港區(qū)道路路線市政化設(shè)計探討

趙 宇，趙發(fā)祥，崔江浩，張顯威

（1.秦皇島港股份有限公司，河北秦皇島 066002；2.中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，天津 300220）

引言

港口道路和市政道路從設(shè)計體系來說是兩種不同的體系，市政道路的設(shè)計體系是解決行車舒適性和服務(wù)性的問題，從道路承受荷載的角度，市政道路車輛多為小汽車和普通貨車為主，因此市政道路設(shè)計重點放在了道路幾何線形的合理搭配和交通標(biāo)志、標(biāo)線的導(dǎo)引上，而港口道路屬于水運工程構(gòu)筑物的范疇，是解決生產(chǎn)運輸功能性的問題，道路的走向和線形都服從平面總體布置。近年來隨著對港口道路品質(zhì)要求的提升，尤其是港區(qū)與市政（公路）銜接的疏港道路對道路幾何設(shè)計要求的提升，先進的市政道路設(shè)計經(jīng)驗應(yīng)該被逐步嘗試并引用到港口道路的設(shè)計中。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

Parham Pahlavani等[1]將研究因素由路線本身轉(zhuǎn)為車輛駕駛員，通過對近百位駕駛員的跟蹤觀察與走訪，分析駕駛員對于多目標(biāo)路線選擇的喜好，對比研究了駕駛員的路線選擇偏好，并將其作為影響因素，研究該因素對于道路選線的間接影響。馮玲軍[2]結(jié)合國內(nèi)道路設(shè)計規(guī)范與常規(guī)設(shè)計方法，對公路選線中的重難點進行明確，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施與設(shè)計質(zhì)量控制點。趙海云[3]也結(jié)合國內(nèi)道路設(shè)計規(guī)范與常規(guī)設(shè)計方法，根據(jù)自身公路設(shè)計經(jīng)驗，針對于我國常規(guī)公路路線選線，提出具有一定概括性的路線設(shè)計原則與注意事項。陳汝名[4]運用多種研究分析方法，在考慮常規(guī)道路設(shè)計控制因素的基礎(chǔ)上，綜合考慮施工效率、運行效率、施工安全、車輛運行安全等方面，因素考慮更為全面、具體，并且結(jié)合實際工程實例，提出具有一定創(chuàng)造性的設(shè)計方案。劉孝康[5]通過研究分析大量公路交通安全事故數(shù)據(jù)，總結(jié)與分析出對于公路路線設(shè)計影響較為深遠的安全評價因素，且結(jié)合實際數(shù)據(jù)進行分析，分析結(jié)果具有較強的說服性。王峰娟[6]圍繞著自然環(huán)境保護進行公路選線研究，強調(diào)公路選線需要最大程度保證所經(jīng)區(qū)域的自然原始性，盡可能的減少對于自然環(huán)境與動植物的擾動，同時路線設(shè)計可以與周邊環(huán)境進行有機結(jié)合，不僅提高駕駛員的駕駛體驗，減少交通事故發(fā)生概率，同時也能提高周邊環(huán)境價值，實現(xiàn)多贏。眭南[7]將研究視角移至農(nóng)村公路，結(jié)合農(nóng)村地區(qū)發(fā)展實際情況以及農(nóng)村地區(qū)公路選線影響因素，結(jié)合實際工程，概括提出了相應(yīng)的影響因素，并且著重對低等級農(nóng)村公里的路線選擇影響因素進行闡述。童韜[8]以環(huán)境保護作為選線方案評價重要因素，提出了在環(huán)境單一的區(qū)域，應(yīng)該著重對重要的環(huán)境因素進行考慮，盡可能規(guī)避對于單一環(huán)境因素的破壞，保證道路所經(jīng)區(qū)域的環(huán)境不受到影響。

以上研究主要集中在公路選線的問題上，由于港區(qū)道路主要受總平面規(guī)劃的影響，其在平面路線上的舒適度是很少被設(shè)計者考慮的，因此本文對港區(qū)內(nèi)內(nèi)部道路的設(shè)計展開探討。

2 項目概況

秦皇島港西港區(qū)戊、己碼頭區(qū)，周邊已建成配套運輸?shù)缆?，周邊有己西路（湯河路）、敬業(yè)路、己場五道、戊西路、創(chuàng)業(yè)路、幸福道、平安道等疏港路。外部西港路和東疏港路兩條主干道與秦皇島市區(qū)連接，形成了兩個主要的貨物出入口。秦皇島港路網(wǎng)規(guī)劃如圖1所示。

圖1 秦皇島港路網(wǎng)規(guī)劃圖Fig.1 Road Network Planning of Qinhuangdao Port

近年來由于秦皇島環(huán)保要求提高，雜貨公司生產(chǎn)受環(huán)保影響越來越大，雜貨公司面對新形勢，需要積極調(diào)整貨源結(jié)構(gòu)，優(yōu)化集疏港、倒運車輛的運行路線，規(guī)劃口門建設(shè)，為雜貨公司以后的生產(chǎn)運行提供保障。秦皇島港西港區(qū)交通組織如圖2所示。

圖2 秦皇島港西港區(qū)交通組織圖Fig.2 Traffic Organization Map of Qinhuangdao Port West Port Area

3 路線設(shè)計中存在的問題

3.1 道路平、縱線形設(shè)計

道路的線形是以平面線形、縱斷面線形和橫斷面線形而組合成三維立體的形狀出現(xiàn)在駕駛員視線中的。交通事故的發(fā)生與平面線形和縱斷面線形不當(dāng)組合有很大的關(guān)系。這是因為組合不當(dāng)?shù)木€形容易給駕駛員帶來視覺和心理上的錯覺，并且對于車輛行駛的受力狀態(tài)有不利影響。在受力的理論角度上講，平曲線中包括豎曲線時，會讓行駛車輛的受力狀態(tài)變的復(fù)雜，增加行車過程中受力的不穩(wěn)定性。通過對多個港口項目的實際使用運營情況的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)：交通事故的發(fā)生，有一部分因素是由于道路線形組合設(shè)計的不合理所導(dǎo)致的[9]。

3.2 交叉口設(shè)計

與一般的市政道路交叉口設(shè)計不同，港區(qū)內(nèi)部的道路主要供大型車輛行駛，為了使港區(qū)通行能力和交通運輸安全有更大的保障，通過對港區(qū)內(nèi)部的交叉口交通行車安全進行研究，在視距方面，得到大型車輛和小型車輛的區(qū)別，從而得到更好的交通安全設(shè)計與交通組織管理，是國內(nèi)港口正在面臨的一個比較普遍的問題。

3.3 改擴建線形接順問題

改擴建道路線形設(shè)計的特點從宏觀的角度出發(fā)，線形設(shè)計應(yīng)該和新建道路一樣，嚴格按照相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準進行設(shè)計。但是從微觀的角度出發(fā)，在改擴建道路線形的設(shè)計過程中存在著許多不同之處，具體的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

1）改擴建道路是在原有道路的基礎(chǔ)上進行的工程，為了最大程度的減少資源的浪費和節(jié)約改擴建道路的成本，不僅要使改擴建的設(shè)計滿足道路設(shè)計的要求，而且還要對原有的道路資源進行充分的利用。因此，為了使改擴建道路線形的設(shè)計方案符合實際情況，就需要在進行改擴建線形設(shè)計時，對原有的道路進行充分的地質(zhì)調(diào)研和路況的深入分析。進行路線改造的道路通常具有較長的使用年限，受到自然因素和荷載的影響，有的道路路基會發(fā)生變化，在進行改擴建道路設(shè)計時，要將路基的變化作為重要的考慮因素之一，這與新建道路的線形設(shè)計存在著一定的區(qū)別。

2）對平縱組合不當(dāng)?shù)木€形設(shè)計進行調(diào)整是道路路線改擴建工程的重要內(nèi)容，為了達到完美的效果，對改擴建的過程要統(tǒng)籌兼顧，有時要改變平面線形的走向。由于原有的道路在使用的過程中受到長期的養(yǎng)護和管理，在有的路段會出現(xiàn)平縱組合不當(dāng)?shù)那闆r，因此在進行改擴建道路線形設(shè)計的過程中要對其進行充分考慮，根據(jù)設(shè)計需求進行相應(yīng)的調(diào)整。

4 路線問題解決方案

在道路路線的設(shè)計中，綜合考慮道路功能、行車安全、自然環(huán)境等因素是必要的，不但要綜合考慮實際地形和地質(zhì)進行選線，而且要保證所選線路的安全：既要充分考慮到道路本身設(shè)施的安全和道路運營過程中的安全，又要減少甚至消除道路上的多發(fā)事故點；要盡可能的采用合理的平縱線形組合的措施，從設(shè)計上解決行車安全問題。

4.1 平面設(shè)計

本工程兩側(cè)沿路建（構(gòu)）筑物較多，原道路中心線以直線為主，因此設(shè)計時以道路平面線形盡量與現(xiàn)狀保持一致為第一原則，利用原有中心線確定改擴建道路中心線大致范圍，再進行設(shè)計，盡量在滿足規(guī)范的基礎(chǔ)上使每側(cè)貼近現(xiàn)狀路邊緣，可使工程量降為最低。

4.2 縱斷面設(shè)計

在縱斷面設(shè)計中，交通安全的影響因素主要有以下三點：縱坡、坡長和豎曲線半徑。在設(shè)計上，要保證汽車安全行駛的要求是：縱向坡度盡可能平緩；宜縮短陡坡的長度，較長坡長的坡道的縱坡坡度應(yīng)嚴格符合要求：盡量減少縱坡度的變化，特別應(yīng)該注意一定要避免急劇起伏變化，使縱坡盡可能的均勻。使縱坡坡度盡量小，同時豎曲線的半徑盡量大?？蔀轳{駛員提供良好的視距，使其超車安全，同時也有利于正常行車的安全。

在改（擴）建路線平面設(shè)計的過程中充分利用原有道路的縱斷面，并因地制宜地進行取舍?？v斷面設(shè)計時，需要分析原有道路和改擴建規(guī)劃中道路的橫坡度，新舊道路的橫坡相差不大，根據(jù)原有道路的實測高程考慮加鋪厚度計算出改擴建路面的中線標(biāo)高。

4.3 交叉口設(shè)計

本工程交叉口采用如下的設(shè)計原則：平面交叉口范圍內(nèi)兩相交道路應(yīng)正交或接近正交。新建的道路與現(xiàn)有的等級較低的道路相交時，其交角應(yīng)大于70 °，如果交角過小無法調(diào)整，則等級較低的次要道路在交叉口附近的一定范圍內(nèi)調(diào)整局部線路；平面交叉口范圍內(nèi)的道路應(yīng)盡可能的采用直線；當(dāng)無法采用直線時，采用曲線的曲線半徑宜大于不設(shè)置超高的最小圓曲線半徑；一般新建道路的道路交叉口，引出道路的方向數(shù)量不得超過5個，改建道路引出的道路的方向數(shù)量不得超過6條；在路況較為復(fù)雜，難以避免的情況下，應(yīng)實行部分交叉路口的單向通行的設(shè)計方案以滿足行車安全。

平面交叉口在設(shè)計時，應(yīng)對所定的交叉口轉(zhuǎn)角部分的視距的三角形界限進行驗算復(fù)核；視距三角形范圍內(nèi)不得布置任何高于1.2 m的障礙物，否則會在不同程度上妨礙駕駛員的視線。對于無燈控的平面交叉口進行視距三角形的驗算是必不可少的，即便是有燈控的平面交叉口，在機動車行駛和行人行駛或非機動車行駛發(fā)生嚴重沖突并且干擾人的視線時，驗算視距三角形也是必須的。針對有大量大型車為主的港區(qū)內(nèi)部的道路，還應(yīng)考慮駕駛員的視高對其視距產(chǎn)生的影響。

4.4 改擴建線形接順問題

本項目為新建和擴建相結(jié)合，需要注意新建路段與原有路段的銜接，擴建段需要做到在使路線線型滿足規(guī)范、易于行駛、保證安全的基礎(chǔ)上，考慮最大范圍內(nèi)利用現(xiàn)有道路，盡可能少地對原有路線進行改動。

改擴建道路路線不僅應(yīng)該充分利用地形的條件，而且還應(yīng)該運用相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準，以保證改擴建線形的均衡性。在具體的設(shè)計中，把握好整體與局部、近期和遠期的關(guān)系，還要綜合考慮環(huán)境和自然條件等方面的具體情況，對方案進行對比篩選。不僅如此，在改擴建道路線形設(shè)計的過程中還要考慮平、縱、橫三方面的因素，使得設(shè)計過程中的各個因素達到協(xié)調(diào)平衡。

5 結(jié)語

在該項目的道路線形設(shè)計過程中，除上述設(shè)計論述外，還有如下心得體會：

1）港區(qū)內(nèi)部的道路平面設(shè)計要素同市政道路相同，即包括直線、圓曲線以及緩和曲線。港區(qū)內(nèi)部的道路與一般城市道路的地理及氣候條件有所差異，港口氣候潮濕，路面濕滑，風(fēng)力較大，這些都是對港區(qū)內(nèi)部道路的不利因素，因此在路線的線形設(shè)計上不可被忽略。要充分考慮其對道路的影響。在進行港區(qū)道路的平面線形設(shè)計中，主要重點關(guān)注如下因素：港區(qū)內(nèi)部的地形及氣候條件，駕車者的駕駛習(xí)慣、路線對駕駛者的心理影響以及保證行車過程中的安全問題等因素，合理地布設(shè)平面線形要素。

2）港區(qū)車輛較大，行駛轉(zhuǎn)彎不如小汽車靈 活，因此建議港區(qū)道路兩平曲線間最大和最小直線長度均比《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20-2017）適當(dāng)加大，具體數(shù)值應(yīng)結(jié)合實際情況取值。

3）近年來隨著對港口道路品質(zhì)要求的提升，尤其是港區(qū)與市政（公路）銜接的疏港道路對道路幾何設(shè)計要求的提升，先進的市政道路設(shè)計經(jīng)驗應(yīng)該被逐步嘗試并引用到港口道路的設(shè)計中。本文從道路的平面、縱斷面和交叉口設(shè)計等方面展開了港區(qū)道路路線的市政化設(shè)計探討，希望對后續(xù)工程提供參考。