公路與城市道路融合總體設(shè)計(jì)實(shí)例分析

朱艷萍

（廣東冶建施工圖審查中心有限公司 廣州 510080）

近年來我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，城市路網(wǎng)規(guī)劃與公路網(wǎng)的關(guān)系越來越密不可分。在一些用地緊張的地區(qū)，伴隨著城市功能的外延，區(qū)域交通格局不斷重塑，公路與城市道路功能也越來越模糊，甚至出現(xiàn)了兩者功能兼?zhèn)涞那闆r。但由于公路與城市道路在主管部門、服務(wù)對(duì)象、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、功能定位等方面存在明顯的差異，如何在設(shè)計(jì)中將公路與城市道路較好地融合，目前尚沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)或指引。

1 公路兼城市道路在總體設(shè)計(jì)中面臨的問題

公路是指交通行政主管部門按公路相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范修建的，主要供汽車行駛并具備一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)施的，連接城市間、城鄉(xiāng)間、鄉(xiāng)村間供汽車行駛的公共道路；城市道路是城市建設(shè)行政主管部門按城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范修建的，為城市自身服務(wù)，提供城市內(nèi)各種車輛和行人通行的公共道路。二者在總體設(shè)計(jì)中存在的主要差異有：

1.1 功能定位不同

公路的功能定位是為區(qū)間長距離的交通聯(lián)系服務(wù)，主要強(qiáng)調(diào)交通功能，其主要交通組成為大貨車、大客車等大容量交通工具；城市道路更強(qiáng)調(diào)的是沿線短距離的服務(wù)功能及通達(dá)功能，主要強(qiáng)調(diào)服務(wù)功能，其主要交通組成為小型客貨車。

1.2 設(shè)計(jì)規(guī)范不同

公路與城市道路采用各自不同相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)體系，公路設(shè)計(jì)采用交通運(yùn)輸部頒發(fā)的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：JTG B01—2014》［1］等相關(guān)規(guī)范；城市道路設(shè)計(jì)采用住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒發(fā)的《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范（2016年版）：CJJ 37—2012》［2］等相關(guān)規(guī)范。對(duì)應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)在道路等級(jí)、設(shè)計(jì)車速、設(shè)計(jì)荷載、幾何線形、斷面組成等方面都存在差異。

1.3 配套設(shè)施不同

公路的配套設(shè)施包括緊急停車帶、硬路肩、排水溝、交通標(biāo)志標(biāo)線等；城市道路的配套設(shè)施包括的人行道、非機(jī)動(dòng)車道、照明系統(tǒng)、市政管線、交通標(biāo)志標(biāo)線及信號(hào)燈等。

在公路兼城市道路的總體設(shè)計(jì)中，要將這些差異進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)和重點(diǎn)需解決的問題進(jìn)行有針對(duì)性的取舍或調(diào)整，以求在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各方面取得平衡。

2 工程實(shí)例分析

東莞市某兩條省道改造及大修工程，原來同屬107 國道，新的107 國道建成通車后，分別改成省道S256 及省道S358 中的一段，是貫穿東莞市三大重要鎮(zhèn)區(qū)厚街鎮(zhèn)、虎門鎮(zhèn)、長安鎮(zhèn)的主要干道，也是連接深圳珠海高速公路及虎門大橋等高速公路運(yùn)輸?shù)闹饕o道。本項(xiàng)目路線所經(jīng)過的厚街鎮(zhèn)、虎門鎮(zhèn)、長安鎮(zhèn)是東莞市經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的鎮(zhèn)區(qū)，城市化程度很高。按當(dāng)?shù)氐囊?guī)劃，本項(xiàng)目定位為一級(jí)公路兼城市主干路，滿足分流省道過境客貨運(yùn)交通功能，以客運(yùn)交通功能為主，并滿足鎮(zhèn)域內(nèi)部交通需求的主干路，因此，本項(xiàng)目還承擔(dān)著沿線鎮(zhèn)區(qū)機(jī)動(dòng)車、人行交通的出行要求、市政功能性管線布設(shè)、景觀等多方面的功能，是典型的公路與城市道路的結(jié)合體［3］。

2.1 總體設(shè)計(jì)

道路總體設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂，具有覆蓋面廣、系統(tǒng)性強(qiáng)、協(xié)調(diào)量大、影響因素多等特點(diǎn)。在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，要制定設(shè)計(jì)原則、明確道路性質(zhì)、功能定位、服務(wù)對(duì)象、確定道路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)規(guī)模、工程范圍等，并使道路工程整體協(xié)調(diào)、與周邊場(chǎng)地相適應(yīng)、與相鄰工程互相銜接，設(shè)計(jì)方案安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。

2.1.1 設(shè)計(jì)速度的采用

設(shè)計(jì)速度是確定道路幾何設(shè)計(jì)指標(biāo)并使其相互協(xié)調(diào)的基本要素，其相關(guān)指標(biāo)有圓曲線半徑、縱坡、豎曲線半徑、超高等，各項(xiàng)指標(biāo)要均衡，才能獲得好的行車體驗(yàn)、安全性和經(jīng)濟(jì)效益。

文獻(xiàn)［1-2］及《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范：JTG D20—2017》［4］中，關(guān)于設(shè)計(jì)車速的取值如表1所示。

表1 公路與城市道路設(shè)計(jì)速度Tab.1 Design Speed of Highway and Urban Road

可以看出，一級(jí)公路相對(duì)于城市主干路的設(shè)計(jì)速度要稍高，主要與公路的性質(zhì)有關(guān)，公路更強(qiáng)調(diào)交通功能，設(shè)計(jì)速度越高，通行能力越強(qiáng)。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)以及用地條件允許的情況下，建議取高值。

考慮本項(xiàng)目定位為一級(jí)公路兼城市主干路，原有道路按一級(jí)公路80 km/h 的設(shè)計(jì)速度進(jìn)行設(shè)計(jì)，平縱線形經(jīng)擬合基本能滿足要求，改造代價(jià)不大，經(jīng)論證仍采用一級(jí)公路80 km/h 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)交通時(shí)預(yù)測(cè)，可滿足通行能力的要求。

2.1.2 線形指標(biāo)取值

公路與城市道路在平縱面設(shè)計(jì)方面，城市道路制約因素較多，同樣的設(shè)計(jì)速度對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，公路要高于城市道路。公路兼城市道路在平、縱面指標(biāo)方面，建議按高標(biāo)準(zhǔn)取值，以利于以后升級(jí)及獲得良好的駕駛體驗(yàn)；與平縱面相關(guān)的部分指標(biāo)，則需要在實(shí)際設(shè)計(jì)中，結(jié)合城市道路的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。

如不設(shè)超高最小半徑，采用80 km/h 的設(shè)計(jì)速度時(shí)，公路對(duì)應(yīng)的圓曲線半徑為2 500 m，而城市道路對(duì)應(yīng)的圓曲線半徑為1 000 m。其原因是公路與城市道路采用不同的橫向力系數(shù)計(jì)算差異，公路強(qiáng)調(diào)司乘人員感受和車輛彎道行駛穩(wěn)定性，采用較小的橫向力系數(shù)（μ=0.04），而城市道路考慮非機(jī)動(dòng)車、平交口等干擾因素較多，采用較大的橫向力系數(shù)（μ=0.067）［5］。因此，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)道路的路況和實(shí)際運(yùn)行車速確定。公路位于城市的路段，受沿線平交口的影響，實(shí)際運(yùn)行速度可能會(huì)低于設(shè)計(jì)速度，在超高路段橫坡值的采用時(shí)，要充分考慮車速及大車重車的影響，盡量不采用較大的超高。

考慮本項(xiàng)目大部分路段位于城鎮(zhèn)區(qū)，實(shí)際行車速度不太穩(wěn)定，以及太大超高會(huì)影響路容美觀，本次設(shè)計(jì)μ值按城市道路取0.067，尤其是平交口處，由于車速較低，最大高超高值按不大于3%控制。

省道S256 道路中心線基本按現(xiàn)狀道路中線進(jìn)行擬合，路線長度15.95 km；省道S358 路線總長度16.974 km，大部分路段基本按現(xiàn)狀道路中線進(jìn)行加寬改造，局部路段根據(jù)拆遷情況進(jìn)行微調(diào)，平面指標(biāo)滿足一級(jí)公路80 km/h的標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)舊路檢測(cè)以及相關(guān)計(jì)算結(jié)果，本次大修舊路最小加鋪厚度為10 cm；立交縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，綜合安全與經(jīng)濟(jì)因素考慮，跨線橋、下穿隧道縱斷面指標(biāo)選取不突破一般最小值，使整個(gè)設(shè)計(jì)兼顧安全與經(jīng)濟(jì)的因素，全線縱斷面指標(biāo)滿足一級(jí)公路80 km/h的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

⑴車道寬度

車道的寬度取值主要與通行車輛的尺寸、設(shè)計(jì)車速、平面線型等指標(biāo)相關(guān)，公路與城市道路在60 km/h以上的車道寬度基本一致，區(qū)別是城市道路考慮小型車多及用地緊張的因素，設(shè)置了小客車專用車道；在60 km/h 以下（含）的車道寬度稍有差別，主要是公路細(xì)化了不同車速下對(duì)應(yīng)的車道寬度，如表2所示［1-2，4］。

表2 公路與城市道路車道寬度Tab.2 Highway and Urban Road Lane width

在實(shí)際的公路兼城市道路設(shè)計(jì)中，車道寬度可根據(jù)實(shí)際通行車型的比例和用地情況進(jìn)行靈活采用。

本項(xiàng)目原斷面為一級(jí)公路，所有車道寬度均為3.75 m，故本次改造仍維持原有車道寬度。在用地條件受限及平交口拓寬車道，可根據(jù)情況適當(dāng)壓縮車道寬度。

⑵中央分隔帶

文獻(xiàn)［1］明確，高速公路、一級(jí)公路必須設(shè)置中央分隔帶；文獻(xiàn)［2］明確，城市主干路應(yīng)配置完善的標(biāo)志、標(biāo)線、隔離和防護(hù)設(shè)施，當(dāng)主干路無中間帶時(shí)，應(yīng)連續(xù)設(shè)置中央隔離設(shè)施，可根據(jù)不同路段的實(shí)際需求設(shè)置中央隔離設(shè)施。

本項(xiàng)目的中央分隔帶設(shè)計(jì)兼顧公路、輕軌交通等多方面需要，分路段設(shè)置中央綠化帶，在用地緊張無條件設(shè)置中央綠化帶時(shí)，考慮沿線大型車多的實(shí)際情況，連續(xù)設(shè)置中央防撞墻，并按公路要求設(shè)置防眩板，保證行車安全。

⑶路肩及人行道

公路路肩由硬路肩和土路肩組成，其中土路肩可為路側(cè)交通設(shè)施提供安裝空間。城市道路工程一般情況下不設(shè)置路肩，在道路兩側(cè)設(shè)置非機(jī)動(dòng)車道、綠化帶、人行道等設(shè)施。

本項(xiàng)目的橫斷面布置首先滿足一級(jí)公路行車道寬度的基本要求，在道路兩側(cè)用地有限的情況下，加強(qiáng)交通安全設(shè)施的設(shè)計(jì)，取消了硬路肩，在兩側(cè)增設(shè)人行及自行車道，在保證行車安全的情況下，既滿足了公路本身的交通功能，也滿足了周邊居民的慢行出行需求。

⑷標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

標(biāo)準(zhǔn)斷面一：省道256富盈路口至虎門白沙段，路基總寬度為60 m。斷面組成為：中間為中間為輕軌交通預(yù)留位置4～13 m 的中央分隔帶，行車道為雙向八車道，人行道兩側(cè)各寬7 m，如圖1?所示。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)斷面Fig.1 Standard Section

標(biāo)準(zhǔn)斷面二：省道256 虎門白沙至虎門鎮(zhèn)標(biāo)路口段和省道358 長安至虎門段，中間帶為1 m，行車道為雙向八車道，行車道總寬度控制為33 m，兩邊人行道根據(jù)建筑物分布情況設(shè)置3～5 m的人行道，如圖1?所示。

2.1.4 立交形式的采用

道路相交節(jié)點(diǎn)采用何種交叉形式，取決于相交道路的性質(zhì)、轉(zhuǎn)向交通特點(diǎn)和用地情況。在舊路改造項(xiàng)目中，用地問題尤為突出，當(dāng)交叉口交通量特點(diǎn)是以直行交通為主時(shí)，建議首選占地少、拆遷少的菱形立交形式。菱形立交的特點(diǎn)是主要道路的交通為連續(xù)車流，而次要交通則通過平交口通行，結(jié)構(gòu)物工程量少，用地省，特別適用于主次交通關(guān)系明顯、左轉(zhuǎn)交通不會(huì)對(duì)次要交通形成太大沖突、用地受限的情況［5］。

本項(xiàng)目沿線經(jīng)過均為城鎮(zhèn)化地區(qū)，道路拓寬受房屋建筑的限制很大，無可征用的土地資源。根據(jù)交通量預(yù)測(cè)以及地方的規(guī)劃要求，全線對(duì)原來9 處交叉口采用立交進(jìn)行改造，主要鎮(zhèn)區(qū)對(duì)景觀要求較高時(shí)，采用對(duì)景觀影響較小的下穿的菱形立交方案。［6］全線9座菱形立交，7座采用下穿方案，2座采用上跨方案。

經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明，菱形立交可有效提高交叉口的通行能力，同時(shí)可有效地節(jié)省工程造價(jià)，是較為經(jīng)濟(jì)合理的方案，如圖2所示。

圖2 下穿的菱形立交方案Fig.2 Diamond Shaped Interchange Scheme under Crossing

3 公路及城市道路功能分析

3.1 公路功能分析

按照文獻(xiàn)［1］，一級(jí)公路能夠適應(yīng)年平均晝夜交通量5 000～25 000 輛，連接重要政治、經(jīng)濟(jì)中心，通往重要工礦區(qū)、可供機(jī)動(dòng)車分道快速行駛、部分控制出入口和部分設(shè)置立體交叉的公路［1］。

本項(xiàng)目在滿足交通量的前提下，結(jié)合部分交通量特別大的節(jié)點(diǎn)設(shè)置立交，保證公路的通達(dá)性。［7］

3.1.1 保證過境交通快速通過

根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，本項(xiàng)目主線特征年交通量預(yù)測(cè)如表3所示。

表3 特征年交通量預(yù)測(cè)Tab.3 Forecast of Characteristic Annual Traffic Volume

調(diào)查顯示，省道256 篁村至虎門、省道358 長安至虎門段交通特點(diǎn)有：主線的直行交通量大，但由于鎮(zhèn)區(qū)眾多城市干道穿越公路，交叉口對(duì)交通的延誤嚴(yán)重；車輛以過境交通為主，其中貨車數(shù)量眾多。

本次改造，全線通過設(shè)置9處立交，可減少平面交叉排隊(duì)等候而造成的延誤，過境交通可快速通過交叉口，有效地提高路段的通行能力和服務(wù)水平。

3.1.2 實(shí)現(xiàn)過境交通與地方交通的轉(zhuǎn)換

路線交叉設(shè)計(jì)充分考慮主線過境交通與地方城鎮(zhèn)交通既有聯(lián)系又有區(qū)別，在適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi)給與一定的掉頭功能。通過菱形立交的平交口以及沿線設(shè)置的平交口，實(shí)現(xiàn)過境交通與地方交通的轉(zhuǎn)換和掉頭功能，通過增設(shè)信號(hào)燈進(jìn)行控制，優(yōu)化通行時(shí)間，提高平交口的通行能力。

經(jīng)調(diào)查及計(jì)算分析，全線平交口改造前服務(wù)水平均為四級(jí)，改造后服務(wù)水平提升至三級(jí)，部分平交口的服務(wù)水平可達(dá)到二級(jí)，提升效果較好。

另外，文獻(xiàn)［1-2］中，由于設(shè)計(jì)車型不同，對(duì)平面交叉右轉(zhuǎn)彎半徑的要求有差異。平面交叉口轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)滿足車輛右轉(zhuǎn)行駛的要求，同一條道路與相同級(jí)別的道路交叉，交叉口的轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)一致；平面交叉右轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)速度一般取相交道路中等級(jí)較高道路計(jì)算行車速度的0.5 倍［5］。當(dāng)文獻(xiàn)［1］中推薦右轉(zhuǎn)彎最小半徑與文獻(xiàn)［2］有差異時(shí)，建議取大值，以滿足不同車型的通行需求。

3.2 城市功能分析

由于本項(xiàng)目位于東莞發(fā)達(dá)的鎮(zhèn)區(qū)路段，道路兩側(cè)已經(jīng)高度城鎮(zhèn)化。與其他一般公路相比，有人流量大，非機(jī)動(dòng)車多的獨(dú)有交通特點(diǎn)，因此需要設(shè)計(jì)時(shí)合理布設(shè)人行道、公交車站、人行過街設(shè)施、管線等市政設(shè)施。

3.2.1 人行道

全線根據(jù)鎮(zhèn)區(qū)用地情況均設(shè)置了5～7 m 的人行道（含自行車道），基本可滿足沿線居民的出行需求。

3.2.2 過街設(shè)施

全線除在平交口設(shè)置人行過街橫道的基礎(chǔ)上，根據(jù)沿線鎮(zhèn)區(qū)居民的出行需要，共設(shè)置30 座人行天橋，人行通道1 座，路線全長32.924 km，平均人行過街間距658 m，與市政道路的過街間距相當(dāng)。

3.2.3 照明系統(tǒng)

全線按城市主干路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了照明系統(tǒng)，新建照明系統(tǒng)在充分利用舊路燈的前提下建立。地面道路采用雙向?qū)ΨQ布置方式，車行道和人行道側(cè)光源均采用LED 光源。下穿隧道車行道照明采用雙列對(duì)稱布置，燈具安裝于隧道建筑設(shè)計(jì)界限外。

3.2.4 排水系統(tǒng)

本工程原為公路，雖有較完善的排水系統(tǒng)，但主要以邊溝重力式排水為主。由于道路沿線基本已城鎮(zhèn)化，公路排水方式已不能滿足沿線鎮(zhèn)區(qū)的發(fā)展要求，本次改造在充分利用原有排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，部分路段結(jié)合鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃增設(shè)管道排水，并預(yù)留足夠的接戶井［8-9］。

3.2.5 公交設(shè)施

公共汽車?？空镜脑O(shè)置結(jié)合現(xiàn)狀的公交站位置和鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃進(jìn)行。公交汽車?？空境苡玫貤l件限制的路段外，一般采用港灣式設(shè)計(jì)。全線共設(shè)公共汽車停靠站94 處，平均間距700 m，可滿足沿線居民出行需求。

3.2.6 綠化

中央分隔帶以自然式的配置手法為主，并由此形成交通導(dǎo)向性種植，同時(shí)高低起伏的綠冠線有利于防止眩光；人行道采用冠幅大、樹型直的常綠喬木麻楝、香樟作為行道樹，以形成連續(xù)的綠帶。

4 結(jié)語

隨著城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，公路融入城市道路功能的需求越來越迫切。公路與城市道路的融合，關(guān)鍵在于如何既能實(shí)現(xiàn)公路的交通運(yùn)輸功能，又能滿足沿線城鎮(zhèn)區(qū)域交通的需求，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況靈活應(yīng)用規(guī)范和各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，達(dá)到最好的設(shè)計(jì)和使用效果。

4.1 技術(shù)指標(biāo)的融合

在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)前，應(yīng)在充分對(duì)比分析公路與城市道路相關(guān)指標(biāo)的差異的基礎(chǔ)上，經(jīng)論證采用。對(duì)影響整體交通功能的指標(biāo)應(yīng)盡量采用公路標(biāo)準(zhǔn)，如設(shè)計(jì)速度、平縱面指標(biāo)、車道寬度等指標(biāo)；個(gè)別指標(biāo)若采用高標(biāo)準(zhǔn)會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響的，應(yīng)酌情采用城市道路標(biāo)準(zhǔn)，如超高值、最大縱坡等指標(biāo)［10］。

4.2 交通功能的融合

城市道路普遍存在土地資源稀缺的問題，公路兼城市道路的重要交叉口，需同時(shí)滿足交通功能與服務(wù)功能，同時(shí)少占地，推薦首選分離式菱形立交。菱形立交可有效提高交叉口的通行能力，同時(shí)可有效地節(jié)省用地和工程造價(jià)，是有效的解決方案。

4.3 配套設(shè)施的融合

公路與城市道路在配套設(shè)施方面差別較大，需按沿線居民需求增設(shè)人行道、市政管線、照明、過街設(shè)施、無障礙坡道、公交站、交通信號(hào)燈等配套設(shè)施，以體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。