市政道路交叉口设计组织原则

李沛科

摘要 随着城市车辆日益增加，城市交叉口愈加拥堵，严重影响城市道路的通行能力。因此，亟须对市政道路工程交叉口给予优化设计，以提升城市道路通行能力。城市拥堵与城市人口、车辆的急剧膨胀密切相关，不合理的交叉口设计是导致拥堵的一大诱因。为提升市政道路工程的交叉口设计水平，文章提出了交叉口设计优化方法，通过优化交叉口车道功能区分设计、设置专用左转车道、增加左转待转区域和调整信号灯配时，确保各方向流量均衡。面对电动车争抢路权问题，通过增设非机动车信号灯以规范非机动车过街行为。研究结果表明，非机动车通行效率提高了30%，电动车过街违规行为减少了80%，事故减少了20%。

关键词 设计组织原则；交通效率；交通组织；平面路口优化

中图分类号 U482.1文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）12-0014-03

0 引言

城市道路交叉口的交通问题在整个城市交通问题中占很大比例[1]。通过分析交叉口交通情况，并确定设计原则、选择交叉口形式、组织设计交叉口交通、分析交叉口通行能力、分析交叉口视距、设计交叉口转角缘石半径、设计交叉口立面等方法，改善交叉口情况、减缓路网压力，保证车道正常运转。城市道路车道数量的多少，直接影响着交叉口的面积。交叉口面积过大，容易导致车辆行车轨迹混乱。交叉口随着面积增大而相应增加信号周期，造成相位间隔时间浪费，导致交叉口通行能力降低。因此，这类交叉口应进一步进行渠化改造，该文将针对这些问题提出一系列优化策略。

1 市政道路平面路口的分类及通行能力分析

1.1 市政道路平面交叉口分类

我国城市道路主要分为快速路、主干路、次干路和支路四种类型。根据道路规划可能发生的两两相交的情况，可分为快—主交叉路口、主—主交叉路口、主—次交叉路口等类型。根据道路相交产生的形状、空间形态、相交后的道路条数和路口的控制方式等，可以划分为不同的路口形式，城市道路平面交叉路口形式分为信号灯控制交叉口、无信号灯控制交叉口、环形交叉口三类。

1.2 交通能力分析

交叉口的通行能力直接影响交通流的效率和安全。信号化交叉口通过交通信号灯控制交通流，其通行能力受到信号时长、相位安排、车道配置等因素的影响。信号化交叉口通常能够有效管理交通，但也可能因为信号延迟而造成拥堵。

非信号化交叉口没有信号灯控制，通行能力依赖于交通标志和道路设计。非信号化交叉口在交通流量较小的情况下运行效率高，但在高流量条件下可能出现冲突和延误。

多道路交叉口涉及多条道路的交汇，其通行能力取决于道路的数量、配置以及车辆类型。环形交叉口通过圆形岛管理交通流，减少了交叉点数量从而降低冲突点。这种类型的交叉口通常能提高交通流的连续性和安全性，尤其适合于处理较大量的交叉交通流。

对于平面路口无信号灯控制，可根据其特点进行分类，如平交路口的次路暂停控制、平交路口的全暂停控制、平交路口的无信号灯控制等。次路暂停控制平交路口具有较突出的道路结构优势，具有主路畅通、主路优先的特点；可根据路面情况，设置断流设施，测算主路车流量及其通行压力和通行条件。主道路的交通在一定程度上会影响次路的车辆通行，可通过临界间隙法进行详细测算。

信号灯控制平面路口的形式主要有完全感知式信号控制、半感知式信号控制、预定周期型信号控制三种。控制形式也对路面通行能力造成较大影响。

道路的交通结构、道路设施等因素都会对道路的交通状况产生一定影响。以平面环形交叉口为例，其具有车流连续等特点，对于多路交叉和畸形交叉，则用环道组织渠化交通更为有效。

2 市政道路平交路口优化路线交通组织

2.1 冲突分析

根据现有市政道路交通组成，交叉口可能发生机动车流、非机动车流和人流。在交叉口，各种车流和人流汇集、分散、相互交织，呈现出交叉现象、合流现象、分流现象。

交通流的发生自然有其冲突点，包括交叉冲突点、合流冲突点、分流冲突点等。在这三种冲突点中，分流冲突点的影响最小，交叉冲突点的影响最为突出。

根据市政道路交叉口交通流轨迹线的冲突点，该文主要分析讨论交叉冲突和合流现象。比如某些交叉口仅采用双向信号协调控制方法，将造成左转和直行的矛盾，称之为转向冲突；专用车缺少特定的信号控制，右转车辆同非机动车及行人过街的矛盾，称之为路权冲突。在车辆较多时会严重影响道路通行的效率。合流冲突，比如右转渠化车流汇入主路车流，形成车流汇合，造成合流冲突。

路口规划是市政道路平面路口规划的重点，不合理的设计会形成多处交通冲突，容易引发车祸。因此，设计路口时需注重合理性，减少冲突点、改善冲突角，确保交通安全。

2.2 市政道路通道设计

市政道路平面交叉口渠化设计方案需要满足一系列设计要求，以促进车速提高、提升道路通过水平和交通安全等[2]。设计方案应该深入贯彻“合乎标准、简洁易懂、利于安全性、提高视距、简单直接、美观醒目、距离适宜、易于识别”等设计原则，并通过“道路交通调查结果—渠化设计—方法选择”的流程进行详细优化。其间，应综合考虑路口几何结构，路口信号配时，路口运输情况，机动车、非机动车和行人等可变因素，且方案设计应遵循一定的技术准则，符合相关法律规定和规范要求，同时确保设计方案与交通配时相协调，以确保最终的设计方案满足各项要求。其中，各个阶段的设计内容如表1所示：

2.3 市政道路平交路口交通组织办法

在设计市政道路平面路口时，应坚持矛盾点分隔、通行连贯、交通分隔、靠右减速的四项基本原则。矛盾点分隔原则是指将交通渠化道路相互冲突区域内的道路矛盾点数量，通过导流带、导流线等分隔道路，使交通流量最小化，以保证路面空间在道路设计时的通行连贯原则不出现沉积间断。交通分隔原则指在设计时需要区分不同类型和不同流向的变动流线，如使用渠化装置、指示线、道路警示牌等进行区分。靠右减速原则指在划分车道时应严格遵循由左向右依次减慢的设计原则，以确保车道划分时严格按照道路交通的层流动力学设计原则进行，以减少碰撞事故的发生率[3]。

2.4 市政道路平交路口实行信号控制

（1）信号相位设计。市政道路平面路口的控制信号主要有两个方面：相位和显示时间。这两者相互依存，是交通信号控制必不可少的因素，对交通车流量的控制至关重要。市政道路平面路口的信号控制相位设计，需要考虑更多的因素。直行相位和左转相位不能和另一方向上的直行相位和左转相位相接，最好将同方向的直行和左转设置为不同的信号时间。但若是在晚上或者车流量比较少的路口，可以考虑直行和左转同时亮起，以有效提高机动车的运行效率。在道路拓宽导致车道进口左转车辆增加的情况下，应按照交通规则，以“左转让直行”的顺序陆续通过车辆。若是车道进口的直行车辆大幅增加，也应以“先直行后左转”的顺序通过车辆。

（2）信号时长设计。目前市政道路平面路口信号配时一般以韦伯斯特信号模型为基础。在车流量较小的情况下，信号配时周期会相对较短，对行车安全影响较大。如果信号的配时周期过长，车辆等待红灯的时间就会变长，有时还需要重新启动，导致通行效率低，还可能引发交通事故。为了避免这样的问题，可以对信号模型进行进一步的优化，并根据交通后台的大数据灵活调整信号控制的时长，提出有效优化信号时长的设计方案，确保市政道路平面路口车辆通行效率更优、更能根据不同交通路况实时调整模型。

3 市政道路平面路口优化设计策略

3.1 研究项目交通组成及流量调查

选取广州市中心区域的一处重要交叉口。该交叉口连接主要为商业区和居民区，每天面临高峰期交通拥堵问题。通过对交通组成与流量的调查发现，该交叉口车辆类型主要分为机动车、非机动车、公交车三种类型，占比分别为70%、20%、10%。通过对该交叉口峰值流量分析，可知早高峰时段每小时单向通行约1 500辆车。通过对道路使用者进行流量分析，发现问题如下：

（1）交叉路口设计不符合实际需求。图1和图2展示了该交叉路口不同时间的车流量。从图1可以看出，9月10日的客车增长率最高；9月5日和9月6日货车的车流量波动最大，在400～595辆之间波动。从图2可以看出，9月22日—9月30日的电动车增长率基本呈平稳趋势；9月5日和9月6日公交车的车流量波动最大，在40～58辆之间波动。

由图1和图2发现，在9月5日和9月6日的车流量巨大时，该交叉口发生了严重交通堵塞的情况。分析问题发现，该路口为三车道交叉口，无专用左转车道，缺乏有效的左转待转区域，早高峰期间左转车辆造成直行车道堵塞。同时，该交叉口还存在缺乏有效的交通指引和标识，以及行人和非机动车交通管理不足等问题。

（2）早晚高峰时期存在电动车争抢路权的现象。图3和图4展示了非机动车道上午和下午不同时间段的交通流量，可发现行人、电动车、自行车在上午8：30和下午18：30中的交通流量最高，由此可见行人、电动车、自行车高峰出现的时间段与机动车高峰时间段一致。其中，电动车的流量相比于行人、自行车，在交通流量中的占比最高，电动车流量最高达110个。由于对电动车过街行为约束不足，发生了电动车驶入机动车道争抢路权现象，从而造成了早晚高峰时间段的交叉口组织更加混乱。调查还发现，45%的交叉口在一年内至少发生一起事故，其中电动车和机动车间发生的交通事故占比最高，因此有必要优化机动车道、规范电动车过街行为，以减少事故发生率。

3.2 交叉口优化方案

道路交叉口的具体设计可采用引导线、交通岛、车道功能区分等方法。

机动车道的优化在设计时需围绕机动车道右转、直行道、机动车道左转等进行调整。在平面路口的直行及左转车道设计中，通常包含直行及左转专用机动车道与直左混行车道两种形式，而直左混行车道则适用于通过一定进出口道时能通过直左混行车道的左转车辆较少的情形。而一旦出现大量的左转车辆，直线前进的车辆与左转车辆将会产生矛盾，左转车辆出于躲避的需要，会停留在进口道上，就会出现无效等待的状态，从而降低路口的通行能力。配置专用的左转机动车道，并配以直行导流线、左转导流线的方式进行控制，可以解决这些问题。

对于电动车争抢路权的问题，可以增设非机动车信号灯以规范电动车过街行为。并在交叉口的进口道处，设置电动车等待区，以及非机动车过街导流线。

最后，基于实地观察、交通流量、事故记录等数据，对交叉路口组织效率和平均延误时间进行统计分析，可以发现交通组织效率提高了30%、车道利用率和交通流畅度提高了15%、平均延误时间减少了40%；非机动车通行效率提高了30%、电动车过街违规行为减少了80%、事故减少了20%。

4 结论

（1）通过优化交叉口车道功能区分设计，设置专用左转车道、增加左转待转区域和调整信号灯配时，确保各方向流量均衡，能够有效提升交叉口交通效率。

（2）面对电动车争抢路权问题，通过增设非机动车信号灯，规范非机动车过街行为，非机动车通行效率提高了30%、电动车过街违规行为减少了80%、事故减少了20%。

参考文献

[1]王丽君， 丁强. 城市道路设计规范在现代有轨电车项目中的适用性探讨[J]. 都市快轨交通， 2019（5）： 151-156.

[2]沈伊楠. 市域铁路与市政道路共建方案研究[J]. 城市轨道交通研究， 2023（S2）： 23-25+31.

[3]张文会， 朱鸿涛， 宋子文. 城市道路交叉口间歇式公交专用道设置方案研究[J]. 交通信息与安全， 2023（5）： 158-166.