山區(qū)城市道路規(guī)劃設計要點

耿占宇，王文紅，王山川

（北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司，北京 100045）

1 引言

我國山地面積占國土面積的2/3，山區(qū)城鎮(zhèn)約占全國城鎮(zhèn)總數(shù)的一半，山區(qū)城市道路規(guī)劃建設過程中如何與生態(tài)環(huán)境和諧共生是面臨的不可回避的問題。目前關于山區(qū)城市道路的規(guī)劃設計研究還較少。本文以東黃山譚家橋國際小鎮(zhèn)和承德臨空經(jīng)濟區(qū)市政工程項目規(guī)劃設計為例，總結(jié)了山區(qū)城市道路規(guī)劃設計要點，以期對類似工作提供技術參考。

2 山區(qū)城市道路規(guī)劃要點

2.1 山區(qū)城市道路網(wǎng)的規(guī)劃布局

許多山區(qū)和丘陵地形起伏大，道路選線時為了減少縱坡，常常沿山麓和河岸布置便形成了自由式的干路網(wǎng)格局[1]。山區(qū)城市道路網(wǎng)可以采用“大自由、小規(guī)整”的總體布局，即以城市干路網(wǎng)結(jié)合地形地貌為主，在地勢平緩、起伏較小的地區(qū)，則盡量使道路網(wǎng)規(guī)則平整，便于地塊開發(fā)。自由式的路網(wǎng)優(yōu)點在于充分地結(jié)合了城市的自然地形，最大限度的保護山區(qū)環(huán)境不被破壞，同時節(jié)約道路工程費用。

道路網(wǎng)規(guī)模指標對指導城市道路網(wǎng)規(guī)劃、進行城市道路建設水平評價具有重要作用，道路網(wǎng)包括路網(wǎng)密度、道路面積率、干道密度等。山區(qū)城市道路應根據(jù)自身城市特點，合理確定道路寬度、路網(wǎng)布局、街區(qū)尺度、用地強度等指標，在規(guī)范《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》（GB 50220-95）推薦值的基礎上適當放寬道路網(wǎng)規(guī)模指標。

東黃山譚家橋國際小鎮(zhèn)（圖1）位于群山環(huán)抱的山間谷地，緊鄰黃山腳下。由于地形起伏較大，道路網(wǎng)規(guī)劃采用“大自由、小規(guī)整”的布局原則，依據(jù)地形地貌，規(guī)劃構(gòu)建“一輕軌、兩高速、多放射”的對外交通骨架，鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)部規(guī)劃主、次、支道路網(wǎng)密度分別為3.35km/km2、2.76km/km2、5.59km/km2，相比于《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》（GB 50220-95）推薦值的路網(wǎng)密度指標有所放寬，而是通過增加公共交通供給，規(guī)劃客運中心站、集散中心等，合理引導過境交通及旅游交通，改善出行環(huán)境。

圖1 譚家橋鎮(zhèn)區(qū)土地利用規(guī)劃圖

2.2 重視截洪溝、泄洪溝等防洪設施

山區(qū)洪水具有匯流時間快、洪峰形成時間短、流量大、沖擊力強、破壞力大等特點，截洪溝、泄洪溝等防洪設施是山區(qū)城市道路規(guī)劃過程中的重要內(nèi)容之一。截洪溝一般設置在山坡上，基本都在規(guī)劃用地范圍以外，所以在規(guī)劃階段往往容易被忽略。例如承德臨空經(jīng)濟區(qū)項目坐落于承德市普寧機場附近的潛山區(qū)，基地位于東西走向的溝谷地帶，北側(cè)為山地，南側(cè)為區(qū)域防洪旱河，自然地勢北高南低，山區(qū)雨水匯入旱河后排走。起步區(qū)規(guī)劃地塊位于北側(cè)山體與旱河之間相對平坦地帶，北側(cè)山地現(xiàn)狀共有三個自然沖溝，其中兩個沖溝匯水面積較大，一個匯水面積較小，高程分析如圖2所示。項目在規(guī)劃過程中并未考慮自然沖溝的泄洪通道以及北側(cè)截洪等設施，北側(cè)山地洪水需經(jīng)過項目地塊才能匯入旱河。雖然在市政工程設計階段，增設了截洪溝、泄洪溝等防洪設施，并進行了防洪評價，遺憾的是基地改變了沖溝的自然形態(tài)，未能體現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。

2.3 道路交叉口縱坡不宜過大

道路網(wǎng)豎向規(guī)劃是對規(guī)劃區(qū)域，按其自然地形、地質(zhì)條件、排水要求、平面規(guī)劃布局等所作的垂直方向的高程規(guī)劃，以便在盡量減少破壞現(xiàn)狀環(huán)境的前提下滿足日后地塊開發(fā)建設的需求，使其同時滿足使用、經(jīng)濟、安全和景觀方面的要求[2]。我國現(xiàn)行的《城市規(guī)劃編制辦法》中對豎向規(guī)劃方面的內(nèi)容提及很少，指導性不強。目前路網(wǎng)豎向規(guī)劃中普遍缺乏對交叉口范圍縱段面的關注，特別是山區(qū)城市道路，地形起伏較大，相交道路在交叉口標高銜接多存在縱坡突破規(guī)范的情況，為后期道路設計及運營帶來很大困難，不利于行車安全。

圖2 高程分析圖

圖3 土地利用規(guī)劃圖

3 山區(qū)城市道路設計要點

3.1 “低影響”的設計理念

山區(qū)道路路線布設時，路線平面及縱斷面線形盡量與地形、地貌有機結(jié)合，避免大填大挖。設計時應進行多方案比選設計，并組織專項專家論證，做經(jīng)濟技術比選，綜合評價各個方案的優(yōu)缺點。

例如東黃山譚家橋鎮(zhèn)東山下路工程臨河路段（圖4），規(guī)劃道路紅線寬24m，現(xiàn)狀為四級公路，路面寬6m，現(xiàn)狀道路左側(cè)為麻川河，右側(cè)緊靠山腳，且山體陡峭，山頂至路面高差約190m。

為降低道路工程改造影響，取消靠山一側(cè)人行道，橫斷面采用單側(cè)人行道布置方案。具體做了三個比選方案，方案一：道路左側(cè)以河道藍線作為控制線，向山體一側(cè)拓寬，涉及開挖山體長度約170m，設置一級擋墻和兩級邊坡，高約18m，削山面積約4000m2（圖5）。方案二：半路半橋方案，但是局部需新建全幅橋梁長約70m，半路半橋段長約170m，避免右側(cè)山體開挖（圖6）。方案三：道路右側(cè)以現(xiàn)狀山腳作為控制線，向河道一側(cè)拓寬，占壓河道長度160m，最寬處占壓18m，需向河道左側(cè)開挖灘地補償河道，并新建510m左側(cè)堤防（圖7）。

圖4 東山下路林河段平面設計圖

圖5 方案一：挖山方案

圖6 方案二：半路板橋方案

圖7 方案三：改河方案

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，山體基巖為鈣質(zhì)泥巖，具有遇水軟化、強度降低的特點，此外，巖體節(jié)理裂隙極為發(fā)育，穩(wěn)定性差。經(jīng)過四次專家現(xiàn)場踏勘及咨詢會，一致認為開挖對現(xiàn)狀山體擾動較大，現(xiàn)狀植被破壞，失去保護作用，在暴雨沖刷的情況下，會進一步引發(fā)較大規(guī)模的地質(zhì)災害。坡頂距離陡坡距離約23m，施工過程一旦發(fā)生滑塌，易連帶上部發(fā)生大規(guī)?；?，風險將不可控制。

因半路半橋方案，局部需新建全幅橋梁，并且上下游銜接擋墻、不利用斷面行洪，橋下空間易堆積垃圾、景觀效果差等問題，因此，在進行洪水影響評價后，報規(guī)劃、水利部門同意確定執(zhí)行方案三即改河方案。

3.2 道路與市政管線的統(tǒng)籌設計

3.2.1 邊坡排水與市政雨水管線的結(jié)合

山區(qū)地質(zhì)環(huán)境復雜，市政管線的施工開挖、邊坡防護難度大，工程投資大，道路的邊坡排水與市政排水需統(tǒng)籌考慮，因此山區(qū)城市道路設計與市政管線的統(tǒng)籌銜接是非常重要的環(huán)節(jié)。結(jié)合工程經(jīng)驗，邊坡排水與市政排水的結(jié)合主要有兩個方面：①在區(qū)間聯(lián)系路段，道路兩側(cè)為山體、河流等無城市開發(fā)用地時，為節(jié)省工程投資，可以取消市政雨水管線，采用縱橫坡排水；當設置人行道時，可以每隔20m～30m設置一處雨水口，在凹曲線最低點處增設一處雨水口，因人行道高出車行道路面15cm～20cm，可以通過在雨水口位置設置橫向暗管排至邊溝或排水溝，就近排入山澗或河道，交叉口范圍的雨水口結(jié)合交叉口豎向布置。②在規(guī)劃有市政排水管線路段，規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)的市政排水系統(tǒng)與規(guī)劃區(qū)域外的山坡匯水應統(tǒng)籌考慮，進行區(qū)域排水分析及計算，區(qū)域內(nèi)的雨水管線與泄洪溝等統(tǒng)籌設計，避免“各自為政”。

3.2.2 橫斷面設計綜合考慮地下管線布設

在山區(qū)城市道路，市政管線的系統(tǒng)規(guī)劃盡量避開地形地質(zhì)復雜路段，特別是埋深較大的主干管線，盡量選擇地勢平緩的道路布置路由，降低施工風險及工程投資。在具體道路橫斷面設計時應綜合考慮各方面因素，靈活布置管線。例如承德臨空經(jīng)濟區(qū)起步區(qū)市政工程項目，其中緯六路規(guī)劃為城市主干路，道路紅線寬30m，現(xiàn)狀為剛竣工完成的二級公路，路基寬度12m，緯六路規(guī)劃有雨、污水管道、再生水管道、燃氣中壓管道、熱力管道、給水管道、通信管道、電力管道等共計8種管道，道路橫斷面設計時為不破壞剛竣工完成的二級公路路面，在現(xiàn)狀基礎上向北側(cè)拓寬18m，為滿足地下管線布置空間，利用道路北側(cè)綠線空間布置電力電信管線，避免了破除現(xiàn)狀二級公路，降低工程投資（圖8）。

圖8 緯六路設計標準橫斷面圖

3.3 橋涵標準的選取

3.3.1 公路橋涵防洪標準

《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60-2015）第3.2.9條公路橋涵的設計洪水頻率應符合表1的規(guī)定[3]，此外，《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）、《防洪標準》（GB 50201—2014）、《公路工程水文勘測設計規(guī)范》（JTG C30—2015）等規(guī)范關于公路橋涵設計洪水頻率的規(guī)定與《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60-2015）基本一致。

表1 橋涵設計洪水頻率

3.3.2 城市橋梁防洪標準

《城市橋梁設計規(guī)范》（CJJ 11-2011）（2019版）第3.0.3城市橋梁設計宜采用百年一遇的洪水頻率，對特別重要的橋梁可提高到三百年一遇。城市中防洪標準較低的地區(qū)，當按百年一遇或三百年一遇的洪水頻率設計。導致橋面高程較高而引起困難時，可按相交河道或排洪溝渠的規(guī)劃洪水頻率設計，但應確保橋梁結(jié)構(gòu)在百年一遇或三百年一遇洪水頻率下的安全[4]（表1）。

3.3.3 標準選取

山區(qū)城市道路與山區(qū)公路存在很多相同的特性，因兩者防洪標準存在差異，導致在規(guī)劃設計中選用的標準不一。我國的城市防洪標準是按照人口規(guī)模確定，山區(qū)城市規(guī)劃人口規(guī)模一般較小，規(guī)劃防洪標準往往較低，以東黃山譚家橋國際小鎮(zhèn)市政工程項目規(guī)劃設計為例，譚家橋鎮(zhèn)鎮(zhèn)域規(guī)劃期末2030年鎮(zhèn)域總?cè)丝?.9萬人，包括鎮(zhèn)域常住人口1.69萬人，鎮(zhèn)域旅游人口5.21萬人，譚家橋鎮(zhèn)防洪標準應為10年～20年一遇，考慮譚家橋鎮(zhèn)定位為國際旅游小鎮(zhèn)，其防洪標準取上限，確定規(guī)劃鎮(zhèn)區(qū)防洪標準按20年一遇。按照城市防洪標準和公路規(guī)范設計的橋梁洪水頻率相差較大，一級公路國道G205在鎮(zhèn)區(qū)外公路段跨越麻川河的支流大塢河，按照公路相關規(guī)范設計洪水頻率為1/100，而國道G205途徑鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)主干麻川河時，按照城市相關規(guī)范設計洪水頻率僅為1/20，存在城鎮(zhèn)內(nèi)外橋梁防洪標準不統(tǒng)一的問題。最后經(jīng)過專家多次討論，按防洪評價確定國道G205在鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)承擔主干路功能，在路網(wǎng)骨架體系中，是與鎮(zhèn)區(qū)外一級公路的聯(lián)系主通道，同時承擔一級公路功能，在整個市域甚至省域公路網(wǎng)體系中具有重要的連通作用，最終確定城鎮(zhèn)范圍內(nèi)也采用的1/100設計洪水頻率。

通過上述分析，山區(qū)城鎮(zhèn)范圍的橋梁設計洪水頻率盡量避免一刀切的按照《城市橋梁設計規(guī)范》（CJJ 11-2011），建議綜合考慮道路等級、功能、豎向限制條件、所跨河流受災后的影響程度、受災害后是否有替代路由等因素確定其標準。城市周邊地區(qū)的公路路基設計洪水頻率應結(jié)合城市防洪標準，考慮救災通道、排洪和泄洪需求綜合確定[5]，避免出現(xiàn)交通干道的阻斷造成一個地區(qū)的交通隔絕。

此外，所有的城市道路相關規(guī)范均未規(guī)定涵洞的設計洪水頻率，而山區(qū)涵洞較為常見，山區(qū)城市道路涵洞的設計洪水頻率選取也需綜合考慮道路等級、功能、受災后的影響程度等因素綜合確定。

4 山區(qū)交叉口的豎向設計

山區(qū)城市道路的縱坡一般都比較大，經(jīng)常出現(xiàn)交叉口縱坡突破規(guī)范的情況。根據(jù)《城市道路路線設計規(guī)范》（CJJ 193-2012）第9.2.8條規(guī)定，平面交叉口范圍內(nèi)的道路縱坡不宜大于2.5%，困難情況下不應大于3.0%。山區(qū)城市道路等特殊情況，在保證行車安全的前提下可適當增加[6]，但具體增加多少規(guī)范并沒有明確。龔華鳳[7]在《山區(qū)城市道路交叉口豎向設計》中提出可在交叉口插入緩坡段的方式，減小交叉口范圍縱坡，即采用小縱坡短坡長的方式，從而使交叉口更加勻順。但小縱坡短坡長的方式克服高差會有所降低，在實際工程中因工程條件限制有時很難按照3%控制。重慶市地方標準《重慶市城市道路交通規(guī)劃及路線設計規(guī)范》（DBJ50-064-2007）第6.4.7條規(guī)定，交叉口設計范圍內(nèi)的縱坡度，宜小于或等于3%。困難情況下應小于或等于4%。支路接主干路，且支路右道出口時，不受此限。

項目工程東黃山譚家橋國際小鎮(zhèn)和承德臨空經(jīng)濟區(qū)市政均遇到多個交叉口縱坡大于規(guī)范要求的情況。有些因為規(guī)劃的路網(wǎng)豎向標高不合理造成，這種可以通過完善方案報規(guī)劃部門審批后調(diào)整。有些確實受工程實際條件制約，交叉口縱坡難以滿足規(guī)范要求的情況。根據(jù)工程經(jīng)驗，可以通過以下兩個方面改善因縱坡過大導致的安全問題：①借鑒重慶市地方經(jīng)驗，合理組織交通流線，設計右進右出、禁止左轉(zhuǎn)、掉頭等方式，通過路網(wǎng)組織交通流線，減少大坡度交叉口的交通沖突點，減少車流交織；②設置縱向和橫向減速標線、白色菱形、白色倒三角減速讓行線、震蕩標線等交通標線標牌，提示駕駛?cè)颂崆皽p速。

5 公路與城市道路線形的銜接過渡

由于公路主要服務對象是機動車，技術指標主要考慮汽車的荷載及動力特性，是一種“以車為本”設計理念。城市道路其服務對象包括機動車、非機動車和行人，強調(diào)人的安全舒適，是一種“以人為本”的設計理念。在城市邊緣區(qū)域，城市道路與公路的銜接路段，往往會存在城市道路規(guī)范與公路規(guī)范的選取問題。

例如東黃山譚家橋鎮(zhèn)譚家橋南路工程，規(guī)劃的城市道路與公路的分界正好位于S形曲線路段，圓曲線半徑分別為410m和380m，根據(jù)城市道路路線設計規(guī)范，設計速度40km/h圓曲線不設超高的最小圓曲線半徑為300m，而公路路線設計規(guī)范設計速度40km/h圓曲線不設超高的最小圓曲線半徑為600m。此段城市道路范圍兩側(cè)為山林用地及綠地，并且無相交路口，此段交通特性更趨近于公路，設置曲線超高有利于行車安全，因此，此段城市范圍路線參照公路規(guī)范也設置了曲線超高。

在公路與城市道路線形的銜接設計中，應該從車輛行駛的舒適性和安全性角度出發(fā)，綜合考慮道路的功能定位、交通組成、服務對象等因素，確定路線的圓曲線半徑、緩和曲線長度、縱坡等技術指標，做好線形指標的銜接和過渡，避免一刀切的硬套相關規(guī)范。

6 結(jié)語

山區(qū)城市道路的規(guī)劃設計工作是一項系統(tǒng)工程，需要設計人員懷有高度的責任心，在設計中遵循以人為本、尊重自然、注重可持續(xù)發(fā)展的理念，在保證安全的前提下，盡量減小地貌改變，減少水土流失，合理的節(jié)約工程投資。文章結(jié)合東黃山譚家橋國際小鎮(zhèn)和承德臨空經(jīng)濟區(qū)市政道路工程等工程經(jīng)驗，總結(jié)歸納山區(qū)城市道路規(guī)劃設計要點，結(jié)論主要如下：

①山區(qū)自然條件復雜，城市道路規(guī)劃和設計之間往往存在明顯的差異性，需要一個動態(tài)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的過程，才能實現(xiàn)兩者之間有效的銜接，推動項目的順利實施。

②山區(qū)城市道路網(wǎng)可以采用“大自由、小規(guī)整”的總體布局，即城市干路網(wǎng)以結(jié)合地形地貌為主，在地勢平緩、起伏較小的地區(qū)，則盡量使道路網(wǎng)規(guī)則平整，便于地塊開發(fā)。最大限度的保護山區(qū)環(huán)境不被破壞，同時節(jié)約道路工程費用。

③重視截洪溝、泄洪溝等防洪設施的布置，路網(wǎng)豎向規(guī)劃需考慮道路交叉口縱坡不宜過大，避免后期設計無法彌補的缺陷。

④提出“低影響”的設計理念，力求設計與自然的融合，降低道路工程建設對自然環(huán)境的影響。

⑤從道路工程與市政管線工程的統(tǒng)籌設計角度出發(fā)，論證了邊坡排水與市政雨水管線的結(jié)合、橫斷面設計時綜合考慮地下管線布設，降低工程投資。

⑥由于缺乏相關規(guī)范指導或規(guī)范標準的差異性，山區(qū)城鎮(zhèn)范圍的橋涵設計洪水頻率應綜合考慮道路等級、功能、豎向限制條件、所跨河流受災后的影響程度以及受災害后是否有替代路等因素。

⑦通過合理的組織交通流線，減少大坡度交叉口的沖突點、設置減速交通標志標線等方式提高大坡度交叉口的安全性。

⑧從車輛行駛的舒適性和安全性角度出發(fā)，綜合考慮道路的功能定位、交通組成、服務對象等因素，確定路線的圓曲線半徑、緩和曲線長度、縱坡等技術指標，做好線形指標的銜接和過渡。