地形受限条件下K型交叉口改造设计方案比选

黄锦春

(福州市规划设计研究院集团有限公司,福建 福州 350108)

0 引言

交叉口是城市路网的节点,在路网中起着从线到面的转换作用,但受规划调整、用地限制、历史遗留或其他因素的影响,城市路网中普遍存在异形交叉口。异形交叉口存在车辆及行人路权不明确、交通组织复杂、行车视距差等问题,往往成为城市交通安全的黑点,也是城市交通管理的难点,在有限的用地资源条件下寻找经济可行的工程改造方案及交通管理措施,成为解决异形交叉口交通问题的关键[1-3]。

道路交叉改造方案研究应根据该交叉口的交通量分布情况、所处地形、周边规划及现状用地情况、近远期建设时序等因素,确定两种及以上的可行方案,从交通适应性、周围环境协调性、造价经济性等方面进行比选,最终确定合理的异形交叉口改造设计方案。

本文以福建省闽清县南山路与南北大街现状K型平面交叉口改造为例,分析该交叉口存在的问题,基于对周围环境的综合分析,从平面交通组织优化及平交改立交两个思路出发,提出3个在地形受限条件下异形交叉口改造设计方案。

1 项目背景

南山路片区位于闽清县城主城核心区南面,南倚梅城森林公园,北邻闽清县行政文化商贸中心,现状经由南山路与202省道对外联系,拥有良好的交通区位。本片区规划定位为以绿色生态人居环境为主的复合型居住示范区,南山路是规划片区北侧一条重要的东西向道路,沿线规划分布有学校、医院、居住、商业等人流量密集的用地,随着周边地块的陆续开发,现状南山路(6 m～8 m)已无法满足交通量日益增长的需要,且沿线架空电杆多,周边整体景观较差,市政雨污管网承载力低,亟需对南山路按规划建设到位。

南山路起于解放大街,自西向东沿规划红线走向,中间交叉规划纵三路、纵二路,道路终点接南北大街。路线全长1 094.527 m,道路红线宽度21 m,道路等级为城市次干路,设计速度为30 km/h,按双向四车道标准设计。

2 建设条件

2.1 路网布局

现状本片区四周均为城市重要干道(202省道、南北大街、南山路、解放大街、西大路),但由于区内坡地多地形复杂,故向内衔接道路均为尽端路,或基本没有衔接通道(例如202省道),整体道路网不成体系,通达性差。且与现状联系最为紧密的南山路,坡度陡、线形曲折,存有安全隐患,近期亟待改造。

片区规划形成“两横两纵”的类方格网状路网结构。两横即解放大街、202省道,两纵即西大路、南山路,解放大街是现状主城东西向综合性主干路,202省道、西大路、南山路规划为次干路,如图1所示。

2.2 周边道路设施

2.2.1 南山路

现状南山路基本与规划南山路走向一致,现状为双车道公路断面,路面宽约7.5 m,坡陡弯急,架空杆线多,路容路貌较差,如图2所示。

规划南山路道路宽21 m,双向四车道(外侧车道机非混行),断面如图3所示。

2.2.2 现状南北大街

南北大街是联系闽清县城与国道、高速公路的一条重要道路,为城市次干路,道路宽18 m,目前按双向两车道管理,市政设施较为完善,见图4。

2.2.3 规划纵一路

规划纵一路为片区内的规划支路,道路宽12 m,双向两车道,现状为7 m宽的水泥路。纵一路与南北大街的交点和南山路与南北大街交点紧邻,形成了异形三路交叉口。

2.3 地形地物

现状南山路北侧分布有实验小学、县医院、新建立体停车场、高层民房,南侧分布有县疾控中心、精神病防治院,基本没有平面线形调整的空间,因此,规划的南山路平面线位仍沿既有南山路拓宽,导致南山路与现状南北大街交叉口仍为异形交叉口,如图5所示。

南北大街东侧为梅溪河道,东侧为高层民房,也无局部改线的条件。

3 总体设计方案

3.1 路口现状

南山路—南北大街交叉口为三路平面交叉口,相交道路为南山路、南北大街和纵一路,南山路与南北大街的交角仅为8°左右,纵一路与南北大街的交角为39°,均小于CJJ 152—2010城市道路交叉口设计规程规定的极限值45°,形成了K型交叉口,如图6所示。

现状交叉口主要存在以下问题:

1)由于异形交叉口本身几何特征的影响,进入交叉口范围的车辆、行人通行权不清晰,驾驶人存在迟疑、寻找所需通行路径的过程,影响行驶安全,延误增加,通行能力下降。

2)无信号灯控制,缺少交叉口渠化措施,交通组织较为混乱,摩托车、电动车与汽车冲突严重。

3)南山路与南北大街的交角仅为8°(如图7所示),南北大街北进口右转至南山路的车辆相当于掉头行驶,转弯半径大,会侵入南山路对向车道,且南山路与南北大街存在高差,右转车辆视距差,易与南山路进口道车辆冲突。

3.2 通行能力分析及规模论证

1)南山路路段通行能力分析:南山路为城市次干路,根据道路等级、设计速度、非机动车影响等因素确定不同车道数的通行能力,如表1所示。

表1 南山路路段通行能力 pcu/h

2)南山路路段服务水平分析:根据路段交通量预测结果及通行能力,计算不同车道数下的路段服务水平,如表2所示,可知南山路需采用单向两车道规模。

表2 南山路路段服务水平分析 pcu/h

3)南山路—南北大街交叉口转向交通量分布:根据周边用地规划及现状,结合现场交通调查资料,对南山路—南北大街交叉口转向交通量预测如表3所示。

表3 南山路—南北大街交叉口转向交通量分布 pcu/h

3.3 路口改造方案一

维持现状南山路与南北大街现有平面线形及交叉角度,在规划红线范围内完成平面交叉口设置,对交叉口进行标线渠化,设置信号灯控制各转向交通,因南北大街(北)右转至南山路的转弯半径过小,视线条件差,在交通管理上禁止该方向的转向交通,通过片区内规划纵一路、规划纵二路、现状解放大街等路网绕行,改造后的方案效果如图8所示。

方案一在尊重周边环境地物及规划的前提下,改造规模最小,造价最低(约900万元),交叉口转向功能最完善,仅通过管理措施禁止一个右转方向,且不存在南北大街、纵一路与南山路之间短距离交织的问题。路口交叉角度虽仍较小,但通过设置信号灯及路口渠化标线后,通行路权较为明确,非机动车与行人均可通过路口过街完成各方向通行。

3.4 路口改造方案二

将该平面交叉口改造为立体交叉,南山路至南北大街(南)的交通,通过单向路基匝道实施,南北大街(南)至南山路的交通,通过匝道桥形式上跨南北大街。由于路口内不设置红绿灯,考虑将交通量小的南北大街(北)右转至纵一路方向、南北大街(南)左转至纵一路方向、南山路左转至南北大街(北)、纵一路左转至南山路及纵一路左转至南北大街(北)共5个方向的转向交通进行封闭,本方案与方案一同样无法实现南北大街(北)右转至南山路,上述禁止的6个转向交通均需通过路网绕行。受匝道桥限制,地面南北大街道路标高需进行降坡改造,外侧路基需拼宽,人行道可结合远期景观步道共线实施。改造后的方案效果如图9所示。

通过表3的路口转向交通量分布可知,南北大街直行是主要交通方向,南北大街往南山路为次要交通方向,本方案对主流方向仍保持现状通行,对次要方向采用匝道连接,符合行车人预期及驾驶习惯,总体布置较为合理。但改为立体交叉后,交叉口内共有6个转向交通无法完成,需通过路网绕行,非机动车及行人在该交叉口内也无法完成常规地面过街,需增设人行天桥。总体而言,本方案增加结构物较多,造价较高(约3 100万元),主流交通方便快捷,但牺牲较多其他方向的交通转向,经济性及交通适应性较方案一差。

3.5 路口改造方案三

将该平面交叉口改造为立体交叉,南山路至南北大街(南)的交通,通过单向路基匝道实施,南北大街(南)至南山路的交通,通过路基匝道形式上跨南北大街,南北大街北往南方向设置下穿通道。由于路口内不设置红绿灯,本方案与方案二一样需封闭部分转向交通,改造后的方案效果如图10所示。

本方案较方案二而言,匝道长度较短,节点景观效果可操作性高,但主流方向与驾驶人预期及驾驶习惯不符,与方案二一样存在6个转向交通无法实现的问题,且需改造南北大街道路纵坡,增设下穿通道,以保证匝道净空,下穿通道增设排水泵站等排水设施,日常维护管理费用增加,整体工程造价最高(约3 820万元)。

3.6 方案比选

3.6.1 交通功能

该K型交叉口内共存在12个转向交通需求,方案一为保证交通安全封闭1个转向交通,可以实现其他11个转向交通需求,路权明确,对非机动车及行人通行更为友好,方案二、方案三采用平改立的思路,保证了主流机动车交通,但均存在6个转向交通需通过路网绕行的问题,慢行过街也需通过立体设施解决。

本项目位于县城,总体而言交叉口交通量不大,且摩托车、电动车等交通方式占比较高,路口改造后若需改变周边居民长久以来的出行习惯而绕行其他道路,市民的接受度不高,实际上会导致更为严重的机非混行、非机动车逆行等问题,因此从交通功能来讲,方案一更优。

3.6.2 环境协调性

本项目所在县城为典型的沿河两岸分布的城市,现状存在众多跨河桥梁,桥梁两岸交叉口均采用平面交叉,方案二、方案三的立交方案规模大,破坏了滨河景观,不利于今后拟建的滨河步道实施,现状也需要多占用周边县精神病院用地约600 m2,增加民房拆迁约700 m2。从环境协调性来讲,方案一更优。

3.6.3 工程造价

方案一主要工程量为路基、路面拓宽,工程造价约900万元;方案二主要工程量为匝道桥1座,路基、路面拓宽,人行天桥1座,工程造价约3 100 万元;方案三主要工程量为下穿通道1座,管网迁改,路基、路面拓宽,人行天桥1座,工程造价约3 820万元。从工程造价来讲,方案一更优。

本项目异形交叉口所处位置东临河道、西贴用地,地形高差大,普通的平面异形改正形方法不具备实施条件,若采用改立交方案,规模与交通量不甚匹配,造价高,影响范围大,有可能引起新的交通问题。方案一在现状交叉口基础上进行优化渠化,能够满足县城小交通量出行的要求,造价低、影响小,综合上述因素考虑,推荐采用方案一。

4 结语

由于早期城市建设缺少相关规划、城市发展理念变化等因素,许多城市均存在大量异形道路交叉口,这类交叉口通行效率低、安全性差,对其进行改造整治是现代城市交通管理的重要内容,可以提高交通安全水平,改善交通运行环境。

本文针对县城小交通量K型异形平面交叉口存在的问题进行分析,在地形受限的条件下,常规的道路改线使交叉口由异形变正形的方案无法实施,进一步从交通、环境、造价三方面对K型平面交叉渠化方案及改立交方案进行了对比分析。在县城背景下,对于交通量较小的异形交叉口进行合理的渠化后可以较好地满足交通需求,经济性好,不应过度追求大规模的改造方案。本文论述的异形交叉口整治思路及方法对类似的项目具有一定的参考价值。