國內城市道路車輛掉頭設計綜述

高旺生

[同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海市 200092]

0 引言

隨著國內各城市交通壓力不斷增大，為了保證主線通行效率，主次干路更多的采取了設置中分帶、分隔欄等分隔措施，以及封閉小型交叉口采取右進右出或主線禁左等形式，即所謂的快速化通行措施，但這些措施也使得車輛掉頭越來越多，掉頭問題越來越突出。車輛掉頭是常見的交通運行形式之一，也是重要的車輛轉向行為之一，因為其轉向角度較大，會對對向車流或人非過街會產生較大的影響。

目前國內的設計規范對其規定較少，《道路交通標志和標線》（GB 5768—2009）中的一些圖例給出一些掉頭位置的示意，僅限于標志標線設計示例；上海市《城市道路平面交叉口規劃與設計規程》（DGJ 2016-96—2016）中提及到遠引左轉（即用路段掉頭來實現左轉）的設計，但對掉頭開口位置、開口大小、轉彎半徑均無明確規定；《公路路線設計規范》（JTG D20—2017）僅在條文說明中給出了5 種設計車輛的最小轉彎半徑，但未給出相應的理論計算公式及計算過程；《車庫建筑設計規范》（JGJ 100—2015）中針對停車庫內車輛掉頭環道最小半徑給出了計算公式。

綜上，當前國內對市政道路上車輛掉頭問題的研究還不夠詳細具體，還不能納入到規范或標準中，實踐中設計人員大多參照左轉進行掉頭設計，各地略有不同，具體如下。

1 按縱向位置分類

1.1 交叉口附近掉頭

1.1.1 過停車線掉頭

此種情況下，掉頭車道可單獨設置或與左轉合并設置，如圖1 所示。

圖1 過停車線掉頭

這種設置的優點是掉頭車輛和左轉車輛一樣，受信號控制，管理簡單，且交叉口內空間大，大型車輛可采用葫蘆形掉頭路線。缺點是其需兩次穿越人行橫道，對相交道路的行人過街安全影響較大。此類設計在上海等地較常見。

1.1.2 緊鄰停車線之后掉頭

為了避免1.1.1 中的掉頭車輛兩次穿越人行橫道，有的城市將1.1.1 的方法進行了改進，將掉頭車道移至停車線后緊鄰停車線的位置，如圖2 所示。

圖2 緊鄰停車線之后掉頭

這種設置的優點是掉頭車輛不再穿越過街人行橫道，行人安全性大大提高，且掉頭車輛可不受信號控制，在有空隙的情況下，可伺機進行掉頭，從而減小排隊長度，提高車道利用效率。缺點是對向車道路面寬度較小時，車輛難以實現掉頭，尤其是大型車輛，另外停車線后有兩輛及以上的左轉車輛等紅燈時，掉頭車輛就無法到達掉頭位置，即無法伺機掉頭。此類設計在廣東東莞等地較常見。

1.1.3 停車線之后稍遠掉頭

又為了避免1.1.2 中掉頭車輛被左轉車輛堵住無法到達掉頭口的情況發生，有的城市將1.1.2 的方法進行了進一步的改進，即將掉頭口后移至適當位置（長度約為一個周期內左轉車輛排隊總長度），如圖3 所示。

圖3 停車線之后稍遠掉頭

這種設置的優點是掉頭車輛不再穿越過街人行橫道，行人安全性大大提高，且掉頭車輛可不受信號控制，在有空隙的情況下，可伺機進行掉頭，從而減小排隊長度，提高車道利用效率，另外很重要的是其解決了被左轉排隊車輛堵住的問題，效率更加提高了。缺點是對向車道路面寬度較小時，車輛難以實現掉頭，尤其是大型車輛，另外可能會出現等待掉頭的車輛堵住左轉車輛進入排隊車道的情況，但出現該情況的比例相對較小，且一般是暫時性的。此類設計在廣東東莞等地較常見。

1.2 路段掉頭

對于次支路,一般采用在路段中間設置黃虛線的掉頭方式,但對于設置了中央分隔的主次干路，必須設置路段開口才能實現掉頭，如圖4 所示。

圖4 路段掉頭

這里的掉頭位置要避開本方向和對向的交叉口進口道渠化段及其漸變段，且要考慮本方向上游右進右出路口車輛變道行駛至掉頭口的長度要求，路段掉頭也可考慮同時設置人非過街橫道線。

這種設置的優點是掉頭車輛排隊等待位于路段，可伺機掉頭，不影響交叉口的車輛排隊，且掉頭車輛繞行距離縮短，另外其上游交叉口可采用禁左（即采用遠引掉頭），以提高交叉口直行通行能力。缺點是增加了路段中間開口，即使不設置人非過街橫道時，人非也可能會違規從此處過街，如果不設置信號燈，安全有隱患，設置了信號燈，又等于增加了一個信控交叉口。

2 按橫向位置分類

2.1 左側車道掉頭

這是最常見的位置，如圖1 至圖3 所示。

設置在左側的優點是掉頭車輛不受同向直行及右轉交通限制，可伺機掉頭，可與同向直行及右轉交通同時放行。缺點是掉頭半徑相對較小，對向車道數宜為三車道及以上，否則掉頭半徑不足，車輛宜過停車線及人行橫道進入交叉口，然后采用葫蘆形掉頭路線。

2.2 中間車道掉頭

該方式適用于有主線高架橋梁下匝道或地道出口進入路口的情況，通常采用掉頭車道與下匝道或地道出口左轉合并設置的方法，原則上有以下三種，如圖5 所示。

圖5 中間車道、過停車線掉頭

該方式優點是既增大了掉頭半徑，又兼顧了下匝道或地道出口左轉車輛需求。缺點是掉頭車道放在中間，與通常駕駛習慣不符，掉頭和直行不能同時放行，需單獨相位，且較難采用停車線后掉頭方式（如圖6、圖7 所示情況，尤其是如圖7 所示方式，不太常見）。

圖6 中間車道、緊鄰停車線之后掉頭

圖7 中間車道、過停車線之后稍遠掉頭

2.3 右側車道掉頭

為了改善2.1 中的掉頭半徑較小的問題，還可將掉頭車道位置放在進口道右側，該種方式適用于對向車道數為兩車道及以下的次支路，或者有大型車輛掉頭需求的交叉口，原則上也有三種，如圖8 至圖10 所示。

圖8 右側車道、過停車線掉頭

其優點是掉頭半徑相對較大，可滿足大型車輛掉頭需求。缺點是掉頭車道放在右側，與通常駕駛習慣不符，掉頭和直行不能同時放行（而次支路通常是掉頭、左轉、直行、右轉一起放行），需單獨相位，且較難采用停車線后掉頭方式（如圖9 和圖10 所示情況，尤其是圖10 情況不太常見）。

圖9 右側車道、緊鄰停車線之后掉頭

圖10 右側車道、過停車線之后稍遠掉頭

3 按是否增辟車道分類

3.1 不增辟車道

路段掉頭一般采用掉頭進口道不增辟車道，掉頭后進入對向車道也不增辟車道的形式，如圖4 所示，但會影響雙向車流通行。

交叉口掉頭通常采用進口道增辟車道（與進口道渠化一并考慮）、出口道不增辟車道的形式，如圖1至圖10（除圖4）所示。

3.2 增辟車道

3.2.1 在本向增辟車道

原則上，在本向車道上增辟車道有左、中、右三個位置，但實際上有些情況是不可行的，例如路段掉頭（無信號控制）時，在本向中間車道、右側車道增辟車道都是不可取的，容易造成事故或交通混亂，一般均采用左側（即內側）增辟車道的方式，如圖11 所示。

圖11 路段、本向、左側增辟車道

交叉口處本向增辟掉頭車道有左、中、右三個位置可選，應與交叉口車道渠化設計相結合，可單獨增辟掉頭車道，也可與左轉車道合并（如上所述），如圖1 至圖10（除圖4）所示。

3.2.2 在對向增辟車道

無論在路段還是交叉口，當對向車流較大、連續不斷時，需在對向車道左側增辟車道，以保證掉頭車輛有序逐步匯入，減小對對向車流的沖擊。

在對向車道增辟車道則分兩種情況：在對向車道左側增辟車道和在對向車道右側增辟車道，如圖12 所示。

圖12 交叉口或路段、對向、左側增辟車道

交叉口處，當掉頭半徑較小或掉頭車流對對向邊車道車流影響較大時，可采用在對向右側增辟車道的形式解決，如圖13 所示。

圖13 交叉口、對向、右側增辟車道

路段掉頭，為了減少對雙向車流的影響，可雙向增辟車道，如圖14 所示。

圖14 路段、雙向增辟車道

4 按是否設置信號控制分類

4.1 不設置信號控制

即掉頭車道不受信號控制，采用伺機掉頭的方式，目前各地實際使用情況是，除信控交叉口采用過停車線掉頭方式外，其它大多數都不受信號控制。

其優點是掉頭車道效率高，只要在有間隙且保證安全的情況下，駕駛員均可伺機掉頭。其缺點是偶爾會出現個別車輛強行掉頭，造成對向車道擁堵或發生碰擦事故。

4.2 設置信號控制

考慮到安全因素，在掉頭車道視線受阻擋或掉頭口位于停車線后稍遠或掉頭口位于路段的情況下，有些城市的道路在掉頭口增設了信號控制。

設置信號控制又分兩種情況：僅掉頭車道受信號控制和掉頭車道和對向車道均受信號控制。

一般來說，掉頭口緊鄰停車線后或位于停車線后稍遠，且視線通暢時，可采用僅掉頭車道受信號控制；掉頭車道視線受阻擋或掉頭口位于路段時，宜采用掉頭車道和對向車道均受信號控制。

5 掉頭半徑的研究

由于機動車最小轉彎半徑Rmin是指：機動車回轉時，當轉向盤轉到極限位置，機動車以最低穩定車速轉向行駛時，外側轉向輪的中心平面在支承平面上滾過的軌跡圓半徑[4]。Rmin是機動車本身的轉彎性能，其值與車輛的軸距和前外輪最大偏轉角有關，其計算公式是：

式中：L 為軸距，m；θ 為前外輪最大偏轉角（計算列車時應復核修正）[5]，°。

掉頭車道外半徑最小值R0，在設計時除了要考慮軸距和前外輪最大偏轉角外，還要考慮：機動車寬度、前輪距、前懸尺寸、安全距離，參照《車庫建筑設計規范》（JGJ 100—2015），掉頭車道相關計算公式如下[4]：

式中：Rmin為掉頭車道外半徑最小值，m；r 為機動車掉頭內半徑，m；L 為軸距，m；b 為機動車寬度，m；R0為掉頭車道外半徑最小值，m；R 為機動車掉頭外半徑，m；n 為前輪距，m；d 為前懸尺寸，m；x 和y 為安全距離，m；W 為掉頭口的最小開口寬度，m。

以下根據部分機動車機械性能參數平均值，計算得到掉頭車道外半徑最小值R0見表1。

表1 掉頭車道參數及半徑計算表 單位：m

其中，Rmin等來自生產廠家技術統計數字。

通過R0可計算出當要求車輛從最左側車道掉頭至對向最左側車道時的中分帶最小寬度，例如小型車掉頭時，中分帶最小寬度=6.5×2-3.5×2=6 m（R0取6.5 m，每條車道寬度取3.5 m）。

從表1 可以看出，按照計算，掉頭口的最小開口長度W 不超過6.0 m 即可，但實際設計時，通常采用8～10 m 長，甚至更長，主要是考慮安全富余，以及拖掛車等超大型車輛的通過。

6 掉頭設計車速的研究

《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》中規定，掉頭車速不得超過30km/h，但這是掉頭車速的上限，一般適用于中分帶較寬、掉頭車輛需在其中行駛一段距離后再進入對向車道的情況。實際駕駛操作中，駕駛人員在估計車尾行至掉頭口端部時，采取制動降低車速至0～5 km/h，然后打足方向，車輛低速掉頭，當車身與對向車道平行時，才開始加速離去。因此，掉頭平均車速應是車輛行駛半圓的距離與時間的商，按上述小型車估算，

式中：V 為掉頭平均車速，m/s；r2為車輛中心至掉頭圓心的半徑，m；t 應實測時間，s。

根據上海市幾個交叉口掉頭的現場調查，掉頭時間t 基本在4～6 s，掉頭半徑r2基本在3.5～5.5 m，計算得V=3.14 m/s=11.30 km/h。因此掉頭設計車速取10～15 km/h 較合適。

7 結語

本文對國內目前掉頭設計進行了梳理和歸納總結，并且對掉頭半徑及掉頭車速進行了研究分析，但大多數情況屬于定性的說明，還有較多具體問題亟需研究且在規范中明確，例如：

（1）掉頭口在道路縱、橫向上的位置應如何選用，與道路交通流量及幾何尺寸的關系如何；

（2）掉頭車道什么情況下應設置信號燈控制，如何設置，均應有明確條文規定；

（3）掉頭口在何種情況下需要增辟車道也需有條文規定；

（4）掉頭半徑及開口大小應根據不同車型給出相應的最小值規定；

（5）掉頭設計車速取值應為多少，其值又會反過來影響掉頭半徑、車道幾何尺寸等。

以上問題均需后續研究來解決或明確。