徐耀赐著《平面交叉路口的规划与设计》 首发连载(一)

发布时间:2021年4月16日 10:01    阅读量:1007    文章分类:行业新闻


  徐耀赐(博士、副教授)简介

  1979年毕业于台湾中央大学土木工程系,1989年取得美国马里兰大学土木工程博士学位。曾任职美国马里兰大学桥梁工程中心、美国康州工程顾问公司,长期从事道路、交通工程规划与设计,是美国注册的土木工程技师(PE)。1999年获选世界土木工程名人录。

  徐耀赐先生历任台湾地区多家道路交通主管机关设计审查与督导委员、地方政府行车事故鉴定委员,台湾逢甲大学交通工程系系主任、所长,现任台湾逢甲大学运输科技与管理系所副教授、博士生导师,兼任台中市道路设计审查委员及公共安全督导委员。著作有土木工程、运输工程专书二十余本,中英文期刊文章两百余篇。现今研究重点偏重于新型交通工程设计理念、交通安全设施的开发。

  序

  本刊特邀专家、台湾逢甲大学运输科技与管理系所副教授徐耀赐著《平面交叉路口的规划与设计》近期将在本刊首发连载。结合当今世界最前沿的道路交通工程设计原理与应用实务,徐耀赐著《平面交叉路口的规划与设计》旨在帮助读者提升平面交叉路口规划设计能力。本书是徐耀赐所著《道路交通工程规划与设计》系列丛书的第二册,第一册为《道路交通工程设计理论基础》。本书共有十五章:绪论,分类系统与基本架构,设计元素与流程,畸形交叉路口的判定,冲突与驾驶任务分析,车道配置,缘角处理与转向车道,转向弯道与渠化设计,环形交叉,非常规式交叉路口——DLTI,非常规式交叉路口——MUTI,非常规式交叉路口——RCUTI,非常规式交叉路口——QRI,视距、视区,交叉路口控制评估。每个章节各有主题,且前后章节循序渐近,具有逻辑连续性,方便读者跳跃式查看、阅读。

  第一章 绪论

  1.1前言

  在探讨交叉路口(Intersections)之前,我们必须先了解区域道路路网(Regional Roadway Network)的基本架构。图1-1是典型的区域道路路网,根据研究区域范围大小不同,该区域可以由不同交通功能的道路组成,该路网包含着“面、带、线、点”的概念,用于表达路网的易行性(Mobility)与可达性(Accessibility)。其中,“面”是指该区域道路路网,“带”是指某路线长距离内的所有交通设施(Facility),“线”是指具有特定长度以上的路段(Segment),而“点”(Joint)则包括平面交叉路口与立体交叉路口。需要说明的是,本书交叉路口仅限于“平面交叉路口”,不涉及高速公路、快速路的立体交叉,意指非高架式、位于同一平面(At-Grade)上的两条平面道路,于同一平面交叉而形成的交叉路口,英文为At-Grade Intersection。

  图1-1所示的“距离”有四层含义,即针对同一条道路而言,两平面交叉路口的间距,该间距直接影响道路车流的运行效率;两条平行道路相邻的间距,此“距离”与道路路网的交通需求量直接相关;高速公路立体交叉与道路平面交叉路口之间的间距应如何取舍,才不致于影响道路整体路网的运行效率,与此“距离”相关的因素有哪些?高速公路两相邻立体交叉之间的间距也是路网中应考虑的重点,该距离对平面道路路网的影响如何?

图1-1区域道路路网“面、带、线、点”的概念

  该表所示为区域路网中,道路路段与平面交叉路口的特征比较,由此表可见,平面交叉路口规划设计与管理的复杂度、困难度都要明显高于路段。

  1.2交叉路口规划与设计目标

  平面交叉路口在整个道路交通工程规划与设计领域中具有举足轻重的关键“节点”作用,平面交叉路口能否发挥其应有功能直接决定了道路/路网的服务水平(Level of Service,LOS)。每一个平面交叉路口都有独特性(Unique Features),虽然设计需求有所不同,但是规划设计目标仍可归纳如下:1.在所有道路交通工程规划设计中,都应将安全作为平面交叉路口规划设计的首要目标。在确保交通控制设施完备的前提下,路权分配应合理有序,使所有车辆、行人、自行车等均可安全且便捷通过。2.任何人都有出行需求,平面交叉路口的规划设计应体现人文关怀,让有特殊需要的行人方便进出,比如,行动较为缓慢的儿童、老人、乘坐轮椅的伤残人士等。3.平面交叉 路口的通行能力直接关系到道 路服务水平,因此平面交叉路口规划设计应有足够容量(Capaci t y,即通行能力)应对高峰的流量需求(Peak Volume Requirement)。4.做平面交叉路口规划设计时,应深入考虑设计车辆(Design Vehicles)的运行轨迹,确保车辆有足够的运行空间,尤其应考虑大型车辆转弯需要的车道适当加宽。5.平面交叉路口的交通流线较为复杂,因此,应关注交通流线的冲突,在冲突分析理论(Con flic t Analysis Theory,CAT)架构下,进行严谨的交通冲突分析。6.影响平面道路路网服务水平的最大因素在于交叉路口,所以应尽可能地优化路口的运行效能(Operational Performance),同时进行长期追踪,尤其是大型平面交叉路口,更应如此。7.中央分向、车道分隔设施应与各交通流线相匹配,包括交通标线与渠化交通岛。8.夜间照明、反光功能应充足,即应充分考虑Lighting & Visibility设施,合宜配置。不便设置照明设施的平面交叉路口应深入检查反光设施能否有效发挥。9.转向车道(Turn Lanes)应有合适的车辆排队空间(Storage for Queuing Vehicles),尤其是左转车道。10.应将平面交叉路口与邻近的接入管理(Access Management)一并考虑,不能“独善其身”,即应有平面交叉路口结合邻近接入点(Access Point)共同治理的整体逻辑思维。11.应尽量减少由于车流运行效能不佳而造成的路口延误(Delay),避免社会成本浪费和经济损失。因此,应对效能不佳的平面交叉路口进行长期追踪评估,提出优化对策。12.道路路网排水功能至关重要,应保证暴雨情况下,道路排水能力充足无虞,即平面交叉路口应有详实的排水规划(Drainage Plan)。13.道路路网的地上、地下设施要共同发挥整体作用。平面交叉路口地下可能有地下道,水管、天然气、电线等管线,以及排水设施、共同管道等。14.要对所有用路人(Road Users,也称道路使用者)传递和提供最有用的信息,即平面交叉口规划设计应符合人因理论(Human Factors),给用路人的信息应符合MMI(Most Meaningful Information)理念。15.当有路侧危险固定物时,要有及时有效的预警,即平面交叉路口规划设计时,也应统筹体现路侧安全(Roadside Safety)的设计理念。16.具有类似区位特点的平面交叉路口,其布局应尽量保持一致,以符合驾驶人的心理预期(Drivers Expectation)。17.建 设 资 源 的 消 耗 应 最 小 化,即 平 面 交 叉路口规 划设 计要符 合可持续发展(Sustainable Development)的绿色理念。

  1.3平面交叉路口的发展流程

  在道路交通工程建设整个生命周期( Life Cycle)中,从规划、设计、施工、营运管理,到后续的追踪反馈(Feedback)都有一定的流程,工作量很大,尤其针对交通量特大、畸形路口以及事故多发的平面交叉路口而言,更应长期关注,持续进行研究和改善。图1-2所示即为典型的平面交叉路口发展流程。

图1-2 平面交叉路口的发展流程

  由图1-2可见,必须以全生命周期的宏观视角看待平面交叉路口的规划、设计、施工、营运管理等各个阶段,这些阶段兼具前后连贯性,如有需要,还可视情况引进RSA(Road Safety Audit,道路安全审计或评价)。应坚持研发(研究与发展,Research and Development,R&D)工作,持续追踪交叉路口是否达到设计阶段的预期,判定对道路路网发挥实质性的作用和贡献。

  1.4道路路网与平面交叉路口

  平面交叉路口仅仅是区域道路路网中的一个“节点”,道路路网结构组成是否合理,事关运输效率和行车安全。图1-3所示为典型的合理道路路网(依据道路交通功能八阶理论),即由交通功能位阶最高(第一阶)的高速公路连接至交通功能第二阶的城市快速公路,而后转至第三阶的区域主干线道路、第四阶的次干线道路,然后接续至第五阶的主集散道路、第六阶的次集散道路,最后进入第七阶的地区道路(也称本地道路),再转入道路路网最末梢,即交通功能位阶最低(第八阶)的接入(Access)。

图1-3 区域道路路网示意

  由前述图1-3可清楚看出,在此区域的路网中,实心黑圆点是平面交叉路口,这些平面交叉口的规划设计良莠与否必然直接影响且扩散到整个道路网。所以,要确保路网安全与车流运行效率,平面交叉路口的正确设置设计绝对是必要之举。区域道路路网的形成与人们的群居、区域发展是离不开的,由图1-3可清楚看出,为了保证高速公路的跨区域、长距离直达(Through)运输功能,高速公路应尽可能由城市外围经过,而后由连接的快速路穿越大型城区。

  1.5平面交叉路口的进出口道

  如图1-4所示,平面交叉路口的所有交通流线必然由“进口道”(Approach)进入物理区(Physical Area),然后再进入“出口道”(Exit),平面交叉路口处的交通流线种类远比路段复杂得多。因此,道路交通工程规划设计时,细节考虑也更加繁琐。物理区、进出口道的更深层意义及规划设计细节详见后续章节。

  (a) 双向皆双车道 (b) 双向皆单行道图

  1-4 平面交叉路口的进出口道示意

  1.6可参考的重要文献

  平面交叉路口如同人体中的“穴位”,是区域道路路网中连系各方向的“节点”,其规划设计细节远比路段复杂得多。进行平面交叉路口的交通工程规划设计时,须考虑的设计元素(Design Elements)极为广泛。因此,道路交通工程规划设计者必须在道路交通工程与管理的专业思维指导下,遵循相关规范、标准、规则、指南、手册等进行操作。以下列出笔者建议道路交通工程规划设计者、管理者可参考的重要文献(注:部分文献已由本书撰写参考),例如:1.AASHT O Gr e e n B o ok:A Polic y on Geometric Design of Highways and Streets,American Association of State Highway and Transportation Officials,2018,即AASHTO绿皮书。2.NCHR P Rep or t 60 0,Huma n Fac t or s Guidelines for Road Systems, 2nd Ed,National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board(TRB),2012.3.AASHTO,Bike Guide:The Guide for the Development of Bicycle Facilities,2012.4.AASHTO,Pedestrian Guide:The Guide for the Planning,Design,and Operation of Pedestrian Facilities,2004.5.AASHTO,Highway Safety Manual,1st Ed.,2010.6 .F H WA,S i g n a l i z e d I n t e r s e c t i o n s : I n f o r m a t i o n G u i d e,F e d e r a l H i g h w a y Administration, 2004.7.FHWA,Task Analysis of Inter sec tion Driving Scenarios: In formation Processing Bottlenecks,2006.8.FHWA,Ma nu al on Uni for m Tra f fic Control Devices,MUTCD,Washington,D.C.,2009.在平面交叉路口规划设计时,遵循相关规范、标准、准则、指南、手册等固然重要,但各规范、标准、准则、指南、手册中的规定、条文或指导原则也可能有所缺失,且不可能巨细靡遗、全盘涵盖所有的平面交叉路口实际状况。因此,道路交通工程规划设计者应努力学习,只有具备扎实的专业素养与逻辑思维判断能力,才能因地制宜,做出最佳的规划设计决策。

本文刊发于《道路交通管理》2020年第9期