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交通法規
車道寬度設置:重要卻易被忽視的交通安全管理手段
發布日期:2019-08-23    瀏覽量:

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車道寬度的設置是一項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?又會對道路交通安全產生哪些影響?請看公安部道路交通安全研究中心特約專家、3M交通安全系統部首席交通安全教育與政策聯絡官官陽的剖析。

在各種速度管理和交通安全管理措施中,有一個非常重要卻又容易被人忽視的手段就是車道寬度的設置。事實上,車道寬度會對車速和道路通行能力產生影響。對于路網來說,車道設置窄了,會導致駕駛人駕駛壓力增大,對其形成安全挑戰;車道設置寬了,會“鼓勵”高車速,增加道路使用者跨越道路的時間和難度,引發秩序混亂,降低路網效率。

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車道越寬道路通行能力越大嗎?

慣性思維認為車道越寬,車速越高,道路通行能力就越大,這其實有誤區。高車速需要更大的車間距,不均勻的車間距也會影響道路通行能力,車速高的時候,往往是道路上車少的時候,這時單車占據的道路空間較大,當車多到一定程度時,車間距受擠壓,車速就會降低。評價道路通行能力,更準確的概念是“道路服務水平”,是一個更科學的綜合評價體系。

道路服務水平(Level of service,服務水平),是一個權衡道路綜合通行狀態的動態體系,考慮要素主要包括密度、速度和流率(需要通過的交通流數量與道路通行能力的比率)。美國使用服務水平(LOS)分級來表達,一般分A、B、C、D、E、F六級,而且針對公路、快速路、城市道路等不同的路有不同考慮因素和依據。總體上可以概括如下:

? A級:車速最高,駕駛人可以不受干擾地使用自由流速度行進;

? B級:接近于自由駕駛,但是會偶受干擾;

? C級:接近自由流車速的極限(快速路上是70英里/小時,約110公里/小時;公路上一般會高于50英里/小時,約80公里/小時),此時車輛密度需要引起注意;

? D級:駕駛人操作受到路上車輛干擾,車速開始下降;

? E級:車輛密度很不穩定,接近道路的飽和容量,這時明顯達不到自由流車速,但車速仍然處在可接受的相對高速度(快速路上不低于49英里/小時,約80公里/小時;普通公路上,如果自由流車速是45-60英里/小時,約75-100公里/小時,這時為42-55英里/小時,約70-90公里/小時,下降不到10%),流速干擾隨時可能出現,這時交通流密度明顯較高;

? F級:會出現車流中斷,比較典型的原因是事故和車道減少導致的交織流干擾。

表1為美國道路通行手冊例舉的多車道公路上的服務水平數據,可以看到車速與道路通行能力的辯證關系。其中,E級車速明顯降低,但通過車輛的數量是自由流車速A級的3倍多。表1中,假設公路自由流車速為60英里/小時(約為95公里/小時),每英里有8個接入路口;自由流車速為50英里/小時(約為80公里/小時)的,每英里有25個接入路口,車道寬3.6米,路肩寬度大于1.8米;高峰小時流量因子PHF=0.88;有5%的車流是大貨車。

表1:多車道公路上的服務水平數據

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要正確選擇車道的寬度,不僅要有車道功能意識,還要有車道寬度與速度的關系意識,并不是寬車道和高車速的設計就一定科學,我國城市里建設大量快速路無法解決擁堵問題,道理就在這里。

在國際交通工程界有一批車道寬度和速度關系的數據結論并達成共識型認知,指導著日常的道路和交通控制設計工作。建立這些數據意識,對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?

國際交通工程界對車道寬度的基本共識

對于車道的寬度,國際交通工程界有些基本共識。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,當然也不絕對,因為更寬的車道也會鼓勵車速提高,有數據顯示33%較高速度的交通事故與寬車道有關。對城市道路而言,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。對于機動車和自行車來說,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。

當車道寬度增加后,行人的數量會減少;在交叉口,車道越窄,自行車的運力越高;當車道寬度降低時,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,都反對交通工程界的寬車道傳統思維,認為將車道寬度降低到3.0米,不會對道路安全和運力產生負面影響,且更多人認為,車道寬度增加后,會增加行人過街距離,增加行人在沖突區的暴露時間。

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圖1:歐洲主流設計使用的道路寬度和凈空尺寸示意

歐美等國家、地區對車道寬度相關規定

國際范圍內,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向運動需要的額外寬度有關。

根據1956年的美國聯邦法律規定,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到2.6米,車體兩側,最初規定至少要有0.20米,現在是至少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。但在新建道路標準里,并不太鼓勵這種做法,因為一旦交通流增加,容易出現問題。

在歐洲,各國對于車道寬度的法律和規定是多樣化的:有的允許道路最窄寬度為2.5到3.25米。德國城際公路網對最少是兩條車道道路的車道寬度要求至少達到3.5米,并要求左側還有額外的0.25米寬度,右側路肩要至少1.5米的寬度。在雙向各有兩條車道的設有中央隔離帶的高速公路,車道寬度要達到3.75米并且兩側都要有0.50米寬的凈區;雙向各3條車道的道路,最右側車道需要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,每條車道寬度可以窄到2.75米,路肩至少要1米。

在美國的聯邦州際公路上,標準車道寬度是3.6米,在低等級道路上車道寬度更窄。表2為車道寬度設計標準,數據來源是美國全國公路及運輸官員協會(A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, AASHTO)。

表2:車道寬度設計標準

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表2中的車道寬度數值,不包括特殊用途車道的寬度建議。比如連續雙向左轉車道需要的寬度、大型卡車在水平曲線上需要脫離車道完成轉彎操作時需要的車道寬度等。另外,這個車道寬度也不包括路肩、護欄和街邊停車區。

根據美國聯邦公路管理局的要求,所有車道在正式設計時都可以使用例外的數值(通常是寬度縮減,主要出現在城市道路上),包括所有行車道、輔助車道和匝道。在平面曲線(彎道)的具體設計上,即使沒有提供額外的車道,也不一定必須設計更寬的車道,但相關決策要正式記錄在案。總之,審慎和實事求是還是設計的基本原則。在選擇車道寬度時,也要考慮道路流量。

在日常工作中,我們會遇到所謂的設計標準,這個標準車道寬度的設計數據,主要是為車道、輔助車道、坡道和轉彎道提供基礎設計值。我們日常聽說的設計速度,就是做設計時,要選定一個速度值以便選擇車道寬度,所以設計速度并不是真正的道路運行速度。

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車道寬度對道路交通安全有哪些影響?

道路設計速度不同 車道寬度對安全的影響表現不同

評估車道寬度對安全的潛在不利影響時,速度是首要考慮因素。在車速較高的農村地區雙向單車道公路上,跨越中心線形成的正面對撞或跨中心線后的側掃碰撞風險是一個值得關注的問題,因為駕駛人在這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,也包括駛出路面的事故。在車道寬度較小時,要考慮一些緩解策略,來降低事故率和事故傷害程度。

城市環境中,車速相對較低,減小車道寬度產生的影響也呈現多樣化特點。城市里,發生車道偏離型撞車事故的風險較小,車道設計的重點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,以便可以實現理想的城市道路斷面,所以一般不存在設計例外和必須執行標準數據的問題。

車道寬度和其他設計元素之間的關系

設計人員應了解車道寬度和其他設計元素之間的相互關系。在車道和路肩都狹窄的高車速公路上,嚴重偏離車道型事故的風險會增加。在農村地區雙向單車道公路上,駕駛人一般會選擇靠近中心線行駛,因為在狹窄的路肩旁邊行駛會感到不舒服和壓力。在其他時候,駕駛人一般會選擇在更接近路緣的位置行駛,但當遇到迎面而來的車輛時,這種位置又會導致增加沖出路面的風險以及超過潛在的邊緣落差的威脅。

圖2是英國的一種雙向單車道中心線標線,用以降低跨越中心線型撞車事故(英國是靠左行駛的國家)。這個箭頭是示意駕駛人要駛回原車道,因為前方將出現禁止跨越的中心分道實線,無法借用對向車道行駛,必須保持在本車道行駛,不得再嘗試超車或者跨越中心線。

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圖2:英國一種雙向單車道中心線標線

車道寬度變窄會導致的另一個安全挑戰是在車輛彎道行駛時的車道對齊。通常情況下,在彎道處車道偏離型事故的風險會增加,如果再加上車道寬度較窄,車輛高速行駛中,事故風險將進一步增加。 此外,在彎道上,卡車和其他大型車輛會通過占用相鄰車道或路肩的一部分來調整姿態和車速,這也會對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。在評估車道的設計例外時,了解設計元素的這種相互作用很重要。

車道寬度和事故數量的關系

在決定車道寬度時,有一個技術概念也很重要,就是實質安全,即在已經運行的道路上,尋找車道寬度和事故數量的關系。圖3所示是雙車道農村公路上交通事故修正系數與車道寬度的關系。

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圖3:雙車道農村公路上交通事故修正系數與車道寬度的關系(來源:美國聯邦公路管理局雙車道農村公路安全性能預測 ,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)”,并標記為 500、1000、1500、2000和2500;“Y”軸表示“事故修正因子”,以十進制增量 1.00、1.10 等標記到 1.70。“X”軸頂部的注釋指出,“此系數適用于單車沖出車道型事故、多車輛同方向側滑事故和多車對向碰撞事故。各種車道寬度的事故修正因子以水平線開始,顯示碰撞風險的微小差異。”從圖中可以看出,當日流量超過 500 輛車時,事故修正因子呈線性增長。日流量達到2000輛時,事故修正因子返回到水平線,此時,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。這表明農村雙車道高速公路上9英尺和10英尺車道的預期碰撞風險較高,11英尺與12英尺(3.3和3.6米)道路的安全系數基本一致。

在多車道城市干線和多車道農村干線上,比較10至12英尺車道寬度的實質安全時,也發現實質安全差異很小。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),將為路側空間和中央隔離帶做出很大貢獻,也會為輔助車道、非機動車道和轉彎專用道提供更好保障,提升交通流的流暢性。

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車道寬度對車速有怎樣的影響?

車道寬度對交通運營和高速公路通行能力有影響,尤其是對于車速較高的道路。車道寬度與其他幾何元素(主要是路肩寬度)的相互作用也會影響道路的運行速度。

在確定道路的通行能力時,會依據一些參數進行調整,以能反映車道寬度對自由流速度的影響。表3是美國公路通行能力手冊里例舉的當車道寬度小于 12 英尺(3.6米)時,不同寬度車道對應車速降低的幅度。

表3:車道寬度對自由流車速的影響(來源:公路通行能力手冊(Highway Capacity Manual)

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表4例舉的是不同路肩寬度和車道寬度對自由流車速的影響。由此不難發現,相對狹窄的路側視覺感受,會讓駕駛人選擇更低的車速。

表4:雙車道自由流車速降速與車道及路肩寬度對應變化表(來源:公路通行能力手冊,Highway Capacity Manual)

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表5:車道寬度縮小時可能會對安全與運行產生的負面影響點(需要專業工程評估)(來源:公路通行能力手冊,Highway Capacity Manual)

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表5為車道寬度縮小時可能會對安全與運行產生的負面影響點。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(農村或城市)。

Expressway: high-speed, multi-lane divided arterial with interchange and at-grade access (rural or urban).

? 農村雙車道公路:高速,不分割的農村公路(動脈,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(70 公里/小時)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,自由流車速會下降約10公里/小時。可以說,在城市道路和穿村鎮道路,窄車道的意義巨大,因為這會縮短行人過街距離,使非機動車獲得更多的路側空間,并有效抑制車速。

車道種類很多,有直行車道、轉彎車道、減速車道、加速車道、輔助車道、各種專用車道等等,各種車道之間的轉換效率和質量,決定了交通流的流暢性。當我們建立了車道與車速的關系概念后,就可以根據車道的不同功能來調整車道寬度,更充分地利用車道寬度和不同的標線形式來調整車速和路權,改善交通流質量,提高道路跨越效率和道路交通安全。

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