城鎮(zhèn)道路豎向工程規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

張帥

摘 要：我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，城鎮(zhèn)的規(guī)劃建設(shè)不可避免的要考慮城鎮(zhèn)道路豎向工程規(guī)劃的設(shè)計(jì)；近幾年，國(guó)家對(duì)城鎮(zhèn)環(huán)境與城鎮(zhèn)建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展高度重視，城鎮(zhèn)道路豎向規(guī)劃既要符合城鎮(zhèn)發(fā)展的需求，又要經(jīng)濟(jì)合理，是一個(gè)需要認(rèn)真研究的問(wèn)題。本文對(duì)規(guī)劃編制過(guò)程中道路豎向規(guī)劃編制的內(nèi)容、指標(biāo)、步驟等若干問(wèn)題進(jìn)行研究，提出建議，以便指導(dǎo)城鎮(zhèn)道路豎向工程規(guī)劃編制，使規(guī)劃更具有可操作性和可實(shí)施性。

關(guān)鍵詞：豎向工程；規(guī)劃設(shè)計(jì)；場(chǎng)地豎向；道路豎向

1 道路豎向規(guī)劃編制的意義

1.1防洪排澇的需要

為了避免河涌水位上升淹沒(méi)規(guī)劃區(qū)，除了調(diào)整上游河流走向、加寬河道寬度或深度等措施外，還可以加高河堤和整體提高規(guī)劃區(qū)地塊高度兩種措施。

1.2雨水排水的需要

雨水通常通過(guò)邊溝和管道排水至河流，通過(guò)排澇計(jì)算過(guò)程確定河流水位高程，然后根據(jù)管道最低埋深0.7m和安全凈高保證0.5m確定河邊道路最低高程，然后計(jì)算內(nèi)部道路最低高程，此時(shí)可大致按照管道敷設(shè)坡度為0.2%進(jìn)行計(jì)算，乘以到河流的距離即可得到道路交叉口處高程，此僅為一估算值，在進(jìn)行管道規(guī)劃時(shí)，若不合適可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整即可。

1.3地塊排水的需要

為了保證規(guī)劃地塊的正常排水，需要保證地坪的高度大于其周圍某一個(gè)交叉口的規(guī)劃高程0.2m，同時(shí)基地高度大于地坪高度0.6m。豎向規(guī)劃不合理時(shí)會(huì)出現(xiàn)交通出入不便，與道路銜接不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。

1.4交通通行的需要

對(duì)于道路交通而言，道路越平坦對(duì)行車越有利。同時(shí)，過(guò)于平坦的道路會(huì)導(dǎo)致排水不暢，滲透后破壞路基，在路面上可以降低輪胎與路面之間的摩擦系數(shù)，容易發(fā)生事故。因此，城鎮(zhèn)道路也需要進(jìn)行豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)。

1.5填挖方的需要

填挖方涉及到的問(wèn)題包括兩個(gè)方面：可行性和造價(jià)。造價(jià)對(duì)于一個(gè)南方地區(qū)而言，大部分地塊相對(duì)地勢(shì)均較低，填土資源難以獲取，因此此時(shí)盡可能保證填挖方平衡。

2 道路豎向規(guī)劃編制的內(nèi)容

2.1道路豎向規(guī)劃階段劃分

城鎮(zhèn)道路豎向工程規(guī)劃劃分可分為總體規(guī)劃和詳細(xì)規(guī)劃兩個(gè)階段?？傮w規(guī)劃階段包括總體規(guī)劃道路豎向規(guī)劃和分區(qū)規(guī)劃道路豎向規(guī)劃；詳細(xì)規(guī)劃階段包括控制性詳細(xì)規(guī)劃道路豎向規(guī)劃和修建性詳細(xì)規(guī)劃道路豎向規(guī)劃。不同規(guī)劃階段、不同規(guī)劃層次道路豎向規(guī)劃內(nèi)容與深度要求不同。

2.2道路豎向規(guī)劃編制內(nèi)容

2.2.1 總體規(guī)劃道路豎向規(guī)劃編制主要內(nèi)容

（1）對(duì)規(guī)劃區(qū)的地形、地面、地質(zhì)進(jìn)行分析，分析規(guī)劃區(qū)用地分水線、匯水線、地面坡向，確定雨水排除及防洪排澇方式。

（2）在規(guī)劃區(qū)地形、地貌和地質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，充分利用與適當(dāng)改造地形、結(jié)合城市用地布局方案，確定河堤、排水干管、橋梁、快速路、主干路、高速路、鐵路等主要控制點(diǎn)標(biāo)高。

2.2.2 分區(qū)規(guī)劃道路豎向規(guī)劃編制主要內(nèi)容

（1）確定規(guī)劃區(qū)內(nèi)各地塊排水走向。

（2）確定干道交叉點(diǎn)、變坡點(diǎn)等主要控制點(diǎn)的標(biāo)高。

（3）補(bǔ)充完善上位規(guī)劃中豎向規(guī)劃中的不足。

2.2.3 控制性詳細(xì)規(guī)劃道路豎向規(guī)劃編制主要內(nèi)容

（1）確定規(guī)劃區(qū)內(nèi)各地塊地塊排水方向；

（2）確定主、次、支三級(jí)道路交叉點(diǎn)、變坡點(diǎn)的標(biāo)高以及道路的坡度、坡長(zhǎng)、坡向等數(shù)據(jù)。

2.2.4 修建性詳細(xì)規(guī)劃道路豎向規(guī)劃編制主要內(nèi)容

（1）落實(shí)規(guī)劃區(qū)內(nèi)防洪、排澇工程設(shè)施的位置、規(guī)模及標(biāo)高。

（2）確定規(guī)劃區(qū)內(nèi)建（構(gòu)）筑物室外地坪標(biāo)高。

（3）落實(shí)規(guī)劃區(qū)內(nèi)各級(jí)道路標(biāo)高及坡度等技術(shù)數(shù)據(jù)；落實(shí)街區(qū)內(nèi)外聯(lián)系道路（寬7m以上）的標(biāo)高；保證街區(qū)內(nèi)其它通車道路及步行道的可行性。

（4）確定擋土墻、護(hù)坡等用地防護(hù)工程的類型、位置及規(guī)模。

3 道路豎向規(guī)劃主要技術(shù)指標(biāo)

3.1道路縱坡

道路縱坡坡度、坡長(zhǎng)、坡向要符合相關(guān)規(guī)范及排水通暢要求。

3.1.1 坡度

城鎮(zhèn)道路縱坡坡度有最大與最小值的限制，坡度值太小排水不暢，太大行車不安全。根據(jù)新頒布的《城鄉(xiāng)建設(shè)用地豎向規(guī)劃規(guī)范》（CJJ83-2016），城鎮(zhèn)道路機(jī)動(dòng)車車行道規(guī)劃縱坡0.3%～8%，道路縱坡的取值應(yīng)因地制宜，與規(guī)劃的區(qū)位、性質(zhì)相關(guān)。當(dāng)規(guī)劃區(qū)位于山地城鎮(zhèn)，由于地形復(fù)雜，道路設(shè)計(jì)需考慮經(jīng)濟(jì)合理性，在技術(shù)允許的條件下，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)論證，最大縱坡可適當(dāng)增加；當(dāng)規(guī)劃區(qū)位于積雪或冰凍地區(qū)，快速路最大縱坡不應(yīng)超過(guò)3.5%，其他等級(jí)道路最大縱坡不應(yīng)大于6.0%；當(dāng)規(guī)劃區(qū)位于內(nèi)澇高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，應(yīng)考慮排除超標(biāo)雨水的需求；當(dāng)規(guī)劃區(qū)的性質(zhì)為工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流為主時(shí)，應(yīng)考慮貨車的安全通行要求。同時(shí)，機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車混行道路，其縱坡應(yīng)按非機(jī)動(dòng)車車行道的縱坡取值，非機(jī)動(dòng)車車行道規(guī)劃縱坡宜小于2.5%。

根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-2012），為保證道路地面水與地下排水管道內(nèi)的水能通暢快速排除，道路縱坡也不宜過(guò)小，道路最小縱坡度不應(yīng)小于0.3%，當(dāng)遇特殊困難縱坡小于0.3%時(shí)，應(yīng)設(shè)置鋸齒形邊溝或采取其他排水設(shè)施。高級(jí)路面最小縱坡一般為0.3%，料石路面0.4%，塊石和砂石路面0.5%。

3.1.2 坡長(zhǎng)

城鎮(zhèn)道路縱坡坡長(zhǎng)有最大與最小值的限制，坡長(zhǎng)太短行車顛簸，太長(zhǎng)行車引起視覺(jué)疲勞或行車安全。根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-2012），最小坡長(zhǎng)與道路設(shè)計(jì)速度有關(guān)，最小坡長(zhǎng)的范圍在60～250m范圍內(nèi)；最大坡長(zhǎng)與道路縱坡有關(guān)，最大坡長(zhǎng)的范圍在200-700m范圍內(nèi)。

3.1.3 坡向

城鎮(zhèn)道路坡向應(yīng)根據(jù)規(guī)劃區(qū)地形、排水等統(tǒng)籌考慮，盡量避免“鍋底”現(xiàn)象，即至少有一條路能夠?qū)⒂晁蛲馀懦?，否則道路容易積水。

3.2 道路與地塊

1、地面排水坡度不宜小于0.2%，坡度小于0.2%時(shí)宜采用多坡向或特殊措施排水。

2、地城的規(guī)劃高程應(yīng)比周邊道路的最低路段高程高出0.2m以上。

3、用地的規(guī)劃高程應(yīng)高于多年平均地下水位。

4、雨水排出口內(nèi)頂高程宜高于受納水體的多年平均水位，有條件時(shí)宜高于設(shè)計(jì)防洪（潮）水位。這里就說(shuō)明為什么沿海一些的規(guī)劃場(chǎng)地往往要填高幾米。

5、當(dāng)城市用地外圍有較大匯水匯入或穿越城市用地時(shí)，宜用邊溝或排（截）洪溝組織用地外圍的地面雨水排除。

城鎮(zhèn)道路豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)與場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)統(tǒng)籌安排，不能顧此失彼，考慮不全。

3.3道路與管線

1、在城鎮(zhèn)規(guī)劃中往往道路豎向與排水工程同時(shí)考慮，一般道路縱坡坡向與排水管線的排水方向一致，盡量少出現(xiàn)逆排現(xiàn)象，減少投資。

一般做法是，先將規(guī)劃路網(wǎng)附在高程分析圖和河網(wǎng)分析圖中上，根據(jù)地形條件、河網(wǎng)分布、路網(wǎng)走向，繪制出排水分區(qū)及排水示意圖，最后結(jié)合排水示意圖確定道路豎向規(guī)劃縱坡的坡向，道路豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)不應(yīng)脫離排水工程規(guī)劃來(lái)獨(dú)立設(shè)計(jì)。

2、城鎮(zhèn)道路豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)與給排水、電力、通信、燃?xì)獾仁姓芫€相關(guān)規(guī)劃協(xié)調(diào)，做到多規(guī)融合，以免在工程設(shè)計(jì)或施工時(shí)，出現(xiàn)道路與各類管線之間的矛盾。

3.4凈空限制要求

1、道路與地面

規(guī)劃道路應(yīng)符合《城市道路工程技術(shù)規(guī)范》（GB51286-2018）對(duì)道路最小凈高的要求。小客車、大型客車、鉸接額客車最小凈高4.5m，小客車3.5m。

2、道路與鐵路

（1）道路下穿鐵路

道路下穿鐵路時(shí)，不僅要符合《城市道路工程技術(shù)規(guī)范》的要求，還應(yīng)考慮鐵路路基結(jié)構(gòu)的厚度。

（2）道路上跨鐵路

道路上跨鐵路時(shí)，應(yīng)符合《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路建筑限界》（GB146.2-1983）和《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》（鐵總科技〔2014〕172號(hào)）對(duì)客貨共線、客運(yùn)專線、雙層集裝箱運(yùn)輸建筑限界的相關(guān)要求。

3.5 道路與河道

城鎮(zhèn)道路在跨河涌時(shí)，應(yīng)符合《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139-2014）相關(guān)規(guī)范對(duì)橋梁凈空高度的要求。

4 道路豎向設(shè)計(jì)步驟

4.1地形分析

城鎮(zhèn)道路豎向設(shè)計(jì)的基本條件是電子地形圖，不同城鎮(zhèn)規(guī)劃階段對(duì)電子地形圖的精度要求也不同，地形圖的精度影響道路豎向設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度。道路豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)主要通過(guò)地形分析獲得規(guī)劃區(qū)現(xiàn)狀高程數(shù)據(jù)，通過(guò)高程數(shù)據(jù)進(jìn)行高程分析、坡度分析等，規(guī)劃道路能否通過(guò)，設(shè)計(jì)是否可行，道路縱坡坡向的走向等直觀地表現(xiàn)出來(lái)，為下一步深入研究提供可靠的依據(jù)。

4.2排水分析

將規(guī)劃路網(wǎng)附到高程分析圖中，畫(huà)出排水示意圖，作為設(shè)計(jì)時(shí)的輔助圖，方便道路豎向設(shè)計(jì)和排水工程設(shè)計(jì)。如類似下面的排水示意圖：

4.3現(xiàn)狀高程

4.3.1 傳統(tǒng)方法：從地形圖中直接讀取現(xiàn)狀標(biāo)高填入設(shè)計(jì)框中，直接讀取在以前比較常用，但存在著主觀因素，誤差較大；

4.3.2 輔助方法：通過(guò)飛時(shí)達(dá)、湘源等規(guī)劃軟件對(duì)現(xiàn)狀離散點(diǎn)識(shí)別提取后，利用軟件快速讀取現(xiàn)狀標(biāo)高，該方法是通過(guò)“TIN”三角網(wǎng)格推算出來(lái)的值，比較接近實(shí)際地面，誤差較小。

4.4設(shè)計(jì)高程

4.4.1 制定設(shè)計(jì)標(biāo)高遵循的原則：

（1）經(jīng)濟(jì)原則。以減少土方為原則，順應(yīng)地勢(shì)；

（2）車輛通行原則。道路縱坡控制在8%以內(nèi)，山地城鎮(zhèn)個(gè)別地勢(shì)較陡處縱坡控制在9%以內(nèi)；

（3）利于排水原則。避免“鍋底”現(xiàn)象，也就是交叉口處最低，四周都比交叉口高，這種情況容易積水，要避免這種情況，至少有一條路能夠向外排水。

4.4.2 設(shè)計(jì)技巧

（1）一般根據(jù)現(xiàn)狀標(biāo)高大概計(jì)算下整段路的縱坡坡度，然后再分段設(shè)計(jì)道路縱坡，最后確定各交叉點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高；

（2）估算設(shè)計(jì)標(biāo)高

①長(zhǎng)度幾乎相等的道路做參考，比如甲道路長(zhǎng)度近似等于乙道路長(zhǎng)度，就可以利用甲道路的高差做為乙道路的參考，快速確定乙道路的設(shè)計(jì)標(biāo)高；

②坡度的意義：比如道路縱坡坡度為5%，則它的意思可以理解為道路延伸100米那么高度升高5米，利用這個(gè)可以很快的估算出指定坡度下的設(shè)計(jì)標(biāo)高。

③利用湘源“標(biāo)高標(biāo)注”和“坡度生成”功能采用“二分法”進(jìn)行快速計(jì)算出指定坡度下的標(biāo)高。

4.5地塊切角標(biāo)高

4.5.1 切角的定義：地塊相鄰邊的頂點(diǎn)處。

4.5.2 切角的作用：切角值定了，那么地塊標(biāo)高也就定了。

4.5.3 切角值確定方法

（1）現(xiàn)狀切角標(biāo)高就近取值。

（2）如果現(xiàn)狀切角標(biāo)高+20cm小于相鄰道路交叉口設(shè)計(jì)標(biāo)高，則切角設(shè)計(jì)標(biāo)高=道路交叉口設(shè)計(jì)標(biāo)高+20cm。

（3）如果現(xiàn)狀切角標(biāo)高大于相鄰道路交叉口設(shè)計(jì)標(biāo)高+20cm，則切角設(shè)計(jì)標(biāo)高=現(xiàn)狀切角標(biāo)高。

（4）如果現(xiàn)狀切角標(biāo)高在（相鄰道路交叉口設(shè)計(jì)標(biāo)高）與（相鄰道路交叉口設(shè)計(jì)標(biāo)高+20cm）之間，則切角設(shè)計(jì)標(biāo)高=相鄰道路交叉口設(shè)計(jì)標(biāo)高+20cm。

4.6地塊排水方向

根據(jù)地塊的設(shè)計(jì)切角值，判斷地塊的排水方向，例如右圖，從圖中切角值可看出該地塊由西向東標(biāo)高減小，由北向南標(biāo)高減小，那么地塊排水大致向東南角方向排水。

4.7經(jīng)濟(jì)合理性驗(yàn)證

道路豎向設(shè)計(jì)完畢后，應(yīng)通過(guò)土石方計(jì)算來(lái)驗(yàn)證道路豎向設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性，盡量保證土方量基本就地平衡。

5 道路豎向工程規(guī)劃注意的問(wèn)題

5.1 地塊坡度太大，則道路應(yīng)采取“z”型的方式設(shè)計(jì)，增加坡長(zhǎng)來(lái)減小坡度的方法。

5.2 城市規(guī)劃中道路豎向的道路縱坡指的是綜合坡度或平均坡度，道路施工圖設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)管線敷設(shè)要求、建筑出入口等具體情況，地制宜地調(diào)整道路豎向設(shè)計(jì)。

5.3 道路、排水管線、其他埋地管線、綜合管廊的豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)統(tǒng)籌考慮，不能顧此失彼。

6 結(jié)語(yǔ)

在城鎮(zhèn)規(guī)劃編制過(guò)程中，道路豎向規(guī)劃是用地布局方案是否合理的先決條件，是排水工程規(guī)劃的前提，是城鎮(zhèn)風(fēng)貌景觀設(shè)計(jì)的基本因素，道路豎向規(guī)劃應(yīng)多專業(yè)協(xié)作，既要結(jié)合城鎮(zhèn)實(shí)際情況，又要滿足城鎮(zhèn)遠(yuǎn)期發(fā)展需求。