公路市政化改造的關(guān)鍵節(jié)點交通規(guī)劃設(shè)計方法

張 華，楊 芬

（湖北省城建設(shè)計院股份有限公司，湖北 武漢 430051）

0 引言

隨著我國大力推進(jìn)和發(fā)展城市化，各類資源在城市得到了高度集中，人口資源、物質(zhì)環(huán)境、社會狀況、經(jīng)濟(jì)水平等都達(dá)到了空前的狀態(tài)。為了更好地服務(wù)市民，為市民的生活和工作提供出行保障，需要建立道路交通網(wǎng)絡(luò)，同時也可以更高效地進(jìn)行物資運(yùn)輸和調(diào)配，因此加強(qiáng)城市道路工程建設(shè)非常關(guān)鍵。

在城市化改造過程中，原來城市周邊的公路工程需要納入城市道路系統(tǒng)中，然而由于城市道路與公路的設(shè)計存在顯著差別，例如在交通功能上，城市道路需要提供機(jī)動車、非機(jī)動車和行人的通行，而公路以提供機(jī)動車長距離運(yùn)輸為主要目標(biāo)；此外還存在設(shè)計荷載等級、道路指標(biāo)、斷面構(gòu)造等方面的差異，這使得公路與城市道路之間的銜接設(shè)計非常關(guān)鍵，這些改造內(nèi)容需要在設(shè)計階段加以詳細(xì)考慮，以提高公路改城市道路的設(shè)計質(zhì)量[1]。

本文詳細(xì)歸納了公路市政化改造的主要難題。首先剖析公路與城市道路在設(shè)計與運(yùn)營上的區(qū)別；其次歸納公路改城市道路的主要內(nèi)容，指出銜接區(qū)域的節(jié)點交通規(guī)劃是影響設(shè)計質(zhì)量與行車安全的關(guān)鍵所在；最后詳細(xì)探討了公路市政化關(guān)鍵節(jié)點的交通規(guī)劃和組織方法，確保交通設(shè)計的安全性。

1 公路與城市道路的區(qū)別分析

公路與城市道路的本質(zhì)都是道路工程結(jié)構(gòu)，雖然兩者設(shè)計的內(nèi)容和原理基本相同，但是由于其運(yùn)營環(huán)境和服務(wù)對象不同，因此公路與城市道路設(shè)計具有下列幾種差異性[2-3]：

（1）道路使用功能的差別。公路以長距離運(yùn)輸為主體，因此往往僅設(shè)計機(jī)動車道，除部分低等級道路外，通常不考慮非機(jī)動車和行人對道路的使用需求。城市道路的設(shè)計是為市民的生產(chǎn)和生活服務(wù)的，除了主要設(shè)計機(jī)動車道之外還需要在道路兩側(cè)考慮非機(jī)動車和行人對道路的使用需求，方便道路交通與周邊城市設(shè)施進(jìn)行溝通，另外還需要考慮作為城市市政設(shè)施，應(yīng)該為各類地上、地下管線等提供通道，因此城市道路往往具有多重使用功能。

（2）道路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的差異。首先，城市道路和公路的道路類別不一樣，公路的道路類別包含了高速、一級、二級、三級、四級公路，城市道路則涵蓋了快速路、主干路、次干路、支路、步行街等類別，相互之間道路的功能和使用需求是不相同的。其次，城市道路和公路的設(shè)計與運(yùn)營速度不同，公路的交通流較為單一，受到的干擾程度較小，往往行車速度較高，城市道路則包含混合交通流，行車速度受到干擾大而往往集散效率偏低。

（3）道路構(gòu)造特點的差別。公路構(gòu)造設(shè)計中主要考慮機(jī)動車道，根據(jù)交通運(yùn)輸需求設(shè)計為單向或者雙向道路。城市道路不僅僅有機(jī)動車輛，還有非機(jī)動車輛和行人，因此設(shè)計構(gòu)造存在差別，需要設(shè)置非機(jī)動車道和人行道。城市由于用地緊張，環(huán)境保護(hù)要求高，因此對于道路的排水問題需要詳細(xì)考慮，應(yīng)該進(jìn)行系統(tǒng)排水并與城市的排水系統(tǒng)、水電系統(tǒng)和暖通系統(tǒng)等合并，形成統(tǒng)一構(gòu)造與道路結(jié)構(gòu)并行設(shè)計，為城市運(yùn)營和使用提供支持。

2 公路市政化的關(guān)鍵節(jié)點設(shè)計

根據(jù)公路與城市道路設(shè)計的區(qū)別性，將公路進(jìn)行市政化改造的過程中，就需要確保兩者過渡銜接的合理性和順暢性，這主要體現(xiàn)在連接區(qū)域(稱為關(guān)鍵節(jié)點)的設(shè)計改造。對節(jié)點區(qū)域的設(shè)計改造，首先需要掌握節(jié)點的區(qū)位特點，其次需要明白節(jié)點范圍的交通特點和組織情況，最后根據(jù)上述特點進(jìn)行節(jié)點設(shè)計改造，滿足改造銜接需求。

2.1 節(jié)點的區(qū)位分析

公路市政化使得公路往城市道路改建設(shè)計，城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況決定了城市擴(kuò)展范圍及節(jié)點區(qū)位特點，需要對公路轉(zhuǎn)城市道路設(shè)計區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研。

首先，明確節(jié)點區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r決定了改造區(qū)域內(nèi)的道路服務(wù)功能。經(jīng)濟(jì)條件一般的情況下道路往往僅作為交通運(yùn)輸?shù)钠脚_，這與常規(guī)的公路并無顯著區(qū)別，僅僅需要考慮市政化改造之后對人行道和非機(jī)動車道的增加。經(jīng)濟(jì)條件較好的情況下道路除了應(yīng)具備交通基本運(yùn)輸功能，還有城市景觀要求、市政公用設(shè)施要求等，相應(yīng)的設(shè)計要求和復(fù)雜性也會增高。

其次，明確節(jié)點區(qū)域內(nèi)的公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與城市道路標(biāo)準(zhǔn)的差異。根據(jù)節(jié)點區(qū)域所在城市區(qū)域特點，原來的公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)往往不能滿足該節(jié)點范圍內(nèi)城市道路的要求，因此需要對原有的技術(shù)等級、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行調(diào)整以滿足城市道路的標(biāo)準(zhǔn)要求，保證連接的平順性。

2.2 節(jié)點的交通分析

決定公路市政化節(jié)點區(qū)域內(nèi)的道路設(shè)計關(guān)鍵是交通特點，因此需要對交通現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研分析。一般而言，干線公路被城市道路合并后節(jié)點區(qū)域內(nèi)的交通量會快速增大，并伴隨大量的非機(jī)動車輛和行人，這些區(qū)域內(nèi)的交通流走向和組成特點是進(jìn)行改造設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，首先需要確定交通流向特點，這決定了路線分支和交叉特點；其次需要明確交通組成特點，這決定了道路的設(shè)計寬度和所需要的機(jī)動車道、非機(jī)動車道和人行道的數(shù)量。

2.3 節(jié)點的交通組織規(guī)劃

根據(jù)節(jié)點區(qū)位分析和交通狀況分析，可以確定節(jié)點的設(shè)計改造方式，使得公路與城市道路之間的轉(zhuǎn)換銜接完好。節(jié)點改造的目的是要滿足基本的道路交通安全性，同時對涉及到的節(jié)點交叉口進(jìn)行設(shè)計主旨確定，確保交通通行的效率，同時保障行車安全性。

具體的節(jié)點改造方法和交通組織規(guī)劃有兩種：對于交通通行量不大的情況，進(jìn)行包括平面交叉口構(gòu)建和設(shè)計；對于交通量很大的情況，需要設(shè)置立體交叉口。無論采用何種交通組織規(guī)劃方法，都需要盡量建設(shè)交通沖突點，并使得主線交通流的通行效率能夠基本得到保障。

3 關(guān)鍵節(jié)點的交通組織規(guī)劃

根據(jù)前述分析，對于公路市政化的關(guān)鍵節(jié)點區(qū)域，可以根據(jù)交通通行量大小來確定采用平面交叉方法或者立體交叉方法進(jìn)行節(jié)點區(qū)域內(nèi)的交通組織規(guī)劃[4]。

3.1 平面交叉組織規(guī)劃

平面交叉就是將公路與城市道路進(jìn)行主線連接，同方向的機(jī)動車和行人可以在道路兩側(cè)增設(shè)對應(yīng)的道路，而其他方向的交通流或者主線岔流可以通過平面渠化的方式，設(shè)置路口和人行橫道線、交通信號燈等，進(jìn)行交通的控制設(shè)計。平面交叉的特點是設(shè)計比較簡單，增加的道路工程量不大，但是會對主線交通存在一定的干擾，同時會增加較多的交通沖突點，這就需要控制好信號燈和交叉區(qū)域內(nèi)的路線設(shè)計。

平面交叉口車流的交通行為，會產(chǎn)生交叉沖突點、分流沖突點和合流沖突點，而每個沖突點都是交通安全的潛在威脅點，因為沖突點附近的車輛具有多種交通選擇，如果沒有有序的指導(dǎo)就很容易發(fā)生撞車和追尾。沖突點的數(shù)量隨著交叉路線數(shù)量增加而顯著增加，交通事故發(fā)生率也增高。

為了降低平面交叉口的交通安全事故，需要進(jìn)行很好的道路布局和設(shè)計。首先，交叉區(qū)域內(nèi)道路設(shè)計指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范要求。平面交叉口范圍內(nèi)道路的坡度、視距、行車速度等都應(yīng)該按照城市道路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。其次，合理選擇路線交叉型式，根據(jù)改造節(jié)點區(qū)域內(nèi)的路網(wǎng)功能、地形條件、交通流量、用地條件等參量，可以采用如圖1所示的幾種平面交叉型號。最后，通過設(shè)計手段減少交叉口沖突,劃分好交通行駛區(qū)域，通過設(shè)置交通警示牌等交通安全措施，并設(shè)置攝像機(jī)，控制好交叉口的車輛交通行為，避免車輛突然停車、轉(zhuǎn)換方向、改變速度等，提高通行穩(wěn)定性。

圖1 平面路線交叉的主要型式

3.2 立體交叉組織規(guī)劃

節(jié)點設(shè)計區(qū)域內(nèi)如果交通量較大，且存在不同行駛方向的車流匯入和分出，需要采用立體交叉的方式來降低非機(jī)動車和行人對機(jī)動車流的影響，與此同時可減小不同行駛方向機(jī)動車流的相互之間影響。

立體交叉型式的不同對于交通安全的影響也不同。如果交叉型式選擇不合理將出現(xiàn)顯著的安全隱患，例如菱形立體交叉在匝道連接處存在平面交叉問題而對行車安全不利；立交間距也會影響行車安全，立交間距大的事故發(fā)生率會小，間距過密則不僅僅降低主線的通行能力和行車速度，還會導(dǎo)致運(yùn)行困難；匝道曲線半徑也影響行車，因為曲線半徑太小易使車輛在高速行駛下撞到兩側(cè)路障，反過來降低了行車安全；坡度和坡長也是導(dǎo)致交通事故的重要因素。

立體交叉設(shè)計包含了總體規(guī)劃、交通流量預(yù)測、道路路線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、立體交叉型式選擇等。總體規(guī)劃需根據(jù)立體交叉在綜合交通規(guī)劃中的重要性和交通運(yùn)輸流量統(tǒng)一進(jìn)行布局規(guī)劃，包括線路布置、平面線形、縱面線形、交叉口型式等要素。交通流量是立體交叉設(shè)計中需要確定的型式和規(guī)模的重要依據(jù)，交通流量的確定應(yīng)該根據(jù)特定地點的交通運(yùn)輸現(xiàn)狀，以及周邊經(jīng)濟(jì)環(huán)境的發(fā)展特點，結(jié)合政府對該區(qū)域的政策等系列因素，綜合考慮確定其未來交通的發(fā)展?fàn)顩r。立體交叉路線設(shè)計包含了平面線形、縱向線形和線形組合三大要素，涵蓋圓曲線、緩和曲線和直線等組成。路線立體交叉的豎曲線一般需要根據(jù)立體交通空間進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)相交道路的高程特點進(jìn)行選擇，并確定適宜的豎曲線半徑。

4 結(jié)語

隨著城市化快速發(fā)展，原來城市周邊的公路工程需要改建并入城市道路網(wǎng)絡(luò)，而公路市政化的關(guān)鍵是連接區(qū)域內(nèi)的節(jié)點交通組織，這需要對區(qū)域節(jié)點的社會環(huán)境、經(jīng)濟(jì)狀況、交通特點等進(jìn)行詳細(xì)分析，從而確定平面渠化或立體交叉的交通組織設(shè)計方案，在確保交通通行效率的同時保障行車安全，使得公路與城市道路能夠完好銜接。