立交桥分析与鉴赏(第一辑)
首先,让我们一起来探讨探讨那个虽然不一定有两层或两层以上的匝道,但是也被我计算在内的环岛立交。
环岛立交是城市立交桥中较常见的类型,其最大特征为:
立交桥中至少有一层是环岛路口。
由于环岛路口本身可以消化相当大的多方向交汇车流量,故很多地方只需增设一层环岛路口就能基本解决主路方向(直行)和支路方向(左转右转)车辆的交汇冲突问题。
在某些立交中,主路方向上的车辆可以不受干扰快速通过路口,其余方向车辆通过环岛路口选择去向。
环岛立交的形式并不单一,在实际应用中,不仅可以将环岛路口设置在地面或高架甚至隧道,还可以设置为部分方向车辆由中央圆心驶入环岛的模式。最近出现的多种新型不占地立交桥都是在环岛立交的模板上稍加改进的。
所谓的环岛路口,其形状不仅仅局限于圆形或椭圆形,还可以是各种方形多边形。环岛立交具有设计结构简单、兼顾较多支线、外观优美和谐、方便车辆掉头、建设成本较低等诸多优点,一般是车辆通行量并不大的城镇解决路口拥堵问题的首选。
但环岛路口的局限性也不少,如果环岛路口不够大,它不能从根本上消除大车流量下的交叉通行冲突点,通过环岛路口的车辆必须减速慢行,且较难实现上下层均为主线的互通等;如果要保证多方向快速行车,整个环岛立交的规模要求就会大很多,形成多层多匝道,占用很大空间。因此环岛立交不适用于高快速路以及各方向车流均很大的路口。
具体怎么说呢?
环岛几乎是一种非常鸡肋的“立交”,我国在上世纪80、90年代曾经大量建设在一线城市主干道的交叉口,但是后来又很快消失并且被大量拆除和改造。
在作者的上学路上,最早时曾经有过三座环岛。但后来,两座被拆除后改为了平交交叉口,另一座则把中间的“岛”改小,设上红绿灯,并最终为了一个平交交叉口。那么环岛作为一种“立交”,为什么到了最后甚至还拼不过平交呢?
首先我们先要搞明白,为什么环岛在八九十年代时能够快?
车少。
使用环岛设计的路口,在车少时由于没有红绿灯的设置,车辆可以极其地自由通过。但是环岛有一个最大的问题:
里侧车道的车在下一个出口要出环岛,那么它向右变道;外侧车道的车要在两个出口后出环岛,那么它向左变道,形成变道点问题。
定义:变道点是车辆在车道(匝道)中进行变道的地方。(划重点,后面经常用!)
在一个环岛中,最少数量的车辆理论变道点与环岛所连接沟通的道路的数量相等。
在车流量较少的上世纪八九十年代,变道点的问题不会特别明显,甚至根本显现不出来。但是,随着车流量的增加,变道点问题逐渐出现,并且越来越严重。
我们知道,如果两辆车同时在同一个变道点从AB两个车道变为BA两个车道,就会造成围城问题:
里面的人想出来,外面的人想进去。——钱钟书《围城》
所以,随着车流量的增加,变道点的问题愈发明显,工程师们就聪明地想到一个办法:增加实际可能的变道点——把道路加长一些,就有更多的地方可以变道了。
但是,工程师们很快就会又聪明地发现,实际的变道点增加两倍,道路加长两倍,通行效率增长到原来的三倍,但是:
占地面积是原来的九倍。
通行效率增长常数倍,则环岛占地面积增长平方倍。
但是平交路口呢?由于车道的设置问题,平交交叉口的占地面积增加一倍,通行效率就增加一倍。
所以,随着车流量的增加,环岛总有寿终正寝的时候。
但是,环岛在某些地方依然具有自身的用处。
比如,高速路的出口,希望能够实现车流不断流,如下图所示。
云南某高速终点环岛
又比如,一个路口需要同时连接四条以上的道路,而又不想建设复杂的互通,这时候环岛就是便捷而经济的选择,如下图。
广东佛山南部环岛
同图,环岛也可以作为跨线桥的附加部分,来承担一些半互通中非联通的部分匝道功能。
图片来自网络
首先,定义:
如果一个两层或两层以上的道路枢纽中有n条不同方向的双向道路,那么定义这个道路枢纽为“n路立交”
为什么要修建立交桥呢?总结的理由主要有四点:
1、减少或消除原平面上不同方向或类型的车辆冲突。通俗的来说,就是减小或者消除存在或者应该存在的红绿灯。这样可以在一定程度上缓解拥堵、不堵车时节约行车时间,同时,不交错的车流也能够增强行车安全;
2、有些结构类型的立交桥能一定程度上分流主路方向甚至支路方向上的交通量;其最经典例子就是重庆鹅公岩立交,我们在后面的交通枢纽实例分析中就会遇到。
3、有些结构的立交桥可以增设掉头匝道,给车辆提供较安全的掉头环境且不影响主线车辆快速行驶;还有部分立交桥,如苜蓿叶立交桥,不需要特意增设匝道就能够实现掉头的功能。
4、减少或消除机动车与非机动车、行人等的混行几率,提高道路整体安全系数。
我们首先从最简单,也是应用于高速路上最多的的三路立交开始。
首先,在绝大部分立交中,右转的匝道绝对是千篇一律的,所以我们不考虑在内。
剩下的两个左转匝道,就是立交桥设计的主要之处。
它们可以分别从主路的上下方穿过,如图所示:
云南某高速出口
但是这种做法需要的空间是三层,而且占地的面积较大,在空间狭小的地方,也可以选择将一侧左转匝道如同苜蓿叶立交桥一样,化作270°的转弯,与另一侧的左转匝道并在一起,实现两层三路立交,如图所示:
云南海东村高速出口
三路立交基本上只有这么两种,下一辑我们来看最多样也是最普通的四路立交桥。