城市道路網設計及預估思路研究

張榮 周應生

摘 要：該文基于筆者多年從事城市道路設計的相關工作經驗，以中小城市道路網設計為研究對象，分析了中小城市道路網規劃的方法與預估體系，論文從交通分配方法開始著手，進而探討了道路網規劃設計的原則和思路，然后指出規劃設計中存在的問題，最后給出了具體的預估方法與指標，全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞：中小城市 道路網 規劃 設計 指標

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-02

目前，大城市的交通問題已引起了社會的廣泛關注，人們正在研究并制訂相應的解決辦法。而中小城市因其自身的規模、性質、功能以及所處的地位的不同，其面臨的交通問題，既有與大城市相同之處，但更多地有其自身的特點。一般而言，中小城市規模較小，城區范圍不大，城市道路密度較低，道路寬度相對較窄，等級不高。公共交通水平低下，公交車輛較少，班車間隔時間較長，居民出行主要依靠步行、自行車等個人體力交通方式。同時，長期以來，中小城市由于投入資金的限制，加上缺乏有效而足夠的交通管制設施和措施，交通堵塞、車多路少、出行困難、交通事故頻發等一系列交通問題的矛盾在當前已變得突出起來。隨著中小城市的城市化水平及人民生活水平的提高，城市道路交通將面臨更加嚴峻的挑戰。目前看來，中小城市道路的問題主要表現在：（1）路網功能級配結構不合理，造成道路系統功能紊亂；（2）道路總體建設水平偏低，道路網系統性差；（3）規劃建設標準不合理；（4）道路設計功能概念不清，道路安全性較差；（5）路網節點不暢，路段與交叉口通行能力不匹配；（6）道路網發展造成城市歷史文脈的不同程度破壞；（7）道路網規劃建設方案彈性較差，沒有很好考慮其防災功能。諸多問題導致了城市交通供需的嚴重失調，降低了人們的生活條件和生活水平，所以從根本上來把握這些問題本質，解決這些矛盾是城市交通迫在眉睫的事情。

1 交通分配法研究

交通分配是城市交通規劃的一個重要環節，所謂交通分配就是把O-D量分配到具體的交通網絡上，通過交通分配得到的路段、交叉口交通量資料是檢驗道路規劃網絡是否合理的主要依據之一。通常把交通分配方法分為平衡模型與非平衡模型。平衡交通分配模型比較適合于宏觀研究，而非平衡交通分配模型結構簡單、計算簡便，在實際工程中應用廣泛，效果良好。非平衡交通分配模型按其分配手段可分有迭代與無迭代兩類，按其形態可分為單路徑型與多路徑型兩類，因此，非平衡分配模型可分為最短路分配、容量限制分配、多路徑分配、容量限制-多路徑分配四種方法。一般來說，有迭代方法優于無迭代方法，多路徑型方法優于最短路型方法。這里只介紹容量限制-多路徑交通分配法，此方法考慮了路權與交通負荷之間的關系及交叉口、路段通行能力的限制，分配結果更合理。采用這種方法分配出行量時，需先將O-D表（n×n階）分解成K個O-D分表（n×n階），然后分K次用多路徑分配模型分配O-D量，每次分配一個O-D分表，并且，每分配一次，路權修正一次，直到把K個O-D分表全部分配到網絡上。一般取5級分配就能滿足精度要求，此時每次的O-D量分配率為30%，25%，20%，15%，10%。另外，各出行路線被選用的概率可采用Logit型的路徑選擇模型計算。

式中

—O-D量T（r，s）在第k條出行路線上的分配率

—第k條出行路線的路權（行駛時間）

—各出行路線的平均路權（行駛時間）

—分配參數，一般為3.00～3.50

m—有效出行路線條數

在此模型分配時，需要確定每一O-D點對（r，s）的有效路線及有效出行路線。定義有效路段[i，j]為路段終點j比路段起點i更靠近出行終點s的路段，即沿該路段前進能更接近出行終點s。有效出行路線必須由有效路段所組成，每一O-D點對的出行量只在它相應的有效出行路線上進行分配。

2 設計方法

對于路網方案設計問題，一般分為定性的和定量的兩種。定量方法在第一章中討論過，這里不再敘述。實際運用中，一般還是以定性分析為主，交通分配的定量分析為輔來不斷調整規劃方案。

2.1 規劃原則分析

城市道路系統首先應滿足人流、客貨車流的安全暢通，同時應反映出城市風貌、歷史和文化傳統，為地上地下工程管線和其他設施提供空間，并滿足城市日照通風與城市救災避難要求。在進行城市道路系統規劃時，應對上述功能綜合考慮、相互協調。滿足城市交通運輸要求是道路網絡系統規劃的首要目標，為達到此目標，規劃的道路網絡系統必須“功能分清，系統分明”，為組成一個合理的交通運輸網絡創造條件，是城市各交通區之間有“方便、迅速、安全、經濟”的交通聯系。這種道路網絡系統由交通性與生活性兩種道路組成，按道路在城市中的地位、作用、交通性質、交通速度及交通流量等指標，可將道路分為快速路、主干路、次干路及支路四類。城市快速路主要為大城市大量、長距離、快速交通服務，一般是指除一環路以外的環城路。城市主干路（亦稱主干道）是以交通功能為主，連接城市主要分區、外圍組團的干路，即為城市交通源例如車站、碼頭、機場、商業區、廠區等之間提供暢通的交通聯系，它通常是城市路網的骨架。由于主干道上車速高，通行能力強，對城市用地具有較強的分割作用，且有利于周圍土地的開發利用，從而為構成城市各功能區起主導作用。有關資料表明，加速城市主干道骨架的建設、完善及暢通道路網、提高車輛通行能力仍是緩解城市交通壓力的首要任務。另外次干路主要作用是與主干路結合組成道路網，作為主干道的輔助道路，起集散和分流、吸引交通的作用，兼有生活服務功能，以滿足分區的生產生活需要。由于其交通量較小，車速較低，次干路兩側可布置為城市服務的大型公共設施，如商店、劇院和體育場等，以充分發揮其服務功能。支路則是次干路與街坊路的連接線，解決局部交通問題，以生活服務功能為主。

2.2 布局規劃思路研究

城市道路網絡系統是由于城市的發展，為滿足城市交通、土地利用及其他要求而形成的，城市道路網絡系統的布局與形態取決于該城市的結構形態、地形地理條件、交通條件、不同功能的用地分布等。目前常用的道路網布局有四種形式：方格網，環形放射網，自由網，混合網。（1）方格網（棋盤式）。每隔一定距離設置縱向的、和橫向的接近平行的道路，但由于地形和歷史等原因，方格網一般不一定是嚴格垂直和平行的。這種布局的優點是：①布局整齊，有利于建筑布置和方向識別；②由于多為四肢垂直交叉口，簡化了交通組織和控制。缺點是：道路非直線系數比較大，一般在1.27～1.4之間。方格網適用于地勢平坦的中小城市以及大城市的局部地區的干道網。（2）環形放射式。環形放射式的道路網由若干條環線（不一定成圓形）和起自城市中心或環線上的某一點的射線組成。這種布局的優點是：①有利于市中心與各分區，郊區的交通聯系；②非直線系數較小，一般在1.1～1.2之間。缺點是：圍街道形狀不夠規則，交通組織比較復雜。環型放射式道路網一般適用于大城市和特大城市的主干道網。（3）自由式。受歷史原因、山地、河流的影響，道路的線路走行無一定規則，形成自由式。這種布局的優點是：①能充分結合自然地形；②節約道路工程費用。缺點是：通路線路不規則，造成建筑用地分散，和交通組織困難。自由式適用于山區城市和河流較多的城市。（4）混合式。因地制宜，將上述兩種、或三種道路網形式的混合在一起。混合式使用得當可以盡得各式樣的優點、揚長避短。

3 設計要點

（1）城市進出口道路大多是公路與城市道路交接處，具有集散性、開放性、發展性等基本性質。它對城市道路網整體功能的發揮，進出城及過境交通的安全運行，起著舉足輕重的作用。在進行進出口道路規劃設計時，應綜合考慮城市道路網的型式、商業服務設施配套建設、城市自然地理地貌條件、和相連接主干道的總體布局、城市用地發展等因素。（2）充分結合地形、地物、地質條件。道路與自然條件結合得好，也為其兩側的建設開發提供了良好條件，有利于保護城市環境。（3）創造良好的城市環境與街道空間。把握好道路及兩側建筑尺度，體現以人為本思想，創造宜人生活環境，注意保護和挖掘城市特色。（4）城市道路在進行紅線規劃時，根據道路的不同功能要求，不僅要考慮滿足近期機動車、非機動車、行人行駛等要求來研究其路幅寬度及型式，更要考慮各類型車道的合理分配及其斷面型式的遠近期結合以達到遠近期的合理過渡。（5）新舊路網在風格上應統一，除了在名稱上、線形上、寬度上、板塊上互補以求得完整統一外，還常常在綠化、照明、欄柵等方面有一定的共同之處。在新舊路網的結合部可插入交叉口、轉盤或樹木、雕塑、小品等方法達到漸次和諧的變化。（6）新區的路網除與舊城區主次干路及對外交通道路銜接以外，可以擺脫舊城區的現狀束縛，充分發揮道路工程規劃設計思路，謀求其便捷、美觀、技術經濟合理的最終目標。但此時仍應清醒地認識到中小城市道路系統所應具有的特點，即支路網密度較高，道路等級較低，合理配置交通性干路、生活性干路，保證足夠的支路密度。（7）舊城區的路網結構一般不宜做大的調整，否則舊城歷史風貌和文化傳統將遭到嚴重破壞。在不破壞現狀路網結構的前提下，適度提高現狀道路等級，大量的街坊路要予以保留和改造，不能以規劃了若干主次干路為由而大量取消街坊路，街坊路可根據總體路網布局按城市支路等級加以控制。（8）許多中小城市都是沿交通干線發展起來的，并將其作為城市主干路，隨著城市規模大，過境交通量及市區交通量增大，原則上應將過境交通甩出市區以外，開辟切線而過的過境路。

4 技術預估方法研究

有了不同的規劃方案后，就需要預估方案的優劣，從中選擇最優的方案。對于規劃方案的預估，包括三方面的內容，即技術預估、經濟預估和社會環境預估。要對路網運行質量進行預估，需要建立相應的預估指標體系。建立預估指標體系的原則是：

（1）科學性：預估指標必須科學的、合理的、客觀的反映城市路網性能及影響；（2）綜合性：指標體系應全面的、客觀的、綜合的反映城市路網規劃方案的性能和效果；（3）可比性：預估必須在平等的、可比的價值體系下才能進行；（4）可行性：預估指標體系應定義確切、意義明確，并且力求簡明實用。

根據交通規劃層次和要求不同，對規劃方案的技術預估可以從兩個層次來分析。

第一層次是城市交通網絡總體性能預估，是從城市交通網絡整體出發，從城市總體規劃、城市交通遠景戰略規劃的角度來分析預估交通網的總體建設水平、交通網絡布局質量、交通網總體容量等；第二個層次是城市交通線路節點性能的預估，是從單條線路或單個交叉口出發，分析交通線路或交叉口的容量、服務水平、延誤、事故等，適用于中長期綜合交通和近期治理規劃。

對于上面兩個層次可選用的指標較多，這里不一一列舉，主要選取下面5個指標：

（1）干道網密度

干道網密度是城市道路網的一項重要預估指標，其計算公式如下：

LF

式中：—干道網密度（km/km2）

F—城市建成區用地面積（km）

—主、次干道各路段長度（km）

由于快速路、主干道、次干道的通行能力不同，因此，還應該計算由換算長度得到的干道網密度，換算可根據道路的通行能力進行。市中心區干道網密度可大些，郊區可小些。中小城市干道網密度可小些；道路較窄，則干道網密度宜大些，反之，可小些；山區城市干道網密度要比平原區城市大得多。

（2）人均道路面積

人均道路面積亦稱道路占有率，這個指標最能綜合反映一個城市的交通擁擠程度，其計算公式為：

式中：—道路長度和寬度（m）

n—城市居民人數（人）

（3）等級級配

等級級配指建成區內快速干道、主干道、次干道、支路等不同等級道路數量比例。美國城市道路網的建議級配結構為主干道、次干道、集散道路、地區道路的長度分別占道路總長度的5%～10%、10%～20%、5%～10%、60%～80%。日本名古屋市規劃道路網的級配結構為快速路、基干道路及其他道路長度分別占道路網總長度的3.3%、13.3%、83.4%。從我國規范給出的路網密度可以推算出從快速路到支路的比例約為1∶2∶3∶7，大體呈現為上小下大的金字塔形結構，等級愈高比重愈小。總之，道路網必須有合理的等級級配，以利于各類道路功能的充分發揮。對于不同性質、規模和結構的城市，其各級道路里程所占比重以多大比例為好，合理的變化范圍如何，這些還有待進一步研究，但等級愈高其里程愈短比重越小，則是肯定的。

（4）路網負荷度

路網負荷度指路網的實際交通量與通行能力之比。反映了路網對交通量的適應能力，同時從整體上表現了路網的暢通性，其計算公式為：

式中：

—路網中第i條路段的分配交通量

—第i條路段的通行能力

—路網中第i條路段長度

（5）路網通達性

對于城市道路網，路網功能發揮很大程度取決于支路網的通達性。支路就是交通生成點與干路系統之間的過渡性設施。支路的通達性主要是指支路在次干路與街坊內部道路之間的連接和覆蓋情況。支路的密度高，通達性好，則可以很好的分離不同性質的交通流，減小干道系統的交通壓力，使不同類別道路的交通功能充分發揮出來。

由于街坊小區的形狀和面積不同，此指標難以定量確定，但可比較規劃路網相對于現狀路網的改善效果。

5 結語

近年來，隨著中小城市發展和人民生活水平提高，城市道路交通面臨更加嚴峻的挑戰。許多中小城市正進入新一輪總體規劃修編時期，該文針對其提出了從現狀調查分析到規劃方案預估和建設項目排序的一套中小城市道路網規劃方法。

該文主要在如下兩個方面做了研究：

（1）路網規劃設計階段，這里還是按常規方法，參考城市總體規劃及分區規劃中的路網系統方案，根據城市形態及發展趨勢確定一個初始方案，通過交通量分配和分析，不斷調整方案，直到規劃方案可行、合理。其中針對中小城市提出了路網方案設計中的一些合理化建議。（2）路網規劃方案預估階段，針對中小城市路網的特點及路網功能的發揮，在技術預估中選取了等級級配和路網通達性指標，路網必須有合理級配，支路網有較好的通達性，才能充分發揮各類道路功能。同時說明了經濟預估和社會環境預估的指標以及綜合預估的

方法。

參考文獻

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