城市交叉口平面立交交通組織機理及應用研究

王英杰，宋 濤

（沈陽市規(guī)劃設計研究院，遼寧 沈陽110004）

隨著城市交通的快速發(fā)展，我國許多城市的交通擁堵現象日益嚴重，交通問題也日趨復雜，交叉口擁堵已成為我國許多大城市交通擁堵的常態(tài)。城市道路平面交叉口是城市道路網的咽喉，是人流、機動車流與自行車流的匯集點，它們之間的相互干擾，使行車速度降低，發(fā)生交通擁擠，甚至交通堵塞。有資料表明，因交叉路口擁堵而造成的交通延誤占城市道路交通總延誤的1／3以上，在交叉路口發(fā)生的事故約占整個交通事故的50% 以上。因此，如何較好地設計交叉口，合理組織交通，對提高交叉口的車速，減少延誤和交通事故，避免交通阻塞，具有重要意義。

本文將以平面立交工作機理為基礎，以沈陽市平面立交的成功實踐為例，著重介紹平面立交的基本機理及應用實踐，為國內城市平面交叉口的治理改善提供借鑒。

1 平面立交的基本機理

1.1 平面立交交通組織機理

平面立交是在十字路口的各個角修建一條小型環(huán)路，如同將一座立交橋放到平面上，汽車轉彎必須經過路口旁邊的環(huán)路才能實現。小型環(huán)路使十字路口起到立交橋的作用，在十字路口處，東南西北4個方向的車輛全部直行。需要在十字路口左轉彎的車輛，必須直行通過路口，在十字路口之后的小型環(huán)路處，經過連續(xù)2次右轉，最終實現左轉。需要在十字路口右轉的車輛，必須在進入十字路口之前，進入轉向車道，實現右轉。由于沒有轉彎車輛經過十字路口，從而有效地減少了路口車輛的交叉點，保證了交通暢通。典型的平面立交如圖1所示。

圖1 典型平面立交

1）左轉車流:增設轉彎車道，車輛經過2次右轉實現左轉，將轉彎車流轉變?yōu)橹毙熊嚵?，避免了左轉車流與直行車流的沖突。左轉車流的交通流線如圖2所示。

圖2 左轉車流交通流線示意圖

2）右轉車流:增設右轉專用車道，在進入交叉口前駛出，大大方便了右轉車行駛。右轉車流線如圖3所示。

3）直行車流:根據交叉口信號的相位指示行駛。直行車的流線如圖4所示。

4）非機動車流和人流:右轉非機動車流和人流在進入交叉口前轉向，直行非機動車流和人流根據信號相位指示走行，左轉非機動車流和人流根據信號相位指示可采用“二次過街”形式走行。非機動車和行人流線如圖5所示。

圖3 右轉車流交通流線示意圖

圖4 直行車流交通流線示意圖

圖5 非機動車流和人流交通流線示意圖

1.2 平面立交與平面交叉口運行效率比較

從2010年開始，沈陽市對中心區(qū)90處左轉車流量較大的交叉口進行了交通調查，調查內容包括沖突點數目、信號相位及配時、交通流量、交叉口飽和度、平均延誤、信號周期損失時間、左轉車通過交叉口需信號周期數等指標（見表1）。

表1平面立交與平面交叉口交通運行參數比較表

與平面交叉口相比，采用平面立交進行交通組織后，交叉口的沖突點減少為1處，交叉口信號精簡為2相位，交叉口平均飽和度、車輛平均延誤、信號周期平均損失時間、左轉車通過交叉口需信號周期數等指標大大改善，反映出交叉口機動車運行效率的大大提升。

1.3 平面立交與立體交叉口交通流特征比較

城市道路立交分類及選型直接影響立交功能、規(guī)模和工程造價，是立交規(guī)劃、設計的重要依據之一。根據城市道路工程設計規(guī)范，立體交叉口應根據相交道路等級、直行及轉向車流行駛特征、非機動車對機動車干擾等進行分類，可分為3類:

A類:樞紐立交，包括A1（主要形式為全定向、喇叭型、組合式全互通立交）和A2（主要形式為喇叭型、苜蓿葉形、半定向、組合式全互通立交）2類；

B類:一般立交，主要形式為喇叭型、苜蓿葉形、環(huán)形、菱形、迂回式、組合式全互通和半互通立交；

C類:分離式立交。

與A、B、C3類立交相比，平面立交通過增設右轉和左轉匝道，保證了右轉車流無交織，并將左轉車流與直行車流一并考慮，采用信號燈進行控制，提高了交叉口的運行效率（見表2）。

表2 交叉口類型及交通流行駛特征

在工程造價方面，根據沈陽市經驗，在同等建設條件下，平面立交僅為A類立交的1／8～1／7，B類立交的1／6～1／5，C類立交的1／5～1／4。

1.4 平面立交的適用條件

1）主干路－主干路交叉口、主干路－次干路交叉口，采用平面交通組織形式；

2）交叉口轉向（左轉、右轉）車流量較大；

3）交叉口交通流量較大；

4）交叉口改造資金有限；

5）交叉口相交道路綠化防護帶較寬或兩側建筑后退紅線距離較大；

6）近遠期結合，近期采用平面交通組織，遠期采用互通立交組織。

1.5 平面立交規(guī)劃技術路線

前期分析階段:在對現狀土地利用、交叉口及各轉向交通流量和現狀交通條件調查基礎上，將區(qū)域用地規(guī)劃、交通流量預測和交叉口改善條件，作為平面立交設計的基本依據。

規(guī)劃設計階段:首先進行平面立交的整體形式設計，結合交通流量預測結果，在保證滿足左轉車匝道排隊需求、車輛最小轉彎要求基礎上，進行轉彎匝道設計。

方案評價階段:從改善前后交通運行指標對比、車流行駛順暢程度、工程造價、近遠期銜接關系、對沿線地塊交通影響等指標對規(guī)劃方案進行評價，將評價結果作為方案優(yōu)化的基本依據，平面立交規(guī)劃技術路線如圖6所示。

2 實例驗證與分析

為保證2013年“第十二屆全國運動會”的勝利召開，作為全運會主功能區(qū)的沈陽市渾南地區(qū)先后建設了渾南大道－金陽大街交叉口、航天路－白塔大街交叉口、航天路－桃仙大街交叉口等3處平面立交，并取得了良好的實施效果。

航天路－白塔大街交叉口位于沈陽市渾南新城，相交道路航天路和白塔大街是沈陽市重要的交通主干道。根據沈陽市渾南新城綜合交通規(guī)劃，航天路－白塔大街交叉口預留了遠期建設互通立交的用地條件，航天路規(guī)劃東西向直行有軌電車1條。

由于近期兩處交叉口交通流量不大，近期為節(jié)省工程造價，在原立交控制用地內，規(guī)劃建設平面立交。在東北、東南、西南、西北四個象限，分別增設1處右轉匝道和1處左轉繞行匝道，交叉口左轉車輛走行左轉繞行匝道，車輛通過2次右轉實現左轉。車輛最小轉彎半徑控制在25m以上，保證了車流的順暢行駛。航天路－白塔大街平面立交規(guī)劃如圖7所示。

圖6 平面立交技術路線

圖7 航天路－白塔大街平面立交規(guī)劃

通過實例驗證，采取平面立交交通組織與其他交通組織方式相比，具有以下優(yōu)點:

1）通行能力提升，交叉口由4相位縮減至2相位，交叉口運行效率提升35%左右；

2）節(jié)省工程造價，僅為互通立交造價的18%左右；

3）安全提升，交叉口禁止左轉后，避免了航天路左轉車輛與直行有軌電車的沖突。

3 結束語

平面立交因其交通組織靈活、造價節(jié)省、近遠期結合較好等優(yōu)勢，已成為平面交叉口交通改善的重要手段。根據沈陽市平面立交實踐結果，采用平面立交進行交叉口的交通組織，交叉口信號可精簡為2相位，交叉口沖突點減少為1處，交叉口機動車運行效率大大提升。另外，平面立交可與綠化景觀相結合，并為遠期建設互通立交預留了條件，真正實現了交通的“可持續(xù)發(fā)展”，為國內城市平面交叉口治理改善提供重要的借鑒意義。

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