با افزایش روزافزون وسایل نقلیه در شهرها و به وجود آمدن معضلی که از آن به ترافیک یاد میشود، اهمیت بررسی مشکلات ترافیک و ارائه راه‌حل‌هایی برای تغییر وضعیت آن یکی از دغدغه‌های اصلی شهرهای بزرگ است. تصادفات ترافیکی پیشامد نامطلوب و اجتناب‌ناپذیر جریان ترافیک می‌باشند. تصادفات ترافیکی موجب هدر رفتن زمان، سرمایه و درنهایت عمر انسان‌ها می‌شوند. در معابر شـهری، تصادفات در تقاطعات بخش اعظمی از کل تصادفات را شامل میشود. برای مثـال بر اساس آمـار ملـی ایالات‌متحده آمریکا که در سال 1999 منتشرشده اسـت، 98/22 درصـد از کـل تـصادفات فـوتی و 69/44 درصد از کل تصادفات مربوط به تقاطعات بوده است.
اساساً علت اصلی بروز تصادفات در تقاطعات، همگرا شدن مسیرهای مختلف در یک نقطه می‌باشد که رانندگان را مجبور به تصمیم‌گیری می‌نماید. پیچیدگی جابجایی وسایل نقلیه در تقاطعات موجب افزایش نقاط برخورد و لذا افزایش تصادفات جریان‌های مختلف ترافیکی می‌گردد. اینکه جریان ترافیک عبوری از یک تقاطع در چه حدی است یا تقاطع در چه منطقه‌ای به لحاظ قیمت زمین واقع است، همچنین مسئله ایمنی و …، خصوصیاتی هستند که در تغییر وضعیت یک تقاطع همسطح به تقاطع غیرهمسطح مؤثر می‌باشند.
در حالت کلی دو نوع دسته‌بندی کلی داریم:
– تقاطع همسطح:
تقاطع همسطح نوعی از تقاطع می‌باشد که محل برخورد دو یا چندراه ارتباطی است. وقتی همه این راه‌های ارتباطی در یک ارتفاع از سطح زمین‌ساخته شده باشند، به‌طوری‌که عبورومرور یکدیگر را مختل نمایند.
نوع رایج تقاطعهای همسطح، سه‌راه و چهارراه می‌باشد که در آن بعضاً نقاط برخورد بیشتر شده و حاصل آن افزایش احتمال تصادفات می‌باشد. به‌علاوه، در تقاطعهای همسطح از چراغهای راهنمایی استفاده میشود.
– تقاطع غیرهمسطح:
تقاطع غیرهمسطح نوعی از تقاطع می‌باشد که محل برخورد دو یا چندراه ارتباطی است وقتی هریک از این راه‌های ارتباطی در ارتفاع‌های مختلفی از سطح زمین‌ساخته شده باشند، به‌طوری‌که عبور و مرور یکدیگر را مختل ننمایند.
پس از گذشت سال‌ها از ساخت نسل‌های اولیه تقاطعهای غیرهمسطح که ساخت اولین آن به سال 1928 برمی‌گردد، طی دهه‌های 1970 و 1980 تقاطعهای غیرهمسطح نیز مانند بقیه تکنولوژی‌ها رشد پیدا کرد تا عبور جریان ترافیک بیش‌ازپیش تسهیل یابد. طی این پیشرفت 6 نوع اصلی برای تقاطعهای غیرهمسطح در نظر گرفته شد که هرکدام از آن‌ها دارای مزیت‌ها و نقصان‌های مربوط به خود بودند که در اینجا به آن‌ها پرداخته میشود:
1-شبدری کامل (Full Clover Leaf):
این شکل از تقاطعهای غیرهمسطح، به دلیل امکان انجام کلیه حرکات به‌صورت مجزا و حل مشکل ورود و خروج حرکت گردش‌به‌چپ از سمت چپ و انجام این حرکات از سمت راست راه، ایمنی به‌مراتب بیشتری را ازاین‌جهت به وجود می‌آورد؛ هرچند مشکلاتی در طول قسمت تداخلی به وجود می‌آید و این مسائل به‌شدت به طول قسمت تداخلی ارتباط دارد. مسئله زمین رمپ‌ها می‌تواند این طرح را در محدوده شهری غیراقتصادی کند. ولی اگر نگرانی برای تحصیل زمین وجود نداشته باشد، مانند محدوده برون‌شهری، این شکل از تقاطعهای غیرهمسطح می‌تواند مناسب باشد.
2- نیمه‌شبدری (Partial Clover Leaf):
این شکل از تقاطعهای غیرهمسطح، شبیه شبدری کامل است، به‌جز اینکه Loop Ramp حداکثر در سه طرف آن است. این حالت برای مواقعی بکار می‌رود که زمین لازم در همه گوشه‌ها موجود نباشد یا اینکه حجم ترافیک گردش‌به‌چپ در برخی تمایلات خیلی کمتر است و نیازی به ساخت آن نباشد. این شکل از تقاطعهای غیرهمسطح، به دلیل ورود حرکت گردش‌به‌چپ از سمت چپ در یک مسیر، ازنظر ظرفیت و ایمنی در سطح پایین‌تری نسبت به شبدری کامل قرار دارد.
3- شیپوری (Trumpet):
این شکل از تقاطعهای غیرهمسطح، برای اتصال سه مسیر متقاطع که به‌صورت T به هم خوردند، بکار می‌رود. بنابراین نمی‌توان در همه‌جا از آن استفاده کرد و صرفاً برای حل مشکلات سه‌راهی‌ها آن را بکار می‌برند. یکی از کاربردهای مهم این تقاطع معمولاً در راه‌هایی است که لازم است برای ورود از مسیر متقاطع به مسیر اصلی از رانندگان عوارض دریافت شود که در این نوع تقاطع امکان این امر به سهولت وجود دارد.
4- لوزی شکل (Diamond):
این شکل از تقاطعهای غیرهمسطح، ساده‌ترین آن‌ها می‌باشد و برای اتصال یک مسیر اصلی و فرعی، هم در محدوده شهری و هم برون‌شهری از آن استفاده میشود. تقاطع لوزی شامل چهار رمپ قطری می‌باشد که در چهارگوش آن مشخص می‌باشد. جریان ترافیک می‌تواند با سرعت‌بالا وارد مسیر اصلی شود یا از آن خارج گردد، اما زمان حرکت گردش‌به‌چپ نسبت به گردش‌به‌راست به‌مراتب بیشتر است.
از مشکلات این شکل از تقاطعهای غیر همسطح، می‌توان به ورود و خروج حرکت گردش‌به‌چپ در مسیر فرعی، از سمت چپ اشاره کرد که برای جاهایی که حجم گردش‌به‌چپ بالا باشد، مناسب نیست. ظرفیت سرویس‌دهی با نقاط انتهایی رمپ‌ها محدود میشود ولی برای حرکت مستقیم در مسیر اصلی امکان عبور جریان ترافیک با سرعت‌بالا وجود دارد. همچنین عدم توجه کافی به مسئله عابر پیاده و ندیدن گذرگاه ایمن و مناسبی برای عبور آن‌ها از مشکلات دیگر این شکل از تقاطعهای غیرهمسطح می‌باشد. برخلاف بقیه تقاطعهای غیرهمسطح، در این حالت، اکثرا از چراغهای راهنمایی بهره برده میشود.
5- هدایت‌کننده (Directional):
بهترین شکل از تقاطعهای غیرهمسطح، به لحاظ ظرفیت می باشد. این برتری به دلیل فاصله‌های طی شده کمتر برای حرکات گردشی، امکان سرعت‌بالا و حذف قسمت‌های تداخلی می‌باشد؛ اما همه این مزیت‌ها در مقابل هزینه ساخت بسیار زیاد آن قرار دارد. این شکل از تقاطعهای غیرهمسطح، به دلیل ترکیب آن، نیازمند زمین زیاد و سازه‌های پیچیده‌ای در چند تراز مختلف است که به لحاظ طراحی و اجرا، ساخت چنین ترکیبی را مشکل می‌کند. در این نوع تقاطع ارتباط به‌صورت مستقیم است و وسایل نقلیه با سرعت بسیار زیاد قادر به گردش‌به‌چپ یا به راست می‌باشند. احداث پل‌های چند سطحی در این نوع تقاطع هزینه های بسیارزیادی دارد لذا ارتباطات مستقیم فقط در گردش‌به‌چپ‌های پراهمیت تعبیه میشود و در سایر موارد از تقاطع شبدری استفاده میشود.
6- تقاطع شهری تک نقطه‌ای (SPUI):
این شکل از تقاطعهای غیرهمسطح، به نسبت جدیدتر و از مزیت‌های اصلی آن، تصرف کمتر زمین می‌باشد و همین باعث میشود بیشتر در محدوده شهری موردتوجه قرار گیرد؛ هرچند به دلیل نیاز به ساخت پل‌های با دهنه بیشتر هزینه ساخت بیشتری می‌طلبد. شعاع بیشتر حرکت گردش‌به‌چپ، امکان سرعت‌بالاتری را برای این حرکت در مقایسه با نوع قبلی به وجود می‌آورد ولی مشکل ورود و خروج حرکت گردش‌به‌چپ در مسیر فرعی، از سمت چپ و عبور عابر پیاده همچنان وجود دارد. با توجه به اینکه به‌ویژه در شهرها معمولاً یک مسیر از اولویت خاصی برخوردار است و سایر حرکات را می‌توان با چراغ راهنمایی فرماندهی و کنترل کرد، این تقاطع از مطلوب‌ترین گزینه‌ها در محیط‌های شهری است.
خلاصه ویژگی انواع تقاطعهای غیرهمسطح:
جزئیات مقایسه انواع تقاطع‌ها به شرح زیر می‌باشد:
