小缘石半径交叉口的特性研究
2018-11-09毛传义
毛传义
(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市 200092)
0 引言
在以往“稀路网、大街区”的城市空间规划模式下,城市道路规模(红线宽度)随着车辆保有量的增长也逐渐增大。在这种背景下,城市道路交叉口的路缘石半径取值也往往很大,半径20 m以上的大路口在多数城市中并不少见。缘石半径过大使得交叉口规模过大,这通常会引发许多其他的交通问题(交叉口运行混乱、延误、不安全等)。针对这些问题,学者们分别从交叉口设计和管理等方面提出了不同的解决方案,其中实际工程中最为常见的一种方式就是设置渠化岛。
近年来,“密路网、小街区”的城市布局理念在国内快速传播,城市交通发展应“以人为本”逐渐成为人们的共识。国内学者以此作为破解传统规划模式困境的途径之一,并结合我国城市快速发展的机遇进行了理论和实践的初步尝试[1]。相应地,小缘石半径交叉口也逐渐受到关注。打造人性化街道要从“小缘石半径”开始。
1 应用现状分析
交叉口缘石半径的大和小是一个相对的概念。国内传统交叉口设计“车本位”思想较为严重,更注重“车”的体验,缘石半径往往偏大,而对人友好的交叉口缘石半径通常较小。
传统规划设计以保障机动车出行的空间和速度为首要考虑,因此在过去几十年的城市规划和交通设计领域,不但马路宽、街区大,与之相配合的交叉口也采用较大的缘石半径,以致于诞生了很多规模超大的巨型交叉口。长期以来,我国对交叉口转角路缘石半径的设定,都是依据机动车通行需求而设定,主要考虑因素包括机动车的通过能力、通过速度,以及避免机动车和行人之间的事故等。事实上,国际上普遍推荐采用较小的缘石半径。
从表1和表2可以看出,相较于国外一些国家和城市的街道设计导则,我国相关设计规范中城市交叉口路缘石半径的标准取值明显偏大。根据国内外实践及相关研究,一般缘石半径为10~15英尺(即3~4.6 m)[2]。《美国城市街道设计手册》规定,常规城市道路交叉口转弯半径是3~4.5 m(10~15英尺),且在很多城市,转弯半径用了非常小的0.6 m(2英尺),大于4.5 m的转弯半径只会在极特殊情况下才会采用。
表1 国内路缘石半径设计标准[1]
2 小缘石半径交叉口的优势和适用性
对于城市交叉口,国内传统规划设计倾向于大缘石半径或是在大缘石半径基础上加设实体渠化岛的交叉口设计型式。相比于大缘石半径和渠化岛交叉口,小缘石半径交叉口的优势主要有:更安全、更高利用率、更经济。
表2 国外部分国家、城市道路缘石半径取值标准
2.1 小缘石半径交叉口的优势
(1)安全
一般情况下,交叉口范围内机动车与行人的冲突主要表现为转弯车辆与过街行人间的冲突。车速是引发道路交通事故尤其是死亡事故的最终要原因。它与交通事故率和事故死亡率密切相关[2]。交叉口缘石半径过大,或是渠化岛的岛后右转车道都会使得车辆右转过程更为舒适平顺,驾驶员会下意识地以较高速度过弯,进而加大了过街行人的潜在危险。小缘石半径的设置可以有效约束转弯车辆(尤其是右转车辆)的行驶速度,降低交通事故发生概率,即使发生了事故,其严重性和伤亡程度也会大大降低。此外,小缘石半径还能够有效缩短行人过街距离。如果缘石半径从14 m减为5 m,行人的过街距离和时间能缩短大约30%,减少了行人暴露在危险中的时间[3]。
由于少了标线的引导和规范,机动车在交叉口范围内行驶的自由度较大,交叉口范围过大后,机动车在其内的行驶容易处于“无序”状态,造成交通秩序混乱,降低交叉口的交通能力和效率,甚至引发交通冲突和事故。因此,小缘石半径下的小规模交叉口有利于规范车辆的行车轨迹,使交叉口范围内的交通更加有序、安全。
(2)高利用率
通过设置大缘石半径或专门的岛后右转车道,可以提高右转车辆的速度,可以增加交叉口右转车道通行能力,加之我国绝大多数城市的右转车辆在交叉口是不受信号控制的,大部分交叉口现有的右转通行能力非常高。然而,城市交叉口的右转车流量通常都十分有限,因此以增加行人过街距离和牺牲行人过街安全性换来的通行能力得不到充分利用,道路资源被空置,造成交叉口的利用率低下。
(3)经济
相较于大缘石半径或渠化岛交叉口,小半径交叉口的规模和面积更小,其占用的城市土地也更小。与英国街道设计导则相比,国内规划的次干路交叉口缘石半径偏大10 m左右,支路交叉口缘石半径偏大5 m左右。若均改为小缘石半径,单个次干路交叉口可减少占地约600 m2,支路交叉口可减少占地约250 m2。对于一个城市而言,若把有条件的交叉口都采用小缘石半径,将能节省大量的城市建设用地。小半径交叉口还能使土地利用更加紧凑,并在交叉口转角处提供了更大的慢行空间,为盲道、无障碍坡道等设施的合理布局提供了条件。
2.2 小半径交叉口的适用性
从交通方面看,交叉口采用小缘石半径具有降低车速、缩短行人过街距离等优点,但是当交叉口范围内发生拥堵或交通事故时,小缘石半径交叉口内的车辆疏散难度将大幅度增加。因此,在城市以慢行交通为主的区域道路上,或者交通构成复杂,交通参与者种类多样的区域道路上,可以采用小缘石半径的设计方式(见表3)。
表3 交叉口缘石半径的建议取值
3 仿真分析
利用Vissim仿真模拟(小半径、大半径和渠化岛)3种交叉口在相同条件下的交通运行情况,得到相应的交叉口运行情况指标(车辆延误)。在仿真模拟过程中进行控制变量,除交叉口本身设计型式外,其他影响因素(流量、信号配时、参数设置等)都保持一致。
3.1 仿真设置
(1)交叉口设置
图1为3种交叉口的示意图。它们的基本参数见表4。
图1 仿真模拟的交叉口示意图
表4 仿真交叉口基本参数
(2)流量设置
各交叉口的各个进口道流量和转向比例完全一致。设置两种程度的流量情形a和b(见表5)。
表5 仿真流量设置情况
(3)信号配时
信号配时为标准四相位,相序为东西直行32 s(绿)+3 s(黄),东西左转 22 s(绿)+3 s(黄),南北直行 32 s(绿)+3 s(黄),南北左转 22 s(绿)+3 s(黄),单个周期共120 s。
(4)参数设置
由于此次仿真的目的只为横向比较相同条件下各交叉口的交通运行情况,所以均使用Vissim软件默认的参数值,不做进一步的标定工作。
3.2 仿真结果
此次仿真结果(见表6)显示,3种类型交叉口的各方向车辆的延误时间都相差不大。由于在此次仿真中,3种交叉口都是四相位的信号控制,直行和转向车辆没有冲突,因此,可以推断在理想情况下,这3种类型的交叉口几何设计型式对其交通效率影响有限。
表6 仿真结果
4 结论
如今,在大多城市中,交通冲突严重,交通事故频发。在城市道路建设时不能延续早期“车本位”的思想,盲目追求机动车的效率,应该更多地从交通参与者的安全性出发,尤其是当交通规模增加到不是仅靠路口多、增加一条车道就能有效提升机动车通行效率时。小缘石半径交叉口的小转弯半径能够控制车流轨迹、限制车辆速度、缩短行人过街距离,这使得交叉口的交通安全性得到大幅提升。但是,要更好地发挥小缘石半径交叉口的效果,还需要结合“密路网、小街区”理念,优化我国城市的路网结构,逐步改善城市道路的交叉口。