導(dǎo) 語
車道寬度的設(shè)置是一項(xiàng)十分重要卻又極易為人所忽視的交通安全管理措施。車道是否越寬越好?車道寬度選擇需要考慮哪些要素?又會(huì)對(duì)道路交通安全產(chǎn)生哪些影響?請(qǐng)看公安部道路交通安全研究中心特約專家、3M交通安全系統(tǒng)部首席交通安全教育與政策聯(lián)絡(luò)官官陽的剖析。
在各種速度管理和交通安全管理措施中,有一個(gè)非常重要卻又容易被人忽視的手段就是車道寬度的設(shè)置。事實(shí)上,車道寬度會(huì)對(duì)車速和道路通行能力產(chǎn)生影響。對(duì)于路網(wǎng)來說,車道設(shè)置窄了,會(huì)導(dǎo)致駕駛?cè)笋{駛壓力增大,對(duì)其形成安全挑戰(zhàn);車道設(shè)置寬了,會(huì)“鼓勵(lì)”高車速,增加道路使用者跨越道路的時(shí)間和難度,引發(fā)秩序混亂,降低路網(wǎng)效率。
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車道越寬道路通行能力越大嗎?
慣性思維認(rèn)為車道越寬,車速越高,道路通行能力就越大,這其實(shí)有誤區(qū)。高車速需要更大的車間距,不均勻的車間距也會(huì)影響道路通行能力,車速高的時(shí)候,往往是道路上車少的時(shí)候,這時(shí)單車占據(jù)的道路空間較大,當(dāng)車多到一定程度時(shí),車間距受擠壓,車速就會(huì)降低。評(píng)價(jià)道路通行能力,更準(zhǔn)確的概念是“道路服務(wù)水平”,是一個(gè)更科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)體系。
道路服務(wù)水平(Level of service,服務(wù)水平),是一個(gè)權(quán)衡道路綜合通行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)體系,考慮要素主要包括密度、速度和流率(需要通過的交通流數(shù)量與道路通行能力的比率)。美國(guó)使用服務(wù)水平(LOS)分級(jí)來表達(dá),一般分A、B、C、D、E、F六級(jí),而且針對(duì)公路、快速路、城市道路等不同的路有不同考慮因素和依據(jù)。總體上可以概括如下:
❖ A級(jí):車速最高,駕駛?cè)丝梢圆皇芨蓴_地使用自由流速度行進(jìn);
❖ B級(jí):接近于自由駕駛,但是會(huì)偶受干擾;
❖ C級(jí):接近自由流車速的極限(快速路上是70英里/小時(shí),約110公里/小時(shí);公路上一般會(huì)高于50英里/小時(shí),約80公里/小時(shí)),此時(shí)車輛密度需要引起注意;
❖ D級(jí):駕駛?cè)瞬僮魇艿铰飞宪囕v干擾,車速開始下降;
❖ E級(jí):車輛密度很不穩(wěn)定,接近道路的飽和容量,這時(shí)明顯達(dá)不到自由流車速,但車速仍然處在可接受的相對(duì)高速度(快速路上不低于49英里/小時(shí),約80公里/小時(shí);普通公路上,如果自由流車速是45-60英里/小時(shí),約75-100公里/小時(shí),這時(shí)為42-55英里/小時(shí),約70-90公里/小時(shí),下降不到10%),流速干擾隨時(shí)可能出現(xiàn),這時(shí)交通流密度明顯較高;
❖ F級(jí):會(huì)出現(xiàn)車流中斷,比較典型的原因是事故和車道減少導(dǎo)致的交織流干擾。
表1為美國(guó)道路通行手冊(cè)例舉的多車道公路上的服務(wù)水平數(shù)據(jù),可以看到車速與道路通行能力的辯證關(guān)系。其中,E級(jí)車速明顯降低,但通過車輛的數(shù)量是自由流車速A級(jí)的3倍多。表1中,假設(shè)公路自由流車速為60英里/小時(shí)(約為95公里/小時(shí)),每英里有8個(gè)接入路口;自由流車速為50英里/小時(shí)(約為80公里/小時(shí))的,每英里有25個(gè)接入路口,車道寬3.6米,路肩寬度大于1.8米;高峰小時(shí)流量因子PHF=0.88;有5%的車流是大貨車。
表1:多車道公路上的服務(wù)水平數(shù)據(jù)
要正確選擇車道的寬度,不僅要有車道功能意識(shí),還要有車道寬度與速度的關(guān)系意識(shí),并不是寬車道和高車速的設(shè)計(jì)就一定科學(xué),我國(guó)城市里建設(shè)大量快速路無法解決擁堵問題,道理就在這里。
在國(guó)際交通工程界有一批車道寬度和速度關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)論并達(dá)成共識(shí)型認(rèn)知,指導(dǎo)著日常的道路和交通控制設(shè)計(jì)工作。建立這些數(shù)據(jù)意識(shí),對(duì)日常交通安全管理工作很有幫助。
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車道寬度選擇要考慮哪些要素?
國(guó)際交通工程界對(duì)車道寬度的基本共識(shí)
對(duì)于車道的寬度,國(guó)際交通工程界有些基本共識(shí)。通常情況下來看,更寬的車道(超過3.3-3.4米)可以減少碰撞事故,當(dāng)然也不絕對(duì),因?yàn)楦鼘挼能嚨酪矔?huì)鼓勵(lì)車速提高,有數(shù)據(jù)顯示33%較高速度的交通事故與寬車道有關(guān)。對(duì)城市道路而言,無論車道寬(3.1-3.2米)窄(窄于2.8米),事故都比公路上要多。對(duì)于機(jī)動(dòng)車和自行車來說,車道寬度在3-3.1米 (9.8-10.2英尺) 的情況下, 通行能力最大。
當(dāng)車道寬度增加后,行人的數(shù)量會(huì)減少;在交叉口,車道越窄,自行車的運(yùn)力越高;當(dāng)車道寬度降低時(shí),車速也隨著降低。為了行人和自行車騎行者的安全,許多新城市主義者,都反對(duì)交通工程界的寬車道傳統(tǒng)思維,認(rèn)為將車道寬度降低到3.0米,不會(huì)對(duì)道路安全和運(yùn)力產(chǎn)生負(fù)面影響,且更多人認(rèn)為,車道寬度增加后,會(huì)增加行人過街距離,增加行人在沖突區(qū)的暴露時(shí)間。
圖1:歐洲主流設(shè)計(jì)使用的道路寬度和凈空尺寸示意
歐美等國(guó)家、地區(qū)對(duì)車道寬度相關(guān)規(guī)定
國(guó)際范圍內(nèi),行車道的典型寬度從2.7至4.6米不等。一般在低流量道路上車道比較窄,高流量道路上車道比較寬。另外,車道寬度與該車道上行駛車輛的最大寬度以及車輛側(cè)向運(yùn)動(dòng)需要的額外寬度有關(guān)。
根據(jù)1956年的美國(guó)聯(lián)邦法律規(guī)定,貨車的寬度是96 英寸 (2.438米),集裝箱寬度是80英寸(2.032米);1976年,貨車寬度增加到102英寸(2.591米),約2.6米,以便與國(guó)際接軌。歐洲也將允許的車體寬度增加到2.55米,帶冷藏箱的貨車寬度可以達(dá)到2.6米,車體兩側(cè),最初規(guī)定至少要有0.20米,現(xiàn)在是至少0.25米。也就是如果考慮大貨車通行,車道寬度至少是3.1米。現(xiàn)在,在交通流量小的道路上,允許建造第二或第三條同向行車道,寬度可以下降,只為1.75米寬的小汽車通行使用。但在新建道路標(biāo)準(zhǔn)里,并不太鼓勵(lì)這種做法,因?yàn)橐坏┙煌髟黾樱菀壮霈F(xiàn)問題。
在歐洲,各國(guó)對(duì)于車道寬度的法律和規(guī)定是多樣化的:有的允許道路最窄寬度為2.5到3.25米。德國(guó)城際公路網(wǎng)對(duì)最少是兩條車道道路的車道寬度要求至少達(dá)到3.5米,并要求左側(cè)還有額外的0.25米寬度,右側(cè)路肩要至少1.5米的寬度。在雙向各有兩條車道的設(shè)有中央隔離帶的高速公路,車道寬度要達(dá)到3.75米并且兩側(cè)都要有0.50米寬的凈區(qū);雙向各3條車道的道路,最右側(cè)車道需要3.75米(為大貨車使用),其他車道需要3.5米;城市道路和低密度地區(qū),每條車道寬度可以窄到2.75米,路肩至少要1米。
在美國(guó)的聯(lián)邦州際公路上,標(biāo)準(zhǔn)車道寬度是3.6米,在低等級(jí)道路上車道寬度更窄。表2為車道寬度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)來源是美國(guó)全國(guó)公路及運(yùn)輸官員協(xié)會(huì)(A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, AASHTO)。
表2:車道寬度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
表2中的車道寬度數(shù)值,不包括特殊用途車道的寬度建議。比如連續(xù)雙向左轉(zhuǎn)車道需要的寬度、大型卡車在水平曲線上需要脫離車道完成轉(zhuǎn)彎操作時(shí)需要的車道寬度等。另外,這個(gè)車道寬度也不包括路肩、護(hù)欄和街邊停車區(qū)。
根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦公路管理局的要求,所有車道在正式設(shè)計(jì)時(shí)都可以使用例外的數(shù)值(通常是寬度縮減,主要出現(xiàn)在城市道路上),包括所有行車道、輔助車道和匝道。在平面曲線(彎道)的具體設(shè)計(jì)上,即使沒有提供額外的車道,也不一定必須設(shè)計(jì)更寬的車道,但相關(guān)決策要正式記錄在案。總之,審慎和實(shí)事求是還是設(shè)計(jì)的基本原則。在選擇車道寬度時(shí),也要考慮道路流量。
在日常工作中,我們會(huì)遇到所謂的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)車道寬度的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),主要是為車道、輔助車道、坡道和轉(zhuǎn)彎道提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)值。我們?nèi)粘B犝f的設(shè)計(jì)速度,就是做設(shè)計(jì)時(shí),要選定一個(gè)速度值以便選擇車道寬度,所以設(shè)計(jì)速度并不是真正的道路運(yùn)行速度。
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車道寬度對(duì)道路交通安全有哪些影響?
道路設(shè)計(jì)速度不同 車道寬度對(duì)安全的影響表現(xiàn)不同
評(píng)估車道寬度對(duì)安全的潛在不利影響時(shí),速度是首要考慮因素。在車速較高的農(nóng)村地區(qū)雙向單車道公路上,跨越中心線形成的正面對(duì)撞或跨中心線后的側(cè)掃碰撞風(fēng)險(xiǎn)是一個(gè)值得關(guān)注的問題,因?yàn)轳{駛?cè)嗽谶@種路上很容易脫離本車道行駛。在任何高速道路上,縮減車道寬度帶來的主要安全隱患大多與車道偏離型的撞車事故有關(guān),也包括駛出路面的事故。在車道寬度較小時(shí),要考慮一些緩解策略,來降低事故率和事故傷害程度。
城市環(huán)境中,車速相對(duì)較低,減小車道寬度產(chǎn)生的影響也呈現(xiàn)多樣化特點(diǎn)。城市里,發(fā)生車道偏離型撞車事故的風(fēng)險(xiǎn)較小,車道設(shè)計(jì)的重點(diǎn)往往是考慮如何最好地分配有限的道路橫截面寬度,以最大限度地提高各種道路使用者的安全性。這時(shí)可以選擇較窄的車道寬度來管理或降低速度,縮短行人的穿越距離,也可以利用調(diào)整車道寬度的手段與其他橫截面元素融合,比如接入口控制用的隔離帶、自行車道、占路泊車、換乘站和園林綠化等。在城市低速環(huán)境中采用的車道寬度范圍,通常有足夠的靈活性,以便可以實(shí)現(xiàn)理想的城市道路斷面,所以一般不存在設(shè)計(jì)例外和必須執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的問題。
車道寬度和其他設(shè)計(jì)元素之間的關(guān)系
設(shè)計(jì)人員應(yīng)了解車道寬度和其他設(shè)計(jì)元素之間的相互關(guān)系。在車道和路肩都狹窄的高車速公路上,嚴(yán)重偏離車道型事故的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加。在農(nóng)村地區(qū)雙向單車道公路上,駕駛?cè)艘话銜?huì)選擇靠近中心線行駛,因?yàn)樵讵M窄的路肩旁邊行駛會(huì)感到不舒服和壓力。在其他時(shí)候,駕駛?cè)艘话銜?huì)選擇在更接近路緣的位置行駛,但當(dāng)遇到迎面而來的車輛時(shí),這種位置又會(huì)導(dǎo)致增加沖出路面的風(fēng)險(xiǎn)以及超過潛在的邊緣落差的威脅。
圖2是英國(guó)的一種雙向單車道中心線標(biāo)線,用以降低跨越中心線型撞車事故(英國(guó)是靠左行駛的國(guó)家)。這個(gè)箭頭是示意駕駛?cè)艘偦卦嚨溃驗(yàn)榍胺綄⒊霈F(xiàn)禁止跨越的中心分道實(shí)線,無法借用對(duì)向車道行駛,必須保持在本車道行駛,不得再嘗試超車或者跨越中心線。
圖2:英國(guó)一種雙向單車道中心線標(biāo)線
車道寬度變窄會(huì)導(dǎo)致的另一個(gè)安全挑戰(zhàn)是在車輛彎道行駛時(shí)的車道對(duì)齊。通常情況下,在彎道處車道偏離型事故的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加,如果再加上車道寬度較窄,車輛高速行駛中,事故風(fēng)險(xiǎn)將進(jìn)一步增加。 此外,在彎道上,卡車和其他大型車輛會(huì)通過占用相鄰車道或路肩的一部分來調(diào)整姿態(tài)和車速,這也會(huì)對(duì)自身安全和其他車輛的操作造成影響,包括可能威脅正在使用相鄰車道或路肩的自行車騎行者等。在評(píng)估車道的設(shè)計(jì)例外時(shí),了解設(shè)計(jì)元素的這種相互作用很重要。
車道寬度和事故數(shù)量的關(guān)系
在決定車道寬度時(shí),有一個(gè)技術(shù)概念也很重要,就是實(shí)質(zhì)安全,即在已經(jīng)運(yùn)行的道路上,尋找車道寬度和事故數(shù)量的關(guān)系。圖3所示是雙車道農(nóng)村公路上交通事故修正系數(shù)與車道寬度的關(guān)系。
圖3:雙車道農(nóng)村公路上交通事故修正系數(shù)與車道寬度的關(guān)系(來源:美國(guó)聯(lián)邦公路管理局雙車道農(nóng)村公路安全性能預(yù)測(cè) ,Source: Prediction of the Expected Safety Performance of Rural Two-Lane Highways, FHWA)
圖3中,“X”軸表示“平均每日流量(veh/天)”,并標(biāo)記為 500、1000、1500、2000和2500;“Y”軸表示“事故修正因子”,以十進(jìn)制增量 1.00、1.10 等標(biāo)記到 1.70。“X”軸頂部的注釋指出,“此系數(shù)適用于單車沖出車道型事故、多車輛同方向側(cè)滑事故和多車對(duì)向碰撞事故。各種車道寬度的事故修正因子以水平線開始,顯示碰撞風(fēng)險(xiǎn)的微小差異。”從圖中可以看出,當(dāng)日流量超過 500 輛車時(shí),事故修正因子呈線性增長(zhǎng)。日流量達(dá)到2000輛時(shí),事故修正因子返回到水平線,此時(shí),12 英尺(3.6米)車道的事故修正因子為 1.00;11英尺(3.3米)車道為 1.05;10 英尺(3米)車道為 1.30;9 英尺(2.7米)車道為1.50。這表明農(nóng)村雙車道高速公路上9英尺和10英尺車道的預(yù)期碰撞風(fēng)險(xiǎn)較高,11英尺與12英尺(3.3和3.6米)道路的安全系數(shù)基本一致。
在多車道城市干線和多車道農(nóng)村干線上,比較10至12英尺車道寬度的實(shí)質(zhì)安全時(shí),也發(fā)現(xiàn)實(shí)質(zhì)安全差異很小。這也就是說,在多車道道路上,出于需要是可以縮小行車道寬度的。如果每條車道縮小2英尺(0.6米),將為路側(cè)空間和中央隔離帶做出很大貢獻(xiàn),也會(huì)為輔助車道、非機(jī)動(dòng)車道和轉(zhuǎn)彎專用道提供更好保障,提升交通流的流暢性。
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車道寬度對(duì)車速有怎樣的影響?
車道寬度對(duì)交通運(yùn)營(yíng)和高速公路通行能力有影響,尤其是對(duì)于車速較高的道路。車道寬度與其他幾何元素(主要是路肩寬度)的相互作用也會(huì)影響道路的運(yùn)行速度。
在確定道路的通行能力時(shí),會(huì)依據(jù)一些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,以能反映車道寬度對(duì)自由流速度的影響。表3是美國(guó)公路通行能力手冊(cè)里例舉的當(dāng)車道寬度小于 12 英尺(3.6米)時(shí),不同寬度車道對(duì)應(yīng)車速降低的幅度。
表3:車道寬度對(duì)自由流車速的影響(來源:公路通行能力手冊(cè)(Highway Capacity Manual)
表4例舉的是不同路肩寬度和車道寬度對(duì)自由流車速的影響。由此不難發(fā)現(xiàn),相對(duì)狹窄的路側(cè)視覺感受,會(huì)讓駕駛?cè)诉x擇更低的車速。
表4:雙車道自由流車速降速與車道及路肩寬度對(duì)應(yīng)變化表(來源:公路通行能力手冊(cè),Highway Capacity Manual)
表5:車道寬度縮小時(shí)可能會(huì)對(duì)安全與運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)面影響點(diǎn)(需要專業(yè)工程評(píng)估)(來源:公路通行能力手冊(cè),Highway Capacity Manual)
表5為車道寬度縮小時(shí)可能會(huì)對(duì)安全與運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)面影響點(diǎn)。其中道路類型的具體含義如下:
❖ 高速公路:高速、多車道的雙向分割的公路,只有立交道接入(農(nóng)村或城市)。
Freeway: high-speed, multi-lane divided highway with interchange access only (rural or urban).
❖ 快速路:高速、多車道的雙向分割主干道,有立交橋和平面接入口(農(nóng)村或城市)。
Expressway: high-speed, multi-lane divided arterial with interchange and at-grade access (rural or urban).
❖ 農(nóng)村雙車道公路:高速,不分割的農(nóng)村公路(動(dòng)脈,收集器,或本地)。
Rural 2-Lane: high-speed, undivided rural highway (arterial, collector, or local).
❖ 城市主干道:城市主干道,速度為 45 英里/小時(shí)(70 公里/小時(shí))或以下。
Urban Arterial: urban arterials with speeds 45 mi/h (70 km/h) or less.
從上面幾張表可以看到,車道寬度從3.6米降到3米,自由流車速會(huì)下降約10公里/小時(shí)。可以說,在城市道路和穿村鎮(zhèn)道路,窄車道的意義巨大,因?yàn)檫@會(huì)縮短行人過街距離,使非機(jī)動(dòng)車獲得更多的路側(cè)空間,并有效抑制車速。
車道種類很多,有直行車道、轉(zhuǎn)彎車道、減速車道、加速車道、輔助車道、各種專用車道等等,各種車道之間的轉(zhuǎn)換效率和質(zhì)量,決定了交通流的流暢性。當(dāng)我們建立了車道與車速的關(guān)系概念后,就可以根據(jù)車道的不同功能來調(diào)整車道寬度,更充分地利用車道寬度和不同的標(biāo)線形式來調(diào)整車速和路權(quán),改善交通流質(zhì)量,提高道路跨越效率和道路交通安全。
(文/公安部道路交通安全研究中心特約專家、3M中國(guó)首席道路交通安全教育與政策聯(lián)絡(luò)官 官陽)
(新媒體責(zé)編:zfy2019)
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