城市道路網(wǎng)設(shè)計及預(yù)估思路研究

張榮 周應(yīng)生

摘 要：該文基于筆者多年從事城市道路設(shè)計的相關(guān)工作經(jīng)驗，以中小城市道路網(wǎng)設(shè)計為研究對象，分析了中小城市道路網(wǎng)規(guī)劃的方法與預(yù)估體系，論文從交通分配方法開始著手，進(jìn)而探討了道路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的原則和思路，然后指出規(guī)劃設(shè)計中存在的問題，最后給出了具體的預(yù)估方法與指標(biāo)，全文是筆者長期工作實踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：中小城市 道路網(wǎng) 規(guī)劃 設(shè)計 指標(biāo)

中圖分類號：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-02

目前，大城市的交通問題已引起了社會的廣泛關(guān)注，人們正在研究并制訂相應(yīng)的解決辦法。而中小城市因其自身的規(guī)模、性質(zhì)、功能以及所處的地位的不同，其面臨的交通問題，既有與大城市相同之處，但更多地有其自身的特點。一般而言，中小城市規(guī)模較小，城區(qū)范圍不大，城市道路密度較低，道路寬度相對較窄，等級不高。公共交通水平低下，公交車輛較少，班車間隔時間較長，居民出行主要依靠步行、自行車等個人體力交通方式。同時，長期以來，中小城市由于投入資金的限制，加上缺乏有效而足夠的交通管制設(shè)施和措施，交通堵塞、車多路少、出行困難、交通事故頻發(fā)等一系列交通問題的矛盾在當(dāng)前已變得突出起來。隨著中小城市的城市化水平及人民生活水平的提高，城市道路交通將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前看來，中小城市道路的問題主要表現(xiàn)在：（1）路網(wǎng)功能級配結(jié)構(gòu)不合理，造成道路系統(tǒng)功能紊亂；（2）道路總體建設(shè)水平偏低，道路網(wǎng)系統(tǒng)性差；（3）規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不合理；（4）道路設(shè)計功能概念不清，道路安全性較差；（5）路網(wǎng)節(jié)點不暢，路段與交叉口通行能力不匹配；（6）道路網(wǎng)發(fā)展造成城市歷史文脈的不同程度破壞；（7）道路網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)方案彈性較差，沒有很好考慮其防災(zāi)功能。諸多問題導(dǎo)致了城市交通供需的嚴(yán)重失調(diào)，降低了人們的生活條件和生活水平，所以從根本上來把握這些問題本質(zhì)，解決這些矛盾是城市交通迫在眉睫的事情。

1 交通分配法研究

交通分配是城市交通規(guī)劃的一個重要環(huán)節(jié)，所謂交通分配就是把O-D量分配到具體的交通網(wǎng)絡(luò)上，通過交通分配得到的路段、交叉口交通量資料是檢驗道路規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)是否合理的主要依據(jù)之一。通常把交通分配方法分為平衡模型與非平衡模型。平衡交通分配模型比較適合于宏觀研究，而非平衡交通分配模型結(jié)構(gòu)簡單、計算簡便，在實際工程中應(yīng)用廣泛，效果良好。非平衡交通分配模型按其分配手段可分有迭代與無迭代兩類，按其形態(tài)可分為單路徑型與多路徑型兩類，因此，非平衡分配模型可分為最短路分配、容量限制分配、多路徑分配、容量限制-多路徑分配四種方法。一般來說，有迭代方法優(yōu)于無迭代方法，多路徑型方法優(yōu)于最短路型方法。這里只介紹容量限制-多路徑交通分配法，此方法考慮了路權(quán)與交通負(fù)荷之間的關(guān)系及交叉口、路段通行能力的限制，分配結(jié)果更合理。采用這種方法分配出行量時，需先將O-D表（n×n階）分解成K個O-D分表（n×n階），然后分K次用多路徑分配模型分配O-D量，每次分配一個O-D分表，并且，每分配一次，路權(quán)修正一次，直到把K個O-D分表全部分配到網(wǎng)絡(luò)上。一般取5級分配就能滿足精度要求，此時每次的O-D量分配率為30%，25%，20%，15%，10%。另外，各出行路線被選用的概率可采用Logit型的路徑選擇模型計算。

式中

—O-D量T（r，s）在第k條出行路線上的分配率

—第k條出行路線的路權(quán)（行駛時間）

—各出行路線的平均路權(quán)（行駛時間）

—分配參數(shù)，一般為3.00～3.50

m—有效出行路線條數(shù)

在此模型分配時，需要確定每一O-D點對（r，s）的有效路線及有效出行路線。定義有效路段[i，j]為路段終點j比路段起點i更靠近出行終點s的路段，即沿該路段前進(jìn)能更接近出行終點s。有效出行路線必須由有效路段所組成，每一O-D點對的出行量只在它相應(yīng)的有效出行路線上進(jìn)行分配。

2 設(shè)計方法

對于路網(wǎng)方案設(shè)計問題，一般分為定性的和定量的兩種。定量方法在第一章中討論過，這里不再敘述。實際運(yùn)用中，一般還是以定性分析為主，交通分配的定量分析為輔來不斷調(diào)整規(guī)劃方案。

2.1 規(guī)劃原則分析

城市道路系統(tǒng)首先應(yīng)滿足人流、客貨車流的安全暢通，同時應(yīng)反映出城市風(fēng)貌、歷史和文化傳統(tǒng)，為地上地下工程管線和其他設(shè)施提供空間，并滿足城市日照通風(fēng)與城市救災(zāi)避難要求。在進(jìn)行城市道路系統(tǒng)規(guī)劃時，應(yīng)對上述功能綜合考慮、相互協(xié)調(diào)。滿足城市交通運(yùn)輸要求是道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃的首要目標(biāo)，為達(dá)到此目標(biāo)，規(guī)劃的道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須“功能分清，系統(tǒng)分明”，為組成一個合理的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造條件，是城市各交通區(qū)之間有“方便、迅速、安全、經(jīng)濟(jì)”的交通聯(lián)系。這種道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由交通性與生活性兩種道路組成，按道路在城市中的地位、作用、交通性質(zhì)、交通速度及交通流量等指標(biāo)，可將道路分為快速路、主干路、次干路及支路四類。城市快速路主要為大城市大量、長距離、快速交通服務(wù)，一般是指除一環(huán)路以外的環(huán)城路。城市主干路（亦稱主干道）是以交通功能為主，連接城市主要分區(qū)、外圍組團(tuán)的干路，即為城市交通源例如車站、碼頭、機(jī)場、商業(yè)區(qū)、廠區(qū)等之間提供暢通的交通聯(lián)系，它通常是城市路網(wǎng)的骨架。由于主干道上車速高，通行能力強(qiáng)，對城市用地具有較強(qiáng)的分割作用，且有利于周圍土地的開發(fā)利用，從而為構(gòu)成城市各功能區(qū)起主導(dǎo)作用。有關(guān)資料表明，加速城市主干道骨架的建設(shè)、完善及暢通道路網(wǎng)、提高車輛通行能力仍是緩解城市交通壓力的首要任務(wù)。另外次干路主要作用是與主干路結(jié)合組成道路網(wǎng)，作為主干道的輔助道路，起集散和分流、吸引交通的作用，兼有生活服務(wù)功能，以滿足分區(qū)的生產(chǎn)生活需要。由于其交通量較小，車速較低，次干路兩側(cè)可布置為城市服務(wù)的大型公共設(shè)施，如商店、劇院和體育場等，以充分發(fā)揮其服務(wù)功能。支路則是次干路與街坊路的連接線，解決局部交通問題，以生活服務(wù)功能為主。

2.2 布局規(guī)劃思路研究

城市道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由于城市的發(fā)展，為滿足城市交通、土地利用及其他要求而形成的，城市道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的布局與形態(tài)取決于該城市的結(jié)構(gòu)形態(tài)、地形地理條件、交通條件、不同功能的用地分布等。目前常用的道路網(wǎng)布局有四種形式：方格網(wǎng)，環(huán)形放射網(wǎng)，自由網(wǎng)，混合網(wǎng)。（1）方格網(wǎng)（棋盤式）。每隔一定距離設(shè)置縱向的、和橫向的接近平行的道路，但由于地形和歷史等原因，方格網(wǎng)一般不一定是嚴(yán)格垂直和平行的。這種布局的優(yōu)點是：①布局整齊，有利于建筑布置和方向識別；②由于多為四肢垂直交叉口，簡化了交通組織和控制。缺點是：道路非直線系數(shù)比較大，一般在1.27～1.4之間。方格網(wǎng)適用于地勢平坦的中小城市以及大城市的局部地區(qū)的干道網(wǎng)。（2）環(huán)形放射式。環(huán)形放射式的道路網(wǎng)由若干條環(huán)線（不一定成圓形）和起自城市中心或環(huán)線上的某一點的射線組成。這種布局的優(yōu)點是：①有利于市中心與各分區(qū)，郊區(qū)的交通聯(lián)系；②非直線系數(shù)較小，一般在1.1～1.2之間。缺點是：圍街道形狀不夠規(guī)則，交通組織比較復(fù)雜。環(huán)型放射式道路網(wǎng)一般適用于大城市和特大城市的主干道網(wǎng)。（3）自由式。受歷史原因、山地、河流的影響，道路的線路走行無一定規(guī)則，形成自由式。這種布局的優(yōu)點是：①能充分結(jié)合自然地形；②節(jié)約道路工程費(fèi)用。缺點是：通路線路不規(guī)則，造成建筑用地分散，和交通組織困難。自由式適用于山區(qū)城市和河流較多的城市。（4）混合式。因地制宜，將上述兩種、或三種道路網(wǎng)形式的混合在一起?；旌鲜绞褂玫卯?dāng)可以盡得各式樣的優(yōu)點、揚(yáng)長避短。

3 設(shè)計要點

（1）城市進(jìn)出口道路大多是公路與城市道路交接處，具有集散性、開放性、發(fā)展性等基本性質(zhì)。它對城市道路網(wǎng)整體功能的發(fā)揮，進(jìn)出城及過境交通的安全運(yùn)行，起著舉足輕重的作用。在進(jìn)行進(jìn)出口道路規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮城市道路網(wǎng)的型式、商業(yè)服務(wù)設(shè)施配套建設(shè)、城市自然地理地貌條件、和相連接主干道的總體布局、城市用地發(fā)展等因素。（2）充分結(jié)合地形、地物、地質(zhì)條件。道路與自然條件結(jié)合得好，也為其兩側(cè)的建設(shè)開發(fā)提供了良好條件，有利于保護(hù)城市環(huán)境。（3）創(chuàng)造良好的城市環(huán)境與街道空間。把握好道路及兩側(cè)建筑尺度，體現(xiàn)以人為本思想，創(chuàng)造宜人生活環(huán)境，注意保護(hù)和挖掘城市特色。（4）城市道路在進(jìn)行紅線規(guī)劃時，根據(jù)道路的不同功能要求，不僅要考慮滿足近期機(jī)動車、非機(jī)動車、行人行駛等要求來研究其路幅寬度及型式，更要考慮各類型車道的合理分配及其斷面型式的遠(yuǎn)近期結(jié)合以達(dá)到遠(yuǎn)近期的合理過渡。（5）新舊路網(wǎng)在風(fēng)格上應(yīng)統(tǒng)一，除了在名稱上、線形上、寬度上、板塊上互補(bǔ)以求得完整統(tǒng)一外，還常常在綠化、照明、欄柵等方面有一定的共同之處。在新舊路網(wǎng)的結(jié)合部可插入交叉口、轉(zhuǎn)盤或樹木、雕塑、小品等方法達(dá)到漸次和諧的變化。（6）新區(qū)的路網(wǎng)除與舊城區(qū)主次干路及對外交通道路銜接以外，可以擺脫舊城區(qū)的現(xiàn)狀束縛，充分發(fā)揮道路工程規(guī)劃設(shè)計思路，謀求其便捷、美觀、技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的最終目標(biāo)。但此時仍應(yīng)清醒地認(rèn)識到中小城市道路系統(tǒng)所應(yīng)具有的特點，即支路網(wǎng)密度較高，道路等級較低，合理配置交通性干路、生活性干路，保證足夠的支路密度。（7）舊城區(qū)的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)一般不宜做大的調(diào)整，否則舊城歷史風(fēng)貌和文化傳統(tǒng)將遭到嚴(yán)重破壞。在不破壞現(xiàn)狀路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的前提下，適度提高現(xiàn)狀道路等級，大量的街坊路要予以保留和改造，不能以規(guī)劃了若干主次干路為由而大量取消街坊路，街坊路可根據(jù)總體路網(wǎng)布局按城市支路等級加以控制。（8）許多中小城市都是沿交通干線發(fā)展起來的，并將其作為城市主干路，隨著城市規(guī)模大，過境交通量及市區(qū)交通量增大，原則上應(yīng)將過境交通甩出市區(qū)以外，開辟切線而過的過境路。

4 技術(shù)預(yù)估方法研究

有了不同的規(guī)劃方案后，就需要預(yù)估方案的優(yōu)劣，從中選擇最優(yōu)的方案。對于規(guī)劃方案的預(yù)估，包括三方面的內(nèi)容，即技術(shù)預(yù)估、經(jīng)濟(jì)預(yù)估和社會環(huán)境預(yù)估。要對路網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行預(yù)估，需要建立相應(yīng)的預(yù)估指標(biāo)體系。建立預(yù)估指標(biāo)體系的原則是：

（1）科學(xué)性：預(yù)估指標(biāo)必須科學(xué)的、合理的、客觀的反映城市路網(wǎng)性能及影響；（2）綜合性：指標(biāo)體系應(yīng)全面的、客觀的、綜合的反映城市路網(wǎng)規(guī)劃方案的性能和效果；（3）可比性：預(yù)估必須在平等的、可比的價值體系下才能進(jìn)行；（4）可行性：預(yù)估指標(biāo)體系應(yīng)定義確切、意義明確，并且力求簡明實用。

根據(jù)交通規(guī)劃層次和要求不同，對規(guī)劃方案的技術(shù)預(yù)估可以從兩個層次來分析。

第一層次是城市交通網(wǎng)絡(luò)總體性能預(yù)估，是從城市交通網(wǎng)絡(luò)整體出發(fā)，從城市總體規(guī)劃、城市交通遠(yuǎn)景戰(zhàn)略規(guī)劃的角度來分析預(yù)估交通網(wǎng)的總體建設(shè)水平、交通網(wǎng)絡(luò)布局質(zhì)量、交通網(wǎng)總體容量等；第二個層次是城市交通線路節(jié)點性能的預(yù)估，是從單條線路或單個交叉口出發(fā)，分析交通線路或交叉口的容量、服務(wù)水平、延誤、事故等，適用于中長期綜合交通和近期治理規(guī)劃。

對于上面兩個層次可選用的指標(biāo)較多，這里不一一列舉，主要選取下面5個指標(biāo)：

（1）干道網(wǎng)密度

干道網(wǎng)密度是城市道路網(wǎng)的一項重要預(yù)估指標(biāo)，其計算公式如下：

LF

式中：—干道網(wǎng)密度（km/km2）

F—城市建成區(qū)用地面積（km）

—主、次干道各路段長度（km）

由于快速路、主干道、次干道的通行能力不同，因此，還應(yīng)該計算由換算長度得到的干道網(wǎng)密度，換算可根據(jù)道路的通行能力進(jìn)行。市中心區(qū)干道網(wǎng)密度可大些，郊區(qū)可小些。中小城市干道網(wǎng)密度可小些；道路較窄，則干道網(wǎng)密度宜大些，反之，可小些；山區(qū)城市干道網(wǎng)密度要比平原區(qū)城市大得多。

（2）人均道路面積

人均道路面積亦稱道路占有率，這個指標(biāo)最能綜合反映一個城市的交通擁擠程度，其計算公式為：

式中：—道路長度和寬度（m）

n—城市居民人數(shù)（人）

（3）等級級配

等級級配指建成區(qū)內(nèi)快速干道、主干道、次干道、支路等不同等級道路數(shù)量比例。美國城市道路網(wǎng)的建議級配結(jié)構(gòu)為主干道、次干道、集散道路、地區(qū)道路的長度分別占道路總長度的5%～10%、10%～20%、5%～10%、60%～80%。日本名古屋市規(guī)劃道路網(wǎng)的級配結(jié)構(gòu)為快速路、基干道路及其他道路長度分別占道路網(wǎng)總長度的3.3%、13.3%、83.4%。從我國規(guī)范給出的路網(wǎng)密度可以推算出從快速路到支路的比例約為1∶2∶3∶7，大體呈現(xiàn)為上小下大的金字塔形結(jié)構(gòu)，等級愈高比重愈小?？傊?，道路網(wǎng)必須有合理的等級級配，以利于各類道路功能的充分發(fā)揮。對于不同性質(zhì)、規(guī)模和結(jié)構(gòu)的城市，其各級道路里程所占比重以多大比例為好，合理的變化范圍如何，這些還有待進(jìn)一步研究，但等級愈高其里程愈短比重越小，則是肯定的。

（4）路網(wǎng)負(fù)荷度

路網(wǎng)負(fù)荷度指路網(wǎng)的實際交通量與通行能力之比。反映了路網(wǎng)對交通量的適應(yīng)能力，同時從整體上表現(xiàn)了路網(wǎng)的暢通性，其計算公式為：

式中：

—路網(wǎng)中第i條路段的分配交通量

—第i條路段的通行能力

—路網(wǎng)中第i條路段長度

（5）路網(wǎng)通達(dá)性

對于城市道路網(wǎng)，路網(wǎng)功能發(fā)揮很大程度取決于支路網(wǎng)的通達(dá)性。支路就是交通生成點與干路系統(tǒng)之間的過渡性設(shè)施。支路的通達(dá)性主要是指支路在次干路與街坊內(nèi)部道路之間的連接和覆蓋情況。支路的密度高，通達(dá)性好，則可以很好的分離不同性質(zhì)的交通流，減小干道系統(tǒng)的交通壓力，使不同類別道路的交通功能充分發(fā)揮出來。

由于街坊小區(qū)的形狀和面積不同，此指標(biāo)難以定量確定，但可比較規(guī)劃路網(wǎng)相對于現(xiàn)狀路網(wǎng)的改善效果。

5 結(jié)語

近年來，隨著中小城市發(fā)展和人民生活水平提高，城市道路交通面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。許多中小城市正進(jìn)入新一輪總體規(guī)劃修編時期，該文針對其提出了從現(xiàn)狀調(diào)查分析到規(guī)劃方案預(yù)估和建設(shè)項目排序的一套中小城市道路網(wǎng)規(guī)劃方法。

該文主要在如下兩個方面做了研究：

（1）路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計階段，這里還是按常規(guī)方法，參考城市總體規(guī)劃及分區(qū)規(guī)劃中的路網(wǎng)系統(tǒng)方案，根據(jù)城市形態(tài)及發(fā)展趨勢確定一個初始方案，通過交通量分配和分析，不斷調(diào)整方案，直到規(guī)劃方案可行、合理。其中針對中小城市提出了路網(wǎng)方案設(shè)計中的一些合理化建議。（2）路網(wǎng)規(guī)劃方案預(yù)估階段，針對中小城市路網(wǎng)的特點及路網(wǎng)功能的發(fā)揮，在技術(shù)預(yù)估中選取了等級級配和路網(wǎng)通達(dá)性指標(biāo)，路網(wǎng)必須有合理級配，支路網(wǎng)有較好的通達(dá)性，才能充分發(fā)揮各類道路功能。同時說明了經(jīng)濟(jì)預(yù)估和社會環(huán)境預(yù)估的指標(biāo)以及綜合預(yù)估的

方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 王煒，過秀成.交通工程學(xué)[M].南京：東南大學(xué)出版社，2000.

[2] 楊明，曲大義，王煒，等.城市土地利用與交通需求相關(guān)關(guān)系模型研究[J].科技資訊，2002，19（1）：72-75.