路段U型掉頭設(shè)置的適用性研究

蔡 軍

（大連理工大學(xué)建筑藝術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116024）

0 引言

左轉(zhuǎn)車流是產(chǎn)生沖突點最多，也是對交叉口影響最大的一個流向，合理組織左轉(zhuǎn)車流是保障交通安全與提高交通效能的關(guān)鍵。U型掉頭（U-turn）已在美國的佛羅里達、新澤西、路易斯安那、馬里蘭及其他歐洲國家得到了成功的應(yīng)用[1、2]。該組織方式已在我國一些大、中城市干路有所應(yīng)用,并解決了一些實際交通問題[3]。但我國的U型掉頭設(shè)置并不盡如人意。

1 U型掉頭設(shè)置機理解析

1.1 路口壓力分解

U型掉頭可以將路口左轉(zhuǎn)車流轉(zhuǎn)化為路口右轉(zhuǎn)和路段直行掉頭車流,能有效地將路口交通延誤轉(zhuǎn)移到路段上去。如圖1中來自南部（S方向）的車輛需要左轉(zhuǎn)進入W方向或B區(qū)。由于某種原因，路口1南至西方向的左轉(zhuǎn)能力不足或難以提供左轉(zhuǎn)燈時，那么可以使該方向的車流通過N2實現(xiàn)U型掉頭駛向B區(qū)或W方向；也可途經(jīng)E2,U型掉頭到達B區(qū)或W方向。通過該種方法有助于減少路口1的左轉(zhuǎn)壓力。

圖1 U型掉頭的使用原因分析示意圖

1.2 路段壓力分解

U型掉頭可以將路段左轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)移到另一相近路段，以減少對干路的干擾。如來自S方向的車輛想進入A區(qū)，但由于某種原因N1點至A區(qū)的左轉(zhuǎn)會對干路車流造成較大的干擾，因此在N1點禁止左轉(zhuǎn)進入A區(qū)。由S方向進入A區(qū)的車輛可在N2點U型掉頭進入目的地。將以上簡稱為支路或用該進口禁左引發(fā)的干路駛出式U型掉頭。

來自B區(qū)的車輛想進入S方向或E方向，但由于某種原因經(jīng)W 1點進入干路車道的左轉(zhuǎn)會對干路車流造成較大的干擾，因此在W1點禁止左轉(zhuǎn)進入干路。由B區(qū)車輛可以在W 2點U型掉頭，從而駛向S方向或E方向。將以上簡稱為支路禁左引發(fā)的干路駛?cè)胧経型掉頭。

1.3 干支路口秩序保障

隔離護欄是保障我國交通秩序的重要手段之一。對于如圖2所示的干支路口，如果增加隔離護欄，且增設(shè)人行天橋或地道，由于平面過街更為便利，恐無人會使用天橋或地道。但如果采用如圖3所示的U型掉頭，那么由于欄桿的阻隔，行人會被迫走上天橋或走下地道。

圖2 未作處理的丁字干支路口示意圖

圖3 U型調(diào)頭處理后的丁字干支路口示意圖

1.4 走錯路的掉頭返回

在實際中會存在由于在目的地未能及時停車或轉(zhuǎn)向而走過了的現(xiàn)象，對于該種現(xiàn)象，需要在某一U型路口實現(xiàn)掉頭，或通過左轉(zhuǎn)進入支路后掉頭，或經(jīng)干路繞回。但該類流量極少。

2 我國使用U型掉頭的深層原因分析

2.1 非健全路口的影響

圖4中a、b、c為十字路口。這3個路口分別為左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)均渠化的路口、僅左轉(zhuǎn)車渠化的道路口、無渠化路口。我國類似b、c的路口較多見。對于該種路口，路口運行效率較低，導(dǎo)致路段車道飽和度較低，路口飽和度較高。于是需要將路口壓力轉(zhuǎn)向路段，U型掉頭成為較佳選擇。

圖4 各類路口的健全程度分析示意圖

圖4d.為健全的干支路口的渠化示意。在支路口、干路口提供了進入路口的左轉(zhuǎn)待行車道，在進入路口后提供了匯入干路車流的待行車道。同時還提供了自行車左轉(zhuǎn)車輛的待行區(qū)、步行二次過街的安全島。但我國多數(shù)干支路口只做到了圖2的深度。

如果寄希望于U型掉頭改進秩序、減少干支路口干擾，而不是通過路口的有效渠化與設(shè)計改進路口，可能會本末倒置。

2.2 非健全路段的影響

我國多為三幅路、一幅路斷面。這類斷面在提供路段左轉(zhuǎn)、路口左轉(zhuǎn)方面具有不利條件。紐約西大街位于曼哈頓島西側(cè)，采用兩幅路斷面，雙向8車道，綠化隔離帶的縮窄部分所提供的空間可用作左轉(zhuǎn)待行車道（見圖5）。紐約Broad為雙向6車道，中間考慮車輛左轉(zhuǎn)待行。洛杉磯S Hoover路、日本廣島和平大通道（見圖6）為雙向4車道，中間1條車道為左轉(zhuǎn)待行車道。中間車道TWL是Two-Way-Lef t-Turn-Lane的縮寫，指車道中留中間的一條車道供雙向左轉(zhuǎn)或者特殊用途的車輛行駛的車道。TWL車道通過有效減少沖突點和增加視距的方式來達到促進交通更安全的目的。圖7中洛杉磯道路采用加寬的兩幅路斷面，并對左轉(zhuǎn)交通進行了合理組織，并采用了路段U型掉頭。

圖5 紐約11thAve的道路平面布置圖

圖6 日本廣島和平大通道的道路平面圖

總體來看，美國與日本的城市道路橫斷面對左轉(zhuǎn)（日本為右轉(zhuǎn)，日本采用左行規(guī)則）交通非常關(guān)注，交通組織較為深入，往往采用兩幅路、奇數(shù)車道模式。一般不封閉支路與干路的聯(lián)系，干路路段與支路的聯(lián)系往往不禁左，通常采用設(shè)置左轉(zhuǎn)待行車道的方式（見圖5、圖6）。從國外干路口、干支路口銜接及渠化來看，國外的干路具有良好的接入和方向轉(zhuǎn)換條件，在高密度路網(wǎng)下較少使用U型掉頭。

2.3 低密度路網(wǎng)與低密度過街設(shè)施的影響

對于雙向行駛的理想干路網(wǎng)，設(shè)機動車平均出行距離為L出、干路路網(wǎng)間距為L街，其轉(zhuǎn)向比例R左≈R右≈1/（L出/L街+1）[4]。由公式可知，出行距離越短、干路間距越大，轉(zhuǎn)向比例越大。由于我國干路間距大，并且不少路網(wǎng)為非理想方格路網(wǎng)或類方格路網(wǎng)，導(dǎo)致道路上的車輛轉(zhuǎn)向比例較大，從而加大了路口壓力。

日本非常關(guān)注人行交通組織[5]。東京行人過街設(shè)施密度較大，達到10條/km，平均間距100 m；并采用立體過街設(shè)施與平面斑馬線并置的設(shè)置方式，兩者間距60 m（見圖7）。巴黎平面過街設(shè)施較多；設(shè)施密度8～10條/km（見圖8，該路雙向10車道），采用三頭燈控制行人二次過街。紐約曼哈頓西側(cè)的12大道，人行橫道間距約120 m。高密度的人行過街設(shè)施便于行人過街，亂穿馬路幾乎沒有必要。反觀國內(nèi)人行橫道密度，問題不言而喻。

圖7 日本東京平面與天橋并置的過街設(shè)施設(shè)置實景

圖8 巴黎香榭麗舍大街的人行橫道設(shè)置實景

3 我國U型掉頭可能帶來的問題

3.1 設(shè)置決策層面的問題

國內(nèi)在U型掉頭可能設(shè)置層面上存在如下問題[6]：（1）掉頭點選址多以實際整改的感性經(jīng)驗為主；（2）對遠引掉頭應(yīng)用研究的前期規(guī)劃設(shè)計，以及效果評價多以主觀經(jīng)驗為主；（3）認識到交通設(shè)施應(yīng)配合遠引掉頭作相應(yīng)改變，但沒有形成比較細致的配套設(shè)計方案；（4）遠引掉頭技術(shù)主要應(yīng)用于機動車，對于行人和非機動車的考慮較少（見圖9～圖11）。

圖9 北京珠市口王府井大街路口的U型掉頭實景（1）

圖10 北京珠市口王府井大街路口的U型掉頭實景（2）

圖11 北京珠市口王府井大街路口的U型掉頭實景（3）

3.2 設(shè)計理念層面的問題

圖5～圖8為國外的干路設(shè)計；高密度路網(wǎng)、便利的轉(zhuǎn)向與支路接入是其最大的特征。圖9～11是北極珠市口大街的路段禁左后的U型掉頭交通組織。圖9中進入A區(qū)的路線繞行250m。而圖10中進入B區(qū)的路徑繞行1.3 km。圖11中由于祈年大街路段禁左，因此路徑L1難以實現(xiàn)，路徑L2、L3則將B區(qū)支路口的左轉(zhuǎn)提前至珠市口大街和王府井大街路口。路段禁左與U型掉頭在具有較多關(guān)聯(lián)。對于該地段，假設(shè)居民平均出行距離為10 km，由于繞行會造成平均約0.6 km的繞行，占全程距離的6%。而這6%的車公里屬無效需求。國內(nèi)在規(guī)劃中缺乏對干路車速、秩序與無效需求的綜合權(quán)衡。

我國城市干路為何多采用禁左模式？這是因國內(nèi)認為主路的快速通過比支路的進出更重要。國內(nèi)外的斷面差異、干支路口差異、路網(wǎng)密度差異，反應(yīng)了設(shè)計理念差異和技術(shù)差異：過度關(guān)注干路、過度關(guān)注機動車，過度關(guān)注直行流量，而不關(guān)注如何在提供便利的情況下通過設(shè)施改進，減少干擾，并提高干路的抗干擾能力。

4 U型掉頭的適用條件分析

4.1 車道條件分析

圖12為美國底特律（該市的U掉頭較為普遍）的U型掉頭路口，該路口的相交道路具有較寬的綠化隔離帶。美國公路交通研究機構(gòu)對路段掉頭與中央隔離帶及道路寬度之間關(guān)系(見表1)做出如下規(guī)定：（1）路段中央隔離帶最小寬度也要大于表1的規(guī)定寬度；（2）要在最少雙向6車道的路段上才可以考慮路段掉頭組織；（3）在不同的路段條件下,中央隔離帶寬度要在3～6 m之間；（4）在路段上實施路段掉頭組織方式,最少需要12.7 m的寬度；（5）在中央隔離帶寬4.3 m,單向機動車道寬7.9 m的路段上可以實施路段掉頭組織；（6）在中央隔離帶寬6～7 m,機動車道寬9～11 m的雙向4車道上可以實施路段掉頭組織。

圖12 底特律Wan Dyke Ave和16 Mile road路口的U型掉頭實景

4.2 U型掉頭車流需求分析

對于干路路口禁左情況，禁左后，需要U型掉頭的車輛與左轉(zhuǎn)需求一致，如圖1中S方向至B區(qū)、W方向的車流。對于禁止由干路路段左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)出進入圖1中A區(qū)的情況，U型掉頭的流量需求與S方向至A區(qū)的到達量相同。對于圖1中的B區(qū)，在用地出口禁止左轉(zhuǎn)進入干路時，W2點的U型掉頭需求與B區(qū)至E方向、S方向的車流量有關(guān)。對于同時為上述情況服務(wù)的U型調(diào)頭區(qū)，其流量為這三類情況之和。此外，還應(yīng)考慮因開過頭，需要掉轉(zhuǎn)方向的車輛；但該類流量極少。

表1 進行路段掉頭所需中央隔離帶的最小寬度一覽表（單位：m)

以西寧勝利路為例，根據(jù)兩側(cè)用地的停車泊位對U型掉頭需求進行估算。該路設(shè)有采用天橋、U型掉頭（見圖13）。東西接設(shè)置了近1.2 km的中央隔離護欄。自S1、E2、E3、N1方向至B片區(qū)的車輛必須在U1處掉頭。A片區(qū)去往S1、E2、E3、N1方向的車輛必須在U1處掉頭。A、B片區(qū)的街區(qū)內(nèi)、路邊停車泊位見表2所列。A、B片區(qū)停車已趨于飽和，可根據(jù)停車泊位平均停車時間、來自于去向方向的可能對U1處的U型掉頭進行估算。據(jù)交通調(diào)查，西寧晚5～6點的機動車出行為全日平均值的1.8倍（見圖14）；據(jù)統(tǒng)計西寧出租車占路段機動車總量的1/4。出租車U掉頭與A、B片區(qū)的吸引有關(guān)，包括出租車的U型掉頭流量按不包括出租車的估算量的1.33倍計算。U1處U型掉頭流量估算見表2所列。據(jù)觀測17:00～18:00，該路段直行車輛為1 929 pcu/h,U1處掉頭車輛為385 pcu/h，不含出租車為287 pcu/h。估算值與調(diào)查值接近。

圖13 西寧勝利路U型掉頭設(shè)置實景

表2 勝利路U型掉頭需求估算一覽表

圖14 西寧社會機動車出行時辰分布曲線圖

4.3 掉頭能力及其位置、數(shù)量分析

U型掉頭區(qū)的能力與對向車流的流量、密度分布有關(guān)。對向流量越大、密度越大，可穿越空擋越少，U型掉頭區(qū)的能力越低。U型掉頭可選擇在下一干路口的進口道位置，也可選擇路段中間的適當(dāng)位置。U型掉頭區(qū)要求具有一定的寬度，最好能設(shè)置待行車道。應(yīng)選擇在目的地之前，并考慮U型掉頭車輛在車流中的匯入與轉(zhuǎn)出要求。掉頭區(qū)的飽和度宜小于0.9，最好不大于0.8。U型掉頭區(qū)的數(shù)量應(yīng)大于掉頭需求與掉頭能力的之比與設(shè)計飽和度倒數(shù)的乘積向上取整數(shù)，如一處掉頭點能力不足，應(yīng)增設(shè)掉頭點。

5 結(jié)語

國外U型掉頭多用在少量的、適宜設(shè)置的路口或特意設(shè)計的路口。對于國內(nèi)為保障交通秩序而做的U型掉頭（類似圖3的做法），國外應(yīng)用較少。在國內(nèi)，雖然該做法有其存在的合理性，但存在損失步行者、自行車慢行交通方式利益、增加機動車?yán)@行的問題。在新區(qū)道路與老城區(qū)道路改造設(shè)計中，建議優(yōu)先考慮斷面、路口、過街設(shè)施的優(yōu)化與處理。

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