《平面交叉路口的规划与设计》连载（十五）第七章转角处理与转向车道（一）

2021-12-19徐耀赐

道路交通管理 2021年11期

文｜徐耀赐

7.1 前言

如图7-1所示，平面交叉路口的转角是指自某进口道至紧邻的横向道路出口道间连续区域的外缘地带。当车辆由进口道左转向至横向道路出口道时，中央分向设施应如何处理？此外，车辆转向时必须通过交叉路口物理区，若物理区面积太大，对车流运行有何影响？行人或自行车必须由转角穿越中央分向设施或物理区边缘至另一方向的转角，人行横道应如何处置？这些相关问题均与平面交叉路口的转角处理、渠化设计息息相关。

图7-1 平面交叉路口转角、渠化设计应思考的设计范围示意

规划设计平面交叉路口时，由于绝大部分小型交叉路口无渠化设计，所以可单独考虑小型交叉路口的转角处理。但对于中、大型交叉路口而言，必须同时考虑转角处理与渠化设计，如图7-1所示，物理区面积越大或道路交通功能位阶越高，渠化设计的必要性通常越高。

7.2 车辆特性与转向轨迹

7.2.1 车辆特性

重点了解两大车辆信息，即重量：如轮重、轴重、总重，与路基、路面、桥梁结构等设计有关；尺寸：如车辆长度、宽度、高度，如图7-2。

图7-2 车辆尺度说明

7.2.1.1 长度

车辆长度是指前保险杠前端至车尾最末端的长度，即轴距与前后悬伸长度的总和，车辆长度会影响转向最小曲率半径、转向时占用的路面面积及路面以上的空间设计。双轴车辆的轴距是指前轴中心点与后轴中心点的距离；多轴车辆则指前轴或前轴组中心点与最后轴中心点间的距离。前悬伸的长度是前轴或前轴组中心点至前保险杠的距离；而后悬伸是指最后车轴中心点与车尾之间的距离，但不包括保险杠。

7.2.1.2 宽度

车辆宽度是指车身左右的最大宽度，即轮距与左右悬伸长度的总和，其影响车道宽度、曲线路段加宽及建筑界限的设计。轮距是以左右轮胎中心线间的距离为准，若是双轮，则指左右双轮中心线之间的距离。

7.2.1.3 高度

车辆高度是指路面至车顶最高点的垂直长度，在设计桥梁及隧道净高、道路竖曲线及其他附属物，如信号、标志时，需考虑该因素。下表所示为车辆特性与平面交叉路口规划设计相关的重要考虑因素。

7.2.2 内、外轮差

任何机动车辆（四轮或以上）最前方的前车轴必仅有左右各一个车轮，分别称为左前轮、右前轮。前车轴只有两轮，故驾驶人轻易操控方向盘，便可使车辆左右转向。

依车辆型式不同，车轴总数必然不同，如小汽车、大客车均只有前后两车轴，但是重型货车的车轴总数必然大于或等于3。此外，不同型式货车的后车轴轮数不同。小汽车后车轴只有两轮，大客车后车轴有四轮，大型货车可能更多。但是，不论何种车辆，后车轴的车轮必定都是固定于车轴，故不具备车轮本身可左右转向的功能。

由于前车轴的车轮可左右转向，后车轴的车轮无法左右转向，故当车辆转向时，其形成的轨迹具有以下特点（如图7-3所示）：1.前轮转向形成的轨迹为具有某曲率半径的圆弧曲线。2.后车轮转向形成的轨迹为曲率半径持续渐变的螺旋曲线。圆弧曲线与螺旋曲线的行驶轨迹不同，故两曲线的间距亦随着车辆行驶方向而发生变化。3.车辆前后轮转向轨迹所涵盖的面积是指车辆转向时占据的道路面积。因此，车辆转向角度越大，所需道路宽度也必然越大。4.针对同一转向角度而言，车辆宽度越宽、长度越长，则其转向所需的道路宽度、面积也必然越大。

如图7-3所示，车辆右转向时占据道路的最大面积由左前轮与右后轮的行驶轨迹所构成，图7-3中所示的wc在道路交通工程界称为“行径轮距”。同理，车辆左转向时，车辆占据道路的最大面积由右前轮与左后轮的行驶轨迹构成。当转向角度越大时，车辆实际占据道路宽度与车辆宽度的差值（即wc-w）必然也越大，故车辆转向时必有内轮差、外轮差现象，如图7-4所示。

图7-3 车辆右转向轨迹示意

图7-4 车辆转向时造成的内、外轮差示意

前述的内外轮差是针对前后车轴皆在同一车身的整体式车辆。若为联结车，则车辆转向时造成的内、外轮差现象将更明显，如图7-5所示。当大型车转向时，由于驾驶人的视觉盲区较大，行人、自行车及其他非机动车因太靠近大型车被卷入内轮差范围而致伤亡的事故也时有所闻。

图7-5 联结车的内、外轮差示意

7.2.3 转向轨迹对交叉路口设计的影响

车辆转向轨迹影响平面交叉路口规划设计的四种情况：1.车辆于中央分向岛头前方回转时，如图7-6所示，必须针对大型车辆检验是否应考虑路口喉宽。2.车辆于左转向车道进行左转向时。3.车辆于右转向车道进行右转向时。4.车辆于转向弯道进行右转弯时。

图7-6中，检验路口喉宽的主要目的在于确定各大型车辆在回转、转向时，其运行轨迹是否触及交叉路口的边缘实体，例如，路口缘石。

图7-6 车辆于中央分向岛头前回转对平面交叉路口可能产生的影响

7.3 交叉路口转角的种类

按照各平面交叉路口物理特性、交通状况与交通控制条件的不同，在设计平面交叉路口的转角处理时共有下列七种方式：直角式、小半径式、大半径式、切角式、缘石展延式、转向车道式、转向弯道式。在道路交通工程界，亦有人将大半径式、小半径式转角二者统称为圆曲线式转角。

7.3.1 直角式转角

典型的直角式转角如图7-7所示，其夹角接近90°。直角式转角通常仅适用于下列情况：1.小型交叉路口，单行道或路宽不大，车辆运行速度低，但两车慢速时仍可安全会车，路口容量较小，无信号控制系统。连接路段的交通功能位阶低，通常为接入或住宅区、小区内的小型交叉路口，或偏僻乡壤、人烟稀少处的地区道路交叉路口。2.低流量道路。3.车辆运行速度低，车种单纯。

图7-7 典型的直角式转角

图7-7所示交叉路口的交通控制方法可能是下列二者之一：1.路侧有“慢”“让”“停”等标志，路面亦可能有与标志相呼应的标线、标字。2.路口处无任何交通控制设施，通行路权优先级的归属完全依照具有完整法律效力的交通相关法规，例如，转弯车应礼让直行车、左方车应礼让右方车、支线道车应暂停让主线车先行、同向二车道进入一车道应让直行车先行等，如图7-8所示。

图7-8 无标志、无标线、无信号控制交叉路口的通行路权优先归属示意

平面交叉路口规划设计时，必须考虑到清晰的路权指派或路权分配，路权指派或分配的根本在于具有法律效力的交通控制准则。当平面交叉路口现场无任何实体交通控制设施（标志、标线、信号灯）时，不代表该交叉路口毫无交通控制纪律，而是该具备的交通控制纪律与通行路权优先属性皆已明确规定在具有完整法律效力的道路交通管理相关法规中。

7.3.2 圆曲线式转角

圆曲线式转角的圆曲线主要分为如下两种（参考图7-9）：1.单心圆曲线，即单一圆曲率曲线，简称“单曲线”。单曲线两侧亦可接续直线渐变段，如图7-9（a）所示。2.三心圆复曲线，三个圆曲率组合成为复曲线，3-centered Compound Curve。三心圆曲线又可再分为以下两种：（1）对称式三心圆复曲线，如图7-9（b）所示。（2）不对称式三心圆复曲线，如图7-9（c）所示。

图7-9 用于圆曲线式转角的各式曲线

图7-9所示三种圆曲线段的端点处皆可用直线渐变段调节，使其与邻近路缘石直线段接续。

针对平面交叉路口的转角转向、转弯设计，道路交通工程规划设计者为便于设计计算并方便施工放样，通常以一个单曲线来连接。以单曲线构筑平面交叉路口的转角，其最大优点是简单明了，极适用于小汽车交通量比例较高的交叉路口，例如城市地区。

单心圆曲线虽然有简单实用的优点，可应用于城市中小汽车数量比例较高且转向速度不大的平面交叉路口转角。但是，道路交通工程规划设计者亦应注意，单心圆曲线占用的土地面积较大，且其几何线形与车辆转向行驶轨迹并不完全相符。因此，若车辆运行速度较低，此种设计影响极小，无可厚非，然而当车辆运行速度较大时，行驶至弯道处，驾驶人转动方向盘的角度也必然较大，离心力现象必将十分明显，重心高的车辆亦可能有倾覆风险。

在经常有大型货车通过的斜交式交叉路口，如工业区联络道路衔接到主要道路的路口，设计时亦可考虑采用不对称的三心圆复曲线，让车辆由直线转入一个不对称的三心圆复曲线再转入另一方向的直线时，其转弯线形极类似于公路缓和曲线设计时常用的克罗索曲线。

一般而言，大型平面交叉路口的转角处理采用对称型三心圆复曲线比较适宜，市区地价较为昂贵，若采用对称式三心圆复曲线，一方面，节省用地；另一方面，转弯处由于转弯半径起点及终点略为加大，大型车辆转弯经过时，前轮亦不至于碰触到路侧缘石或侵入邻近车道。

高速公路的平面线形经常采用缓和曲线来连接一个圆曲线，如遇占用土地较广的情况时，亦可思考以三心圆复曲线替代缓和曲线，可获得缓和曲线的优点，同时亦可消除单曲线的缺点。

图7-10所示为同一平面交叉路口，设计不同单心圆曲线转角半径的比较示意。此处必须强调，单心圆曲线的大半径、小半径只是相对而言的大小比较概念，无绝对的尺寸大小规定，实际合宜尺寸应依现场情况而异。