李博
(中交第一公路勘察設計研究院有限公司,西安 710075)
環形平交口主要由中心島、分離島、環道及進出口車道等部分組成,具體示意如圖1所示。

圖1 環形平交口參數圖
其中最重要的參數有4個,分別為環形交叉口的半徑(Rg)、環島內半徑(Ri)、進口半徑(Re)、出口半徑(Rs)。
1)形狀。中心島的形狀應是圓形的,不宜設置成橢圓形或由圓弧和緩和曲線部分組成的其他形狀,因為會降低環島的安全水平。
2)尺寸。對于中心島的半徑沒有推薦的最大值,但半徑太大對環形平交口沒有好處,因為其對提高交叉口的通行能力幾乎沒有幫助,而且會帶來副負作用。所以,最好選擇適中的環島半徑,建議外環半徑15m≤Rg≤25m。
3)中心島分為可跨越區域與不可跨越區。中心島的尺寸最小半徑為3.5m,這個區域可填筑一定材料或種植景觀植物等作為不可跨越區域;在環形道內側與中心島相接的地方,會設置一定區域的可跨越帶,此部分功能即相當于內側路緣帶。(1)可跨越區域:主要為大型重車在環島中轉向時行車道寬度不夠所提供的額外保險寬度,防止車輛對中心島路緣石或內部造成損壞??煽缭絽^域的寬度一般為1.5~2m,橫坡方向與環道一致,坡度在4%~6%。(2)不可跨越區:此部分區域即為中心島內部區域,由可跨越區域邊緣的路緣石所隔離,內部可根據項目所實施的實際情況填筑砂礫、紅土或石塊等材料,或者可以進行一些景觀物種的種植。
但需要注意的是,一般情況下,中心島較環道稍微高一些,但其填筑的坡度不能超過15%;若進行景觀種植,但不能夠影響行車視線。并且,考慮到一些車輛會因車速過快而沖入中心島,故中心島亦不能設置如電桿、圍墻、大型混凝土雕塑等危險物品。
環形道不能被理解為與公路主線一樣的2車道或3車道分隔組成的單向道路,其是作為一條車道所使用,環形道應有足夠的寬度以便重型車輛實施轉向。
1)環形道的寬度。環形道的寬度主要取決于最寬的進口車道寬度及數量。其比最寬的進口車道的寬度大20%,一般情況下:環道的寬度最小為6m,7m為正常寬度,8m的寬度主要適用于有少量半拖掛車輛通行的環形的平交口。在進口車道為2車道的情況下,環形車道的最大寬度不應超過9m。除此之外,環形平交口的環道寬度必須是均勻等寬的,不允許在任意2條支路之間進行加寬。
2)環道路面的橫坡坡度。環道路面的橫坡坡度一般為1.5%~2%的均勻坡度,方向為向交叉口的外部傾斜。
對于每一條支路來說,進口車道與出口車道都必須通過一個凸型實體隔離島進行分隔。使用標線進行分隔的虛線島僅適用于交通量極小的次要道路。
通常情況下,進口車道數量通常都只有一條車道。若通過交通量計算,如有必要,才設計2條進口車道。假如交通量過大,需要在進口處設置2個以上的車道,那么此處應該設置環形平交口來解決此類問題。對于這種情況,法標認為一般不考慮采用普通T形交叉或帶有紅綠燈的平面交叉口,因為此類平交方式較環形平交口安全性低,車輛在主線
環形平交口附近行駛時車速不會太快,能夠有效地避免在交叉口端出現的安全問題。所以針對此種情況,要盡量在每一條主軸線上考慮設計1個環形平交口。盡管環形平交口會造成一段時間內車輛飽和從而堵車的狀況,但其仍然是高速公路平交方式的首選方案。
當只有1條車道時,建議進口寬度(主要為道路兩側標線之間的距離)fe=4m;當有2條車道時,建議進口寬度fe=7m(如果是重型車行駛很少的情況至少要6m)。
進口車道曲線半徑(Re)通常取值在10~15m(根據環島外支路的分布情況而定),不能大于環形平交口外環半徑(Rg)。
出口車道與進口車道設置原則基本一致,通常情況下,出口車道數量為1條車道,但以下這2種情況除外:(1)出口車道的交通流量(Qs)在高峰時期大于 1 200pcu/h;(2)出口車道的交通流量(Qs)在高峰時期大于900pcu/h并且同時大于環形平交口中環道轉向交通量的3倍(Qt)。以上這2種情況可將環形平交口的出口車道增加為2條。
對于單車道的出口車道,其寬度(fs)通常為4~5m(根據回轉曲線半徑值Rg而定);
對于雙車道的出口車道,其寬度(fs)通常為7m。
對于曲線半徑的取值,出口車道半徑(Rs)必須大于進口車道半徑(Re),取值范圍為:15m≤Rs≤30m。此外,考慮安全和流暢性的要求,應該避免出口車道曲線后連接反向曲線。具體如表1所示。

表1 進口車道和出口車道幾何設計參數
隔離島的大小是根據支道的進出口車道線性及環島外環半徑的線性所組成的三角區域來確定的,支路與環島所組成幾何圖形就決定了隔離島的基本尺寸及框架。通常是為以環島外環半徑方向為底邊,支路進出口車道匯聚為三角形高的形狀。一個標準隔離島的三角形建筑的位置根據支路中心線的位置(決定了三角形的高的方向)和環行車道的邊緣(決定了三角形高的底邊)來確定。
三角形高應在支路的中心線位置右側,高取值H=Rg,其他參數取值如圖2所示。

圖2 環形平交口隔離島細部參數圖(Rg>15m)
根據圖2可看出,在環形平交口外環半徑Rg確定的情況下,隔離島三角區域的高亦隨之確定,底邊長度B=Rg/4,改三角區域的形狀亦隨之確定,隨后根據圖2中各參數標定可完成隔離島的幾何設計。
相同點包括以下3方面:
1)平面線形要求:面交叉范圍內兩相交公路應正交或接近正交,且平面線形宜為直線或大半徑曲線。新建公路與等級較低的現有公路斜交時,交角在70°~110°。
2)交叉口設計都需滿足一定的視距要求。
3)縱面線形要求:主要公路在交叉口范圍內的縱坡應在3%以內。
不同點包括以下2方面:
1)設計理念不同。法國提倡平面交叉口以人為本,安全第一。在保證良好安全水平的原則下優化設計,盡量提高交叉口的(通行)能力;當安全與通行能力相沖突時,要求安全第一,嚴格減速,否則就停止。國內提倡快速交通轉換,拓寬車道,避免擁堵。
2)停車視距要求值不同。國內規范是根據設計速度提出停車視距要求。根據JTG D20—2017《公路路線設計規范》,國內公路安全交叉停車視距應符合規范規定。法國規范是根據V85的變化提出停車安全距離d值,兩者在數值上略有差異[1]。
在非洲法語區國家,其獨特的地理及人口因素,并結合歐洲設計理念中“環道優先,慢進快出”的駕駛習慣,環形平交口是一種既安全又能實現車輛交通轉換的最有效的平交方式,本文主要介紹了法國標準體系下環形平交口的設計理念及設計方法,以便國內設計人員更好地理解并運用。