纵观世界不同的国家和地区,每个城市的交通设施,因城市的职能、规模、自然地理等条件不同而有所差异。城市道路系统是连接城市各部分的所有道路组成的交通网络,其中主要包括干道、支路、交叉口以及同道路相连接的广场等,在一些现代化城市中,还包括城市地面和高架铁路及轨道交通线路、市内航道以及相应的附属设施,在此基础上制定主要道路断面和交叉口的规划方案,而道路绿地设计的依据主要是道路系统的不同功能,因此,在进行城市道路绿化规划前,首先应了解城市道路的特点、分类、形式,才能有的放矢地做好城市道路的绿化规划。
城市道路是城市生活的重要组成部分,与城市居民的日常活动息息相关。理想的交通道路在满足交通运输和出行需要的同时,还会带给人们美的感受。既然在城市化水平不断提高的今天城市道路在经济发展中的作用日趋增大,人们对这一产品的期望值也越来越高,城市道路设计的作用就显得举足轻重,它在规划和道路施工中起着承上启下的作用。
城市道路与公路相比,有很多相同之处。但是,由于城市道路的特殊地位和功能,使得城市道路有其特殊的交通问题,具有如下交通特点。
(1)负担的交通量较大 城区内拥有大量的工作岗位,还有金融、商业、娱乐场所和办公楼等,这些高度集中的公共建设设施吸引的交通量往往占很大比例。同时,城市的交通枢纽处,自行车、行人和机动车等各种交通量都很大。这些机动车和非机动车混在一起,道路负担的交通量大,往往使城市道路长期处于超负荷状态下运行。
其次城区的过境交通量也很大,尤其是处于交通要道上的城市,过境交通也是一个难以承受的压力,我国有些城市的过境交通量已达到30%以上。
(2)交通方式复杂多样 由于城市中汇集了各种车辆和行人,从而形成城市交通多方面的需要,修建了各种各样的交通工程,这样使得城市交通方式变得复杂多样,相互干扰比较严重。尤其在城区混行的交通方式中,公交线路繁多,客运需求量大,往往形成过分集中,或者由于公交站点布置不当,致使行人与车流发生冲突,都会使城区的交通更加拥挤。
此外,我国很多城市的地上地下轨道换乘处的人流集中,过街量很大,特别是商业繁华区,吸引顾客的能力很强,这样必然会给主干道上的机动车和自行车的行驶都带来一定的困难,严重影响车道功能潜力的发挥。
(3)交通服务水平较低 由于城区内交通用地比较紧张,设计标准较低,交通量比较大,人车相互拥挤,加上交通服务设施严重不足,必然造成道路服务水平低下,缺乏和谐的行人交通环境,交通环境不符合现代化城市的要求。
(4)城市道路交叉点多 由于城市中的车辆和人口集中,尤其是中心区交通流量大,根据交通需要设置的道路数量、交叉点和交通形式复杂,再加上车辆和行人混行,交通管理非常困难,所以交通事故比较频繁。
(5)道路两侧建筑密集 城市是一个地区政治、经济、文化的中心,是贸易和对外交流的核心,也是人口居住集中的地方,因此,在城市道路的两侧建筑非常密集,一旦固定下来难以拆迁,不同城市和道路等级,其两侧建筑物的性质、规模和标准也有所区别。
(6)城市道路多种功能 城市道路不仅是城市的交通设施,而且还具有组织城市用地、安排城市绿化和地上地下管线等基础设施的功能。因此,在规划布局城市道路网和设计城市道路时,都要兼顾到城市中其他各种功能的要求。
(7)景观艺术要求比较高 城市景观和建筑艺术必须通过道路才能反映出来,道路景观与沿街人文景观和自然景观浑然一体,尤其与道路两侧建筑物的建筑艺术更是相互衬托、相映成趣。完善的、合理的城市道路网络,也从一个侧面体现和反映出城市的文明程度。
(8)规划设计影响因素多 城市道路规划、设计的影响因素很多,人和物的交通均需要利用城市道路,同时多种市政设施、绿化、照明、防火等,无一不设在城市道路的用地上,这些因素在道路规划设计时也必须综合考虑。
(9)道路建设中政策性强 城市道路的规划设计,涉及社会的各个领域和部门,在规划设计中应考虑城市发展规模、技术设计标准、房屋拆迁、土地征用、工程造价、近期多远期、需要与可能、局部与整体,各部门都有相应的政策和规定,所以城市道路政策性强。
(1)系统性 城市道路工程的建设涉及多个部门,包括规划、业主单位、设计单位、施工单位、监理单位以及其他相关部门,从立项到竣工验收的每个阶段都需要多个部门的协作,如同一台机器上的零件,任何一个零件出故障都会影响到正常运转。城市道路项目的前期从规划到完成可行性研究报告,需要规划、业主、设计部门的共同参与,是对项目的可行性进行研究;后期从设计招标到竣工验收需要业主、设计、施工、监理、质检等部门的共同参与,确保项目实施顺利。
(2)复杂性 城市道路设计工作涉及专业较多,但各专业是相互关联的,在项目负责的统一协调下完成从方案到设计施工图的设计工作。城市道路设计涉及的专业包括道路、交通、桥梁隧道、测量钻探、排水、照明、绿化等,各专业分工不同,在不同设计阶段的侧重点有区别,如道路专业表达的是路线走向、纵横断面、路基处理等内容,而交通专业重在表达标志标线、信号控制等内容。
(3)设计人员的主观性 城市道路从方案到实施阶段的过程中,设计工作总是最前面的一个环节,其他部门的工作都是围绕着设计方案进行,各个部门对设计方案提出意见,最终的方案由设计人员确定,设计人员通过所掌握的专业知识完成设计图纸,主观性体现了设计人员在项目中的作用和职责,成功的设计使得各部门的工作可以高效有序的进行,使工程顺利展开。
城市道路系统的平面布局依据城市布局形式而异,早期的城市多数没有统一的规划,其道路也呈现出自由的网络式,如图2-1所示。如欧洲中世纪,许多城市是在封建主的城堡外围不断地自由发展形成的,其道路的形式非常自由,这种道路系统能形成变化丰富和人性的街道空间,在以步行为主的时代较为便捷;但道路占地比较高,且交叉口多而复杂,对于现代城市生活和交通方式已不适合。
图2-1 自由发展的城市道路网
我国古代都城及多数地方城市处于北方平原地带,其道路系统是方格形的,汉代称城市的干道为街,居住区内道路为巷。隋唐时里坊面积增大,坊内开辟十字干道,称为十字街,坊内支路称曲,如图2-2所示。宋代以后改为街巷制,沿用方格网街道,元、明两代沿用这种方格网街道,如图2-3所示。
图2-2 隋唐长安城及其方格形道路系统
图2-3 明清北京城及其道路网络
长江以南河网地区的城市,水运比较发达,街道一般平行或垂直于河流布置,房屋建在街道和河流之间,前面朝街后面朝河,水陆交通非常便利,街坊多数是长扁形,这一特色结合园林布局形成独特的南方水乡。
随着机动交通成为城市主要的交通方式,城市道路系统平面布局也依据城市布局产生了四种主要的形式:方格形系统、放射形系统、方格—对角线组合系统、放射—环形组合系统。
方格形道路系统又称为棋盘式道路网,是在城市中定主轴与次轴,确定十字街方位主、次轴成平行或垂直关系形成整齐的方格形道路。由于方格网道路系统可以最快速度进行城市土地的开发和建设,因此在西方早期的殖民城市大多采用这种道路形式,如美国纽约早期城市道路网就是方格形,如图2-4所示。
图2-4 纽约早期城市方格形道路网
公元前5世纪希腊建筑师就已提出方格形道路网的设计理论。公元前4世纪小亚细亚的米利都城的道路网就是这种形状。古罗马时代,有的城市先定主轴和次轴,确定十字街方位,在十字街相交处布置城市的中心,在十字街尽端开设城门,次要道路都同十字街平行或垂直布置,形成整齐的方格形道路网。中国古代城市规划很重视城市道路网的规划,春秋时期的《考工记》中提出:方格形道路系统是中国古代都城、地方城市道路系统的模式。
方格形道路网系统对于地形复杂的城市,会无视地形变化而导致道路工程量大增和单调的城市街道景观。这种道路系统适用于平地的城市,它对于横向或竖向交通均比较方便,但对斜角方向的交通就必须通过直角三角形的两条直角边才能到达,为了改善这种不利因素,出现了对角线组合道路系统,即在方格状道路网基础上开辟对角线道路,方格对角线组合道路系统如图2-5所示。
图2-5 方格对角线组合道路系统
方格形道路系统在规划上处理不好,易形成单向过境车辆多的现象,经过改进成为方格对角线式,从而可解决交通的直通问题。但对角线所产生的锐角对于布置建筑用地是不经济的,同时增加了交叉路口的复杂性。
放射形道路系统是从市中心向外辐射城市干道,从城市中心可以方便到达外围的各个方向。放射形的道路最初是以广场为城市布局中心,街道形成放射状的道路网,利用轴线构图与道路的引导,加强城市造型的表现力。放射形道路系统的特点是:在一条轴线上连续布置几个广场以强调轴线的作用,用道路沟通各个广场之间的联系,构成完整的几何形图案,在构图上有强烈的向心作用,但交通比较复杂,被道路分隔的不规则形状的用地,很不利于建筑的布置。放射状的城市道路网如图2-6所示。
图2-6 放射状的城市道路网
随着市区面积的不断扩大,城市边缘地区迅速城市化,交通流量加大,穿越市中心的过境车辆使得放射形道路的交通压力大大增加,因此沿着城市的周边建设同心圆式环路,可以吸引和控制过境车辆改由外环路绕行,从而对城市中心不产生干扰,形成放射—环形组合道路系统。放射干线由城市中心向外辐射,联系市中心区和外围地区的走廊;环形干道主要担负横向交通联系,并把外来的交通量均衡地分配到各放射线路上。当前大、中城市利用外环分车绿带和道路两侧进行景观种植设计,对美化城市起到很好的效果。放射环状的城市道路网如图2-7所示。
图2-7 放射环状的城市道路网
城市道路系统从功能上可分为主要道路系统和辅助道路系统。主要道路系统是由城市干道和交通性的道路组成,主要解决城市中各部分之间的交通联系和对外交通枢纽之间的联系。辅助道路系统基本上是城市生活性的道路系统,主要解决城市中各分区的生产和生活组织。这两种不同性质道路应根据城市总体布局的要求加以区分,不应把两种类型重叠在一条干道上,以免影响行车速度和行人安全。
不同规模的城市,对交通方式的需求、乘车次数和乘车距离等方面均有较大的差异,反映在道路上的交通量也有很大的区别。根据我国现行的行业标准《城市道路工程设计规范》(CJJ 37—2012)中的基本规定,城市道路应按道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能等,分为快速路、主干路、次干路和支路四级。
按照城市的骨架,大城市将道路分为四级(快速路、主干路、次干路和支路)、中等城市分为三级(主干路、次干路和支路)、小城市分为二级(干路和支路)。各级道路的宽度见表2-1。
表2-1 各级道路的宽度
快速路是为流畅地处理城市大量交通而建筑的道路,是在城市内修建的具有单向多车道(双车道以上)的城市道路。快速路应中央分隔、全部控制出入、控制出入口间距及形式,应实现交通连续通行,单向设置不应少于两条车道,并应设有配套的交通安全与管理设施。快速路两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的出入口。快速路是为机动车提供连续流服务的交通设施,是城市中快速大运量的交通干道;快速路的服务对象为中长距离的机动车交通,与城市外主要的高速公路进出口连通,快速集散出入境及跨区的机动车出行。
快速路应为城市中大量、长距离、快速交通服务。快速路主要服务于机动车中长距离的出行,满足车辆连续快速通行的要求。由于快速路是大城市交通运输的主动脉,因此,快速路的两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的进出口。两侧一般建筑物的进出口应加以控制。
快速路要有平顺的线形,与一般道路分开,使汽车交通安全、通畅和舒适。与交通量大的干路相交时应采用立体交叉,与交通量小的支路相交时可采用平面交叉,但要有控制交通的措施。两侧有非机动车时必须设完整的分隔带。横过车行道时,需经由控制的交叉路口或地道、天桥。
主干路是连接城市各主要部分的交通性干路,是承担中心城区各功能分区之间的交通骨架,是与快速路共同分担城市的主要客货交通,因此,主干路的主要功能是交通运输。主干路应连接城市各主要分区,应以交通功能为主。主干路两侧不宜设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的出入口。
主干路上的交通要保证一定的行车速度,所以应根据交通量的大小设置相应宽度的车行道,以供车辆通畅地行驶。线形应当畅顺,交叉口宜尽可能少,以减少相交道路上车辆进出的干扰;平面交叉要有控制交通的措施,交通量超过平面交叉口的通行能力时,可根据规划采用立体交叉。
主干路上的机动车道与非机动车道应用隔离带分开。交通量大的主干路上快速机动车,如小客车等也应与速度较慢的卡车、公共汽车等分道行驶。主干路两侧应有适当宽度的人行道。应严格控制行人横穿主干路。主干路两侧不宜建设吸引大量人流、车流的公共建筑物,如剧院、体育馆、大商场等。
次干路是分布在城市各区域内的地方性干道,即一个区域内的主要道路,其沿线可分布大量的住宅、公共建筑和公共枢纽等服务设施。因此,次干路是一般交通道路兼有服务功能,配合主干路共同组成干路网,次干路应与主干路结合组成干路网,应以集散交通的功能为主,兼有服务功能。一般情况下快慢车混合行驶,也是公交线路主要布设的道路。条件许可时也可另设非机动车道。
次干路的两侧应设人行道和吸引人流的公共建筑物,并可设置机动车和非机动车的停车场、公共交通站和出租车服务站。次干路与居住区的联络线,为地区交通服务,也起集散交通的作用,两旁可有人行道,也可有商业性建筑。
城市中的支路是以服务功能为主,应为次干路与街坊路的连接线。支路是联系次干路和居民区、工业区、商业区、交通设施、公共设施用地的纽带,应解决局部地区交通,以服务功能为主。支路并且还是划分城市街坊的基本因素和界线,对不同性质的地块提供良好的交通可达性。支路作为城市中的集散道路,直接服务于不同土地利用上的交通集散,是非机动车交通的主要承担道路。
此外,根据各地城市的不同情况,还可以规划商、货自行车专用道、公交专用道、商业步行街、货运道路等专用道路。
在城市道路中,根据交叉口处相交道路所处的空间位置不同,可分为平面交叉和立体交叉两大类。当道路在同一高度相交并有一共同构筑面时称为平面交叉,也称为平面交叉口。在不同平面上相交称为立体交叉,也称为立体交叉口。
行驶的车辆只有在交叉口处才可变换方向,因此平面交叉口的存在提高了道路的交通灵活性和可达性,从而增加了路网的活力,完善了其交通功能。城市道路设计和运行表明,道路的运输效率、行车安全、顺畅快捷、运营费用和通行能力,无不与交叉口的正确规划和设计有着密切的关系。城市道路网畅通与否,在很大程度上取决于平面交叉口交通问题处理的好坏。
城市道路平面交叉口的形式,主要取决于道路网的规划和周围建筑的情况,以及交通量、交通性质和交通组织。根据相交道路条件和交通管制方式的不同,平面交叉口有多种形式和不同的分类方法。
根据道路向平面交叉口汇集的条数,可划分为三路交叉、四路交叉和五路交叉等,法国巴黎甚至达到十二路交叉,一般称四条道路以上相交的交叉口称为多路交叉。为减少道路交叉口处的车流压力和便于布置道路,便于区域划分比较整齐,在道路设计和规划中应力求减少三相交道路的条数,尽量避免五条或五条以上道路相交。
城市道路按渠化交通程度及类型分类,一般可分为加铺转角式、扩宽路口式、分道转弯式和环形交叉式。
(1)加铺转角式 加铺转角式交叉口是用适当半径的圆曲线平顺连接相交道路,如图2-8所示。这类平面交叉口形式简单、占地较少、造价较低、设计方便,但行车速度低、通行能力小。主要适用于交通量小、车速较低、转弯车辆少的道路。当斜交不大时,也可用于转弯交通量较小的主要道路或次要道路的交叉口。加铺转角式交叉口的设计,主要应解决合适的转角曲线半径和足够视距问题。
图2-8 加铺转角式交叉口示意
(2)扩宽路口式 扩宽路口式是为了使转弯车辆不影响其他车辆的正常行驶,在交叉口连接部增加变速车道和转弯车道的平面交叉。这种平面交叉可以单增右转或左转车道,也可以同时增设左、右转车道,如图2-9所示。
图2-9 扩宽路口式交叉口示意
扩宽路口式交叉口可减少转弯交通对直行交通的干扰,具有车速比较高、通行能力大、事故率较低等优点,但占地比较多、投资比较大。适用于交通量较大、转弯车辆较多的城市主干路。在进行扩宽路口式交叉口设计时,主要应解决扩宽的车道数,同时也要满足视距和转角曲线半径的要求。
(3)分道转弯式 分道转弯式交叉口是通过设置分隔岛、导流岛、划分车道等措施,使单向右转或双向左、右转车流以较大半径分道的平面交叉,如图2-10所示。这种平面交叉口的转弯车辆,尤其是右转弯车辆的行驶速度和通行能力都比较高。
图2-10 分道转弯式交叉口示意
分道转弯式交叉口主要适用于车速比较高、转弯车辆较多的一般城市道路。在进行分道转弯式交叉口设计时,主要应当解决分道转弯半径、保证足够的视距和满足交通岛端部半径的要求。
(4)环形交叉式 环形交叉式交叉口需要设置中心岛,用环形道组织渠化交通,使进入环道的所有车辆一律按逆时针方向绕中心岛单向行驶,直至到达所要进入的路口离开中心岛的道路,这种交叉形式是城市中最常见的平面交叉,俗称为转盘。
环形交叉式交叉口根据车辆行驶规则不同分为两类:一类是按交织原理组织交通,经过验算出口、入口间的距离能满足交织长度的要求,称为普通环形交叉,如图2-11(a)所示;另一类是按“入口让路”(非交织原理)组织交通并进行设计的交叉,称为入口让路环形交叉,如图2-11(b)所示。
图2-11 环形交叉式交叉口示意
环形交叉式交叉口适用于交通量适中、转弯车辆较多、地形比较平坦、道路3~5条时交叉。在进行设计时,主要是解决中心岛的形状和半径、环道的布置和宽度、交织段长度和交织角、进口曲线和出口曲线半径、入口车道数和视距要求等问题。
现行行业标准《城市道路工程设计规范》(CJJ 37—2012)中规定,平面交叉口应按交通组织方式分类,其选型应符合表2-2的规定。
表2-2 平面交叉口选型
(1)平A类 即信号控制交叉口,又分为平A 1 类和平A 2 类。平A 1 类为交通信号控制,进口道展宽交叉口;平A 2 类交通信号控制,进口道不展宽交叉口。
(2)平B类 即无信号控制交叉口,又分为平B 1 类、平B 2 类和平B 3 类。平B 1 类为支路只准左转通行的交叉口;平B 2 类为减速让行或停车让行标志管制交叉口;平B 3 类为全无管制交叉口。
(3)平C类 即环形交叉口。
城市道路立体交叉按交通功能分,可分为互通式立交和分离式立交两大类。相交道路通过匝道联系、车辆可以互相往来的立交称为互通式立交;没有匝道联系、车辆不能互相来往的立交称为分离式立交。其中互通式立交的线形、结构比较复杂,交通功能比较完善,是立体交叉的高级形式,也是城市道路中最早采用的形式。
现行行业标准《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中规定,城市道路立体交叉根据相交道路的等级,直行车流、转向车流(主要是左转车流)行驶特征,非机动车对机动车交通有无干扰等情况,还可以将其划分为枢纽立交、一般立交和分离式立交。城市道路立交的类型及交通流行驶特征,见表2-3。
表2-3 城市道路立交的类型及交通流行驶特征
立A类称为枢纽立交,又可分为立A 1 类和立A 2 类。立A 1 类的主要形式为全定向、喇叭形、组合式全互通立交;立A 2 类的主要形式为喇叭形、苜蓿叶形、半定向、组合式全互通立交。立B类称为一般立交,其主要形式为喇叭形、苜蓿叶形、环形、菱形、迂回式、组合式全互通或半互通立交。立C类称为分离式立交。
城市道路立交口的选型,应根据交叉口在道路网中的地位、作用和相交道路的等级,并结合城市性质、规模、交通需求、景观要求与用地条件等,参照城市道路立交形式选择的规定,正确地进行选择,并应符合表2-4的规定。
表2-4 城市道路立交口选型
注:当城市道路与公路相交时,高速公路按快速路,一级公路按主干路,二级、三级公路按次主干路,四级公路按支路,确定与公路相交的城市道路类型。
城市道路立交的形式多种多样,与之相对应的规模、投资也相差很大,如何从交通需要的角度,在众多立交方案中选择具有合适的立交形式,是规划设计阶段必须研究的问题。分析立交的交通作用,具体表现在路网系统上的功能作用、满足相交道路的互通要求及维持交通运行水平三个方面。因此,立交一般可用以下四种方式予以分类。
任何立交在城市和交通网中的作用,在交通系统中的重要性,都具有其特定的地位。相交道路的等级越高,则立交的重要性也越高;反之则功能及重要性定位比较低,立交在路网系统中的功能定位可归结为以下三种。
(1)枢纽型立交 枢纽型立交是中长距离,大交通量的高等级道路之间的立体交叉,如高速公路之间、城市快速路之间、高速公路和城市快速路相互之间,以及重要汽车专用道之间。这些立体交叉口,除了直行交通量较大外,相交道路间的转向交通也比较大,其作用是实现中长距离、大交通量在高等级道路之间的交通转换,所以称之为枢纽型立交。
(2)服务型立交 服务型立交又称为一般互通立交,是高等级道路与低等级或次级道路之间的立体交叉。如高速公路与其沿线城市出入干道或次要汽车专用道之间,城市快速路或重要汽车专用道与其沿线城市主干道或次级道路之间,以及为地区服务的城市主干道与城市主干道之间等。此类交叉口分布于主要道路的沿线,为出入两侧地区或重要服务对象的进出交通而设置的,所以称之为服务型立交。
(3)疏导型立交 疏导型立交仅局限地区次要道路上的交叉口,交叉口交通量已足使相交道路交通不畅,行车安全受到一定影响,平面交叉口出现阻塞现象时,从提高交叉口通行能力出发,对交叉口临界交通流向进行立体化疏导,以改善交叉口处的交通状态,提高道路的服务水平,这类立交称之为疏导型立交,也称为简单立交。
城市道路立体的功能分类与相交道路等级的关系如表2-5所列。
表2-5 道路立交的功能分类与相交道路等级的关系
道路立交的功能定位是决定立交规模的重要因素。除此以外,立交互通程序也是影响最终工程规模和工程造价的主要因素。按照交道流向立体化互通的程度,所有立交可归结为完全互通式、部分互通式、简单互通式和分离式(即不互通)立交。
(1)完全互通式立交 完全互通式立交是一种理想的、比较完善的高级立交形式,即所有交通流向上均有立体专用匝道,使各路交通畅通无阻、快速平安。其匝道数与转弯方向数相等,各转向都有专用匝道,适用于高速道路之间及高速道路与其他高等级道路相交。其代表形式有喇叭形、苜蓿叶形、Y字形和X字形等。
①喇叭形立交。喇叭形立交如图2-12所示,这是三路立交的代表形式,按主要公路的左转弯出口在路线构造物之前和之后,喇叭形立交又可分为A型和B型两种。
图2-12 喇叭形立交示意
喇叭形立交除环圈式匝道适应车速较低外,其他匝道都能为转弯车辆提供较高速度的半定向运行路线;道路交叉处只需要建一座构造物,工程投资比较少;无冲突点和交织,通行能力比较大,行车也比较安全;平面和空间造型均很美观,行车方向容易控制。在一般情况下采用A型较好。如果因地形、地物的限制或左转进入主线的交通量大于左转驶离主线的交通量时,采用B型比较适宜。
在进行布设时,应将环圈式匝道设在交通量较小的方向上,次线上跨时对转弯交通的视野有利,下穿时宜斜交或弯穿。
②苜蓿叶形立交。苜蓿叶形立交作为最早出现的一种全互通式立交,这种形式早已为人们所普遍接受,尤其是在城市立交中,苜蓿叶形立交有上佳的表现。苜蓿叶形立交如图2-13所示,其中(a)为标准形,(b)为带集散车道形。
图2-13 苜蓿叶形立交示意
苜蓿叶形立交的平面形状如苜蓿叶,具有交通运行连续而自然,不会出现冲突点,可以分期进行修建,仅需一座构造物等优点;但这种立交形式占地面积较大,左转弯绕行距离较长,环圈式匝道适应车速较低,且桥上和桥下存在交织等缺点。主要适用于左转交通量较小的一般互通式立体交叉。
在苜蓿叶形立交中的直行车道旁如果增辟集散道,如图2-13(b)所示,可以避免转弯车流的交织对直行车流的干扰,但少量的交织仍不可避免,因而枢纽互通式立交应尽量避免采用这种类型。在城市内由于受用地限制更难采用,但因这种形式的立交非常美观,如果在城市外围环路上采用,再配以适当的绿化,是比较理想的立交形式。
③Y字形立交。Y字形立交,如图2-14所示。其中(a)为定向Y字形;(b)为半定向T形,右下图为三层式。Y字形立交具有能为转弯车辆提供高速的定向或半定向运行,无交织现象,也无冲突点,行车比较安全;道路方向明确,路径比较短捷,通行能力较大;正线外侧占地宽度较小等优点。但是,需要建造的构造物较多,工程造价必然也较高。
图2-14 Y字形立交示意
Y字形立交[图2-14(a)]适用于右转弯车速较高、且交通量大的枢纽互通式立体交叉。从交通运行的角度考虑,二层布置要比三层布置更优。T字形交叉[图2-14(b)]适用于出入交通量相对较少或左转弯速度较低的枢纽互通式立体交叉。
④X字形立交。X字形立交又称半定向式立交,如图2-15所示。其中图2-15(a)为对向左转匝道对角靠拢布置,图2-15(b)为对角左转匝道拉开布置。
图2-15 X字形立交示意
X字形立交的各方向运行都有专用匝道,具有自由流畅、转向明确、无冲突点、无交织、通行能力大等优点,适用车速较高、交通量较大的情况下。但也存在占地面积大、层多桥长、造价较高、城区内很难实现等缺点。一般多用于各转弯交通量均比较大的互通式立交。
(2)部分互通式立交 部分互通式立交是除个别交通流向不具有专用或没有通行匝道或保留平交路口外,其余多半或大部分交通流向具有专用匝道。当个别方向的交通量很小或分期修建时,高速道路与次要道路相交或用地和地形等限制时,可以采用部分互通式立交。部分互通式立交的代表形式有菱形立交和部分苜蓿叶式立交等。
①菱形立交。菱形立交(图2-16)在城市立交桥系统中占有很大的比例,对增大城市快速路系统的整体交通容量,缓解市中心地区的交通紧张状况具有重要意义。这种形式的立交能保证主线直行车辆快速通畅;转弯车辆绕行距离较短;主线上具有高标准的单一进出口,交通标志简单;主线下穿时匝道坡度便于驶出车辆减速和驶入车辆加速;结构形式简单,仅需要一座桥梁,用地和工程费用均比较小。
图2-16 菱形立交示意
但是,次线与匝道的连接处为平面交叉,从而影响通行能力和通行安全。这种立交形式适合于出入交通量较小,匝道不设置收费站的一般互通式立体交叉。
在菱形立交布设时,应将平面交叉设置在次线上,主线上跨或下穿应视地形和排水条件而定,一般以下穿为宜。次线上可以通过渠化或设置交通信号等措施组织交通。
②部分苜蓿叶式立交。部分苜蓿叶式立交是相对标准的苜蓿叶式立交而言,这种立交缺少部分转向匝道,这部分交通通过在次要道路上以平面交叉方式来实现。按照匝道布置方式不同,部分苜蓿叶式立交可分为三类:即主要道路的出口在跨线构造物之前的A型[图2-17(a)],出口在路线构造物之后的B型[图2-17(b)],以及主要道路为对称轴布置匝道的A-B型[图2-17(c)]。
图2-17 部分苜蓿叶式立交示意
这些形式的立交或其变形形式的立交,其主线直行车快速通畅;单一驶出方式简化了主线上的交通标志;仅需要一座桥,用地和工程费用均比较小;远期可以扩建为全苜蓿叶式立交。但是,次线上存在平面交叉,有停车等待和错路运行可能。主要适用于出入交通量较小的一般互通式立体交叉。
A、B型部分苜蓿叶式立交的选择,主要取决于转弯交通的特点和用地条件。当转弯交通量不平衡时,应以平面交叉中的冲突最少者作为匝道布设象限选择的原则。A-B型部分苜蓿叶式立交,只适用于被交路傍铁路或密集建筑物或滨河的情况。
在进行布设时应使转弯车辆的出入尽可能少影响主线的交通,最好使每一转弯运行均为右转弯出入,不得已时应优先考虑右转出口。另外,平面交叉口应布置在次线上。
(3)简单互通式立交 简单互通式立交是相对部分互通式立交而言,除个别交通流向具有专用或共用匝道外,其余多半或大部分交通流向上不具有专用匝道或没有通行匝道,而且保留平交路口。
(4)分离式立交 分离式立交是指相交道路之间没有特设匝道的立交桥。它是一种形式最简单的立交桥,一般只能保证直行方向的交通互不干扰,转弯车辆(特别是左转弯车辆)则根据其具体情况允许其在交叉口处平面交叉。分离式立交一般有分离式两层立交和分离式三层立交。
分离式立交仅设置一座跨线构造物,使相交道路空间分离,上、下道路无匝道连接的交叉方式,如图2-18所示。这种类型立交结构非常简单、占地比较少、布置较容易,工程造价低,但相交道路的车辆不能转弯行驶,适用于高速道路与铁路或次要道路之间的交叉。
图2-18 分离式立交示意
道路立交的功能定位一旦确定,仅以立交的互通程度来衡量立交的功能水平还是很不够的,根据城市道路交通本身的运行特性,立交的类型还可以按立交的交通组织特性分类,主要分为无交织型、有交织型和有平交型三种。
(1)无交织型立交 无交织型立交是所有交通流向除了具有专用匝道之处,不会因为进出相交道路相互之间产生交织运行,即进入车辆与驶出车辆不发生交织,也不会因合流后再通过交织分流。整个交通流均呈连接、“层流”状态。
(2)有交织型立交 有交织型立交是相对无交织型立交而言,各交通流即便具有专用匝道,也会因某些外部条件的限制造成道路转向车流先进后出从而产生交织。当两个以上交通流向合用一段车道合流后再分流时,也会以交织状态运行,这种立交部分交通流表现为连续、“紊流”状态。
(3)有平交型立交 有平交型立交是针对部分互通及简单互通立交而言的,在受到投资规模限制、转向交通流向不能全部设置专用匝道的情况下,将一些次要交通流向集中于平面交叉口,以交通管理方式组织交通,将有限的资金集中解决主要交通矛盾。这样交叉口部分交通流表现为间断流,但仍然能够保证次要交通的一般需要。
道路立体交叉按相交道路跨越方式可分为上跨式立交和下穿式立交两类,如图2-19所示。
图2-19 上跨式立交和下穿式立交
(1)上跨式立交 上跨式立交是一种用跨线桥从相交道路上方跨过的交叉方式。这种立交具有施工比较方便、工程造价较低、排水容易处理等优点;但占地面积较大,引道长度较长,高架桥位于一定高度,不仅影响视线和市容,而且不利于非机动车辆的行驶。
(2)下穿式立交 下穿式立交是一种从相交道路下方穿过的交叉方式。这种立交具有占地比较少、立面容易处理、对视线和市容影响小等优点;但施工工期较长、排水比较困难、工程造价较高、养护和管理费用大。
除以上几种分类方法外,道路立交还有按几何形状分类、按交汇道路条数分类、按立交层数分类和按立交用途不同分类等。
城市道路断面是城市道路纵断面和横断面的合称。沿着道路中心线的竖向剖面称为纵断面,主要反映道路的竖向线形;垂直道路中心的剖面称为横断面,主要反映路型和宽度特征。
城市道路的纵断面是城市道路竖向线形设计,道路纵坡受道路交叉点、道路与铁路交叉点、桥梁、隧洞等高程制约。同两侧街区的地面排水、建筑布置、出入路口的交叉、沿路干管的埋设连接有密切关系,在一般情况下,道路纵坡设计沥青路面、混凝土路面为0.3%;石料、砂石路面为0.5%。行驶机动车的最大纵坡一般不大于8%;行驶非机动车的,不大于3%。城市道路的路面标高应等于或略低于两侧街区的地面标高,以利于街区内的排水。
城市道路的交通性质和组成比较复杂,尤其表现在行人和各种非机动车辆较多。各种交通工具和行人的交通问题,都需要在横断面设计中综合考虑予以解决,所以城市道路路线设计中的横断面设计占主要方面,一般应在平面和纵断面设计之前进行。
城市道路各组成部分相互联系和影响,其宽度的确定和位置的安排,必须首先保证车辆和行人交通安全、畅通;其次,要与道路两侧各种建筑物及自然景观相协调,并满足地面、地下排水和其他各种管线埋设的要求。
道路横断面设计应注意近、远结合,使近期工程成为远期工程的组成部分,并预留某些规划远期管线断面位置,路面宽度及标高等均应留有发展的余地。因此,在进行道路红线规划时,应考虑各组成部分的位置,即要考虑道路横断面的选型。我国城市道路横断面形式主要有一块板形式、二块板形式、三块板形式和四块板形式。道路横断面形式如图2-20所示。
图2-20 道路横断面形式示意
(1)一块板形式 一块板形式是不设置分隔带的道路,用于一般道路,是一种混合交通形式,即机动车与非机动车在一条道路上行走,这种形式适用于路幅较窄、占地困难或拆迁量大的旧城区。道路绿化是在人行道上以行道树形式种植。
(2)二块板形式 二块板形式是设置对向分隔带的道路。道路被中央分车带分成两块路面,从而形成上下行的对向车流。这种形式常应用于交通量比较均匀以及郊区快速车道,在中央分车带上进行绿化。由于受现状和某些地形的限制,往往出现一些不规则的断面形式,如机动车与非机动车行驶一条路,慢车道布置在人行道外侧的行驶。
(3)三块板形式 三块板形式是设置机动车和非机动车分隔带的道路。机动车和非机动车用分车带隔开,机动车在道路的中间,非机动车设在机动车道的两边,这种道路形式有利于提高车速和保障交通安全。
(4)四块板形式 四块板形式是第二种形式和第三种形式的综合,设置机动车道对向分隔带以及机动车和非机动车道分隔带的道路,并具有二者的优点,适用于道路宽度和车流较大、道路等级要求高的情形。这种道路形式容易形成较好的绿化景观,成为城市主要的绿化景观干道。
城市道路的宽度有路幅宽度与道路宽度两种含义。
在建筑设计及其城市规划中,路幅宽度是指道路红线之间的宽度,是道路横断面中各种用地宽度的总和。道路宽度是指只包括车行道与人行道宽度,不包括人行道外侧沿街的城市绿化等用地宽度,主要由交通量来决定。
城市道路宽度的确定应根据城市的性质、规模和道路系统规划的要求,并综合考虑交通量(机动车、非机动车和行人)、日照、通风、管线敷设以及建筑布置等因素,同时要综合不同城市在各时期内城市交通和城市建设上的不同特点,远近结合,统筹安排,适当留有发展余地。
影响道路通行能力的因素很多,其中包括一条车道实际通过多少车数,一般是从实际观测中用类比的方法估算。在城市道路网中平均一条车道的最大通行能力如下:小汽车为500~1000辆/h;载重汽车为300~500辆/h;公共汽车(无轨电车或公共汽车)为60~90辆/h。当为混合交通时为400辆/h。
机动车道的宽度等于所需要的车道数与一条车道所需的宽度。一条车道所需的宽度应根据道路等级和行车速度的不同而确定,对于一般道路为3.5m左右,对于快速干道,车道宽度可适当加宽,建议采用3.75~4.0m。
无路缘石的靠路边的车道应适当放宽,路边停车带的宽度为2.5~3.0m。行驶机动车的道路至少要有2条车道,路面宽度宜为7.5~8.0m。双向行驶道路的车道数通常采用偶数。
自行车车道宽度应按行车带计算,每条行车带宽度为1.0m。车行道总宽度应是行车带宽度与车道数的乘积,再加上两侧的全部宽度(一般每侧为0.5m);单向自行车道不应少于2条行车带。
人行道的宽度按步行带计算,单人单向步行带宽度为0.75m。车站、客运码头、商业中心地段等放宽为0.9~1.0m;单侧人行道不应少于2条步行带。
行道树、电杆等应另外附加一定行宽度。地下管线一般应当布置在人行道和非机动车道的下面。
了解道路断面在做道路绿地规划时应与交通设计部门沟通,共同执行道路绿化用地的规范,并在进行用地统计时避免重复计算。