城市道路紅線受限時(shí)的道路平面優(yōu)化方案

吳 強(qiáng) 胡 科 程佳佳

(中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610041)

1 紅線受限問題

城市路網(wǎng)平面規(guī)劃不滿足城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范情況時(shí)有發(fā)生，當(dāng)該路段兩側(cè)用地出現(xiàn)已出讓或是有現(xiàn)狀建筑的情況時(shí)，將為后續(xù)道路設(shè)計(jì)帶來諸多困難。一般情況是保留既有建筑或出讓用地不變，在規(guī)劃道路紅線范圍內(nèi)或是在受限構(gòu)筑物空間范圍內(nèi)對(duì)道路中線進(jìn)行優(yōu)化處理，優(yōu)化后的道路線形還需滿足路線設(shè)計(jì)規(guī)范要求，這就要求道路平面設(shè)計(jì)既要考慮道路中線的線形，又要考慮道路紅線的控制。如何更好統(tǒng)籌布置中線、紅線與道路各部位關(guān)系是設(shè)計(jì)過程中的一大難題。

2 道路中線技術(shù)要求

道路中線線形在直線段和平曲線分別有不同的要求，在設(shè)計(jì)過程中都需要全部滿足。

直線段技術(shù)要求為：兩圓曲線間以直線徑向連接，在設(shè)計(jì)速度V≥60 km/h時(shí)，同向圓曲線間直線最小直線長(zhǎng)度(以m計(jì))不宜小于6V(以km/h計(jì));反向圓曲線間最小直線長(zhǎng)度(以m計(jì))不宜小于2V(以km/h計(jì))。

曲線段技術(shù)要求為:在各設(shè)計(jì)速度對(duì)應(yīng)如下5個(gè)指標(biāo)：1)圓曲線最小半徑；2)平曲線和圓曲線最小長(zhǎng)度；3)不設(shè)緩和曲線的最小圓曲線半徑；4)緩和曲線最小長(zhǎng)度；5)小轉(zhuǎn)角平曲線最小長(zhǎng)度。

3 道路中線優(yōu)化方法

在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，基本上都會(huì)遇到以下幾個(gè)調(diào)整路線方面的問題及通常對(duì)應(yīng)采取的處理措施。

3.1 直線長(zhǎng)度不滿足要求

直線長(zhǎng)度不滿足要求的路段一般采用復(fù)合曲線的方法進(jìn)行優(yōu)化處理；而對(duì)于直線兩端平曲線長(zhǎng)度較大的也可減少平曲線長(zhǎng)度以達(dá)到加大直線長(zhǎng)度的效果。

3.2 平曲線與圓曲線長(zhǎng)度不滿足要求

曲線長(zhǎng)度不滿足要求考慮方法有：1)加大圓曲線半徑；2)加設(shè)圓曲線兩側(cè)的緩和曲線；3)連接成為兩段或以上的平曲線形成復(fù)合曲線。以上3種方法均可達(dá)到加大曲線長(zhǎng)度的效果。

圓曲線長(zhǎng)度不滿足要求考慮方法有：1)加大圓曲線半徑；2)已設(shè)緩和曲線的平曲線減少緩和曲線長(zhǎng)度；3)復(fù)合曲線減少相鄰圓曲線半徑。以上3種方法均可達(dá)到加大圓曲線長(zhǎng)度的效果。

3.3 圓曲線半徑不滿足要求

圓曲線半徑過小，通常采取按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求加大圓曲線半徑。

以上調(diào)整措施在實(shí)際應(yīng)用中都會(huì)遇到各種困難，調(diào)線困難時(shí)就要求設(shè)計(jì)靈活應(yīng)用路線各要素參數(shù)并精細(xì)計(jì)算，優(yōu)化中可增加與規(guī)劃路線左右偏離頻率，以避免與規(guī)劃路線產(chǎn)生較大偏差幅度。

4 設(shè)計(jì)流程

在道路設(shè)計(jì)過程中道路平面的繪制一般會(huì)經(jīng)歷3個(gè)步驟：第一步標(biāo)注各控制點(diǎn)位置；第二步優(yōu)化道路設(shè)計(jì)中線；第三步根據(jù)滿足規(guī)范的道路設(shè)計(jì)中線繪制道路平面。

4.1 標(biāo)注各控制點(diǎn)

在路線設(shè)計(jì)前應(yīng)梳理擬建道路規(guī)劃紅線和中線、整理好地形圖等資料；收集各控制點(diǎn)并標(biāo)注和描述其相關(guān)特性，作好各控制點(diǎn)的影響范圍和影響分析，以便為設(shè)計(jì)道路中線提供必要條件。

4.2 道路路線的定線

道路中線的定線一般采用紙上定線，定線方法可根據(jù)受限條件情況而定，可選直線型定線法和曲線型定線法一種或兩種相互配合使用；其中條件比較好時(shí)可優(yōu)先考慮直線型定線法，反之可優(yōu)先考慮曲線型定線法。

4.2.1 路線總體布置

資料缺乏、規(guī)劃成果粗糙的舊路改造項(xiàng)目，以道路兩側(cè)構(gòu)筑物外輪廓為控制條件時(shí)，一般以道路兩側(cè)構(gòu)筑物控制角點(diǎn)連線中間點(diǎn)的連接線為路線總體走向，并采用倒圓或同時(shí)設(shè)置緩和曲線進(jìn)行線性連接形成路線總體布置方案。

新建道路或規(guī)劃成果精細(xì)的舊路改造項(xiàng)目多以路網(wǎng)規(guī)劃為依據(jù)，路線以規(guī)劃道路中線為總體布置方案。

4.2.2 逐段設(shè)計(jì)

結(jié)合路線總體布置方案進(jìn)行逐段復(fù)核，對(duì)于不滿足規(guī)范要求的線形進(jìn)行調(diào)整，增設(shè)相應(yīng)的緩和曲線，同時(shí)注意減小與原有規(guī)劃中線的偏差。

4.2.3 路線定線

通過道路路線的優(yōu)化處理，并定點(diǎn)復(fù)核控制點(diǎn)和填挖放坡邊緣線關(guān)系，最終確定道路路線。

4.3 進(jìn)行平面布置

4.3.1 平面布置

規(guī)劃紅線穩(wěn)定，然而設(shè)計(jì)中線與規(guī)劃中線之間又存在偏差，需要在局部對(duì)道路的斷面進(jìn)行微調(diào)。不同板塊的道路調(diào)整方式也不同，可以調(diào)整的部位有中分帶、側(cè)分帶、車行路緣帶和部分不受限的紅線等，可以選擇調(diào)整部位中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，但是都需要確保車輛的行駛軌跡線滿足規(guī)范要求的線形(見表1)。

4.3.2 交叉口渠化

平面交叉口布置應(yīng)按交通組織方式分類條件，對(duì)平A1類或規(guī)劃有需求的進(jìn)口道展寬處理，其余平面交叉口原則上紅線不變，路緣線進(jìn)行倒圓處理。

表1 邊線調(diào)整位置表

4.3.3 公交港灣站布置

在有公交設(shè)置需求的交叉口布置公交車站，公交車站有直接式和港灣式兩種，城市主、次干路和交通量較大的支路上的車站，宜采用港灣式。

(3)前扇三角洲亞相。處于浪基面以下的較深水地區(qū)，以深灰色和灰色塊狀泥巖為主。GR曲線呈微齒狀，SP曲線呈平直狀或鋸齒狀且幅度較低。

5 平面優(yōu)化案例分析

以成都東區(qū)某主干路為例對(duì)多種優(yōu)化方案進(jìn)行比較。該道路等級(jí)為城市主干路，全長(zhǎng)1.954 km，道路紅線寬45 m，總體布置見圖1。

結(jié)合規(guī)劃線形條件道路設(shè)計(jì)速度40 km/h，主要技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 主要技術(shù)指標(biāo)表

標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置方式為：45 m=3.5 m人行道+3.5 m非機(jī)動(dòng)車道+3 m側(cè)分帶+10.5 m車行道+4 m中分帶+10.5 m車行道+3 m側(cè)分帶+3.5 m非機(jī)動(dòng)車道+3.5 m人行道；兩側(cè)各有3.5 m的管線控制帶(見圖2)。

道路規(guī)劃中線半徑大小滿足規(guī)范要求，增加緩和曲線后設(shè)計(jì)中線與規(guī)劃中線的最大偏差為ΔE，可分別選擇壓縮調(diào)整人行道、中分帶或側(cè)分帶的其中之一。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)式(1)～式(4)進(jìn)行試算。

(1)

E′=(R+ΔR)secα/2-R

(2)

E=R(secα/2-1)

(3)

ΔE=E′-E=ΔR(secα/2-1)

(4)

其中，ΔR為曲線內(nèi)移植，m；lS為緩和曲線長(zhǎng)度，m;R為曲線半徑,m;E為簡(jiǎn)單型外距，m;E′為基本型外距，m。

5.1 人行道寬度調(diào)整法

方案以新中線為基準(zhǔn)，中分帶、車道行側(cè)分帶、非機(jī)動(dòng)車道和人行道內(nèi)側(cè)分界線由新中線結(jié)合各部位寬度偏移而成，并保證了紅線與規(guī)劃一致；即人行道外側(cè)為規(guī)劃紅線，新中線路段左右半幅人行道寬度不同，對(duì)人行通行能力略有影響。

新中線與行車軌跡線一致，同時(shí)未改變車行道寬度，滿足規(guī)范要求。

城市道路在側(cè)分帶及人行道均有管線布置，人行道寬度為變值，而市政管線橫斷面布置則需要均衡寬度的道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，在管線密集排布路段將因人行道變窄而出現(xiàn)管線“打架”、井蓋跨越道路部位界線等情況，加大管線相關(guān)專業(yè)的工作量和施工難度，景觀效果較差。

5.2 側(cè)分帶寬度調(diào)整法

改變中分帶、主車道和側(cè)分帶內(nèi)側(cè)邊線位置，行車軌跡為與調(diào)整中線一致，滿足規(guī)范要求。

本方案缺點(diǎn)是影響兩邊側(cè)分帶范圍內(nèi)市政管線的布置，在管線密集排布路段將因側(cè)分帶變窄而出現(xiàn)管線“打架”、井蓋跨越道路部位界線等情況，同時(shí)還會(huì)影響側(cè)分帶開口設(shè)置及景觀效果。

5.3 中分帶寬度調(diào)整法

方案以中分帶寬b=4 m為有利條件，結(jié)合在交叉口進(jìn)口車道展寬和中分帶后退處理情況，以車輛的行駛軌跡確定的設(shè)計(jì)中線基準(zhǔn)對(duì)中分帶分布進(jìn)行調(diào)整，道路其余界線均與規(guī)劃保持一致。

設(shè)計(jì)時(shí)路段區(qū)域中分帶的邊線以設(shè)計(jì)中線為基準(zhǔn)進(jìn)行偏移，偏移范圍控制在原中分帶邊線范圍，在交叉口區(qū)域根據(jù)交通軌跡線對(duì)進(jìn)口車道展寬需要的綠化帶邊線進(jìn)行后退處理，路段中分帶與交叉口范圍中分帶后退位置進(jìn)行順接。方案保證了人行道、非機(jī)動(dòng)車道、側(cè)分帶和主車道的空間，僅調(diào)整中分帶寬度，對(duì)管線布置的影響最小。同時(shí)可輔助標(biāo)線保證車行道軌跡基于設(shè)計(jì)中線，保證行車安全。

5.4 方案比較

以上3種方案都可以滿足交通需求，車道軌跡均滿足行車安全，但是以上3種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，其適用情況也有所不同，具體情況見表3。

表3 方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

6 成果技術(shù)分析

本文案例四塊板道路中分帶較寬b=4 m，采用方案三調(diào)整斷面布置，既能夠確保主車道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道的通行空間，又能滿足行車安全，同時(shí)對(duì)管線布置的影響最小，較為合理。

在城市道路設(shè)計(jì)過程中，道路中線線形應(yīng)當(dāng)完全符合規(guī)范要求，在特殊情況下，當(dāng)中線線形不滿足時(shí)，可采用行車線路與中線非平行的優(yōu)化方法，弱化道路中線的物理意義，使行車軌跡線滿足規(guī)范要求是安全可靠的，也是滿足駕駛者的行車舒適度要求的。

7 結(jié)語

對(duì)于局部路段線形不滿足規(guī)范的情況，傳統(tǒng)的思維中就是直接調(diào)整道路中線，但是在道路紅線受限時(shí)就存在實(shí)施的困難，而本文通過某城市主干路的平面布置實(shí)例，說明了調(diào)整道路中線不是道路平面方案的唯一選擇。

本文通過對(duì)3種路線優(yōu)化和平面布置方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比和適用條件的分析，為今后更好的處理類似相關(guān)控制性問題提供經(jīng)驗(yàn)。

總之，以滿足路線設(shè)計(jì)規(guī)范技術(shù)指標(biāo)為目標(biāo)，根據(jù)道路具體條件選擇適用道路路線的處理方法進(jìn)行路線優(yōu)化和平面總體布置，既能使道路與兩側(cè)街道和諧共處，避免了控制性建筑的拆除，又減少設(shè)計(jì)時(shí)各專業(yè)之間繁雜對(duì)接，總體降低了道路建設(shè)的社會(huì)成本和提高了道路設(shè)計(jì)效率。