孤立地存在,而是包含在整條道路的設(shè)計里,也就是說在進行道路設(shè)計時,就要考慮到交叉口。因此,所謂的交叉口設(shè)計,不過是整條道路平面和縱斷面設(shè)計完成后,把交叉口范圍比例放大,進行詳細標注而已。

城市道路是在規(guī)劃紅線范圍內(nèi)進行設(shè)計,然而規(guī)劃紅線往往都沒有考慮到交叉口的展寬,或者雖然考慮了,但是展寬寬度、長度不夠。所以,必須事先確定交叉口進出口道寬度、數(shù)量以及展寬的方式,這樣才能確定交叉口的平面。

一條進口道寬度宜為3.25m,困難情況下最小寬度可取3.0m；改建交叉口條件受限時,一條進口車道最小寬度可取2.8m。出口道每條車道寬度不應(yīng)小于路段車道寬度,宜為3.5m,條件受限的改建交叉口每條車道寬度不宜小于3.25m。

進口車道數(shù)量應(yīng)根據(jù)交通量、流向進行確定。進口道車道數(shù)應(yīng)大于上游路段車道數(shù)。建議：

(1)路段上一個車道,交叉口進口道兩個車道,分別為一個左轉(zhuǎn)和一個直右；

(2)路段上兩個車道,交叉口進口道為三個或四個車道；

(3)路段上三個車道,交叉口進口道為四個或五個車道。

《城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程》(CJJ 152-2010)規(guī)定：出口車道數(shù)量應(yīng)與上游各進口道同一信號相位流入的最大進口車道數(shù)匹配；條件受限的改建交叉口,流入最大進口車道數(shù)可減少一條；當進口道有右轉(zhuǎn)專用車道時,出口道應(yīng)展寬一條右轉(zhuǎn)專用出口道。實際操作中,出口車道數(shù)量一般與路段一致,出口道展寬一條右轉(zhuǎn)專用出口道的情況較少。

展寬方式不外乎以下幾種：

(1)壓縮較寬的中央分隔帶；

(2)中線偏移；

(3)壓縮較寬的人行道；

(4)拓寬紅線；

(5)壓縮車道寬度等。

進口道長度由展寬段和漸變段組成,若無經(jīng)驗,可參照《城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程》(CJJ 152-2010)4.2.13條確定。

設(shè)置左轉(zhuǎn)車道時,需要特別注意一點,這點往往被設(shè)計人員忽視,即絕對不能允許直行車道直接變成左轉(zhuǎn)車道,當左轉(zhuǎn)車道是從直行車道引出時,應(yīng)布設(shè)魚肚型導(dǎo)向,避免直行車誤入左轉(zhuǎn)車道。

圖1 魚肚型導(dǎo)向示意圖

此外,若在交叉口附近設(shè)置公交停靠站,則宜設(shè)置在出口道上,與出口道一體化展寬。

對于相交道路的緣石轉(zhuǎn)彎半徑,一般按照《城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程》(CJJ 152-2010)表4.3.2的數(shù)值。

2 交叉口縱斷面設(shè)計

交叉口縱斷面設(shè)計有兩層含義,一層是中線的縱斷面,另一層是交叉口共同面的豎向設(shè)計。

中線縱斷面是整條道路設(shè)計時確定的,這里要注意,千萬不要把低點置于交叉口。對于縱坡較小的道路,也不要把變坡點置于兩條道路的交點,因為縱坡本來就很小(縱坡往往0.3%左右),設(shè)置豎曲線之后,會使得交叉口范圍內(nèi)的縱坡小于0.3%,不利于雨水的排除。

《城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程》(CJJ 152-2010)對交叉口進口道的縱坡作了如下規(guī)定：進口道縱坡宜小于或等于2.5%,困難情況下不宜大于3%。

交叉口共同面的豎向設(shè)計,一般按以下原則進行：

(1)共同面的范圍不要太大,一般取緣石轉(zhuǎn)彎曲線端點向外5m左右,并取在整數(shù)樁號上。

(2)主干路與主干路、次干路相交,次干路與次干路、支路相交以及支路與支路相交時,兩條相交道路縱坡均保持不變,通過調(diào)整橫坡形成共同面。

(3)主干路與支路相交時,主干路縱坡和橫坡均保持不變,支路與主干路邊線相接。

(4)道路邊線縱坡應(yīng)根據(jù)中線縱坡進行確定。以1/4象相為例,不外乎四種情形，如圖2。

圖2 交叉口豎向設(shè)計示意圖

只要確定各標高控制點標高,設(shè)計軟件可自動進行交叉口的豎向設(shè)計,繪制出等高線。情形2和情形3各控制點標高根據(jù)道路縱坡和橫坡即可確定。情形1和情形4多了一個控制點標高,即低點或高點,其位置和標高由設(shè)計人員自行確定,但是要保證坡度不能低于0.3%,并盡量平緩。

3 交叉口視距設(shè)計

為了保證交叉口上行車安全,駕駛員在進入交叉口前的一段距離內(nèi),應(yīng)能看到相交道路上的行車情況,以便能及時采取措施順利駛過或安全停車。這段必要的距離應(yīng)該大于或等于停車視距。

但是視距設(shè)計,往往被設(shè)計人員忽視,交叉口設(shè)計結(jié)束后,很少有設(shè)計人員進行視距計算。這就有可能造成交叉口范圍內(nèi)視距不佳,可能引起交通事故。因此,在交叉口設(shè)計中,必須要進行視距計算,視距通視區(qū)內(nèi)的中分帶、側(cè)分帶及道路兩側(cè)不能有高度超過1.2m的障礙物,從而增加交叉口的安全性。

《城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程》(CJJ 152-2010)對交叉口視距三角形要求的停車視距作了具體規(guī)定,但是沒有考慮交通組織方式。實際上,交通組織方式不同,對視距的要求也不同。

3.1 無信號控制交叉口視距設(shè)計

無信號控制交叉口,各進口道的車輛運行沒有主次之分,路權(quán)平等,所有駛?cè)胲囕v均有避讓交叉口內(nèi)已有車輛的義務(wù)。視距三角形的確定步驟如下：

(1)按《城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程》(CJJ 152-2010)表4.3.3確定停車視距。

(2)找出行車最危險沖突點：

①對十字形交叉口,最危險的沖突點為最靠右側(cè)第一條直行機動車道的軸線與相交道路最靠中心線的第一條直行車道的軸線所構(gòu)成的交叉點。

②對于T形(或Y形)交叉口,最危險的沖突點為直行道路最靠右側(cè)第一條直行車道的軸線與相交道路最靠中心線的一條左轉(zhuǎn)車道的軸線所構(gòu)成的交叉點。

(3)從最危險的沖突點向后沿行車軌跡線各量取停車視距。

(4)連接末端構(gòu)成視距三角形。

圖3 視距三角形示意圖

3.2 停讓控制交叉口視距設(shè)計

我國的城市道路與公路的設(shè)計規(guī)范,均沒有對停讓控制交叉口的視距作具體規(guī)定。

文獻[2]引用了美國停讓控制交叉口視距的理論基礎(chǔ)、計算過程和設(shè)計值,下面簡要介紹。

(1)次路左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)視距三角區(qū)

在停讓控制交叉口中,主路車輛擁有優(yōu)先通行權(quán),次路車輛只能等待主路車輛間距足夠大的間隙時進入或駛離交叉口。次路右轉(zhuǎn)時,必須等到合適的主路車輛間隙,即要求次路車輛必須能看見在主路上身后第一輛車,次路左轉(zhuǎn)也要滿足這樣的要求。這段距離就是次路車輛進入主路可接受的間隙乘以主路設(shè)計車速。美國通過觀測,計算出了停讓控制交叉口次路車輛進入主路可接受臨街間隙值。根據(jù)這些參數(shù)就可計算出不同設(shè)計車速的視距值。

圖4 次路右轉(zhuǎn)視距通視三角區(qū)

圖5 次路左轉(zhuǎn)視距通視三角區(qū)

表1 次路車輛臨界間隙值(s)

類型轉(zhuǎn)向小客車大貨車拖掛車停控制次路左轉(zhuǎn)7.59.511.5次路右轉(zhuǎn)6.58.510.5讓控制次路左轉(zhuǎn)81012次路右轉(zhuǎn)81012

通過計算可以發(fā)現(xiàn),按表1計算的視距大于我國規(guī)范規(guī)定的停車視距,因此停讓控制交叉口不但要滿足我國規(guī)范的規(guī)定,還要滿足按表1計算的視距。

此外,停車讓行和減速讓行,沿次路的視距要求也是不同的。停車讓行交叉口,次路車輛在停車線前要減速至0,所以視距值就是車輛前段距主路的距離,一般取4.4～5.4m。減速讓行交叉口,次路車輛在停車線前不會減速至0,而是減速至正常速度的60%,所以視距值取減速距離。

(2)主路左轉(zhuǎn)視距三角區(qū)

主路左轉(zhuǎn)車輛要等待直行車流合適的間隙,以便穿越左轉(zhuǎn)到次路上。根據(jù)間隙接受理論,視距沿主路的長度就是主路設(shè)計車速和可接受間隙的乘積。美國通過觀測研究,得出了可接受臨界間隙值：小客車為5.5s,貨車為6.5s,拖掛車為7.5s。

圖6 主路左轉(zhuǎn)視距通視三角區(qū)

3.3 信號控制交叉口視距設(shè)計

信號控制的交叉口,車輛受信號控制,速度低,沖突較少,因此視距要求不高,只要滿足任一條車道第一輛車能夠讓其他車道的第一輛車看見,在圖7所示的區(qū)域內(nèi)不得存在視距障礙。

圖7 信號控制交叉口視距區(qū)域

4 結(jié)語

對城市道路平面交叉口設(shè)計涉及的各個方面均進行了詳細分析與討論,尤其針對現(xiàn)有規(guī)范的不足,對視距設(shè)計進行了介紹,可以在很大程度上幫助設(shè)計人員快速掌握交叉口設(shè)計要點,提高道路工程設(shè)計水平。

參考文獻

[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. CJJ 152-2010城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社,2010.

[2] 陸鍵,張國強,項喬君，等. 公路平面交叉口交通安全設(shè)計理論與方法[M]. 北京：科學(xué)出版社,2009.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. CJJ 193-2012城市道路路線設(shè)計規(guī)范[S] .北京：中國建筑工業(yè)出版社,2012.