摘要：平面交叉在城市道路的路网中占据重要部位，平面交叉口的优化设计对城市道路的建设与管理至关重要。本文简要分析了城市道路设计中的平面交叉口优化设计。 关键词：现代城市道路；平面交叉口；优化设计
Abstract: the plane in urban road network across the occupy the important position, the optimization design of the plane intersection of urban road construction and management is very important. This paper analyses the design of city road junction plane design optimization.
Keywords: modern city road; Plane intersection; Optimization design
中图分类号：U412.37 文献标识码：A文章编号：
0、前言
道路交叉口是道路网的重要组成部分，各向道路在交叉口相互联结而构成路网，以沟通各向交通的需要。从所周知，道路交叉口是决定城市道路系统通行能力、行程时间、行车延误和营运效率及安全的关键因素。有关数据表明:城市内交通事故50%～80%发生在道路交叉口及其周围地段，车辆通过平面信号交叉口的通行能力只相当于路段上的40%～70%。平面交叉口所消耗的时间约占全程时间的1/3，所造成的延误时间80%～90%由平面交叉口所引起。可见，交叉口是道路交通的咽喉。道路的运输效率，行车安全、车速、运营费用和通行能力很大程度上取决于交叉口的精心设计。
一、强化道路交叉口设计
学校路是I级城市主干路，道路红线宽70米，计算行车速度50公里／小时，是六块板的道路横断面型式。特点是设置了公交车和摩托车的专用道，将目前在城市行驶的四种交通工具：机动车、公交车、电单车车、非机动车完全分离出来使其各行其道，这大大提高了学校路的通行能力。这种特殊的道路断面又增加了交叉口的设计难度，如处理不好反而会成为道路的瓶颈，并且在所有的教科书中也未提及这种断面的交叉口设计，所以学校路交叉口设计在道路设计中具有重要的意义。
二、平面交叉口处的交通特征及处理原则
交叉口的设计就是要确定交叉口各种交通流的合理通行空间、通行权及其通行规则，使交通流运行安全、有序，交叉口的时间和空间资源得到充分的利用。
交叉口处一个可能的车流方向称交通流线。交通流线既可代表一个方向的所有车流，也可代表一个方向中的一条车流。将进入十字交叉的道路交通流看作是一条交通流线时，到达交叉后，则分为直行、右转和左转三条交通流线。车辆在分流时司机往往先要减速，以便观察行进方向的交通情况，并判断分流的可能性，这样就影响了车辆进入交叉的畅通性，从而干扰交通。
通过分析，在交叉口范围内产生交通干扰的原因，是由于在交叉口范围内出现了交通流线间的分流点、合流点和冲突点三类交通特征点。由于学校路上有四种交通工具的车流，造成比一般的交叉口更多的交通特征点．从而增加了交叉口的设计难度。
在处理交叉口交通时，主要目的就是减少或消灭各种交通特征点，尤其是对冲突点的处理。在学校路上交叉口的处理方法是采用渠化交叉口的设计方法，也就是在交叉口范围内合理布设交通岛、交通标志、地面标线或增设车道及对信号控制合理配时，以疏导车流按一定方向或路径行驶，从而消除或减少冲突点和分、合流点。
三、改建路段交叉口详细设计
学校路与东路交叉口位于原有学校路上，结合学校路现状改造而成。东路是一条新建40米宽的I级城市次干道。
在交叉口附近．为增加车道．有必要对交叉口进行拓宽。在有条件时可加宽交叉口宽度；受到用地条件限制时，利用压缩车道、绿化带等办法，以增加进口道车道数。
3．1 机动车道渠化设计
学校路与东路交叉口
3．1．1学校路方向
交叉口进口道的车道数及宽度的确定：直行等待的车道数是根据路段上的车道数确定为三车道，因为学校路地处城市的西部，行走的大型车辆较多，其中一车道宽度定为3．25米宽，其余两个车道定为3．5米宽：增加一3米宽的左转弯车道，及一3．5米宽的右转弯车道：在学校路设有公交车与电单车专用道，在交叉口设计时也考虑使之与机动车分开，设专用的左、直行等待车道，车道各宽3．25米。因为学校路的进出口方向要结合现状改造，受到用地情况及地上、地下管线的限制，道路宽度不能作较大的拓宽，因此公交车的直行车道实行混合布置，左转弯也共用一条车道。
交叉口出口道的车道数及宽度的确定：与路段上的车道数三车道相匹配，宽度为两个3．5米和一个3．75米。宽度大于进口道的宽度，是因为车速较进口道快。受现状条件限制，出口道上的公交车专用道无法展宽，因而未设计专用的港湾停靠站。由于公交车实行专线行驶，对其他车道的交通不造成太大影响。
交叉口的展宽长度及渐变段长度根据规范要求设置。
3．1．2东路方向
因为东路是新建道路．是两块板的道路断面型式，机、非混行。道路用地情况受的限制较小，可以按理想状态设计交叉口。
交叉口进口道的车道数及宽度的确定：直行等待车道数与路段上相同为两车道，宽3．25米；因为学校路上的车道数是三车道，可以容下较多的左转弯过来的车辆，因此设置两个左转弯车道，分别宽3米和3．25米。而电单车启动快、平稳性能差、行驶轨迹不规则，易与其他机动车辆形成交织冲突，产生安全隐患，且因为这种相互干扰也造成了其他机动车启动和加速损失时间的增加，降低了交叉口的通行能力，结合城市的常用做法，在交叉口处将机动车与电单车分开，设立专用的电单车直行、左转车道。
右转弯车流在交叉口提前右转，与其他车流交织，不受红绿灯限制，右转弯车道总宽9米。在直行车道与交织车道之间增加一条1．5米宽的绿化带，既可以使车辆行驶更为安全，又可以增加交叉口的绿化效果。
交叉口出口道的车道数的确定：与路段上的混行车道数三车道相匹配；并结合设置港湾式公交停靠站。
3．2非机动车道渠化设计
对非机动车的交通组织应与行人放在一起考虑．形成慢行交通车流，而不应与机动车混合通行，这样既可避免非机动车与机动车交通的相互干扰，又益于提高非机动车流的安全性。在学校路上采用左转自行车二次过街的设计方法。
3．3人行横道的设置
通过交通安全导流岛上的人行横道与自行车一起过街。
四、新建交叉口详细设计
学校路与大道交叉口位于新建的学校路西段延长线上。大道是一条新建60米宽的I级城市主干道。
因为学校路与新村大道都是新建的道路，道路宽度基本不受限制，都可以按理想状态设计渠化交叉口。
这个交叉口的设计思路与上一个的基本相同，本文重点介绍两者的不同之处。
学校路方向上．新建的交叉口由于用地条件不受限制，在进口道处，设立直行等待三个车道与左转弯一个车道，车道宽均为3．25米，这与上一个交叉口基本相同；不同处是将电单车与公交车分开等待，消除这两种交通工具的相互干扰。同时延续机动车道与电单车、公交专用道绿化分隔的方式设置绿化分隔带，而在改建的交叉口处由于道路宽度受限，只能用隔离栏分隔。出口道上，设计的是港湾式公交停靠站。
大道方向上的设计思路与以上叙述的基本相同，这里就不做详细的介绍。
需要注意的是．进口道的车道线应尽量与出口道的车道线相对齐，因为从停车线加速到出口道上的距离约8O米左右，如进、出口相对应的两个车道错位偏差太大，车辆就有加速慢或撞到中央绿化分隔带的可能。第一个路口因为是改建的，为尽量减少对原有道路的破坏及减少对地上、地下管线的改造，中央绿化带没有偏移方向，只是压缩宽度。所以进口道与出口道有0．9米的偏差。第二个路口是新建的，没有用地条件的限制，通过偏移中央绿化带来消除这种偏差，使行车更为顺畅。
一个交叉口进行内部渠化设计后，还应进行合理的信号配时设计，才能达到交叉口的最大通行能力。
五、平面交叉口通行能力分析计算
5.1 直行车道的通行能力2.2～2.4s；
参考多种有关研究资料，其通行能力建议采用（2）式：
N直=3600nK〔（t绿－t首）/t间+1〕/t周……（2）
式中:N直-----直行车道的通行能力,辆/h;
t绿---------信号周期内绿灯时间，S；
t首------绿灯亮，第一辆车起动通过停止线的时间，s,按有关统计一般采用2.2～2.4s；
t闸------车辆通过停止线的平均间隔时间，s，据观测，小型车为2.5s，大中型车为3.5s，城市交叉口按已换算小型车采用2.5s；
K ----- 考虑通行的不均匀性和其它一般干扰因素的修正系数，一般取0.86～0.9；
n--------直行车道数。
式（2）中，（t绿―t首）为信号周期内有效绿灯时间，（t绿―t首）/t闸为绿灯内通过停止线的时间间隔数，〔（t绿―t首）/t闸+1〕为绿灯时间内通过车辆数，再剩以每小时周期数（3600/t间）和修正系数，即为车道通告能力。
若对面左转车与直行车共用一信号周期相位，直行车与对面左转车将发生相互干扰，影响通行能力，可将此影响折减至直行车道。据实际观测，绿灯时，对面左转车前1～2辆可抢先本面赶行车通过，而不影响直行车通行，其后路口内尚可容纳2～3辆左转车等待黄灯期间通行，因此，在一个信号周期内不影响本面赶行车通行的对面左转车数为3～4辆（大交叉口4辆，小交叉口3辆），超过此数则应对直行车通行能力进行折减，折减修正系数可按（3）式计算：
f=1－（N直 /N进）（N左对―N下）……（3）
式中N直----本面直行车道数；
N进----本面进口道通行能力，辆/h；
N左对----对面进口道左转车数，辆/h；
N不-----不影响直行车的对面左转车数；取3～4。
折减后直行车道的通行能力，辆/h：
N直=3600nKf〔（t绿－t首）/t间+1〕/t周
六、结语
笔者结合多年的工作经验实践，对道路的交叉口用地情况进行合理设计，最大限度的发挥道路的交通功能并让车辆及行人安全通过，以供同行参考。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。