山地城市道路系統(tǒng)及豎向設(shè)計方法

■歐朝龍 ■天津市城市規(guī)劃設(shè)計研究院廈門分院，福建 廈門 361000

隨著城市化進程的加快，土地資源科學(xué)、合理的利用是城市規(guī)劃一個重要的課題。尤其是山地城市，人均可用土地資源非常有限，科學(xué)合理的道路及豎向規(guī)劃是節(jié)約土地資源、促進城市可持續(xù)發(fā)展的前提。因此，有必要對山地城市的道路及豎向進行深入研究。

1 項目概況

規(guī)劃區(qū)位于延平老城區(qū)東南部，閩江上游，核心為夏道鎮(zhèn)，素有“閩江第一鎮(zhèn)”之稱，距南平老區(qū)約十公里。規(guī)劃區(qū)內(nèi)大部分以山地丘陵為主，地勢為西南部和中部高，北部和東南低。規(guī)劃分為兩個層次，總體規(guī)劃及中心區(qū)域的控制性詳細(xì)規(guī)劃。在總體規(guī)劃階段，根據(jù)新城的發(fā)展定位及方向制定相應(yīng)的空間模式及用地布局;而在控制性詳細(xì)規(guī)劃階段，著重對道路、場地的用地適應(yīng)性進行分析，以更好的指導(dǎo)下階段的詳細(xì)設(shè)計。

圖1 規(guī)劃項目區(qū)位圖

2 現(xiàn)狀分析

2.1 地形地貌分析

山地地形復(fù)雜，地形是影響山地城市用地適宜性的主要因素，借助地理信息軟件對規(guī)劃用地的高程、坡度及坡向進行分析，可以直觀地反應(yīng)場地的自然地形。

(1)高程分析:規(guī)劃區(qū)東鄰紗帽山，西靠馬頭山，東西兩側(cè)地勢較高，中部谷地地勢較低，規(guī)劃用地內(nèi)制高點位于東部邊界，高程為275.9米，規(guī)劃用地內(nèi)其它的山體和植被相對保護較好。

根據(jù)南平的實際建設(shè)經(jīng)驗，120 米高程以下的用地可直接進行開發(fā)建設(shè)，這類用地約占總用地的53%;120 -140 米高程用地可通過適當(dāng)改造作為建設(shè)用地，這類用地約占總用地的16%;140 -160 米高程用地需通過改造才可作為建設(shè)用地，這類用地約占總用地的16%;160 米等高線以上為不可開發(fā)建設(shè)的用地，用地約占總用地的15%。

(2)坡度分析:坡度反映場地的傾斜程度，一般分5%以下、5%～10%、10%～25%和25%以上四個坡度區(qū)間。規(guī)劃用地內(nèi)大部分用地處于山體向平地的過渡地帶。自然地勢呈現(xiàn)東西兩側(cè)至徐洋溪逐漸降低的態(tài)勢。通過坡度分析，對規(guī)劃用地內(nèi)25%以下可建設(shè)用地進行了統(tǒng)計，這類用地約占總用地的30%，如進行開發(fā)需對現(xiàn)狀地形進行較多的改造。

2.2 道路現(xiàn)狀分析

目前規(guī)劃區(qū)主要有316 國道及朱熹路與中心城區(qū)連接;在建的道路橋梁項目為成功路及連接安濟高鐵站的夏道大橋，成功路已建成路基部分，連接規(guī)劃區(qū)南北?，F(xiàn)在的路網(wǎng)較為稀缺，不能支持城市的開發(fā)建設(shè)，另外與中心城區(qū)間的聯(lián)系道路僅有國道與朱熹路，道路斷面較小，無法形成兩城之間的快速聯(lián)系通道。

圖2 高程、坡度分析圖

3 道路系統(tǒng)規(guī)劃

由于山地城市受地形條件限制，規(guī)劃用地被山脈、江河所分割，高差起伏較大，路網(wǎng)布局應(yīng)結(jié)合地形布置，一般形成自由式路網(wǎng)。設(shè)計合理的自由式路網(wǎng)在滿足便捷交通聯(lián)系的同時，還能夠最大程度的減少對自然環(huán)境和景觀的破壞，也有利于形成非常獨特的城市道路景觀。

(1)道路網(wǎng)空間布局。首先需要確定道路網(wǎng)的合理結(jié)構(gòu)，即各等級道路數(shù)量之比，保障城市路網(wǎng)集散功能。

①快速路、主干道在城市道路網(wǎng)中起骨架作用，是聯(lián)系城市各組團及城市對外交通樞紐的主要通道。因此，在快速路、主干路的平面、縱斷面設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計速度和道路等級，保證所設(shè)計的線形及縱坡滿足規(guī)范各種技術(shù)指標(biāo)的要求，一般不推薦采用極限值，確定最優(yōu)的道路線位。

②次干路主要起集散交通的作用，由于次干路常沿路布置公共建筑和住宅，又兼具生活服務(wù)功能;支路是街坊道路，是直接為用地服務(wù)和以生活服務(wù)功能為主的道路。因此，在次干路及支路的規(guī)劃設(shè)計時，路網(wǎng)、地形、用地更應(yīng)有機結(jié)合，平面線形應(yīng)采用自由式路網(wǎng)，用地與路網(wǎng)相互融合，避免對自然地形進行較大的改造。

(2)橋梁、隧道位置的控制。路網(wǎng)在選擇布局方案的同時應(yīng)考慮跨江河、穿山巒的橋梁、隧道的位置，橋梁、隧道的位置、通行能力與城市路網(wǎng)不匹配將大大降低城市道路通行能力，不能高效聯(lián)系分區(qū)間的交通出行。

(3)道路系統(tǒng)布局要考慮到城市防災(zāi)的要求。在掌握規(guī)劃區(qū)地質(zhì)情況、地震斷烈?guī)У那疤嵯?，道路網(wǎng)設(shè)計包括建筑布置要盡量避開滑坡、崩塌等不良地質(zhì)地帶。濱江、河流道路根據(jù)防洪堤的布置形式，采用路堤結(jié)合或者路堤分開的設(shè)計形式，并確定其防洪高程。設(shè)計中應(yīng)同時考慮防災(zāi)疏散道路，并增加相應(yīng)路網(wǎng)的密度。

(4)合理道路橫斷面的設(shè)計。由于山地及丘林城市有限的用地，在道路橫斷面的設(shè)計上，更需要認(rèn)真探討，確定更等級道路的紅線寬度及橫斷面形式。首先需要對規(guī)劃區(qū)未來的交通趨勢進行判斷，繼而確定主要路網(wǎng)的交通流量和交通流向，最后根據(jù)山地城市居民出行的特征，劃定橫斷面的形式。

規(guī)劃區(qū)快速路橫斷面采用兩塊板形式，紅線寬度36 米。以機動車快速通行為宗旨，采用封閉或部分封閉的橫斷面形式，斷面為機動車雙向6 車道，隧道、橋梁段根據(jù)實際斷面進行設(shè)計;在城市建設(shè)區(qū)通過時，根據(jù)實際交通需求，在快速路兩側(cè)設(shè)置人行道;城市外圍可根據(jù)實際交通需要，僅設(shè)置綠化帶。

主干路分為交通性及生活性兩種，紅線寬度30 -36 米。交通性主干路側(cè)重通過性交通，斷面為雙向6 車道，強調(diào)機動車出行，同時考慮為快速公共汽車系統(tǒng)預(yù)留通道，并設(shè)置公交優(yōu)先車道;混合型主干路需要綜合考慮多種交通方式在道路上的資源均衡分配，考慮公交專用道及港灣式公交停靠站的設(shè)置。工業(yè)區(qū)道路斷面設(shè)計要考慮工業(yè)區(qū)以貨運為主的特征，強調(diào)機動車出行，在確保通過性交通的同時，還需考慮通達性交通，保證主干路與周邊道路的連通性。

在路線的具體設(shè)計中，可根據(jù)沿線地形地勢，選擇同平臺斷面或者錯臺斷面形式。如瀕臨河道的區(qū)域，靠近河道側(cè)斷面可設(shè)計為低平臺，內(nèi)側(cè)為高平臺，減少土方的回填或開挖，同時可形成山地特色的道路景觀。

(5)人車分流和人行系統(tǒng)。由于山地城市的特殊性，道路的縱坡往往較大，超過規(guī)范中3.5%的非機動車縱坡設(shè)計值。在山地城市，居民出行一般為步行或者公交出行，非機動車出行的比例較小。在道路斷面的設(shè)計中，人行道與機動車道應(yīng)進行嚴(yán)格的分離，避免人車混行，造成交通干擾。道路主線與人行道可根據(jù)地形情況，進行分臺設(shè)置。人行道可設(shè)置高于機動車道，利用擋墻進行防護，有利于人行與建筑之間的通行。減少開挖。

圖3 道路系統(tǒng)規(guī)劃圖

4 豎向系統(tǒng)設(shè)計

4.1 相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求

山地及丘林用地路線規(guī)劃設(shè)計時，一方面存在高填高挖的情況，另一方面道路設(shè)計縱坡值往往較大，應(yīng)在解讀地形的基礎(chǔ)前提下，合理布線，并應(yīng)校核路線縱坡設(shè)計值，滿足城市道路工程設(shè)計規(guī)范的要求。

(1)快速路、主干道的縱坡按照相應(yīng)設(shè)計時速的要求，采用規(guī)范中最大縱坡一般值的要求，如設(shè)計時速在60Km/h 的主干道，縱坡最大值不應(yīng)超過5.0%。改建道路等受到現(xiàn)狀影響無法降坡時，才考慮采用縱坡極限值。

(2)當(dāng)?shù)缆房v坡大于道路工程設(shè)計規(guī)范的一般值時，各級道路均應(yīng)限制最大坡長，以保證行車的安全。設(shè)計的道路有連續(xù)上坡或下坡時，應(yīng)在最大坡長限制的前提下，設(shè)置縱坡緩和段，且緩和段的縱坡不應(yīng)大于3%。

(3)設(shè)計的主要道路平面交叉時，應(yīng)控制各條道路在交叉口范圍的縱坡值，一般不宜大于2.5%，困難情況不應(yīng)大于3%，山區(qū)工程艱巨地段不大于5%。

(4)凈空要求。道路與公路或鐵路等采用立體交叉設(shè)計時，應(yīng)保證豎向凈空的要求。按照城市道路工程規(guī)范要求，機動車道的最小凈空為4.5 米;按照公路設(shè)計規(guī)范，高速公路及一、二級公路采用5.0 米。因此在設(shè)計中城市道路與公路銜接時應(yīng)按公路凈空要求進行預(yù)留。

4.2 防洪排澇的要求

丘林及山地城市的豎向高程也受到相應(yīng)防洪排澇規(guī)劃的影響，規(guī)劃區(qū)內(nèi)及周邊(江)河流的防洪標(biāo)準(zhǔn)及區(qū)域的排澇標(biāo)準(zhǔn)，是豎向高程設(shè)計的基礎(chǔ)及依據(jù)。

(1)防洪標(biāo)準(zhǔn)與豎向設(shè)計。規(guī)劃區(qū)內(nèi)水系發(fā)達，閩江從規(guī)劃區(qū)北側(cè)穿過;閩江下游建有水口電站，受水口電站回水影響，閩江南平段成為水口水庫庫區(qū)。現(xiàn)狀沿江建有防洪堤，堤頂高程69.14m，高程偏低。境內(nèi)南北向的徐洋溪及小鳩溪均為閩江支流。

首先需要確定防洪標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)總體規(guī)劃，閩江防洪堤設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇;區(qū)內(nèi)的徐洋溪防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50 年一遇;小鳩溪防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20 年一遇;防山洪標(biāo)準(zhǔn)采用20 年一遇。

相應(yīng)的防洪水位為，閩江夏道鎮(zhèn)段和安濟段的50 年一遇防洪水位70.02m;大洲島中部段50 年一遇防洪水位69.80m。規(guī)劃區(qū)道路及場地標(biāo)高不低于70.5m，保證區(qū)內(nèi)地塊不受閩江洪水倒灌威脅。

(2)排澇模式與豎向設(shè)計。排澇模式包括直排、強排及蓄排三種基本模式。山地城市可采用三種模式相結(jié)合的設(shè)計方法。內(nèi)澇水面線的確定關(guān)系到排水安全和地塊造地成本的經(jīng)濟性，直接影響區(qū)內(nèi)豎向高程的確定。

①水面線的確定。水面線的確定采用:閩江多年平均洪水位與徐洋溪設(shè)計頻率澇水位形成水面線Ⅰ，閩江50 年一遇設(shè)計洪水位與徐洋溪多年平均澇水位形成水面線Ⅱ，組合的外包線作為徐洋溪等河道的設(shè)計水面線。

本次規(guī)劃徐洋溪各斷面設(shè)計洪水水面線采用《閩江上游南平江南新區(qū)夏道、小鳩片區(qū)防洪規(guī)劃》的已有計算成果，海瑞路上游段徐洋溪主河道控制寬度15m，海瑞路至文夏路段徐洋溪主河道控制寬度20m，文夏路下游段徐洋溪主河道控制寬度30 -40m。沿岸設(shè)計澇水位70.63 -88.86m。

②排澇方案的確定。通過地形的復(fù)核及考慮地塊開挖后土方的去向，規(guī)劃區(qū)采用的排澇方案為直排方式，也就是規(guī)劃道路及場地豎向設(shè)計高于設(shè)計洪水位0.5m，保證地塊澇水可重力流通過市政雨水管道直接排入溪流。

4.3 場地豎向布置的要求

場地豎向規(guī)劃充分考慮地形地貌特點以及相應(yīng)的道路等級情況，對場地加以改造以利于交通組織及場地的安全使用。根據(jù)自然條件和用地功能，主要形成三種用地類型:

(1)基本上不進行山體改造，依照原地形，只作建筑基地局部平整。道路環(huán)繞山體而上，道路縱坡相對較大，景觀性較好，一般用于支路系統(tǒng)。

(2)對局部山體改造，依山就勢形成平臺，平臺一側(cè)與道路處于同一高程，便于場地開口。

(3)對較為低矮的山地進行完全改造，開挖后土方回填至地勢低洼處，形成較平整的用地。

4.4 土石方工程要求

根據(jù)規(guī)劃的平面布局及場地豎向的設(shè)計安排，對規(guī)劃區(qū)內(nèi)相應(yīng)的地塊進行土石方工程的計算，并按照土方工程量的大小，確定場地設(shè)計的合理性。在對整個規(guī)劃場地進行土石方工程量的計算后，確定填挖區(qū)域，并通過運距、近期建設(shè)計劃，對規(guī)劃范圍內(nèi)的土石方進行平衡調(diào)配，以期達到規(guī)劃區(qū)內(nèi)的土石方工程合理、經(jīng)濟。土石方調(diào)運宜在規(guī)劃范圍內(nèi)進行，且運距宜控制在250～400m。

規(guī)劃區(qū)多山，道路及場地的建設(shè)必然需要對原地形進行改造，且改造的力度較大。根據(jù)及近期建設(shè)的計劃，沿徐洋溪兩側(cè)地帶及北部臨閩江區(qū)域為近期開發(fā)范圍?，F(xiàn)狀的地形分析顯示，徐洋溪兩岸的豎向較低，而在外延區(qū)域均為山體。設(shè)計采用分臺、錯層以及回填的方法，對徐洋溪兩側(cè)的既有山地的層次，又相對較為平整，滿足用地規(guī)劃的要求，同時將山體開挖的土方工程量進行就近消化。規(guī)劃內(nèi)的其余區(qū)域，根據(jù)道路等級及用地性質(zhì)的不同，分別采用保留、局部改造、整體場平等不同的設(shè)計手法，以期形成合理的場地豎向設(shè)計。

5 結(jié)語

規(guī)劃區(qū)依山傍水，在城市道路系統(tǒng)與豎向設(shè)計中，要盡可能的保護原有自然生態(tài)，讓城市融入自然，遵循可持續(xù)發(fā)展的原則，規(guī)劃應(yīng)從山地城市的地形地貌、道路系統(tǒng)規(guī)劃、豎向設(shè)計等方面進行詳細(xì)分析，明確道路系統(tǒng)及豎向控制要求。唯有如此，才能使豎向和平面布局相得益彰，和諧共生，從而最大程度地展示山地城市的特色，提升規(guī)劃水平。

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