孫廣遠(yuǎn)

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 西安 710043)

交通流量是指在單位時間內(nèi)，通過道路上的某一地點(diǎn)或者某一斷面實(shí)際參與交通的參與者(包括機(jī)動車、非機(jī)動車和行人)的數(shù)量。交通流量是道路截面實(shí)際通行能力的測算指標(biāo)，也是道路分級和確定道路等級的主要依據(jù)。與參考速度相關(guān)幾何特性不同，城市快速路流量相關(guān)幾何特性是依據(jù)通行數(shù)據(jù)確定的車道數(shù)量和斷面選型相關(guān)的幾何要素。

法國《城市快速道路設(shè)計(jì)技術(shù)條件指令》[1](instruction sur les conditions techniques d’aménagement des voies rapides urbaines，ICTAVRU，下文簡稱《指令》)的第一部分規(guī)定了法國城市快速路流量相關(guān)幾何設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。本文結(jié)合我國CJJ 129-2009 《城市快速路設(shè)計(jì)規(guī)程》[2](下文簡稱《規(guī)程》)對中、法兩國城市快速路規(guī)范中流量相關(guān)幾何設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行對比和研究。

1 通行數(shù)據(jù)

1.1 私家車換算車輛數(shù)

《指令》中所有流量均以私家車換算車輛數(shù)(UVP)表述，其中在封閉路線上的車輛類別及對應(yīng)關(guān)系見表1。對比分析，《規(guī)程》中規(guī)定了快速路基本路段車輛換算系數(shù)，分為小客車(含小型客、貨車)、大型客(貨)車和鉸接客車3種，其分類標(biāo)準(zhǔn)有所不同。

表1 封閉路線上的車輛的類別及對應(yīng)關(guān)系

1.2 坡道影響

坡道會大幅降低重型車輛的車速。當(dāng)其速度遠(yuǎn)低于其它車輛速度時，速度差引起的干擾將降低該基礎(chǔ)設(shè)施本來能夠達(dá)到的流量[3-4]。

當(dāng)坡度小于3%時，重型車輛對高峰時間通行幾乎不會造成任何影響。當(dāng)坡度大于3%時，重型車輛速度的降低取決于坡道的長度，且能夠通過測量或計(jì)算確定[5]。

根據(jù)得到的計(jì)算結(jié)果和為駕駛員提供的道路服務(wù)水平，可以考慮在重型車輛車速降低至40 km/h以下的路段增加1個爬坡車道。

對比分析，這是《指令》中特別提到的條文規(guī)定，即長大縱坡路段爬坡車道的設(shè)置，而在我國《規(guī)程》未有提及，從行駛的安全性考慮，該規(guī)定在設(shè)計(jì)中值得借鑒與注意。

1.3 高峰時刻交通量需求的持續(xù)時間

交通量的需求不能取最大絕對預(yù)測值。因此，高峰時刻交通量需求的持續(xù)時間應(yīng)是一個“正常”的高峰時間，即在所歸納的流量曲線上，該時間每年超過一定小時數(shù)。

如果在1 h或更長時間內(nèi)高峰交通量的需求是均衡的，則可以將高峰時間的交通量Td視作最繁忙時間段的真實(shí)交通量。如果高峰時間更短且在高峰時間段內(nèi)交通量需求變化很大，則可以將真實(shí)時間段的交通量乘以一個高峰系數(shù)FP，該系數(shù)FP最大可取1.25，從而得到持續(xù)時間很短的高峰時刻交通量。

在不考慮其它因素的情況下，F(xiàn)P值的選取見表2。

表2 FP的取值

對比分析，《規(guī)程》中規(guī)定快速路設(shè)計(jì)時采用三級服務(wù)水平，交通量和道路容量比率根據(jù)交通運(yùn)行特征的穩(wěn)定流狀態(tài)進(jìn)行確定，這與《指令》有所區(qū)分。

1.4 通行能力的定義和取值

定義含n條車道的道路通行能力為nC。這是能夠觀察到的最大流量，盡管持續(xù)時間很短(持續(xù)時間一般小于1 h)。但在該時段內(nèi)，無論道路的平面、縱斷面和橫斷面幾何特性參數(shù)如何，道路通行能力C均為每車道2 000 UVP/h。

該通行能力與落后且不穩(wěn)定的通行條件相對應(yīng)。有時，將其命名為最大能力或物理能力，以便將其與經(jīng)濟(jì)能力或論證加寬的流量相區(qū)別。

對比分析后發(fā)現(xiàn)，與《指令》不同，《規(guī)程》中對設(shè)計(jì)通行能力按照100，80，60 km/h分別指定為2 000，1 800，1 400 UVP。下文分析中先按《指令》統(tǒng)一確定為2 000 UVP，而后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行論證調(diào)整。

2 橫斷面的幾何特征

2.1 A類道路

A類道路橫斷面組成見圖1。

圖1 A類道路橫斷面組成

2.2 U類道路

U類道路也可采用A類道路推薦的布置形式，可不設(shè)置停車帶?；虿捎肬類道路橫斷面，其橫斷面組成見圖2。

圖2 U類道路橫斷面組成

2.3 流量與車道數(shù)量之間的關(guān)系

《指令》中根據(jù)未來將達(dá)到的交通量在主線上確定某個基礎(chǔ)設(shè)施的車道數(shù)量，U類道路平面幾何組成見圖3。

圖3 道路平面的幾何組成

用于選擇車道數(shù)量的交通量應(yīng)是高峰時刻的需求量(不考慮夜間發(fā)生的交通量)；為了與給出擬施工車道數(shù)量的高峰小時交通量相比較，該需求在進(jìn)行表述時必須考慮交通量的組成、基礎(chǔ)設(shè)施的縱斷面、高峰時間的時長。

對比分析，《規(guī)程》中對橫斷面的布置按地面快速路、高架快速路和路塹快速路分別布設(shè)，每種布設(shè)方式均有相應(yīng)的明文規(guī)定。與《規(guī)程》相比，《指令》對橫斷面布置形式的限定較為寬松。同樣對于車道數(shù)的規(guī)定，《規(guī)程》有主路和輔路之分，并對變速車道的設(shè)計(jì)有所限定。對停車帶的設(shè)置，《規(guī)程》的描述也更為詳盡。

2.4 交通量選擇的多樣性

惡劣天氣會降低基礎(chǔ)設(shè)施的通行能力。除該原因外，還存在最大流量附近通行不穩(wěn)定的問題[6]，因此要求在上文給出的最大通行能力的基礎(chǔ)上預(yù)留一定富余量。

另一方面，事故頻發(fā)導(dǎo)致年日平均交通量(TMJA)更高，且該參數(shù)相對于高峰時間的交通量具有一定的獨(dú)立性。TMJA對事故引起的交通擁塞緩解時間及從所采用的布置形式中獲益或受損的道路使用者的總數(shù)均有影響。

鑒于上述原因，《指令》中給出橫斷面的同時引入了高峰時間交通量(Td)、年日平均交通量(TMJA，veh/d)和道路的營運(yùn)水平。

根據(jù)高峰時間交通量的Dn值(每個方向上UVP/h)和TMJA(2個方向veh/d)，《指令》給出的橫斷面(含緊急停車帶)的使用范圍見圖4。對比分析，《指令》對車道數(shù)的選取考慮了諸如惡劣天氣、交通事故等影響交通量變化的多個不穩(wěn)定因素，并通過小時交通量和年日平均交通量對照選取車道數(shù)，其較《規(guī)程》中僅通過交通量確定，更為科學(xué)合理。

圖4 橫斷面選取圖

3 縮減橫斷面寬度的規(guī)定

《指令》規(guī)定在具有特殊制約因素的區(qū)域應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行減少橫斷面組成部分的規(guī)定，但須注意避免頻繁改變橫斷面的情況，保證不損害行車道軸線軌跡的質(zhì)量，也不能過度干擾道路使用者在行車區(qū)域的視野[7]。

考慮到緊急停車帶的重要性，除規(guī)定的特殊點(diǎn)外，應(yīng)保留主線上的緊急停車帶。

3.1 在保留緊急停車帶的情況下路面寬度的縮減

由于城區(qū)土地狹窄的原因，某些布置形式(尤其在繁華地段)無法滿足保證“正?！眳?shù)的規(guī)定。

當(dāng)A類或U類城市快速道路新項(xiàng)目位于十分受限的城區(qū)時，或者當(dāng)布置形式要求對原有的A類城市快速道路進(jìn)行加寬時，由于最初并未預(yù)計(jì)到需要將其加寬，因此在征地方面就會遇到問題。

在這類情況下，出于安全和整個橫斷面構(gòu)成部分一致性的考慮，有必要在降低某些參數(shù)時遵守某個規(guī)定，從而最大程度地保證斷面尺寸的寬度[8]。

在以下的分類中，最好將不影響行車寬度的橫斷面組成部分減小，并與影響行車寬度且大幅影響安全性的橫斷面組成部分(緊急停車帶、行車道、左側(cè)路緣帶)區(qū)分開來。并應(yīng)首先確保緊急停車帶(BAU)的寬度不超過2.5 m且左側(cè)路緣帶的寬度不超過1.0 m；其目的是在遵守視野條件的前提下將這些組成部分的寬度恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)值。

3.1.1減小不影響行車的橫斷面組成部分的尺寸

減小中間帶寬度。通過采用占地面積更小的防護(hù)裝置或減小布置在其上的設(shè)備尺寸縮減護(hù)坡肩的尺寸。

3.1.2減小左側(cè)路緣帶的尺寸

在保證曲線上可視距離的前提下，可將左側(cè)路緣帶寬度減小至0.75 m；只有當(dāng)中央隔離帶設(shè)置有混凝土柵欄時才可將其寬度減小至0.50 m(須保證曲線上的視距)；且必須考慮[左側(cè)路緣帶+左側(cè)車道]的整體性，尤其要保證視野，保留最少3.50 m的寬度作為絕對最低值。

3.1.3減小行車道的尺寸

在2×2車道的布置形式下，當(dāng)重型車輛的交通量很大時(重型車輛的通過率>7%)，寬度最小可減小至3.25 m；當(dāng)重型車輛的交通量很低時(重型車輛出現(xiàn)的概率≤7%)，其寬度最小可減小至3.00 m。

在2×3車道布置形式下的中間車道或在2×4車道的布置形式下的左側(cè)中間車道，若該車道禁止重型車輛駛?cè)?，其寬度最多可減小至3.00 m。

在2×3車道的布置形式下的中間車道或在2×4車道的布置情況下的右側(cè)中間車道，當(dāng)重型車輛的交通量很大(出現(xiàn)概率>7%)，則將其寬度最多可減小至3.25 m；若重型車輛的交通量很小(出現(xiàn)概率≤7%)，則其寬度可減小為3.00 m。

3.1.4減小緊急停車帶的尺寸

將其寬度調(diào)整為2.25 m，保證在可接受條件下供輕型車輛緊急停車；同時還可作為救援車輛通道；且必須保證[慢車道+緊急停車帶]整體的絕對最低寬度為5.50 m。

3.2 取消緊急停車帶的情況

降低橫斷面寬度旨在將緊急停車帶的最低寬度維持在2.25 m，并能夠保證輕型車輛的緊急停車和將其作為救援車輛的通道。

在繁華路段，減小車道的寬度并取消緊急停車帶對緊急救援通道并無損失，也不會過多減弱功能。但是，在某些特殊的制約條件下，尤其是難以對原有的城市快速道路進(jìn)行加寬的情況下，在某些特殊區(qū)域或一定長度范圍內(nèi)，緊急停車帶難以再保留。

需注意的是，即便車道寬度降低，也要保證行車寬度在車輛拋錨處能夠保留車道數(shù)量。

在右側(cè)增加0.15 m的寬度用于設(shè)置應(yīng)對車輛拋錨時的安全保證設(shè)施，這將要求保留各防護(hù)裝置之間的各自有效寬度，斷面類型與行車寬度的關(guān)系見表3。

表3 斷面類型與行車寬度的關(guān)系

如果滿足表3中可行車寬度，則允許取消緊急停車帶。在原有城市快速道路加寬的范圍內(nèi)，在物理障礙物或工程支墩處，右側(cè)路緣帶(BDD)須盡可能地維持其最大尺寸，并保證右側(cè)路緣帶的正常最小寬度為1.0 m且不能將[慢車道+右側(cè)路緣帶]整體的寬度減小至低于4.0 m，上述寬度均計(jì)算至安全裝置處；必須嚴(yán)格遵守關(guān)于防止碰撞障礙物的技術(shù)規(guī)定。

為了避免在寬度不足的右側(cè)路緣帶上停車，必須在其上標(biāo)注斑馬線，甚至在某些情況下，設(shè)置寬度低于0.75 m的人行道；在占地面積受限但需實(shí)施加寬工程的范圍內(nèi)，在道路交叉口的特殊車道上，若該車道能夠?qū)⒒ネㄔ训赖膸缀翁匦詼p小，必須保證行車寬度可并列?？?輛拋錨車輛，即大于6.0 m。在主線上，在受到某些很大困難因素制約的區(qū)域，應(yīng)保證緊急停車帶中斷距離不超過6.0 m，否則當(dāng)車輛停車時，造成交通擁塞的風(fēng)險更高。因此，必須研究避難所的布置(在保證良好的視野條件下)，從而能夠準(zhǔn)許重型車輛駛?cè)搿?/p>

對比分析，《指令》詳盡地規(guī)定了調(diào)整斷面寬度及取消緊急停車帶的條件，并對縮減斷面的步驟和方法做了較為細(xì)致的說明，具有很強(qiáng)的可操作性。這也是在我國城市快速路建設(shè)中經(jīng)常遇到的問題，但《規(guī)程》對該問題缺乏較為明確的規(guī)定，在市政道路設(shè)計(jì)中，《指令》所提出的解決思路和方法值得我們借鑒。

4 受限地帶城市快速路的通行

《指令》中規(guī)定，城市快速道路由于環(huán)境、地上或地下用地空間受限、或工程地質(zhì)、水文相關(guān)的各種限制在其沿線導(dǎo)致道路用戶行為改變，形成一定規(guī)模的帶狀區(qū)域。

在走向和設(shè)計(jì)條件受限時，平曲線半徑小于最小半徑可能意味著速度的降低。同樣，長距離的斷面縮減會引起服務(wù)水平下降。當(dāng)然，一個或多個要素(平面、縱斷面、橫斷面)的縮減不能獨(dú)立于項(xiàng)目其他要素的處理。

首先，各指標(biāo)不能同時降低，以免產(chǎn)生2種不同類型不利因素的疊加：例如小半徑平曲線加小半徑凸曲線會引發(fā)行車視距不足的問題。

其次，不能既降低平面線形指標(biāo)或縱斷面指標(biāo)，又降低橫斷面指標(biāo)。橫斷面必須滿足行駛要求，而不是簡單地減少某些斷面的構(gòu)成；在限制路段的行駛速度時，在指標(biāo)降低前應(yīng)設(shè)置帶有標(biāo)志標(biāo)線等用于提醒道路使用者的過渡段[9]。

對比分析可知，《指令》規(guī)定了城市快速路穿行在條件受限區(qū)域的處理方法，具備較強(qiáng)的可操作性，值得借鑒。

5 結(jié)語

本文主要論述了《指令》關(guān)于城市快速路流量相關(guān)幾何特性，并與我國規(guī)范進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明，相比我國《規(guī)程》，法國《指令》往往通過大篇幅說明和推導(dǎo)為設(shè)計(jì)提供理論性指導(dǎo)，對設(shè)計(jì)指標(biāo)的限定有所放寬，但對影響行駛安全的指標(biāo)要求更為嚴(yán)格。同時，法國《指令》對于條件受限的城市地帶的快速路路幅寬度的設(shè)計(jì)提出了操作性極強(qiáng)的處理方法，留給設(shè)計(jì)者更多的靈活性和發(fā)揮空間。這種“以人為本，安全至上”的設(shè)計(jì)理念，值得我們借鑒。

因篇幅有限，本文不能做到面面俱到，但希望能拋磚引玉，為法國規(guī)范關(guān)于互通立交、景觀、降噪和交通安全與管理設(shè)施等方面的延伸研究提供參考。