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《平面交叉路口的规划与设计》连载(二十)
原创 徐耀赐 道路交通管理杂志社
《平面交叉路口的规划与设计》
连载(二十)
第七章 转角处理与转向车道(六)
7.7左转向专用车道设计
7.7.1 基本概念
由第六章“车道配置”,平面交叉路口处可能具备的左转向车道分为以下三大类,即直行—左转向共享车道、左转向专用车道、左转向—回转共享车道。本节探讨的主题仅针对道路交通工程规划设计实务中较常见且规划设计细节明显较复杂多样的左转向专用车道,在道路交通工程界称之为左转向辅助车道。
从车流运作效率与行车安全性来看,在平面交叉路口处的左转向专用车道布设比右转向专用车道布设更为重要,且须考虑的事项也复杂许多,其主要原因如下:
1.从各车流的可能冲突点来看,左转向车流可能造成的冲突点数目远多于右转向车流,可参考前述第五章“冲突与驾驶任务分析”。
2.由于右转向专用车道位于道路横断面最右侧,所以,右转向专用车道的空间规划较无弹性可言。而左转向专用车道偏向于道路整体(双向)横断面的中央处,因此,左转向专用车道的空间可调配性较高,变化程度与设计细节远比右转向专用车道复杂许多。反之,由于非机动车、行人的流线都集中在行车道的最右侧方向,所以,如果从转向车道对非机动车、行人的影响程度而言,右转向车道明显大于左转向车道。针对右转向专用车道如何与非机动车、行人共同考虑的议题,可参考后续第八章。
3.对平面交叉路口的容量分析而言,左转向专用车道的正确布设对提升平面交叉路口容量的功能明显大于右转向专用车道,尤其针对中、大型平面交叉路口更是明显。
由道路交通工程设计原理而言,道路上某些平面交叉路口配置左转向专用车道后,可明显达到下列功能:
1.在较高设计速度的道路(如50km/h以上的市区道路)上,欲左转向的车辆可安全减速至直行专用车道左侧的左转向专用车道,这对提升交叉路口行车安全有明显帮助。
2.在信号控制平面交叉路口,左转向专用车道可提供储车空间,供欲左转向的车流停等,因此,针对平面交叉路口的交通控制、信号控制计划便可依车流运行最佳功能而设定,以达到平面交叉路口车流运行状态最好、延滞最小的目的,这对提升平面交叉路口容量有正面帮助。
3.在无信号控制的平面交叉路口,左转向专用车道可提供直行与左转向车流完全分离的功能,使左转向车流不至于影响其他方向的车流运行。但在道路交通工程设计实务上,左转向专用车道且无信号控制的交叉路口比较少。
针对平面交叉路口的左转向专用车道,道路交通工程规划设计者应系统性思考下列问题:中央分向设施如何布设?左转向专用车道数是多少?左转向车流流线上游功能区如何鉴别?无信号控制路口、信号控制路口,什么状况下须配置有左转向专用车道?左转向专用车道的车道宽度是多少?左转向专用车道总长度是多少?总长度由哪些距离组成?左转向专用车道的渐变如何处理?影响储车长度的主要因素有哪些?何种状况可能发生左转向专用车道车辆回堵现象?布设左转向专用车道的必要条件有哪些?左转向专用车道的规划设计有何视距、视区考虑?
7.7.2 中央分向型式
规划设计左转向专用车道时,针对有双向车流的道路,应当首先思考道路整体横断面的中央分向型式,一般而言,可分为两大类:一类是非实体结构的标线式中央分向,最典型的是中央分向双黄实标线或呈面积状的标线式渠化岛。另一类是有实体式结构的中央分向设施,例如,钢筋混凝土中央分向岛、中央分向护栏、混凝土制低型护栏或有连续植栽区的缘石围绕式中央分向带。
某一道路究竟应采用非实体结构的标线式分向设施还是采用有实体式结构的分向设施?其思考重点可归纳如下:
1.凡双向双车道(即单向单车道)或分向设施布设后某一行车方向只有单车道时(例如,某行向为二车道,而另一行向是单车道的双向三车道道路),则此时的分向设施只能设计双黄实标线或标线式渠化岛(可越线超车段除外)。
2.凡双向四车道或以上的道路,即每行向至少二车道时,其中央分向设施可能是双黄实标线或实体结构物,其设计思维分界点主要在于该道路的设计速度。针对双向四车道或以上的多车道道路,当设计速度小于60km/h时,采用双黄实标线或标线式渠化岛作为分向设施是可以接受的举措,此在道路交通工程实务上极为常见。但针对设计速度大于60km/h的干线道路时,道路交通工程规划设计者应特别谨慎,例如,考虑行车安全与避免严重正面对撞事故,尽量采用具有实质防护功能的实体式中央分向设施。诚如AASHTO绿皮书所言,“强烈推荐中央隔离设施设置在双向四车道或以上干线道路上。”基于此,美国佛罗里达州运输厅出版《中央隔离设施设置手册》,其强烈建议,凡干线道路的设计速度≥64km/h时,应思考布设具有实质防护功能的实体式分向设施。
7.7.2.1非实体式标线分向
非实体式标线分向主要有双黄实标线或呈面积状的标线式渠化岛两种型式,究竟应采用何种型式?其主要思考重点在于平面交叉路口的平面几何线形、车道配置、车流流线的轨迹与行车安全性。
图7-1 标线式中央分向示例
以图7-1所示为例,由于道路在平面交叉路口处的几何线形、车道配置皆十分工整,所以,图7-1(a)的中央分向设施可以设置双黄实标线,而图7-1(b)所示的交叉路口具有斜交现象,顾及车流流线顺畅与行车安全性,因此,主要道路中央分向设施选择设置标线式渠化岛。道路交通工程规划设计者必须清楚认知,绝大部分驾驶人对双黄实标线的分向设施通常较熟悉,但对标线式渠化岛分向设施却容易忽视。其主要原因在于,以数量而言,标线式渠化岛在道路交通工程的实务应用数量相对较少。此外,应注意,标线式渠化岛的外围边界线形具有引导与制约车辆行车流线与轨迹的双重意义。当标线式渠化岛的外形绘制不符合行车转向轨迹时,此标线式渠化岛势必被来往车辆长期辗压,造成后续维护管理的长期负担,背离道路交通工程的原始设计初衷。
图7-1所述的标线式分向平面交叉路口通常位于车流量不高的无信号控制交叉路口,且车道总数(双向)通常≤4。平面线形工整且交角几近90°时,可采用双黄实标线分向。然而,当几何线形较不工整且交角有明显斜度时,应配合车辆的行车轨迹,绘制标线式渠化岛,同时辅以导流线、转弯线或导引线,如图7-1(b)所示,此可有效辅助驾驶人降低驾驶任务困难度,顺畅进行转向动作。
在车流量符合相关设计规范的前提下,以标线式渠化岛作为中央分向设施可用于具有主路优先交通控制(即主路的通行路权优先性较高)或信号控制的平面交叉路口,图7-2所示为典型示例。当然,标线式渠化岛的外形应谨慎模拟规划,必须能够确实符合行车转向、变换车道轨迹,如有必要可在交叉路口物理区内加绘导流线、转弯线。
无实体结构的标线式分向大部分使用于无信号控制的交叉路口,可配合道路状况、交通条件与车流行车轨迹而因地制宜进行规划设计。图7-3所示即是针对双车道在平面交叉路口处利用单侧展宽而构建的简易式左转向专用车道,其总长由主线偏移段与停等区长度共同组成。
图7-2 主要道路以标线式渠化岛分向的信号控制交叉路口示例
图7-3 应用于双车道的简易式左转向专用车道
图7-4 应用于双车道的直行偏移式左转向专用车道
图7-4所示为图7-3的进阶,利用右侧直行车道的偏移配合中央分向处的标线式渠化岛也可构筑左转向专用车道。渐变段与偏移段接续处的渠化边界标线如果使用大半径缓和曲线绘制能够更加符合车辆行驶轨迹。
图7-5 应用于双向四车道的直行偏移式左转向专用车道
图7-5所示为图7-4的改良,可同理应用至设计速度60km/h以下的双向四车道、信号控制交叉路口。如有非机动车辆的需求,道路最外侧应纳入考虑。
当利用单纯的双黄实标线无法建构左转向专用车道时,必须思考利用标线式渠化岛与双黄实标线共享,如此建构合乎道路工程设计原理的左转向专用车道。
以标线式渠化岛作为中央分向设施时,可思考以道路横断面的中心线为基准,利用平面交叉路口相邻路段的展宽而达到布设左转向专用车道的目的,图7-6与图7-7所示分别是双向双车道与双向四车道的应用示例。但应注意,道路最外侧亦应同时充分考虑到非机动车辆的需求。
图7-6两侧展宽双车道的左转向专用车道
图7-7 两侧展宽四车道的左转向专用车道
图7-8 单侧展宽双车道的左转向专用车道
图7-9 单侧展宽四车道的左转向专用车道
由图7-6与图7-7演变而来,可尝试以道路横断面中心线为基准,由交叉路口进口道或出口道处单侧展宽,然后以标线式渠化岛建构左转向专用车道,图7-8与图7-9分别是双向双车道与双向四车道的应用示例,两者均利用进口道的位置进行展宽。
以无实体结构双黄实标线与标线式渠化岛共享在平面交叉路口处建构左转向专用车道时,必须深入考虑下列重点:
1.凡主线道路设计速度低于60km/h时,可考虑用此法建构左转向专用车道,即当主线设计速度大于60km/h时,道路交通工程规划设计者应谨慎构思采用具有实质防护功能的实体结构分向设施。当然,实体结构分向设施多种多样,必须深入评估确保车辆在路段设计速度下,该分向设施应具有适宜的防护功能,如钢筋混凝土护栏或波形梁钢护栏等。
2.以标线式渠化岛作为主线道路中央分向设施时,为保证车道宽度足够且通行路权明晰,道路交通工程规划设计者必须根据该道路的设计车辆行驶轨迹检验标线式渠化岛的外形与轮廓,避免车辆尤其是大型车辆转向或变换车道时发生碾压。
3.任何道路交通工程设计的首要目标必然是安全议题,因此,以无实体结构型式的标线作为中央分向设施时,交通控制方法须谨慎处理,即使经审慎评估不须设置信号灯,应有的警告标志不可忽略,如支路的“让”或“停”标志等。
针对区域道路路网,利用实体结构作为中央分向设施的道路通常是设计速度大于60km/h的主、次干线道路,其规划设计细节明显比非实体结构的标线式分向设施道路复杂许多。
下期预告
第七章 转角处理与转向车道(七)
本文刊发于《道路交通管理》2022年第4期
说明:《平面交叉路口的规划与设计》一书经作者徐耀赐授权在《道路交通管理》杂志刊载,供广大读者学习、参考。未经授权,任何单位、个人不得转载、发表、摘录、出版。
原标题:《《平面交叉路口的规划与设计》连载(二十)》
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