城市道路畸形平面交叉口改造方案研究与实践

李晨

（中恒工程设计院有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

由于我国城市道路交通工程理论和设计应用起步较晚，在城市道路交叉口的规划、设计、施工和管理等方面长期缺乏正确的交通工程学思想的指导，使得交叉口类型选择、线形设计、车道渠化以及路权分配等方面存在许多错误认识，导致长期以来各个城市积累了大量的畸形平面交叉口，严重影响了道路交通通行能力和安全性，造成交通流在交叉口的混乱和高事故率。也正因为如此，对畸形交叉口的改造也成为了目前市政道路工程中的重难点之一，有必要对此进行深入研究并用于实践。

1 畸形交叉口

1.1 主要畸形交叉口类型及其存在的问题

1.1.1 Y形交叉口

Y形交叉口是指主线在交叉口处转弯或者支线与主线的夹角小于60°的交叉口[1]（见图1）。

图1 Y形交叉口

Y形交叉属于畸形T形交叉，与T形交叉口一样，也有3个冲突点、3个分流点和3个合流点，因此T形交叉的相关问题也体现于Y形交叉口。此外，Y形交叉口还存在的问题有：（1）很多现状Y形交叉口的标志和标线设置都很不完善，导致交通秩序较为混乱，成为事故多发点；（2）多数交叉口没有区分主线和支线，使得主线和支线车流具有同等路权，导致主线交通拥堵严重；（3）有些Y形交叉口面积太大，车辆通过交叉口的时间过长，通行效率较低；（4）交叉口处无车辆导向线，造成车辆混行严重；（5）Y形交叉的锐角转弯半径太小，转弯车道宽度较窄，造成大车转弯时侵占邻近车道，增加自行车和行人的危险。

1.1.2 X形交叉口

X形交叉属于畸形的十字交叉[1]，由于其特殊的形式，常常是道路中交通事故的隐患地点（见图2）。

图2 X形交叉口

X形交叉存在的主要问题在于：（1）锐角相交的交叉口与直角交叉口相比，停车线间距长，交叉口面积增大；（2）由于交叉口面积较大，车辆往往趋向以较高速度通过，容易引发与转弯车辆和行人的交通事故；（3）锐角位置的视距不良，转弯半径过小，有安全隐患。

1.1.3 环形交叉口

环形交叉口虽然不属于真正意义上的畸形交叉口，但由于其广泛应用于各个城市，数量巨大，却又具有显著的局限性，不能适应城市交通未来发展的需求，因此对环形交叉口的改造也有着很强的现实意义（见图3）。

图3 环形交叉口

环形交叉口的主要问题体现在：（1）通行能力较低，设计速度较慢，只适用于郊区或车流量较小的道路；（2）现存的许多环形交叉口标线设置不完善，没有路权分配标志，造成车流在环岛范围内行驶混乱，车辆相互穿插，大大降低了车辆行驶速度，也提高了事故率；（3）环形交叉口交织区的非机动车、行人和机动车存在冲突点，且常常混合行驶，增加了安全隐患；（4）占地面积较大。

此外，环形交叉口本身是为了不设信号灯而设置的，但由于我国许多地区盲目建设环形交叉口，迫使许多不应该采用环岛的干路交叉口由于交通量太大而不得不在环岛上设置信号灯，造成了本末倒置的结果[1]。

1.1.4 多路畸形交叉口

多路畸形交叉口一般为5条或5条以上道路相交，交叉口呈畸形不规则形状，交通组织极为复杂（见图 4）。

图4 多路畸形交叉口

多路畸形交叉口存在严重的交通组织问题，主要有：（1）相交道路多，机动车之间的相互冲突非常严重；（2）交叉口内的信号灯设置相对复杂，对不熟悉情况的驾驶员易造成困惑和误导；（3）交叉口面积过大，通行时间过长，通行效率较低；（4）交通组织困难，交通流复杂、混乱。

1.2 畸形交叉口改造思路

1.2.1 Y形交叉口改造思路

对于Y形交叉口的改造，应遵循以下思路：

（1）先确定主线，另外一支作为支线，之后应用T形交叉口的设计原则对交通流进行渠化设计。

（2）渠化时应当尽量保证主线的交通流线顺直，支线应服从主线。

（3）通过渠化，尽量增大锐角部分的角度，增加转弯半径。

（4）通过设置交通岛，尽量使机动车停止线和行人等待区靠近交叉口，缩短通过的距离和时间。

（5）尽可能设置比较完善的交通标志标线和信号灯，特别是转向交通的导流线，起到引导转向的作用。

1.2.2 X形交叉口改造思路

对于X形交叉口的改造，应遵循以下思路：

（1）在规划条件允许的前提下，尽可能通过调整相交道路的线形，将交叉口道路夹角增加至接近直角（75°以上）（见图 5）。

图5 X形交叉口改线方式1

（2）若调整夹角的条件不具备，可再考虑将X形交叉口改造为两个距离较远的T形交叉口，之后应用T形交叉口的设计原则进行设计（见图6）。

图6 X形交叉口改线方式2

（3）若无法调整道路线形和夹角，则通过在交叉口设置渠化岛的方式，尽量缩小交叉口面积，减少交通流通过的距离和时间。

（4）尽可能设置比较完善的交通标志标线和信号灯，特别是转向交通的导流线，起到引导转向的作用。

1.2.3 环形交叉口改造思路

对于环形交叉口的改造，应遵循以下思路：

（1）当环形交叉口交通量很大，而当前的通行能力完全不能满足需求时，若条件具备，可以改造为灯控平交路口或立体交叉。

（2）若仍维持环形交叉口基本型式，可通过增大环岛半径的方式，增加交织段长度，提升通行能力。

（3）若增大环岛半径的条件不具备，可通过增设信号灯的方式进行改造（如上海市南北高架与内环节点环形立交）。

（4）尽可能设置比较完善的交通标志标线和信号灯，特别是减速让行标志标线和环形车道线，起到分配路权、规范车流的作用。

1.2.4 多路畸形交叉口改造思路对于多路交叉口的改造，应遵循以下思路：（1）首先考虑通过将次要道路改线，将交叉口分解为几处4路及4路以下的交叉口（见图7）。

图7 多路畸形交叉口改线

（2）若无改线的条件，则考虑通过渠化、单行、禁左等形式，将部分交通流进行合并，将路口简化为4路及4路以下的交叉口。

（3）由于路口畸形，进口导向车道一般不会正对着出口车道，因此需要设置完善的标志标线进行引导，特别是利用导流线来规范车辆的行驶线路。

（4）对于交通量较小的路口，也可考虑采用环形交叉口的方式进行处理。

2 畸形交叉口改造案例

2.1 项目概况

宜宾市旧城组团道路改造项目位于宜宾市翠屏区的金沙江北岸、岷江西岸，共包括72条道路，总计19 213 m。其中，在翠屏路、西郊路、慈善街三路相交的位置存在一处畸形平面交叉口。由于此交叉口拥堵严重，交通组织混乱，存在安全隐患，本次拟对其进行改造。

2.2 改造前交叉口情况

此交叉口为Y形交叉口，东北接翠屏路，东接慈善街，西接西郊路。改造前，交叉口不设信号灯，交叉口中央有一座三角形环岛，交通流按环形交叉口进行组织。由于设计缺陷且缺乏管理，交通流混行、逆行现象非常严重。随着经济发展和交通量的增加，此路口已经无法满足现状和未来的交通需求，亟待改造（见图8、图9）。

图8 改造前交叉口卫星平面图

2.3 交通分析

通过对现状交通流量的观测统计，以及对未来交通量的分析计算，可得出：东北-西向的交通为此交叉口的主要交通流向，因此翠屏路-西郊路作为主线处理，慈善街作为支线处理（见图10）。

图10 交通流量流向图

2.4 改造方案比选

基于以上的分析，提出了多个改造方案参与比选。

2.4.1 方案一

方案一将原三角形环岛扩建为半径12 m的圆形环岛，并通过增设渠化导流岛、完善标志标线等方式，提升交通流的有序性、安全性，从而提高整个路口的通行能力（见图11）。

方案一优点：

（1）无信号灯控制，在车流量不大的情况下行车较为连贯。

（2）与现状交叉口行车习惯相似，有利于市民熟悉。

（3）环岛改造为圆形，规范了行车线路，也便于进行景观处理。

图11 方案一交通平面图

方案一缺点：

（1）根据现行规范[2]规定，环形交叉口的相邻道路中心线夹角应大致相等。本次设计的交叉口相邻道路夹角相差较大，导致翠屏路和慈善街之间的交织段太短。

（2）由于现状道路用地限制，本次设计的环岛半径最大仅能设为12 m，导致环道设计速度仅为15 km/h，过于缓慢，且小半径环岛也使得交织段较短，极有可能发生拥堵。

（3）由于旧城组团的行人、非机动车流量很大，而很多非机动车、行人通行并不按照环形交叉口的运转规则，逆行、混行现象突出，不仅自身安全难以保证，还对机动车的正常行车造成极大干扰，也严重降低了交叉口的服务水平。

由此可见，方案一在通行能力和安全性上劣势明显。

2.4.2 方案二

方案二取消原环岛，采用信号灯控制，设置一个大的交通渠化岛，使得机动车停止线尽量提前，缩短车辆通过交叉口的时间，而行人和非机动车也可以从交通岛过街，减少了过街距离，提升了安全性（见图12）。

图12 方案二交通平面图

方案二优点：

（1）主要交通流向翠屏路-西郊路方向行车线路较为顺畅。

（2）交通岛为一个，有利于景观打造。

方案二缺点：

（1）改造后仍为Y形交叉口，交叉口锐角角度进一步减少至26°，视距受限，转弯半径太小，影响安全性和行驶速度。

（2）交叉口重心偏于西侧，由于现状道路断面限制，西郊路—翠屏路方向仅有一个车道，无法拓宽。

（3）翠屏路—西郊路方向和翠屏路—慈善路方向进口道仅有一个车道，通行能力较低。若压缩交通岛增加车道则导致车辆行驶轨迹扭曲，不利于行车。

由此可见，方案二未能明显改善交叉口形式，也难以拓宽车道数，通行能力仍存在明显劣势。

2.4.3 方案三

方案三采用信号灯控制，设置两个交通渠化岛，将交叉口优化为近似T形路口（见图13）。

图13 方案三交通平面图

方案三优点：

（1）与方案二相比，交叉口锐角角度增加到75°，转向交通的通行条件得到改善。

（2）交叉口位于居中位置，有条件增设左右转车道，整体通行能力得到提升。

方案三缺点：

西郊路—至翠屏路方向作为主线交通流，被渠化为左转，路权分配不尽合理，主线转向角度较大，行驶路线延长。

由此可见，方案三与方案二相比，在通行能力、转向交通行驶条件等方面有了较大提升，但主线的行驶路线不顺畅。

2.4.4 方案四

方案四与方案三的处理思路基本相同，但方案四将翠屏路—西郊路方向作为主线，将慈善街作为支线，保持了主线方向交通流线的顺畅（见图14）。

方案四继承了方案三的所有优点，同时将翠屏路-西郊路方向作为主线，路权分配合理，主线交通流线顺畅，其通行能力、安全性均为最佳。

2.4.5 方案比选与确定

综上所述，方案一采用环形交叉口，其通行能力、安全性均较差；方案二通行能力较低，也未能从根本上改善交叉口型式；方案三各方面有所提升，但主线的路权分配和交通流线仍有缺陷；方案四在各方面均能兼顾，因此作为推荐实施方案。

2.4.6 改造后的效果

目前，该交叉口已完成改造并投入运行（见图15）。

根据现场情况可看出，改造后的交叉口拥堵情况明显缓解，交通秩序明显好转，安全性、景观性也得到提升（见图16）。

图14 方案四交通平面图

图15 改造后卫星平面图

图16 改造后实景图

3 结语

在畸形交叉口改造工程的设计中，明确交叉口的类型，找出实际存在的问题，遵循正确的设计原则，找到针对性的解决办法，通过多种方案进行具体比选和分析，方可得出适用的设计方案。本文论述了城市道路畸形交叉口的分类、存在的问题和改造思路，并以宜宾市旧城组团道路改造项目为依托进行了实践检验，取得了良好效果，可以为类似的工程设计提供参考。