關(guān)于城市道路快捷化關(guān)鍵技術(shù)指標的探討

韓 明

(上海市政工程設(shè)計研究總院(集團)有限公司， 上海 200092)

0 引言

隨著中國城鎮(zhèn)化進程快速發(fā)展，各大城市中心區(qū)域機動化出行需求發(fā)展迅猛，城區(qū)內(nèi)擁堵已趨于常態(tài)化。為提高道路通行能力，緩解城區(qū)內(nèi)交通擁擠，開展城市道路的快捷化改造，通過部分節(jié)點立體化改造，實現(xiàn)主流方向交通連續(xù)，達到擴容、提速的目的，已成為國內(nèi)諸多城市道路建設(shè)選擇優(yōu)先的一種方式。我國現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、規(guī)程中對快捷化的標準無明確定義，筆者在編制《長沙市城市道路快捷化設(shè)計指南》[1]過程中，針對這種道路的設(shè)計車速、通行能力、出入口交通組織等多個關(guān)鍵技術(shù)指標進行探討，歸納出其相應特征，為此類型道路在后續(xù)規(guī)劃和建設(shè)中的推廣和應用提供借鑒。

1 關(guān)鍵技術(shù)指標

1.1 快捷化道路基本特征

在城市道路上運行的車輛主要受以下3個因素的影響:道路環(huán)境、車輛之間的相互作用和燈控交叉口交通信號。在燈控交叉口設(shè)置交通信號會迫使車輛停車，引起車輛延誤與車速改變，使連續(xù)車流轉(zhuǎn)變?yōu)殚g斷車流，從而降低了通行能力和行程車速。快捷化道路建設(shè)及管理的思路是通過在交叉口設(shè)置分離設(shè)施，實現(xiàn)主要交通流向連續(xù)通行，達到提升道路通行能力及運行車速的目的。

根據(jù)城市高等級道路的特點，城市快速路與相交橫向道路需全部采用立體交叉，以形成主線連續(xù)流交通；并對出入口間距及形式進行嚴格控制，由此獲得更高的運營速度及通行能力。而城市主干路與橫向道路一般采用平面交叉，對沿線出入口則按需進行管控，對間距及形式不做硬性規(guī)定。筆者認為快捷化后運營組織形式可介于這兩者中間，與橫向道路相交采用與城市快速路類似的方式，盡量采用立體交叉形成主線連續(xù)流交通；在路側(cè)出入口銜接與城市主干路類似，按需進行出入管控。由此，筆者認為快捷化道路仍為城市主干路的一種，快捷化后的道路可理解為中央設(shè)置分隔、路段單向3車道及以上(連續(xù)流交通雙車道及以上)，按需設(shè)置主輔路以及出入口管控，并設(shè)有配套交通安全管理設(shè)施的城市主干路建設(shè)形式。

快捷化后的道路可根據(jù)需要間斷設(shè)置主輔路。一般路段可不作硬性規(guī)定，但在跨線橋或地道段，為考慮兩側(cè)地塊出行的需求，應設(shè)置輔路(見圖1)。城市快捷化后道路組成包括連續(xù)流車道、間斷流車道、間斷流車道與相交道路組成的平面交叉口以及交織區(qū)段等(見圖2)。其中連續(xù)流車道是指道路內(nèi)側(cè)采用中央分隔，節(jié)點交叉口分離,不受出入口影響，連續(xù)快速通行的機動車道。間斷流車道是指道路外側(cè)與相交道路形成信號控制或右進右出交叉口，受慢行交通、公共交通?？?、沿線出入口等影響導致通行能力折減的機動車道。

圖1 快捷化道路主輔路設(shè)置示意

圖2 城市快捷化道路組成部分示意

1.2 設(shè)計車速

快捷化道路為城市主干路的一種形式，因此延用《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》[2]表3.2.1中關(guān)于城市主干路設(shè)計速度相應的標準。其設(shè)計速度宜取城市主干路的上限值，即60 km/h的標準。在不大幅增加工程投資、用地等情況下，可適當提高標準，為后續(xù)快速化改造預留條件。但考慮到在中心城區(qū)改建，受既有構(gòu)筑物、拆遷等條件限制，為保證一定的可實施性，亦保留了50 km/h的技術(shù)標準。

1.3 車道數(shù)及通行能力

關(guān)于城市道路快捷化的車道數(shù)，國內(nèi)大城市已建快捷化道路機動車道數(shù)一般為雙向6車道及以上。如廣州市已建成的“快捷化道路內(nèi)環(huán)”，道路總長度約42.6 km，基本路段采用雙向8車道，在交叉口處上跨或下穿連續(xù)流車道為雙向4車道。

快捷化后的道路通行能力可考慮由不受平面交叉口影響車道(連續(xù)流車道)和受平面交叉口影響的車道(間斷流車道)共同組成。在《城市道路設(shè)計規(guī)程》[3]4.3.1節(jié)中已明確，“根據(jù)交通流特征和交通管理方式，可分為路段、信號交叉口、無信號交叉口等”，其中路段設(shè)計通行能力可根據(jù)其運營組織需要分為不受平面交叉口影響和受平面交叉口影響兩種情況等。

Nm=fc×fn×fw×fp×fb×Np

式中：Nm為不受平面交叉口影響的路段設(shè)計通行能力，pcu/h；fc為機動車道的道路等級系數(shù)，取0.8～0.9；fn為機動車道數(shù)修正系數(shù)，取1.0～3.7；fw為機動車道寬度修正系數(shù)，取0.77～1；fp為駕駛員修正系數(shù),取0.75～0.9；fb為自行車修正系數(shù)。

Nn=β×Nm

式中：Nn為受平面交叉口影響的一條機動車車道的設(shè)計通行能力，pcu/h；β為平面交叉口影響修正系數(shù)，一般情況下均<1。

經(jīng)過測算，雙向6車道城市道路采用雙向4車道的連續(xù)流車道快捷化改造后，最大服務交通量折合成當量小客車的年平均日交通量可達到60 000～68 000 pcu，遠大于常規(guī)雙向6車道主干路的通行能力，基本可達到雙向4車道城市快速路的標準。

2 典型區(qū)域交通組織

2.1 路段掉頭

快捷化后的道路，與主要橫向道路的聯(lián)系通過立體交叉完成，與其余橫向道路之間均采用右進右出的交通組織模式，通過調(diào)頭以及區(qū)域路網(wǎng)右轉(zhuǎn)實現(xiàn)左轉(zhuǎn)的功能，調(diào)頭距離不宜超過2 000 m。車輛調(diào)頭可采用以下幾種方式[4]:①結(jié)合互通立交設(shè)置調(diào)頭匝道;②分離式立交主線連續(xù)的前提下， 于輔路設(shè)置調(diào)頭車道;③ 利用路網(wǎng)實現(xiàn)調(diào)頭;④路段直接設(shè)置調(diào)頭車道。

2.2 慢行交通組織

慢行交通包括行人及非機動車，應安全、連續(xù)、舒適。同時應結(jié)合總體布置，合理設(shè)置立體過街設(shè)施,避免產(chǎn)生過多的繞行，在有條件區(qū)域應滿足非機動車(含電動自行車)騎行需求。過街的間距可結(jié)合道路所屬區(qū)域位置，宜滿足道路過街設(shè)施間距標準(見表1)。

2.3 出入口位置交通組織

為減少分合流交通對連續(xù)流交通的干擾，應部分控制出入口。為保證車輛在分合流區(qū)域安全可靠，應包括右進右出、主線單點分離和連續(xù)分離路口等3種情況，詳見圖3。

表1 城市快捷化道路過街設(shè)施最大間距要求m居住、社會服務設(shè)施用地商業(yè)、辦公對外交通綠地A類B類A類B類A類B類A類B類工業(yè)倉儲250300250350400500500600700 注:A類:中心區(qū)、副中心區(qū)、城區(qū)中心;B類:其他區(qū)域。

圖3 快捷化道路典型路段出入口及位置

出入口的間距設(shè)置還應考慮路段交通飽和情況、出入口交織區(qū)通行能力驗算等綜合判定，并滿足表2的要求，取值不宜低于表中一般值。表2中：Li為相交道路與快捷化道路的轉(zhuǎn)角端部與分離式立交分流處(跨線橋或隧道)的距離,m；Lo為分離式立交分流點(跨線橋或隧道)至與下游相交道路轉(zhuǎn)角端部的距離，m；Lc為兩個連續(xù)分離式立交(跨線橋或隧道)分合流點之間的距離，m；Ld為分離式立交(跨線橋或隧道)合流點與下游相交道路轉(zhuǎn)角點的距離，m；Lq為獨立連續(xù)流出口與下游相交道路轉(zhuǎn)角點的距離，m；其中,Li及Ld均不考慮快捷化道路右進右出交叉口進出口展寬情況，若交叉口展寬，應增加展寬段及漸變度長度。當條件受限時，不得小于表中的極限值，若不能夠滿足表中間距的要求，應采用分隔護欄或分隔墩嚴格限制分合流處的車道變換行為。Lc為交織嚴重的區(qū)域，當小于一般值時應考慮僅設(shè)置單向出口或入口，供內(nèi)側(cè)連續(xù)流與外側(cè)間斷流車道的轉(zhuǎn)換。

表2 不同設(shè)計車速下的出入口間距設(shè)置一覽表m設(shè)計車速/(km·h-1)類型LcLo/ Li/ LdLq60 一般值300125200極限值19010014050一般值250100200極限值16080140

1)Lo、Li和Ld均需考慮車道變換，車輛需要選擇合適的可穿越空檔進行穿越，應至少滿足進出車輛實現(xiàn)車道變換的需求，以Li計算為例:

Li=S1×t1×V×n1

式中：t1為變換1條車道所需時間，一般取3 s；S1為車道變換的次數(shù)，此處取2；n1為車道轉(zhuǎn)換的舒適性參數(shù)，取值范圍為1.25～2，宜取大值；V為設(shè)計車速，m /s。

2)2個連續(xù)分離式立交(跨線橋或地道)起落點之間形成的出入口與快速路進出匝道交通組織類型相似，存在較為頻繁的車輛交織行為。特別是在車輛高速運行的情況下，極容易造成安全事故。因此，在設(shè)計過程中應盡量預留足夠的空間以滿足車輛尋求舒適的穿越空檔來自由舒適地進行車道變換行為。本文為了規(guī)范車道變換的行為，提倡先出后進，因此需要2倍的識別標志距離。

Lc=k1×t2×V

式中: k1為車道轉(zhuǎn)換的舒適性參數(shù)，取值范圍為1.25～2，宜取大值；t2為駕駛員辨認標志引起反應所需要的時間以及車道變換所需的時間之和，一般取為5～10 s;在本文研究中考慮按照9 s來計算；V為設(shè)計車速,m /s。

3)獨立連續(xù)流出口與下游相交道路轉(zhuǎn)角的距離Lq，考慮到交叉口處的進口道展寬渠化以及匝道車流與干路車流所需交織長度之和，一般宜>200 m，當條件受限時，應≥140 m[5]。

3 結(jié)語

1) 快捷化城市道路宜定性為城市主干路的一種建設(shè)形式，在保證主要直行交通流順暢的前提下，通過在一些節(jié)點采用分離式立交等措施可實現(xiàn)主線連續(xù)，提高道路通行能力及運營車速，這對緩解中心城區(qū)交通擁堵起到了積極的作用。

2)目前國家規(guī)范中尚未對快捷化道路有明確的確定，筆者在參與編制《長沙市城市道路快捷化指南》中的部分研究，針對快捷化后道路的定義、關(guān)鍵技術(shù)指標以及交通運行特征等做了一些思考，可為此類道路的推廣提供一定借鑒。