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重庆幸运农场:打通節點 ?構建快速路是緩解城市交通擁堵的關鍵

重庆幸运农场 www.jbztq.com 打通節點 構建快速路是緩解城市交通擁堵的關鍵

 云南工程勘察設計院有限公司  張學忠 趙衛忠

摘要:解決城市交通擁堵已成為世界性問題和難題。本文針對造成城市交通擁堵的平交路口問題,從探尋城市道路平交路口導致交通擁堵的微觀機理剖析入手,提出了采用“一種快速裝拆的城市小型汽車天橋”專利技術來實現城市交通解堵的思路和措施。

關鍵詞:城市交通平交路口擁堵 小型汽車天橋 專利技術


   在《昆明市中心城區五年(2016-2020)道路綜合整治規劃》基礎上,本文僅從一個微觀技術的可操作層面對擁堵節點及構建城市快速路問題提出幾點拙見。

   1.城市道路平交路口導致交通擁堵的微觀機理剖析

隨著城市小汽車數量持續大幅度增多,最為突出和強烈的感受就是在平交路口等待的煎熬。把城市道路平交路口導致一條道路交通擁堵的微觀機理剖析清楚,將有助于我們深入認識城市交通擁堵的形成機理、形成新的解堵思路、采取更有效的解堵措施。

   1.1城市交通擁堵的直觀感受。


 1.1城市平交路口擁堵照片

一是平交路口瓶徑堵塞;二是平交路口不能充分利用緊缺的道路資源。當東西向通行時,南北向路口道路資源浪費;當南北向通行時,東西向路口道路資源浪費。

  1.2城市平交路口南北向路口道路閑置

 1.3城市平交路口東西向路口道路閑置

1.2調查得到的結果。通過我們對典型擁堵平交路口交通量調查

分析可知,在擁堵點的交通車輛中,小汽車比例均大于70%,有些路口甚至接近90%,小汽車是整個交通車輛中的主要車型。同時還有一個“趨于直行”規律:即在城區主干道上行駛的小車,除了主干道之間交叉或出現拐彎外,70-80%,有的甚至90%在通過路口時趨向于直行。這樣,一方面直行的車輛受紅燈控制阻礙了行駛;另方面,由于支線紅燈時間遠遠長于綠燈時間,使得在路口等待的車輛不斷積聚,極易造成交通擁堵。

1.3從微觀層面看,造成城市交通擁堵的兩個關鍵問題。美國交通委員會認為:城市街道的通行能力一般受到信號交叉口通行能力的限制,在確定通行能力時,路段的特性并不起主要作用。據此,從微觀層面看,城市交通擁堵的主要原因:一是上下班高峰期車輛通行數量大,尤其是私人轎車或小型汽車造成交通路口的嚴重擁堵。二是我國的城區,尤其是老城區的交通路口多,而且大多數是平面交叉型,需紅綠燈訊號控制方能實現車輛有序通行。因此,城市交通平交路口必然形成嚴重的“瓶徑”堵塞效應,造成城市交通的擁堵。因此,如能采取有效措施針對性地改善該條城市交通主干道上平交路口的“瓶徑”堵塞效應,哪怕只是在直行方向提高通行效率,提高小型車輛的通行速度,減少這些車輛在交叉路口的等候時間,也能大大緩減該主干道的擁堵狀況,實現改善城市交通的目的。

例如:昆明滇池路上的南亞風情園跨線橋“怡心橋”(圖1.4)和南三環路口跨線橋“采蓮橋”(圖1.5),對緩解這兩個平交路口過去存在的嚴重交通擁堵發揮了積極作用,起到很好的效果。

1.4昆明滇池路上的南亞風情園跨線橋“怡心橋”


1.5昆明滇池路上的南三環路口跨線橋“采蓮橋”


當然,有觀點認為:“在一條路上,這個堵點解決了,又會移到下一個堵點”。如滇池路,“怡心橋”和“采蓮橋”打通了兩個堵點,卻形成了與廣福路交叉的一個亟待打通的嚴重堵點??凸凵險欽庋?。因為一條主干道上的任一個堵點都可能導致該主干道的擁堵。所以,我們針對一條城市主干道的解堵,必須是打通該條路上所有可能的堵點,保證該主干道的全線暢通。而保證該主干道全線暢通的重要條件就是沒有平交路口,而不僅僅是加寬道路。換言之,打通平交路口的代價要比擴寬道路小,而一個簡單的跨線橋的解堵效果則要比擴寬兩條道路好得多。一個極為生動的實例就是新建的彩云路,盡管道路已經修建得寬得不能再寬,但還是因為有不少平交路口,導致在每天的交通高峰期,甚至周末時段,在彩云北路的廣福立交前后路段發生嚴重擁堵。

應該總結的經驗教訓:如果彩云路建設時就將所有必要的平交路口建造成為直行跨線橋,是否到達呈貢新區、大學城的交通就不會如此擁堵?

   2.一種解決城市交通擁堵的操作性思路

2.1解堵的思路及目標。解決城市交通擁堵不是,也不可能是使每一條城市道路都做到暢通無阻,這樣的思路及目標既不實際,也不可能實現。暢通工程的思路及目標應該是在城市主干道上做文章。只要能保證城市主干道的暢通,就能大大提高出行效率,節約社會、公眾資源,獲得好的社會、經濟、生態效益,提高人民群眾生活的幸福指數。而城市中心區、商業區、老舊小區、道路狹窄區域,不僅不應該去折騰改造道路,而且應該加以?;?,保留其特色。同時也鼓勵公交、步行、非機動車等綠色出行。

   2.2解堵的基本思路。《昆明市中心城區五年(2016-2020)道路綜合整治規劃》提出的解堵思路之一:打通二環以內23個節點:二環出入口及市中心交叉口;二環以外28個節點:滇緬大道沿線、滇池路沿線、廣福路沿線、彩云北路沿線、穿金路沿線,筆者對此深表認同。如果再進一步將此規劃深化、具體化,就是采用跨線橋、立交橋等交通設施,全線打通這些城市交通主干道上的平交路口節點,疏通城市交通主干道上的堵點,針對城市交通的主流交通工具——小型汽車,給直行的小型車輛免受紅綠燈控制通過路口。這就相當于在城市交通線上增加了幾條類似高架路的快速路,使人們在出行較遠的路程時,小型汽車直行更通暢,效率更高。理想的狀態是:通過工程技術和管理手段,在城市交通主干道的“點、線、面”上打通節點,解決“瓶徑”堵塞效應,形成一個比較通暢的城市快速路網系統,即可實現城市交通“解堵”的目的。

   3.一種“解堵”的可行技術手段及措施

要想實現《昆明市中心城區五年(2016-2020)道路綜合整治規劃》提出的解堵思路,必須有與之契合的有效的技術手段及措施。筆者結合自己在昆明理工大學建筑工程學院的一項專利發明作如下闡述。


   

           3.1“一種快速裝拆的城市小型汽車天橋”設計效果圖

   3.1技術方案介紹。2013年我們與昆鋼鋼構有限公司開展了解決城市交通擁堵的技術方案:“一種快速裝拆的城市小型汽車天橋”專利技術實施研究,

3.2“一種快速裝拆的城市小型汽車天橋”專利證書


本專利發明的內容是:在城市交通主干道的平交路口,配合交通流的組織管理,用裝配式鋼結構天橋為小型車輛提供跨越平交路口的通行設施,小型汽車在橋上通行不受紅綠燈訊號控制,以提高該方向小汽車的通行速度,減少該方向車輛通行的擁堵。同時也騰出有限的道路和時間讓公交車和其他車輛占用和通行,從而改善或解決城市交通的“瓶徑”及擁堵問題;其功能作用是:發揮小型汽車天橋交通功能,充分應用城市平交路口的道路和空間資源,實現緩解城市交通擁堵、改善城市交通的目的。同時,通過該載體,在天橋上安裝附屬設施,進行橋梁美學、藝術的裝飾,使天橋充分發揮交通路況監測、環境監測、信息發布、商業廣告等城市管理和文化功能,使該交通設施的綜合功能和作用最大化。

3.2該設施的優越性。相對混凝土立交橋或采用下穿隧道建設方案來說,鋼結構城市小型汽車天橋的優越性是:  

(1)鋼結構技術成熟、結構緊湊、體量小、安全可靠;制造方便,可實現標準化設計,工廠化生產制造;現場快速安裝,施工便捷、工期短,對現有城市交通的影響小。

(2)鋼結構天橋更容易進行橋梁美學造型和裝飾,能更好地實現橋梁與城市特色、文化的融合,展現該城市的特色及文化。

(3)鋼結構天橋不需要時可方便拆除,故既可用于永久、半永久的城市交通設施,也可用于臨時施工設施,減少施工擁堵。        

(4)鋼結構天橋由于建造的工期短,不需要時更易回收利用,并且有較高的回收利用價值,故有利于實施城市交通設施的改造和節能減排,且全壽命周期的工程造價較低。

(5)鋼結構天橋只允許小型汽車上橋通行,避免了常見的大型車輛超載、超重引起的嚴重損害,從而能更好地確保車輛通行安全。

此外,通過該設施全線打通城市主干道的節點,相當于建設了一條城市高架快速路,但實際的資金投入卻比建造城市高架路要少得多。同時,由于建造時對城市現有的交通影響要小得多,該設施的綜合經濟效益、社會效益、生態效益能得到更好、更大的體現。



          3.3天橋功能布局示意圖



            3.4城市主干道雙層天橋交通流示意圖


3.3典型平交路口采用該方案的研究。課題組選取彩云北路與新螺螄灣國際商貿城交叉路口進行方案研究,王蘇達老師進行了交通流分析并提出了交通組織方案。

——交通現狀。彩云北路商博路交叉口,因毗連南部汽車客運站、螺螄灣國際商貿中心,路口交通量較大。


3.5  彩云北路商博路交叉口交通現狀


2012831(星期五)和93(星期一),課題組在上午、下午兩個交通高峰時段進行了現場交通調查。根據調查的數據,整理出各進口道高峰小時流量流向圖3.6~圖3.9。圖中的交通量已換算為當量交通量,公交車、大型汽車換算系數采用2.5。


3.6  2012年8月31日上午8:309:30彩云路-商博路交叉口流量流向圖(單位:pcu/h


3.7  2012年8月31日下午17:0018:00彩云路-商博路交叉口流量流向圖(單位:pcu/h


3.8  2012年8月31日上午8:309:30彩云路-商博路交叉口流量流向圖(單位:pcu/h


3.9  2012年8月31日下午17:0018:00彩云路-商博路交叉口流量流向圖(單位:pcu/h


3.6~圖3.9中,括號內的數值為直行小汽車的交通量(即不包含公交車和其他大型車)。四個時段整個路口交通量分別為5396輛、5236輛、5873輛、3870輛,彩云路方向四個時段的南北雙向直行車交通量分別是3529輛、3534輛、3829輛、2160輛,單向直行交通量最大值(2257輛)出現在93日上午830930時段內。綜上分析,以93日上午830930時段作為目前高峰小時交通量是合適的,該時段整個路口交通量和直行交通量達到本次觀測的最大值。

——遠景交通量。交通量年限按15年考慮,交通量年均增長率前8年取6%,后7年取2%,則15年期末(2027年)的交通量是目前的1.693倍。假定交叉口各向流量增長的幅度相同,預測2027年交叉口的交通量分布如下圖3.10。

     

3.10  2027年彩云路-商博路交叉口高峰小時流量流向預測圖(單位:pcu/h


因橋梁只考慮通行直行的小汽車,假定彩云路方向直行的小汽車中的97%從橋上行駛,剩余的3%直行小汽車和直行的公共汽車、其他大型車輛從地面平交口通過,彩云路上行駛的左、右轉向車輛也從平交口通過。橋上、橋下地面交通流量、流向整理后見下圖3.11。

3.11 2027年交叉口橋上、橋下流量流向預測圖(單位:pcu/h


——橋梁直行交通適應性:由圖3.11可知,2027年通過橋梁的直行小汽車數量為4699 pcu/h46992869+1830)。

設計車速V=60km/h,根據“城市道路設計規范”(CJJ 37-2012)第4.3.1條,服務水平采用三級,橋上一條車道基本通行能力為1800pcu/h,設計通行能力為1400pcu/h。橋面雙向六車道、單向四車道,多車道折減系數取為:自中心線往外第1條車道取1.0,第2條車道取0.85,第3條車道取0.75。故橋梁單向設計通行能力N為:

N=1400×(1+0.85+0.75=3640 pcu/h

雙向六車道通行能力為7280pcu/h。

橋上不論單向或者雙向的直行車通行能力均滿足交通量需求,平均飽和度為0.645(=4699/7280),其中由北向南方向的交通飽和度0.788(=2869/3640),由西向東方向的交通飽和度0.502(=1829/3640)。橋上服務水平達到三級,結果表明橋梁可以滿足15年后的道路交通狀況。

4.天橋方案景觀設計

4.1設計方案。通過學院組織的“城市小型汽車天橋”設計方案競賽,幾個有代表性的天橋景觀設計方案極富創意。


             圖4.1  學生天橋方案設計效果圖一


 

圖4.2 學生天橋方案設計效果圖二


圖4.3 學生天橋方案設計效果圖三


圖4.4學生天橋方案設計效果圖四


圖4.5學生天橋方案設計效果圖五


4.2具體實施方案及建議

   選定昆明城市交通的典型擁堵平交路口,進一步深化“一種快速裝拆的城市小型汽車天橋”專利技術設施研究并進行實際應用試點,在試點基礎上總結完善,條件具備后全面推廣應用。重點打通二環以外28個節點:滇緬大道沿線、滇池路沿線、廣福路沿線、彩云北路沿線、穿金路沿線。同時,還應該全線打通環城路沿線、環湖東路以及一環內的幾條城市交通主干道:東西方向,重點打通東風路、人民路;南北向,重點打通北京路、白塔路-白龍路-世博大道,這樣就能在昆明中心城區真正形成比較通暢的城市快速路網系統。以實現在昆明城市交通主干道的“點、線、面”上全部打通節點,形成一個比較通暢的城市快速路網系統的理想狀態。

                             

參考文獻:

【1】《昆明市中心城區五年(2016-2020)道路綜合整治規劃》

【2】《破解城市交通路口擁堵的城市道路體系結構及運行機理初探》( Exploring urban road system structure and operationmechanism about the traffic intersection congestion