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路网结构是否合理，对于后续的交通运行、管理等都有重要影响，那么，什么样的路网结构才是合理的？今天，交通言究社继续邀请公安部道路交通安全研究中心特约专家、台湾逢甲大学运输科技与管理学系所副教授徐耀赐来为大家讲解相关知识。
道路路网形成的历史进程
完整路网形成的五个阶段
完整路网的形成经历了一定过程，大致可分为五个阶段。
▼ 阶段1：最早期路网仅由干线、集散道路、本地道路三种道路组成。
▼ 阶段2：发明高速公路（Freeway）之后，路网由干线、集散道路、本地道路及高速公路四种道路组成（见图1）。
图1：第二阶段路网由四种道路组成
▼ 阶段3：由于经济快速发展、车流量增加等原因，平面道路出现拥堵，为缓解拥堵，城市里出现了限速比高速公路低、以高架形式为主的快速公路，此阶段路网由五种道路组成，已可满足长距离、大区域的易行性（Mobility）功能，但却无法满足小区域、短距离的可及性（Accessibility）功能。
▼ 阶段4：为使路网功能更丰富，干线细分为主干线（Principal Arterial）与次干线（Minor Arterial）；集散道路细分为主集散道路（Main Collector）与次集散道路（Minor Collector）。这样细分后，此阶段路网由七种道路组成。
▼ 阶段5：上一阶段的路网结构已较为完整，但还需考虑小区域及出入衔接目的地才能真正实现及门、及户（Door to Door），因此，完整的路网还应包含接入通道（Access）。这样一来，完整的路网就由八种道路，也可称为“八阶”道路组成。其中，最高阶的高速公路无平面交叉，但可能有特殊信号控制；快速公路与干线接合处可能有信号控制；主干线、次干线、主集散道路为信号控制交叉路口集中区；次集散道路、本地道路、接入通道为无信号控制交叉路口集中区，且无信号控制交叉路口数量远大于有信号控制交叉路口数量。
道路八阶功能分级可涵盖任何区域，但路网选取没有一定标准，选取的可能是某地区高、快速公路路网，也可能是某城市的主要道路网，且所选取的大路网中也可能包含数个小路网，规划设计者应根据所需解决问题的实际情况决定路网范围（见图2）。
图2：八阶道路与路网选取示意图
将道路功能分为八阶的原因
道路功能分为八阶的原因主要有以下几点：可完整描述道路路网内易行性与可及性的概念；可完整描述任何区域、任何面积、任何距离，涵盖城市、乡区等不同功能道路组成的路网架构；可涵盖所有不同设计速度的道路；可检核车流由起点（Origin）至终点（目的地，Destination）是否具备车辆行驶路径连续性；对路网交通控制计划易建立清晰的蓝图，例如区域路网的信号系统联控；八阶道路功能分类可与国土规划、生活圈规划、城市规划、城乡规划、土地使用型态等彻底结合。从图3中可以看出，高速公路易行性、设计速度最高，服务距离最长，且两条高速公路之间的间距比其他同阶道路道路的间距要长；接入通道可及性最高。道路功能定位可初步决定设计速度、预期的V85、限速值（见图4），不过需要注意，后两项需要与速度管理搭配使用。
图3：八阶道路交通功能比较
图4：道路功能定位可用以初步决定设计速度 、预期的V85、限速值
路网道路阶差大存在隐患
道路相接应遵循一定规则
八阶道路具有一定层次，两条道路相连接时需要考虑彼此之间交通功能位阶的差值，即阶差，不可随意连接。阶差越大，代表路网结构越差，拥堵与事故风险越大。因为两条道路通行能力（容量，Capacity）相差太大，不符合自诠释道路（SER，Self-Explaining Roadway）的设计理念，易形成瓶颈（Bottleneck），由此驾驶人行为的驾驶动作被迫变大，驾驶人工作负荷（DWL，Driver Work Load）增大，同时也会导致不遵守交通规则行驶的人增加，车流稳定性下降，最终造成交通控制难度增高，事故发生几率升高，特别是在某些地段不利于行人的安全。
两条道路之间的阶差会存在四种情况：阶差为0，单纯转向到另一条交通功能位阶相同的道路；阶差为±1，驾驶动作变化极小，道路通行能力接近，此种情况最佳；阶差为±2，此种情况勉强合理；阶差大于2，离自诠释道路的理念越远，须使用交通工程辅助的力道越大，容易造成事故与拥堵。因此，两条道路的阶差最好小于等于2。举例来说，当规划道路为高速公路时，合理的阶差变化可能性为3种（见图5）；规划道路为快速公路时，合理的阶差变化可能性为4种（见图6）。
图5：高速公路阶差变化可能性
图6：快速公路阶差变化可能性
图7为八阶道路阶差变化可能性，由最高阶至最低阶，阶层对称，其中主干线、次干线、主集散道路、次集散道路路网规划变化程度相对复杂。利用此概念可以检核路网结构分布是否合理，针对需整改之处，可利用区域路线重整（Regional Rerouting）策略进行路网整改，即重新调配出入动线。
图7：八阶道路阶差变化可能性
道路阶差太大的反面案例
路网优劣直接影响城市景象，路网规划合理的地区整体景象具有层次，不会给人压迫感，生活空间也相对舒适。每单位面积人口数不同代表路网的交通荷载能力不同，举个比较夸张的例子，每平方公里居住1万人与10万人所产生的交通需求量不同，交通状况不同，配套服务的道路也应有所不同，因此路网规划与城乡规划应紧密结合，考虑周边区域容积率、建蔽率，楼层高的地区居住的人相对较多，建蔽率高，但需要注意土地承载能力有限，若楼层过高，超出一定范围，容易留下后遗症。
此外，两条相接道路的阶差太大也会有后遗症，容易出现畸形路口，且由于是路网规划造成的原因，改善起来并不容易，下面看几个典型的反面案例。
▼ 图8中，某学校前方即为主干线，每天上下学接送学生的家长较多，道路拥堵严重，原因就在于路网规划不合理，“接入管理”未融合城乡规划、路网规划，接入口直接与主干线结合，阶差过大，会造成后续交通管理处于长期负荷状态。
图8：某学校前方为主干线
▼ 图9中干线与周边小区直接相连，若干线为主干线，与接入通道阶差为5，若干线为次干线，与接入通道阶差为4，两种情况阶差都已大于2，尤其早晚高峰干线拥堵严重，原因就在于路网规划不合理。按照图9中情况，与小区接入通道直接相连的道路位阶应不高于次集散道路。
图9：相接道路阶差过大
▼ 图10中，原本中央分隔带是封闭设置，后来为方便民众，打开中央分隔带，直接连通两侧小路，导致相接道路阶差过大，容易造成事故。这种情况较为合理的做法应保持中分带封闭，小路只许“右进右出”，不可直接穿越中间大路。
图10：中央分隔带应封闭设置
▼ 图11中交叉路口物理区呈长方形，说明相接道路阶差过大。若长期观察，可以发现此类交叉路口较容易发生事故。较为合理的交叉路口物理区应接近正方形。
图11：交叉路口物理区呈长方形
▼ 图12A为路网不合理形成的畸形路口，图12B为利用交通控制设施改善后的交叉路口，但由于路口本身结构不合理，即便通过一些辅助手段改善后也无法达到最理想状态。因此，在最初进行路网规划时就应该充分考虑多方面因素，否则形成畸形路口后不容易改建。
图12：路网不合理造成的畸形路口
总结一下路网结构合理性的四大准则：每条道路本身的设计通行能力(Design Capacity)合理；若想两条道路合理相接，需要考虑道路的几何线形、交通功能阶差；若想两条道路间距合理，需要考虑的包括高、快速公路立交间距，平面交叉路口间距，高、快速公路匝道与平面道路信号交叉路口的间距；同时充分配合城乡规划。
可充分利用侧、后车道服务地区性交通
上文提到的阶差过大的反面案例，不仅存在安全隐患，也会给周边区域民众出行带来影响，类似这种情况，应考虑设置本地道路里的侧车道（Frontage Road）和后车道（Backage Roads），虽然这两种道路对长距离运输的贡献较小，但可以在不干扰主线车流前提下，更好地服务地区性交通。充分利用侧车道，可以保证长距离交通顺畅，长、短距离的交通功能明显区隔；后车道设置则能充分体现路网规划与城乡规划的紧密结合。图13为侧车道与后车道的对比图。
图13：后车道与侧车道对比
侧车道是连接不同功能道路的重要做法，尤其对建立干线公路邻侧的路网有益，同时可结合道路景观布设。具体可适用于这些情况：对于有专用路权的公路，可利用侧车道服务专用公路无法到达的邻近地区；侧车道可作为主要干道的出入口，连接附近村落或农庄；在繁忙的路旁商业区，可由道路分隔设施将主要道路与侧车道隔开，利于商业区交通独立。图14中间的道路为主干线，距离长，目的是直通；两侧为侧车道，将主干线与周边区域切割开，同时可服务周边区域。
图14：侧车道布设案例
后车道多位于商业区、住宅区等后方，可有效减少甚至消除干线道路、集散道路对商业区、住宅区、学校等的负面影响，图15是后车道的典型布设例。
图15：后车道的典型布设例
