公路市政化改造中橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比

摘 要：本文通過分析公路規(guī)范和城市道路規(guī)范的差異，確定公路市政化橫斷面改造設(shè)計(jì)指標(biāo)規(guī)范的選用，并結(jié)合工程實(shí)例說明公路市政化改造中橫斷面設(shè)計(jì)方法，為公路市政化改造提供直接有效的設(shè)計(jì)方案和決策依據(jù)，以使改造效果達(dá)到既定目標(biāo)要求，進(jìn)而更好實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)公路的市政化改造。

關(guān)鍵詞：公路，城市道路，公路市政化，橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)，工程實(shí)例

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.16.041

0 引 言

近年來城鎮(zhèn)化發(fā)展迅猛，城市道路范圍從中心城區(qū)持續(xù)向外擴(kuò)展[1]。城郊公路面臨著從服務(wù)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的公路交通轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)“點(diǎn)對(duì)面”甚至“面對(duì)面”的城市交通[2]。公路市政化已經(jīng)成為增進(jìn)民生福祉和城鎮(zhèn)化有序推進(jìn)的基本需求[3]。

公路是為區(qū)間內(nèi)的交通聯(lián)系服務(wù)，強(qiáng)調(diào)交通功能，涉及公路線性指標(biāo)、挖填平衡、橋隧布置等[4-5]。城市道路服務(wù)對(duì)象包括了機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車和行人，強(qiáng)調(diào)人的安全舒適。這使得公路和城市道路在功能作用、設(shè)計(jì)指標(biāo)考慮的重點(diǎn)不同，設(shè)計(jì)方法也存在較大差異。指標(biāo)選用不當(dāng)會(huì)顯著影響道路通暢度甚至?xí)嵘煌ò踩L(fēng)險(xiǎn)[6-7]。因此，公路市政化改造工程涵蓋公路及城市道路兩種屬性，既要保證現(xiàn)狀公路的通行要求，又要滿足城市道路的功能定位和多元化的交通需求，需要綜合分析設(shè)計(jì)指標(biāo)的設(shè)置及其適應(yīng)性[8-9]。

本文從城郊公路市政化改造橫斷面設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)比分析公路與城市橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)的不同之處，提出公路市政化橫斷面改造設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)一步驗(yàn)證橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)的應(yīng)用情況。

1 公路市政化改造中橫斷面指標(biāo)差異性分析

公路市政化改造工程作為公路與城市道路的結(jié)合體，為保證行人和非機(jī)動(dòng)車通行以及市政設(shè)施的布設(shè)需要，橫斷面應(yīng)當(dāng)根據(jù)城市道路要求補(bǔ)全服務(wù)功能[10]。原有公路橫斷面在原有設(shè)計(jì)中沒有專門加入人行橫道、非機(jī)動(dòng)車道和交通設(shè)施等，但在部分低等級(jí)公路中也會(huì)考慮混行。另外，各地雖發(fā)布了新規(guī)范[3]，但受限于出臺(tái)時(shí)間短和應(yīng)用難等因素，使各設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理單位在公路市政化改造實(shí)施過程中面臨諸多挑戰(zhàn)。

1.1 橫斷面的組成

公路規(guī)范規(guī)定，橫斷面主要由行車道、路肩、邊溝等部分組成，還有些包括分隔帶、邊坡、截水溝、排水溝、碎落臺(tái)等。城市道路規(guī)范規(guī)定，橫斷面包括機(jī)動(dòng)車道、綠化帶或者分隔帶、非機(jī)動(dòng)車道、人行道等。這主要是因?yàn)槌鞘械缆窞榉菣C(jī)動(dòng)車、行人提供了各自獨(dú)立、安全的空間，而公路是為了區(qū)間內(nèi)的溝通聯(lián)系，主要強(qiáng)調(diào)交通功能，是一種以車為本的設(shè)計(jì)理念，這是與城市道路最大的不同點(diǎn)。而以市政功能為主的橫斷面組成改造方式，便是在原有的公路斷面設(shè)計(jì)中根據(jù)區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃、交通特征和區(qū)域城鎮(zhèn)化程度加入非機(jī)動(dòng)車道、綠化帶和人行道等，路肩一般改造為路面。二者的橫斷面布局差異情況見表1。

1.2 橫斷面的類型

公路規(guī)范規(guī)定公路橫斷面主要分為單車道、單幅雙車道和多幅多車道。城市道路可以分為單幅路、雙幅路、三幅路、四幅路。在橫斷面類型上，公路橫斷面的分類標(biāo)準(zhǔn)主要是以交通量大小及道路等級(jí)進(jìn)行劃分，城市道路橫斷面的劃分標(biāo)準(zhǔn)主要考慮機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人交通量及各交通流之間的溝通聯(lián)系。

在公路市政化改造工程中，對(duì)于交通量不大的雙向兩車道，二、三和四級(jí)公路適宜改造為單幅路形式的次干路和支路的形式；對(duì)于高速和一級(jí)公路適宜改造為雙幅路形式的快速路，以及對(duì)于機(jī)動(dòng)車交通量不大和機(jī)動(dòng)車較少的一級(jí)公路適宜改造為雙幅路形式的主干路；對(duì)于機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車交通量較大的二、三級(jí)公路適宜改造為三幅路形式的主干路或次干路；對(duì)于設(shè)置輔路的公路適宜改造為三幅路形式的主干路；對(duì)于紅線寬度較寬的公路適宜改造為三幅路形式的次干路；對(duì)于機(jī)動(dòng)車及非機(jī)動(dòng)車交通量大需設(shè)置輔路的高速和一級(jí)公路適宜改造為四幅路形式的快速路或主干路。

1.3 車道的寬度

機(jī)動(dòng)車道寬度是道路橫斷面寬度中占比最大的組成部分，與公路市政化改造工程的工程量、用地量和造價(jià)問題息息相關(guān)。機(jī)動(dòng)車道寬度是在車輛寬度基礎(chǔ)上考慮車輛橫向擺動(dòng)安全距離綜合確定。公路市政化改造工程由于車輛組成的復(fù)雜性，需要對(duì)機(jī)動(dòng)車道寬度取值的安全性、合理性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究。根據(jù)規(guī)范可知，車道寬度變化一般在3.00～3.75 m之間。在公路設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)速度越高，車道寬度也就越大，最大的推薦值是3.75 m，最小是3 m。與公路不同，在城市道路設(shè)計(jì)時(shí)，車道寬度的確定不僅與設(shè)計(jì)速度有關(guān)，還與行駛的車輛類型有關(guān)。因?yàn)樵诔鞘械缆飞嫌行┦切】蛙噷Ｓ玫?，車輛外廓寬度較小，車道寬度也可以小一些。例如，當(dāng)設(shè)計(jì)車速為60 km/h時(shí)，公路的單車道寬度為3.5 m，城市道路中小客車專用道的寬度為 3.25 m。

對(duì)于城郊公路而言，車輛類型主要由公路車輛和部分城市道路車輛組成，從規(guī)范定義的設(shè)計(jì)車型來看，公路和城市道路都包括有小客車、大型客車和鉸接客車，車輛寬度并無什么不同，而公路更多考慮了載重汽車和鉸接車兩種車型，覆蓋車型更廣，往往公路改造初期仍有大量貨車通行，所以建議公路市政化改造車型更多參照城道規(guī)范要求。

1.4 車道的數(shù)目

確定機(jī)動(dòng)車道的最終寬度，還需要確定車道數(shù)目。車道數(shù)目可根據(jù)城市規(guī)模和道路等級(jí)確定。公路規(guī)范規(guī)定，高速公路和一級(jí)公路的車道數(shù)≥4個(gè)車道。城市道路規(guī)定，雙幅單向≥2個(gè)車道，四幅路單向≥2個(gè)車道。一般城市規(guī)模越大，道路等級(jí)越高，車道數(shù)也會(huì)越多。人口大數(shù)量于200萬的大城市的城市主干道，建議采用6～8車道。另外，路段上機(jī)動(dòng)車道的車道數(shù)不宜過多，單向車道超過4條時(shí)，連續(xù)行進(jìn)中的車輛，需要從外側(cè)車道變換到內(nèi)側(cè)車道十分困難，尤其在車流很密時(shí)容易造成交通混亂。因此在公路市政化改造中，橫斷面車道數(shù)可根據(jù)交通量預(yù)測(cè)和服務(wù)水平確定。

1.5 平曲線加寬設(shè)計(jì)

對(duì)于公路來說，當(dāng)二、三、四級(jí)公路的轉(zhuǎn)彎半徑小于 250 m時(shí)，應(yīng)在內(nèi)側(cè)設(shè)置加寬。同時(shí)根據(jù)車道設(shè)計(jì)車輛的差別，進(jìn)行不同的加寬值選取。第一類加寬針對(duì)小客車車型，第二類加寬針對(duì)大型車，第三類加寬針對(duì)鉸接列車。單車道路面加寬值按鉸接數(shù)值的1/2采用。四級(jí)公路和山嶺、重丘區(qū)的三級(jí)公路采用第一類加寬值。其余各級(jí)公路采用第三類加寬值。對(duì)不經(jīng)常通行集裝箱運(yùn)輸鉸接列車的公路，可采用第二類加寬值。由三條以上車道構(gòu)成的行車道，其加寬值應(yīng)另行計(jì)算。城市道路在加寬設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)在內(nèi)側(cè)加寬，條件受限時(shí)可兩側(cè)加寬。與公路類似，城市道路的加寬類型也可以按照車型分為三類，每條車道的加寬值均小于公路的車道加寬值。城郊道路改造中可結(jié)合考慮公路與城市道路的平曲線加寬設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可更多以公路規(guī)范的指標(biāo)為準(zhǔn)。

1.6 路拱橫坡度

城市道路與公路在路拱橫坡度的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是不同的。公路主要根據(jù)道路等級(jí)及降雨大小進(jìn)行分類。而城市道路根據(jù)路面寬度、路面類型、設(shè)計(jì)速度、縱坡及氣候條件等確定。公路與城市道路路拱橫坡度的取值范圍為1%～2%。對(duì)于排水速度相對(duì)較慢的道路，為了盡快將雨水排出路面，應(yīng)適當(dāng)提高路拱橫坡，可采用1.5%～2%。

在公路市政化改造中，一般不變，如果車道較多，可做成折線。

1.7 建筑限界凈高

為了保證公路與城市道路車輛的行駛安全，規(guī)范規(guī)定在道路一定高度和寬度范圍內(nèi)不允許有任何障礙物侵入的空間界限，這個(gè)界限被稱為道路限界。限界的寬度和方向通常是由設(shè)計(jì)的路幅控制，限界凈高最小值則是由規(guī)范規(guī)定。

公路規(guī)定：高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路的凈高為5 m；三級(jí)、四級(jí)公路為4.5 m；人行道、自行車道、檢修道與行車道分開設(shè)置時(shí)，其凈高為2.5 m。城市道路規(guī)定：機(jī)動(dòng)車混行車道中小客車、大型客車、鉸接客車的最小凈高為4.5 m；小客車專用車道的最小凈高為3.5 m；非機(jī)動(dòng)車道中自行車和三輪車的最小凈高為2.5 m；人行車道最小凈高為2.5 m。在公路市政化改造中需要注意公路的凈高與城市道路凈高規(guī)定的不同。另外，在高架橋跨越相交的道路地帶，一般采用大跨徑的橋梁設(shè)計(jì)，需要仔細(xì)核查大跨主墩處的凈高是否滿足設(shè)計(jì)要求。

2 工程實(shí)例應(yīng)用與分析

本節(jié)將通過兩個(gè)工程實(shí)例，即濟(jì)南市工業(yè)北路快速路東延改造工程和武漢市武嘉高速至三環(huán)聯(lián)絡(luò)線（青菱湖西路-新武金堤路）工程，具體說明公路市政化改造中橫斷面設(shè)計(jì)的方法，可為公路市政化改造提供直接有效的設(shè)計(jì)方案和決策依據(jù)，以使改造效果達(dá)到既定目標(biāo)要求，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)公路的市政化改造。

2.1 濟(jì)南市工業(yè)北路快速路東延改造工程

2.1.1 改造工程簡(jiǎn)介

工業(yè)北路快速路東延（郭店立交至大正路）擴(kuò)建改造工程位于濟(jì)南市歷城區(qū)、高新區(qū)，工程西起現(xiàn)狀工業(yè)北路高架終點(diǎn)（郭店立交以西），東至龍山立交以東，全長12.5千米，規(guī)劃紅線寬度60 m，是在既有S102省道基礎(chǔ)上進(jìn)行快速化改擴(kuò)建。

S102省道寬46 m，道路性質(zhì)為一級(jí)公路，車行道寬23 m，雙向6車道，現(xiàn)狀擁堵嚴(yán)重。根據(jù)片區(qū)規(guī)劃和交通發(fā)展預(yù)測(cè)，改造后的工業(yè)北路快速路東延的高架主線標(biāo)準(zhǔn)段采用雙向8車道，通過高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提升交通品質(zhì)；采用整幅橋面，減小橋下綠帶寬度。地面輔路采用雙向8車道，兼顧貨車及輔線、支線公交。

2.1.2 道路橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)分析

由圖1和圖2可知，在工業(yè)北路的市政化改造中，道路紅線由原來的46 m拓寬為現(xiàn)在的60 m，高架主線標(biāo)準(zhǔn)段采用整幅橋雙向8車道，地面道路橫斷面類型由四幅改為兩幅路，車道數(shù)由雙向6車道擴(kuò)容至雙向8車道，兩側(cè)機(jī)動(dòng)車道寬度由原來的11.5 m拓寬至15 m，增加了最外側(cè)3.75 m的貨車道，兼顧貨車及輔線、支線公交，非機(jī)動(dòng)車道由6 m縮窄至3.5 m，人行道由原來的2 m拓寬至2.5 m；路拱橫坡保持不變，建筑限界凈高為5 m；路緣石類型由中央為防撞波形鋼梁變?yōu)榉雷舱臼?；路拱橫坡度由1.5%變?yōu)?%。

路下按規(guī)劃排布污水、熱力、雨水、給水、燃?xì)獾裙艿?，布設(shè)路燈設(shè)施，滿足片區(qū)城鎮(zhèn)化市政配套需求。改造后不僅可以保證車道通行空間完整，容錯(cuò)性好，還能為駕駛員提供更好的視線，公交站臺(tái)設(shè)置在人行道內(nèi)側(cè)，方便行人進(jìn)出站臺(tái)，橋下的空間用作綠化。

2.2 武嘉高速至三環(huán)聯(lián)絡(luò)線（青菱湖西路-新武金堤路）工程

2.2.1 改造工程簡(jiǎn)介

武嘉高速至三環(huán)聯(lián)絡(luò)線工程位于武漢市洪山區(qū)青菱地區(qū)，起于武嘉高速收費(fèi)站出口楊林二路處，止于新武金堤路湯遜湖泵站前，連接武嘉高速、四環(huán)線和三環(huán)線。道路等級(jí)為城市快速路，主線高架橋全長2447 m，高架橋紅線控制寬度為40 m，雙向6車道，橋?qū)?6 m，地面輔路為城市次干路，道路紅線40～60 m，輔道道路設(shè)計(jì)全長為1288.818 m，設(shè)計(jì)車速為60 km/h。其中部分路段需要占用既有青菱湖西路進(jìn)行市政化改造。

青菱湖西路（楊林二路-建陽三路）現(xiàn)狀為武嘉高速連接線，為公路形式，部分地面需要改造為城市次干路，改造內(nèi)容為由原路基35 m拓寬至60 m，增加非機(jī)動(dòng)車道、中央綠化帶、邊綠化帶、人行道、布設(shè)市政配套管線，全長為1288.818 m，設(shè)計(jì)速度50 km/h，規(guī)劃紅線60 m，道路線形為直線，雙向六車道。

2.2.2 道路橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)分析

如圖3和圖4所示，在青菱湖西路的市政化改造中，青菱湖西路與收費(fèi)站銜接地面段的道路橫斷面類型由雙幅三車道改為四幅五車道；道路紅線為60 m；機(jī)動(dòng)車道由15.75 m〔11.75 m（車行道）+3.5 m（緊急停車帶）〕拓寬為19 m，車道數(shù)為六車道變?yōu)槭嚨?，目的是?duì)應(yīng)起橋段三車道和地面輔路三車道；排水邊溝及路側(cè)防護(hù)由12.75 m變?yōu)槿∠芳绾瓦厹希黾? m邊綠化帶、3.5 m非機(jī)動(dòng)車道和4 m人行道；路緣石類型由中央為防撞波形鋼梁變?yōu)榉雷舱臼挥捎阢暯痈咚俟?，凈高按? m控制，新增地下管線。

如圖3和圖5所示，在青菱湖西路的市政化改造中，青菱湖西路的高架臺(tái)后路堤段，道路紅線寬60 m，中間26 m路堤（雙向六車道），輔路變?yōu)?.5 m機(jī)動(dòng)車道，增加2 m邊綠化帶、3.5 m非機(jī)動(dòng)車道和4 m人行道，路緣石類型由中央為防撞波形鋼梁變?yōu)榉雷舱臼?，人行天橋凈高同步按? m控制，新增地下管線。

如圖3和圖6所示，在青菱湖西路的市政化改造中，青菱湖西路的高架橋標(biāo)準(zhǔn)段，道路紅線寬60 m，中間設(shè)置8 m綠化帶（布墩帶），高架段為雙向6車道，輔路變?yōu)?1 m機(jī)動(dòng)車道，增加5.5 m邊綠化帶、3.5 m非機(jī)動(dòng)車道和6 m人行道，路緣石類型由中央為防撞波形鋼梁變?yōu)榉雷舱臼?，高架主線通行小客車，大型客貨車走地面，輔路新增地下管線。

3 結(jié) 論

本文以城郊公路市政化改造橫斷面設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)，對(duì)比分析公路與城市橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)的不同之處，提出公路市政化橫斷面改造設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合濟(jì)南市工業(yè)北路快速路東延改造工程和武嘉高速至三環(huán)聯(lián)絡(luò)線（青菱湖西路-新武金堤路）工程實(shí)例進(jìn)一步驗(yàn)證橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)的應(yīng)用情況。隨著中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程進(jìn)一步加快，穿越城鎮(zhèn)地區(qū)的公路改造越來越多，市政化公路改造的設(shè)計(jì)思路與公路和城市道路設(shè)計(jì)思路有很大的不同，應(yīng)該認(rèn)真對(duì)照相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，考慮周邊用地性質(zhì)、交通組成、交通流量和居民需求，設(shè)計(jì)完善的道路橫斷面，助力我國城市道路建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介

蘇悅，碩士研究生，助理工程師，研究方向?yàn)榈缆饭こ獭?/p>

（責(zé)任編輯：劉憲銀）