城市道路平面交叉口设计探讨

曹建新

（广州市市政工程设计研究院，广东广州 510060）

0 引言

城市道路交通包括机动车、非机动车和行人，后两者为慢行交通。城市道路交通按照所在位置，可以划分为路段交通和交叉口范围交通。为保证交通运行的安全、有序和高效，需要对城市道路交通进行合理渠化和组织。在交通量迅速增长和城市道路日益拥挤的背景下，合理的交通组织将提升现状道路条件下的通行能力，并有助于缓解交通压力。

对于同一条道路，路段的横断面宽度和路幅分布形式是统一的，车道数也是一致的，如果不考虑其它因素，路段上的行车条件较好，行驶速度可以保持在较高的水平。但是，城市道路的特征将导致路段上的交通运行受到以下因素影响：行人过街、公交车停靠站。根据《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012），人行横道间距宜为250～300 m，当人行横道长度大于16 m时，应在分隔带或道路中心线附近的人行横道处设置行人二次过街安全岛。行人过街分为平面过街和立体过街，后一种分为人行天桥或人行通道。立体过街由于将行人从平面的交通中分离出来，对路段上的其它交通不会产生干扰，而平面过街对路段的直行交通的干扰比较大，为了保证行人安全，需要设置信号灯进行控制。

《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）也对公交车停靠站的间距有以下规定：城区停靠站间距宜为400～800 m，郊区停靠站间距应根据具体情况确定。按照形式不同，公交车停靠站可以分为港湾式和路侧式，一般根据用地的紧张程度选择。新建道路一般均采用港湾式，港湾式基本不用占用直行车道，对交通的干扰较小，而路侧式则对交通干扰较大，由于路侧式停靠站利用了一个车道，将降低直行交通通行能力。按照所在的位置，公交车停靠站划分为中央停靠站，主车道外侧停靠站和辅道外侧停靠站。中央停靠站可以保证公交车的通行空间，站台位置有两个公交车专用道，而正常路段为一个公交车道，如昆明的公交车专用道路，东西向的交通主干路金碧路和拓东路采用两幅式道路，广州的中山大道BRT均采用中央停靠站的形式。主车道外侧停靠站和辅道外侧停靠站路幅形式一般为三幅路。前者一般为港湾式，如宜昌东西向的城市主干路东山大道，三幅路，采用主车道外侧停靠站，港湾式，但是对主线直行交通会产生干扰，主要是进出站的公交车的干扰。后者采用路侧式，如广州的环市东路，三幅路，辅道为两车道，外侧的停靠站为路侧式，停靠站位置占用一个辅道车道。

由上所述，路段的交通主要影响因素为行人过街和公交车停靠站，通过合理的行人过街形式和港湾式公交车站的设置，可以保证正常路段的通行能力。对于城市道路，对通行能力影响最大的是交叉口的交通组织。组织合理，可以尽量减少对主线的交通影响，不合理的交通组织将会折减通行能力。本文将着重分析平面交叉口的交通影响因素。

根据《城市道路交叉口设计规程》(CJJ 152—2010)，城市道路平面交叉口设计范围应包括该交叉口各条道路相交部分及其进出口道（展宽段和渐变段）以及行人、自行车过街设施所围成的空间。按照几何形状可以分为十字形、T形、Y形、X形、多叉形、错位及环形交叉口。根据经验，城市道路旧路改造中，会出现多路交叉口（四路以上），而新建道路以及旧路中的大部分交叉口形式均为三路交叉口（T形）和四路交叉口（十字形）。根据交叉口的交通组织形式，可以分为信号灯控制和无信号灯控制。次干道及以上等级的道路相交形成的交叉口通常采用前者，支路与其它等级的道路相交，通常采用后者。

1 影响因素

平面交叉口的交通组织的影响因素主要有以下6点：右转弯半径、渠化岛、加宽值、宽度渐变率、公交车停靠站、调头设施。

（1）右转弯半径

根据规范规定，平面交叉口的设计速度应按照相交道路设计速度的50%～70%计算，转弯车取小值，直行车取大值。右转弯半径根据右转弯设计速度确定，见表1。

表1 交叉口转角路缘石转弯最小半径

根据表1，右转弯半径与右转弯设计速度相关，并且随着设计速度的增大，右转弯半径逐渐增大，而右转弯的设计速度与主线相关，所以，确定右转弯半径时应考虑相交道路的设计速度，如主线设计速度为50 km/h，则交叉口的设计速度范围为25～35 km/h。由于转弯车道的设计速度在主线的50%～70%范围内取小值，所以右转弯设计速度可取25 km/h或30 km/h，此时右转弯半径可取20m或25 m（无非机动车道）。由于半径越大，则行车将会更加顺畅，视距也会越大，利于行车安全，此时的半径确定应考虑采用大值。如果存在用地或拆迁困难，则可采用小值。

城市道路的设计速度与道路等级相关，设计速度取值见表2。

表2 各级道路的设计速度

相交道路的道路等级不一致，右转弯设计速度的取值应综合考虑行车的平顺、安全和视距。如主干路与支路相交，主干路设计速度为60 km/h，支路设计速度为30 km/h。右转弯设计速度采用与主干路的设计速度相关，则可取30 km/h；采用与支路的设计速度相关，则可取15 km/h。此时，取前者更有利于行车平顺，取后者更有利于行车安全。如取前者，即30 km/h，则右转弯设计速度与支路相同，显然过大，不合适，所以右转弯设计速度应与支路相关，取15 km/h。

（2）渠化岛

渠化岛的设计参数主要包括面积和半径。根据《城市道路交叉口设计规程》(CJJ 152—2010)，为了提供更好的视距条件，渠化岛不应设在竖曲线的顶部，面积不宜小于7 m2，面积窄小时，可采用路面标线表示。如果兼作行人过街安全岛，人行横道长度大于16 m时，应设置安全岛，其面积（包括岛端尖角标线）不宜小于20 m2。渠化岛设计时应考虑视距三角形范围内和高出路面1.2 m范围内的通视（停车视距）要求。此项规定对渠化岛内的植物种植高度提出了规定，应低于1.2m，见表3。

表3 停车视距

渠化岛的半径分为边线半径和尖角半径。渠化岛多数由3条边线组成。根据位置，渠化岛边线分为两种：与相交道路直行车道相邻和与右转弯车道相邻。前者共有两条边，与相交道路的中线线形相同；后者有一条边，与右转弯的线形相同。由于右转弯均为圆曲线，所以后者线型为圆曲线。

边线半径的确定。如果直行车道为圆曲线，与相交道路直行车道相邻的边线的半径可根据渠化岛与相交道路中线的相对位置、中线半径、车道数和车道宽度确定。由于与右转弯车道相邻的渠化岛边线是经右转弯边线向圆心外侧偏移一定宽度（右转弯车道宽度）而得到，所以边线半径为右转弯半径与右转弯车道之和。

尖角半径的确定。根据规范规定，与相交道路直行车道相邻的两条边形成的半径为0.5～1.5 m，与相交道路直行车道相邻的两条边，和右转弯车道相邻的边线形成的半径为0.5～1.0 m。

（3）加宽值

根据《城市道路路线设计规范》选择加宽值。由于交叉口的右转弯直接与相交道路（不进行展宽），或者与展宽车道相接，当展宽车道与主线直行车道之间有分隔时，应考虑紧急停车带的宽度。根据《城市道路交叉口设计规程》(CJJ 152—2010)，停车带含一侧路缘带宽度应为2.75 m，展宽车道与停车带的宽度之和应与右转弯加宽后的右转车道宽度相匹配。

（4）宽度渐变率

宽度渐变率按照位置不同可分为两种形式：边线宽度渐变率和渠化交通宽度渐变率。第一种形式主要出现在右转专用车道的展宽段和渐变段，规范对进口车道和出口车道的取值不相同。对于进口车道，渐变段最小长度不应少于：支路20 m，次干路25m，主干路30～35m。出口道展宽段最小长度不应小于30～60 m，交通量大的主干路取上限，其它可取下限，渐变段最小长度不应小于20m。

根据上述规范的规定，当车道宽度取最小值、渐变段长度最大值时，边线宽度渐变率最小；当车道宽度取最大值、渐变段长度取最小值时，边线宽度渐变率最大。经过计算，进口车道的边线宽度渐变率见表4。根据计算，进口车道的边线宽度渐变率，主干路范围为 1∶9.23～1∶12.5，次干路范围为1∶7.69～1∶8.93，支路范围为 1∶6.15～1∶7.14。出口车道的宽度渐变率范围为 1∶5.71～1∶6.15，见表4。

渠化交通宽度渐变出现在同向车道间或异向车道间的交通标线或渠化岛中，通过渠化可以使交通组织更加有序。此种渐变规范中并无规定，建议参考规范中关于加宽缓和段的渐变率：不设回旋线或超高缓和段时，加宽缓和段长度应按加宽侧路面边缘宽度渐变率1∶15～1∶30，且长度不得小于10 m的要求设置。

（5）公交车停靠站

由于城市道路交叉口往往人流量和建筑物比较密集，因此在交叉口进口车道或出口车道设置公交车停靠站很常见。此时应严格按照规范，使站台的位置既能满足换乘的方便性的需要，又能尽量减少对交叉口交通的干扰。主要考虑的因素有两个：换乘距离和设置位置。换乘距离宜符合下列规定：同向换乘，换乘距离不宜大于50m；异向换乘和交叉换乘，换乘距离不宜大于150 m；任何换乘方向换乘，换乘距离不宜大于250 m。

当公交停靠站设置在进口道，停靠站应设在该车道展宽段之后不少于20 m处，并将公交站台与展宽车道作一体化设计；当公交停靠站设置在出口道，停靠站应设在展宽段向前不少于20 m处。

（6）调头设施

当交通的目的地位于对向的路段上时，应设置调头车道。根据经验，城市道路调头间距大约为1 km。设置位置有两种情况：设置于进口道，与其它转向交通通过信号灯控制；设置于进口道后侧，先于其它转向之前进行调头。第一种形式交通组织更加有序，但是需要占用一条进口车道；第二种形式没有占用进口车道，将会有更长的排队空间，但是不采用信号灯控制的伺机调头将增加交通不安全的因素。

2 交叉口统计和分析

2.1 实例分析

选取了广州市和佛山市的几个城市道路的交叉口，分别是机场西路、机场东路、均禾大道和安基路，在其中随机选取了3个十字交叉口和3个丁字交叉口。3个十字交叉口分别是：机场西路和广州体育馆南侧道路延长线交叉口、机场西路和会议中心北侧路西延线交叉口、机场东路和会议中心北侧路西延线交叉口。3个丁字交叉口分别是：机场西路和黄石东路交叉口、均禾大道和106国道交叉口、安基路和盛荣路交叉口。

分别统计了车行道面积和渠化岛面积，并计算了渠化岛面积占总面积的比例，其中渠化岛的面积包括中央绿化带。表5备注中的安全岛不包括中央绿化带，而只包含交叉口4个象限的右转渠化岛。计算结果见表5。

表4 边线宽度渐变率汇总表

表5 渠化岛面积计算表

新建的城市道路交叉口的交角基本能够满足规范要求。《城市道路交叉口设计规程》(CJJ 152—2010)要求新建平面交叉口不得出现交角小于70°的斜交交叉口。根据表5，6个交叉口的交角除了编号2为73.86°外，其余均接近90°。

城市道路交叉口的渠化岛一般作为行人过街安全岛。根据规范要求，面积应大于20 m2，表中的渠化岛面积均大于20 m2。对于十字交叉口，当交角较大时，中心安全岛一般设置为4座，只有当交角较小，接近70°时，在锐角的对角线的相位各设置1座安全岛。

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当道路交叉口的总面积（人行道面积除外）超过一定数值时，必须设置渠化岛以保证行车的安全、有序和高效，如编号6的丁字形交叉口——安基路和盛荣路交叉口，交叉口总面积为1 501.69 m2，不设安全岛和设置安全岛的交通秩序显然不同。

渠化岛面积占交叉口总面积（人行道面积除外）的比例范围为14.28%～19.70%。选择总面积作为分母是为了比较设置渠化岛与不设置渠化岛在面积上的区别，不设置时比例为0。编号3的十字交叉口——机场东路和会议中心北侧路西延线交叉口，中央绿化带下面设置了综合管沟，所以中央绿化带宽度达到13 m，因而比例达到19.70%，如果去除此因素，可以得出，渠化岛的面积比例应为14%～17%。

本次分析选择的道路均为城市主干路或次干路，而支路与主干路或次干路相交，一般采用右进右出的交通组织形式，此时应根据规范要求选择交通标线渠化或渠化岛渠化交通。

2.2 需要渠化的最小交叉口面积

以丁字交叉口和十字交叉口为例进行分析。根据《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）条文9.2.4，当人行横道长度大于16 m时，应在分隔带或道路中心线附近的人行横道处设置行人二次过街安全岛。安全岛宽度不应小于2.0 m，困难情况下不应小于1.5 m。

进行交叉口渠化时，应考虑是否需要设置二次过街安全岛。双向4车道车行道路面最小宽度一般为15 m：3.5 m×4（车行道）+0.25 m×2（路缘带）+0.5 m（双黄线），此时不需要设置二次过街安全岛；双向6车道车行道路面宽度最小为22m：3.5 m×6（车行道）+0.25 m×2（路缘带）+0.5 m（双黄线），此时的道路宽度需要设置二次过街。

渠化岛的设置分以下3种情况：当车行道宽度小于15 m的道路相交，不需设置渠化岛；当车行道宽度大于16 m，需要设置二次过街，需要满足左转和右转的转向需求，此时应设置渠化岛。当支路与次干路或主干路相交，为了满足主线交通的直行畅通，不需满足左转需求，只考虑右转，支路上不需设置二次过街，而相交的次干路或主干路上需要设置路中渠化岛满足二次过街。

分别以双向4车道和双向6车道的丁字交叉口（见图1）和十字交叉口（见图2）为例，分析渠化岛的面积和交叉口面积。为方便起见，相交道路交角为90°，交叉口面积以车行道面积为准。经过计算，十字交叉口内的车行道总面积（包括渠化岛）为1 997.1 m2，渠化岛总面积为122.2 m2，渠化岛面积占总面积的比例为6.12%；丁字交叉口内的车行道总面积（包括渠化岛）为1 622.6 m2，渠化岛总面积为65.2 m2，渠化岛面积占总面积的比例为4.02%。

图1 丁字交叉口（单位：m）

图2 十字交叉口（单位：m）

3 交叉口设计实例

安基路为双向4车道，该交叉口是安基路东西段的分界，东西段均为两幅路，双向4车道。西段横断面总宽度为28 m，中央绿化带宽2 m，路幅组成为28m=5m（人行道）+8 m（机动车道）+2 m（绿化带）+8 m（机动车道）+5 m（人行道）；东段标准横断面总宽度为39 m，中央绿化带宽8 m，路幅组成为39m=3.5m（人行道）+2.5m（非机动车道）+1.5m（绿化带）+8 m（机动车道）+8 m（绿化带）+8 m（机动车道）+1.5 m（绿化带）+2.5 m（非机动车道）+3.5 m（人行道）。盛荣路横断面宽度为14 m，双向2车道。

东西段横断面宽度差值为11 m，基本上均是在其一侧过渡（北侧），所以该交叉口交通组织的重点是北侧的交通渠化，见图3。

图3 安基路与盛荣路交叉口渠化设计图

（1）车道数。根据《城市道路交叉口设计规程》(CJJ 152—2010)，信号控制交叉口，进口道车道数应大于上游路段的车道数，有条件时宜分设各流向的专用车道；出口道车道数应与上游各进口道同一信号相位流入的最大进口车道数相匹配，条件受限的改建交叉口，流入最大进口车道数可减少一条。为了满足安基路与盛荣路的交通转换需求，此处设置开口，满足左转，此交叉口采用信号灯控制。如果在安基路调头然后实现进入盛荣路的交通功能，西侧和东侧则分别需要绕行1.5 km和500 m，因此此处设置开口满足左转需求。

安基路东段的标准路段为双向4车道，为了提高交叉口的进口道通行能力，结合交叉口东侧约150 m的港湾式公交车停靠站，采用局部路段加宽1个车道的方式，因此东侧的进口道增加为3条车道。

安基路西侧的出口道，为了减少盛荣路右转对直行交通的干扰，设置渠化岛组织交通，设置右转辅道，分离右转和直行交通，并在西侧D点处汇入主线。因此西侧的出口道共有3条车道，其中1条为右转专用车道，2条直行车道。

（2）车道宽度。该交叉口范围内的车道宽度指右转弯车道宽度，安基路主线设计速度为40 km/h，交叉口范围的设计速度为主线的50%～70%，取值范围为20～28 km/h，右转设计速度应取小值，因此取值为20 km/h。根据规范，右转设计速度为20 km/h，对应的右转弯半径为15 m，因此西北和东北两个象限的右转弯半径R1均为15 m，盛荣路人行道宽度为3 m，因此人行道外侧边线半径为12 m。

根据文中对加宽值的计算，此时小客车、大型车和铰接车的加宽宽度分别为0.96 m、2.39 m、3.63 m。根据此地的交通组成分析，主要为小客车和大型车，因此加宽值取值采用大型车的加宽值，为2.39 m。右转弯车道宽度应为机动车道宽度+加宽值+两侧路缘带宽度，因此右转车道宽度为3.50 m+2.39 m+0.25 m+0.25 m=6.39 m，取值为6.50 m。

图3中西北象限，BC段为右转辅道，长度为65 m，大于规范要求的出口车道展宽段的最大值60m。右转辅道的宽度应为：机动车道宽度+紧急停车带+两侧路缘带=3.50 m+2.5 m+0.25m+0.25m=6.50m，与右转弯车道宽度匹配。DB段为宽度渐变段，D点处的宽度为：车道宽度+两侧路缘带=3.50m+0.25 m+0.25 m=4.00 m，而B点处的宽度为6.50 m。

图3中东北象限J点处的宽度为6.50m，KM段宽度为：车道宽度+两侧路缘带=3.50 m+0.25 m+0.25m=4.00 m。通过渠化组织右转和直行交通。

渠化岛与道路中线相邻的两条边形成的半径为1 m，满足规范要求的范围0.5～1.5 m，右转边线偏置相接的两个半径均为0.5 m，满足规范要求的范围0.5～1.0 m。西北象限和东北象限的渠化岛面积分别为217 m2和115 m2。

（3）宽度渐变段。宽度渐变主要发生在两处：AB段和FI段。AB段为右转弯辅道与主线相接，渐变宽度为7.75 m；FI段为中央绿化带的过渡段，由8 m渐变至2 m，渐变宽度为6 m。宽度渐变率采用加宽缓和段的路面边缘宽度渐变率，范围为1∶15～1∶30，本文采用 1∶15，因此 AB 段总长为116.25 m，FI段总长为90 m。西北象限渠化岛中，与安基路平行的渠化岛宽度应根据交通组织需要和用地红线宽度确定，前者即满足右转展宽段长度要求，本文中渠化岛宽度为1.75 m。