路宽未必能有效增加车辆与危险因素之间的横向间距
2021-03-24官阳
官阳
长期以来,人们总有个印象,觉得路越宽越好走越安全,其实这是个很含糊甚至糟糕的误解。从交通工程的角度说,决定车辆运动轨迹和运行空间条件的是车道的宽度和路侧净区的宽度,并不是道路的宽度。道路的整体宽度还包括路基、铺装路面乃至路肩、路侧边坡、路侧净区等道路基础结构的宽度,承担着排水、保护路基等各种任务,而要增加行车安全,我们需要增加的是车道内快速运动中的车辆与来自车道外的各种危险因素的间距(以下简称横向安全间距),以便降低驾驶任务的负荷,让车辆在出现错误时有机会自行纠正完成自我拯救,这种容错的设计,并不是单纯地把道路做宽就可以实现的。
道路宽度并不是车道宽度
平时所说的路宽,要么是道路产权边界之内的公路基础宽度,要么是铺装路面的道路宽度。在道路的基础宽度里,一定会有路面,也许还会有路肩,有的还包括了边坡、排水沟和净区。对于城市道路,我们一般只看到有路面,路边界是路缘石封闭起来(很多情况路缘石往往是机动车道和步道的分界)的或者由路侧建筑物构成的,使用路缘石封闭的道路是封闭式道路,因为这种道路的排水不是开放式的,需要使用边沟,在路缘石的配合下,把水引到排水井集中排水。总体而言,道路使用者对这个宽度的感受更多是横跨道路时的感受,也就是跨越道路的距离,而对纵向使用道路者而言,这种宽度的感受意味很多不同的东西。
横向安全威胁因素
对于纵向使用道路的驾驶人、骑车人和行人而言,来自横向的安全威胁主要分为动态和静态威胁。动态横向安全威胁,主要是同行者,这包括了意外脱离自己行驶车道的车辆、自行车和行人,有些地区还会有突然冲入行车道空间的野生动物和家畜、宠物等,这些意外,不仅会导致直接的碰撞事故,有时还会因为紧急避险而出现单方事故。静态横向安全威胁,最典型的是紧贴行车道的隔离栏、护栏、路缘石,路外侧的排水沟、树木、路灯和标志杆件等设施支撑结构、房屋、桥墩甚至挡车桩等,这些硬性的障碍物,在车辆运动轨迹发生意外变化(专业术语叫脱离车道)时,可能会因为车辆无法及时避开而发生碰撞,造成车毁和伤人事故。
有研究发现,车辆在行驶过程中,如果车道外侧的路肩加宽,会让驾驶人感到轻松并提高行驶速度,而缩窄路肩的宽度,可以明显降低车速。如表1(来源:公路通行能力手册,Highway Capacity Manual),当车道外路肩的宽度减小时,可以观察到明显的降速。美国的自行车道设置指南里也提到了,骑自行车的人需要与旁边的安全威胁保持1米的间距。
增加道路宽度和车道宽度都未必可以改善横向安全间距
不管道路断面总体有多宽,在没有施画标线或者设置隔离设施分配路面空间时,交通流是依据自己的偏好运行的,在前方有车辆时,后车尾随前车轨迹的比例也很高,这就很容易出现秩序混乱的现象。业内有时称没有标志标线的路是裸路或者光板路,意思是上面没有交通控制设施。所以,仅仅有了硬化铺装的路面,一条路并没有完工,还需要标线和标志来向道路使用者传递路权信息,告诉人们怎么使用道路,减少运动轨迹的冲突,出现冲突时,谁应该让谁。
而增加车道的宽度,虽然可以提高自由流车速,但未必可以改善横向安全间距,因为相邻车道的车辆可能因为各种原因各自选在靠左或靠右行驶,车道越宽,这种随机性就越大,这就是为什么国际上研究交通流质量和车道设计水平的时候,会观察尾随车辆排队的整齐一致性,从交通控制的质量讲,排队行进的车辆的队列越整齐,越说明交通流质量高,这时的通行效率也越高。相反,如果前面的车靠在车道的右侧行驶,后面的车靠车道的左侧行驶,前后车流看起来歪七扭八的,则说明交通流质量不佳,不仅道路服务水平低,还容易出现事故。在这种扭曲的队列里驾驶车辆跟进时,驾驶任务负荷增加,判断车距和寻找参照物、及时发现危险因素的难度都加大了。
觀察很多城市道路(现在监控很多,在很多交警队的监控室里都能看到车道内行驶车辆的队列质量),我们不难发现,车辆排队行进时的队列整齐度和拥堵状况息息相关,越堵的地方,车流队列越不整齐,很多时候,过宽的车道为随意变换车道挤占他人行驶线路的行为提供了方便,而这种过度的宽容,会导致驾驶人之间谈判时间和频率增加,犯错误的机会就会增加,增加事故隐患,进而导致更加拥堵。提出这个问题,并不是要把车道线全都画成实线,因为过长的实线也会影响车辆通行效率,增加驾驶任务压力。在车流量大的路段,变窄的车道可以更好地抑制变换车道的企图。
表2美国公路通行能力手册里例举的当车道宽度小于12英尺(3.6米)时,不同宽度的车道对应的车速降低的幅度。
车道宽,一般指的是在路面上通过标线施画出来的行车道宽度,这个宽度是根据车型、车速、车辆运行特征等决定的,如果是小型车辆专用的低速车道,可以非常窄,英国的标准甚至到2米(见图2);通常情况下,车速高了,车道会略宽些,一方面是车辆可能会在高速状态下出现摆动,另一方面是万一车辆有轻微的失控时可以避免脱离车道导致的事故;如果是自行车道,宽度可以窄到1米,大家排队前进。交通流如水,交通流前后对不齐的麻烦很多,会加剧驾驶任务负荷和事故率,我们需要的是车道适宜的宽度,不能太宽也不能太窄。图2是英国的车道宽度标准,根据不同的车速和道路条件、车型来决定车道宽度。
说到车道宽度,我们平时会遇到一个很典型的难题,就是按照现行的公路部门推荐的工程技术标准,有一些窄路上无法施画自行车道甚至无法施画中央分流线,这时最考验的是工程师的设计能力和标准的实用性。英国的技术指南建议:为了给自行车提供车道,在窄路上,可以利用去除车道中央分流标线的方法降低车速,当然,在过窄的地方要提前设置对向让行标志并提示让行规则(见图3)。此时因为机动车可以贴着外侧标线行进,是可以判断行车轨迹的,也可以在路中央做一些定位圆点,但不画标线。如果宽度够,也可以用黄虚线做中央分隔。关键是要用车辆的视距感受来抑制车速。
另一个关于车道宽度的难点是工程师对标准规范的理解,也就是在执行宽度指标时过于僵化,在依据交通工程判断需要缩窄车道时,一些工程师往往会因为标准的限制而不敢随机应变,比如某市的非机动车道标准宽度要求是3.5米,但是在一些地方,并没有这样的宽度条件,或者为了安全需要压缩车道提供更好的机非换道时,我们的工程师不敢根据控制需要调整宽度。这个问题很好理解,如果标准规范一点不能动,那还要工程设计干什么呢?交通工程师的一个重要价值就是根据交通流的特点灵活运用标准规范和工程技术,实现道路通行的安全与效率的合理平衡。美国的自行车道基础宽度是1.5米,但其设计指南里提到,如果不足1.5米,即使只有0.8米的宽度,画分道线也比不画强,日本的自行车道在用地局促时,甚至只有0.5米,遵循的原则也是有标线比没有强。
加宽车道的间距
从专业技术角度讲,大家平时所说的车道宽一些好用,其实指的是车道之间的间距。因为高速运动时,人们希望与运动轨迹之外的横向威胁保持一定的距离,以降低视觉压力和心理压力,降低对出现差错导致事故的担心。这个间距,首先是两条车道之间的距离,它有时不仅仅用一條窄窄的标线做隔离,还有各种形式的缓冲区,比如更宽的标线或标线组合,标线和道钉的组合(视觉上增加了车道间距的隔离区宽度),阴影线做的缓冲区(buffer),增加了弹性桩的车道间隔缓冲区(最常见于自行车道和机动车道之间的隔离)等。见下面例图:
为了增加上下游车道的间距并强调路权和禁止跨域中间区域(见图8),不仅用双黄标线来增加中间隔离区域的宽度,还将反光道钉安装在上下游分流双黄标线的外侧。值得注意的是,为了减少除雪设备对道钉的破坏,还特意挖槽,降低凸起道钉的高度(美)。
增加车道之间的间距是一项非常有效的安全改善措施,这里需要注意的是,未做防撞设计、车辆一碰就倒的行人隔离栏是不能用作车道隔离的,非机动车道的隔离也不能用,它往往会造成更大更多的伤害。
我国机动车社会化已经走过了20年,全社会使用机动车的认识已经越来越深入,在这种背景下,我们迫切需要重新审视我们的道路断面,重塑我们的道路空间,为各种交通流提供合理和科学的通行条件与保护。