异想天开的城市立体道路系统设想


附图1
一、左转变道式立交桥基本模型
见过这样的立交桥吗?通过地上一层立交桥解决一个方向[如附图的艮山西路]直行车辆和纵横方向的左转车辆过交叉路口;通过地面道路解决另一个方向的直行车辆和所有的右转车辆[附图的秋涛路]过交叉路口;再利用道路地下用于行人、自行车过交叉路口,从而达到既实现交叉路口全互通的目标。又将立交桥基本控制在现有的城市道路范围内,以避免拆迁问题。
而且该立交桥形式能够在城市次干道[6车道]条件下进行建造,从而形成贯通城市主、次干道的全互通道路系统,以解决城市交通堵塞问题!
或许大家会说:“如果桥真的这样好,早就有人建造了,还会等到今天?这种立交桥模式肯定有难以解决的问题”
但是,矛盾会随着环境的变化而变化,有的由难变易;有的由易变难。任何事物都不可能孤立的存在,就象0、1作为最简单的记录符号,远比汉字的五笔字型、英语的26个字母更加先进,但也只有在机器能够代替人的手工操作时才能真正得到应用。
而本设想的最大困难就是:
1、将现行的利用交叉路口信号来分隔不同方向的车辆进入同一车道,以避免冲突的交通组织模式。改为通过利用车辆交织区的长度、限制车辆的速度和车距及严格交通管理来让不同方向的车辆互相交织进入同一方向的车道,即在部分路段直行车会与左右转车互相转换车道,形成车辆交织区,因此如何让司机按交通规则和互相谦让来进行直行车道和左右转车道的转换,就成为最现实的问题,因为你不可能每隔几十米就派一个交通警“三步一岗,五步一哨”来维持秩序。这个问题在以前可能成为最大的困难,而今天我们只要大量的安装电子监控就行了。
2、现在的交通组织模式基本上是双车道,其好处是车道可以共用以避免某条车道发生交通事故时车道完全堵塞:同时车道的功能是:左直行主干道、右左右转变车道,即左边直行主干道总是不变。而本设计原理则直行、左右转车道会在交织区互相穿插变道,如果要在城市次干道[六车道]条件下实现交叉路口的全互通,必然会形成很多单行车道,而这样处理面临的问题是当车辆发生事故时,会造成车道完全堵塞。但好处则是逼迫我们加快交通事故的处理速度,例如采用先恢复交通,再明确事故责任的事故处理原则。改变我们现在的哪怕是只有一点点小损失,司机也是袖手等交通警来处理,而不管道路是否拥堵的现状。
 
同时,经济性是我们进行策略选择时必然要考虑的因素,在城市车辆较少时,现行的交叉路口信号灯控制交通的模式可能是最经济的。但在今天,不要说在交通高峰期,就是平时,车辆在交叉路口停顿的概率也是很大。即因车辆在交叉路口的停顿所带来的不利影响越来越大,如对司机的心理影响、对环境的污染、浪费的时间等等。
据2013-04-03《钱江晚报》新闻:“杭州市主城区机动车辆突破100万辆,10年之间,增加了7倍多。”显然,杭州市主城区的道路交通能力10年内不可能增加7倍,就算整个区域能够平均增加7倍,但象延安路之类的中心区道路也不可能拓宽很多,这也是为什么城市的交通越来越拥堵的根本原因所在。
浪费在交通上的损失除了直接的时间损失,还有因为出行时间的不确定性而造成的损失,以本人4月3日的出行为例:4月3日下午3时从杭州市城站坐300路直达公交车到杭州市南站,大致用了1个小时,在车站无聊的等2个多小时才上车;而我的一个朋友3点半坐车却用了2个半小时,差点连列车都没有赶上。其不确定时间达1个半小时。
据朋友说,上车后就一直堵塞,几乎是一步一挪,直到到了风情大道交通才通畅起来,而该地段的最大堵塞点之一就是江南大道与清江路的环形交叉路口,600多米的三益线经常堵满车辆。
附图2是根据该交叉路口模拟设计的立交桥草图,从附图的交通行驶箭头可以看出,除了建设四路与风情大道交叉路口中的从三益线向钱江三桥方向直行的车辆会与建设四路方向左转进风情大道有冲突,需要通过信号灯来控制交通,其它线路均可以直通。而这种简单的设计相信比现有的全互通立交桥模式更节约。
该设计最大的问题可能是当车辆过多时,道路会完全堵塞,例如从机场高速右转和从风情大道方向直行及从江南大道左转上钱江三桥的车辆如果太多,三条线路的车辆就会因互相争道而堵塞,事实上即便是高速公路也会因车辆太多而堵塞。而解决的方法是根据道路的车辆数量来即时调整整个道路各个路段的车辆速度,以避免车辆集中通过某一地段而堵塞,以现有的技术完全能够做到。
本文发表的目的是希望邀请对本设想有兴趣的朋友共同一起来研究和力争建造一个实验型立交桥来取得该立交桥模型实际的交通能力的数据,例如道路上的车辆在什么情况下会堵塞。本人已经在团客网[http:www.11de11.com]上发起“左转变道式立交桥创业团队”,任何有创业激情的朋友均在欢迎之列。
下面是对该立交桥设想的进一步说明。
本设想的基本原理是通过立交桥方向的直行车辆和纵横方向的左转车辆先变道再上立交桥的方式,达到将左转匝道控制在现有道路范围内的目的,并改革现有的直行车辆永远居左、左右转变道车辆居右的交通组织模式为:部分地段直行车辆与左右转车辆互相转换。
而这样设计所带来的左右转车辆与直行车辆的冲突问题,则通过限制车辆速度、严格交通管理等等办法来解决,无疑,相对于现有的全互通立交桥形式,本设想对直行车辆的速度有一定的影响。但在城市根本不可能在交叉路口大规模建造现有的全互通立交桥形式的前提下,和现行的交叉路口信号灯控制交通的模式越来越力不从心的情况下,通过本设想来达到在城市主次干道建造立交桥以解决城市交通堵塞问题的目的,可能是个较好的选择。

附图3-艮秋桥
二、 现行全互通立交桥优劣
上图是取材于杭州市艮山西路与秋涛路、新塘路的道路环境,主要是为了与现有的立交桥形式进行对比分析,本图是该区域已经建造的全互通立交桥。
该桥三层,呈元宝形,利用交叉路口四角建造左右转匝道来实现全互通。
大致占用交叉路口四角土地:320*90-30*90[道路面积] +170*140-30*140[道路面积]=45700平方米,若按2012年9月杭州市地价0。3万计,价值1。3亿。若按地块所处位置估价则更高,而问题是:很多中心城市的交叉路口已有重要建筑物,不是有钱就能够拆迁的。而象纵横道路有30米宽,可以通过建造艮秋立交桥这样的大型立交桥来保证畅通无阻的城市道路,在城市中可以说是少之又少,大多数城市道路是由少量的主干道[8车道],和大量的次干道[6车道]构成,交通组织方式也是通过交叉路口信号灯依次、分段来分配各主体的行路权来保障道路的畅通。问题是:交叉路口需要不断的转换纵横方向车辆行驶、停顿的信号,即在一定的时间内只能通过一定的车辆,如果道路上车辆的数量超过了极限,没有通过的车辆在逐渐累积之下,道路堵塞就不可避免。
该桥建于1997年,如果延迟到今天来建造则可能已经无法建造,因为可能交叉路口四角已有大型的建筑物。该桥也仅实现了艮秋交叉路口的全互通,艮新交叉路口仅保证艮山路方向直行车辆畅通。
而本设想在结构上利用变道来实现左转车辆小弧度转弯,以达到将立交桥控制在现有的道路范围内的目的。交通组织上则是取消现在的左主干道、右变车道的设计模式,采用左右车道互动的方式,虽然这种方式对直行车辆的速度有一定的影响,不如现有的立交桥建造模式[问题是立交桥根本无法在城市大量的建造],但对于城市利用交叉路口信号灯控制交通来讲,则可能更好,车辆的速度取决于道路车辆的密度和交叉路口、人行道的限制,我们可以看到城市道路上车辆分布密度很不均衡。
 
城市交通问题的关键在于:现有的交叉路口信号灯控制交通的能力随着车辆的增加而减小;而城市众多的中小交叉路口又难以建造现行的全互通立交桥。
 
关键是:道路太宽对道路两边的商业影响太大,而且大量的交叉路口、行人过街斑马线的红绿信号灯也影响了车辆的速度城市道路千变万化,城市交通还受制于道路周边的环境等等。
三、不同情况下的立交桥模型
1、排列式布置
本设想在设计上一个基本要求就是根据实际情况来进行设计。
排列式布置就是相邻交叉路口的立交桥桥面方向呈并列状态,即横向道路的直行车辆从地面通过二个交叉路口,二个纵向直行车辆全部从桥上跨过交叉路口
例如城市少量的立交桥通常都是与高架桥配套形成贯通的高速通道,在城市中心区难以大量的建造。而单一的高架桥系统又会因周边的车辆拥入而不堪重负。本设计的好处就是不需要占用交叉路口四角,交通能力也不见得比现有立交桥差很多。对解决城市废气污染问题更加明显。更重要的是:在6车道的城市次干道路也可以按照本设想的原理建造,从而在城市主、次干道上形成贯通的立体交通系统,即可以消灭主要交叉路口的信号灯。从根本上来说,本设想是将各通行主体由分段进入道路各车道,改为利用立交桥来尽量使车道各自独立,同时部分车道各主体互相穿插,共用车道,来提高现有道路的通行效率。因此会产生互相争道的问题,例如桥面直行、左转车辆互相交织变道可能会发生纠纷,同时,这个设想在车辆过多的情况下也会失灵,因此,根本大法还是:科学的规划城市发展进程,让城市各区块的产业、居民构成、土地功能、道路交通能力互相配套,并通过立法来保证。
 
 
2、交错式立交桥布置
交错式就是相邻交叉路口的立交桥呈“丁字形”交错布置,例如附图中所示:艮秋交叉路口立交桥方向在艮山西路,而艮新交叉路口立交桥方向在新塘路。而上图则是呈“一字形”纵列布置
如图箭头所示,直行车辆按走地面-桥面-地面呈波状行驶。而纵列式则是直行方向车辆全部走桥面,后面的并列式则是直行车辆全部走地面通过交叉路口。合并式则是当几个交叉路口距离较短或道路环境因素等等而进行合并考虑设计。[见后面的杭州市断桥区域模拟设计图] 本案的好处是交织区较长,例如:艮新交叉路口地面的直行、右转车辆通过交叉路口后就进入交纳区,一直延伸到艮秋立交桥桥面。缺陷是直行车辆按走地面-桥面-地面呈波状行驶。
同时,当道路比较宽时[9车道],可以在道路两边建造高架桥来贯通相邻交叉路口的立交桥,其中立交桥方向前往下一个交叉路口的高架桥是通行左转的车辆;另一侧则是左转后前往下一个交叉路口直行。而纵列式的高架桥则全部是直行车辆。
本布置方式的主要交通冲突点是:左转车辆转进后到下一个交叉路口右转的车辆会与直行车辆形成交织。例如附图中的横向直行车辆[如图艮山西路西向东]会与纵向道路[秋涛北路]左转车辆从立交桥上转进艮山西路后再向右下桥到下一个交叉路口艮新交叉路口右转进新塘路车辆发生冲突。该交织区设置在桥面上,大致300米。
而现行的立交桥模式左转车辆通过交叉路口四角的匝道上立交桥再通过与右转上立交桥直行的车辆互相交织后下立交桥到艮新交叉路口右转进新塘路,因此仍会有交织区冲突的问题,只是对艮山西路方向的直行车辆没有影响,同时最大的问题就是需要占用交叉路口四角的土地来建造左转匝道。
附图5
3、纵列式立交桥布置
本立交桥由地下行人、自行车通道、地面直行、右转和地上桥梁直行、左转构成,即交叉路口分为地面道路直行方向、桥面直行方向,相邻交叉路口的立交桥“一字形”布置称为“纵列式”[直行车辆在桥面上通过二个交叉路口]
纵列式布置方式的主要缺陷与交错式布置一样是:桥面直行车辆与地面方向左转上桥再下桥到下一个交叉路口右转的车辆有冲突,且交织区只在桥面上,相对于交错式布置方式交织区更短[本例新塘路-秋涛路距离700米,设计交织区150米] ,而优点则是直行车辆呈直线行驶。
本设计根据道路的具体情况可以进行调整,以本案为例:如果艮山路方向直行车辆多,而秋涛路左转进艮山路再右转进新塘路方向车辆少,或者交织区的长度太小,无法保证行驶安全需要,则可禁止该方向车辆行驶。如此设计可消除直行车辆行驶的冲突,如现有的模式效果一样。
从模拟图可以看出,其主要冲突点是:横向直行车辆会与纵向右转车辆转进后到下一个交叉路口左转车辆发生冲突本立交桥由地下行人、自行车通道、地面直行、右转和地上桥梁直行、左转构成,即交叉路口分为地面道路直行方向、桥面直行方向,相邻交叉路口的立交桥“一字形”布置称为“纵列式”[直行车辆在桥面上通过二个交叉路口]
 
附图6
4、次干道立交桥设计模型之一
上面附图的道路环境是纵横主干道路均有30米宽,但城市道路系统主要由6车道的次干道构成。为了在次干道交叉路口也实现取消信号灯的目的,我们将上图的几个变向车道及公交车道取消, 具体包括将立交桥桥面直行、变向、左转车道缩小为:直行、左转2条车道;将立交桥方向左转车道由二条改为一条,即公交车与其它机动车辆共用;地面部分也同样处理。
本图凤起路与庆春路间距大约700米,而城市交叉路口间距大约600米左右,如果我们按立交桥匝道坡度4%,桥面净高5米计算,坡道长125米,按本设想二个上坡、一个下坡道共需要375米,加上桥面车道变道段20米。即立交桥占用道路长度400米左右,剩余道路长度200米即用来作为车辆互相变道交织用。[桥面上车辆在通过交叉路口后就可以开始变道]
上面附图是参照杭州市建国路与相交的体育场路、凤起路、庆春路交叉路口道路环境而模拟设计。因为与建国路平行的中河路上现有中河高架桥,因此考虑采用隧道穿过中河路,另一侧则是贴沙河。本图相邻交叉路口立交桥采用并列式,这样建国路直行方向车辆和所有右转车辆全部走地面,其它方向车辆则立交桥上通过交叉路口。
从模拟附图可以看出,只要车辆保持一定的速度和间距,就完全能够实现交叉路口全互通的目的。至于车辆速度和间距的具体要求,就只能由此中高手来指教和实验测试了。
如果交叉路口间距不够安全行驶要求,则将二个交叉路口合并在一起来考虑设计立交桥[合并式立交桥布置模拟说明见下面立交桥方案部分的说明]
从现实情况看,由于城市交叉路口多,车辆行驶的距离小,等等因素造成城市车辆的行驶速度不可能如同高速公路一样快,因此,在城市建造立交桥的要求没有必要和在高速公路建造立交桥一样,例如立交桥车道的宽度、匝道的弧度等等。
我们如果考察一下城市道路上行驶的车辆分布情况,往往交叉路口入口到中部车辆密度小,而到交叉路口出口就因红灯而车辆密度大,二个交叉路口之间的距离越大,这个现象就越明显,即车辆在绿灯时迅速的行驶到下一个交叉路口又不得不停顿下来。因此,可能还不如本设想,速度虽小一点但可无阻碍的通过交叉路口效率更大。
而在晚上或车辆少的地段,明明交叉路口另一方向没有车辆,但因红灯仍不得不停顿下来,则更是毫无意义的浪费时间
车辆行驶怕的不是慢,而是完全停止不动,速度虽慢,司机一般还能遵守交通规则,但如果停止,或者旁边车道有空间,就会各显神通往前挤,直到所有车道完全堵塞由交警来处理方肯罢休。
 
<未完待续》