西南地區一級公路經過村鎮路段的路線規劃

陳明磊， 唐伯明， 劉唐志， 董 斌

(1.濰坊市市政工程設計研究院有限公司， 山東濰坊 261031；2.重慶交通大學土木建筑學院， 重慶 400074；3.中交第二公路勘察設計研究院有限公司， 湖北 武漢430056)

一級公路路線規劃，是在一個區域內確定一級公路的路線走向方案.路線走向方案是路線設計方案的基礎，路線走向選擇的不合理將會成為交通事故發生的根源.盡管路線規劃的總則[1-2]中一般都把交通安全放在首位，但由于在實際操作過程中難以量化，通常針對建設條件、投資規模、運營效益等提出路線走向方案，交通安全并不是路線規劃的優化目標和考慮因素.

調查顯示，西南地區一級公路的交通安全典型問題集中于接入口和穿越村鎮路段[3-4]：由于不完全控制出入，村鎮居民隨意搭設接入口，接入口設計存在不足；穿越村鎮路段的混合交通嚴重，橫穿公路困難.這給一級公路的行車造成了極大的安全隱患.未來我國一級公路具有較發展需求[5]，本文將針對西南地區一級公路的交通安全典型問題開展一級公路經過村鎮路段的路線規劃研究.

1 路線規劃原則

結合西南地區一級公路的交通安全典型問題，從交通需求及交通安全兩個方面綜合考慮，可提出一級公路路線安全規劃的原則如下.

1)符合路網整體要求

村鎮路網包括村鎮內部道路、周邊公路.一級公路應注重自身在路網中的地位，與其它道路形成系統，實現整體功能.

2)與村鎮布局相協調

村鎮布局的交通影響體現為居民出行生成、出行距離、出行時間、出行方式等.一級公路規劃應注重與村鎮布局相協調，進而滿足區域的交通需求.

3)滿足交通出行需求

一級公路出行類型多樣，交通組成復雜，因而一級公路規劃應努力滿足不同交通出行的需求.

4)降低接入口危險度

一級公路不完全控制出入，必將與現有路網形成多處接入口，應從一級公路整體考慮降低接入口危險度.

2 交通系統分析

2.1 系統結構

根據西南地區村鎮的空間布局特征，可將村鎮分為集中式村鎮和組團式村鎮兩類，如圖1、2所示.

圖1 集中式村鎮

圖2 組團式村鎮

一級公路經過村鎮路段的路網組成可分為4部分：一級公路、其他公路、連接道路、村鎮內部道路，如圖3所示.

圖3 一級公路經過村鎮路段交通系統示意圖

出于發展沿線村鎮經濟的需要，一級公路有穿越村鎮的路段.穿越村鎮路段會逐漸街道化，成為村鎮內部的一條主干道.即使一級公路繞越村鎮——距離村鎮有一定的距離，村鎮居民也會逐漸向一級公路兩側聚居，形成新一輪的街道化.為了研究方便，此時的路網組成仍可分為上述4部分，街道化的一級公路仍可視為獨立部分，連接道路即為一級公路與村鎮內部道路的直接連接點.

2.2 交通組成

參照起訖點調查[6]的出行類型劃分，一級公路經過村鎮路段的交通，可根據起訖點的不同分為3種不同性質的類型.

1)過境交通

過境交通是指村鎮外部其他村鎮或城市地區之間聯系產生的交通，起訖點均不在本村鎮內部.過境交通只是順路經過村鎮.村鎮的規模越小，出入村鎮的交通比重就越小，過境交通的比重就越大.

2)對外交通

對外交通是指村鎮與其他村鎮或城市地區之間聯系產生的交通，起訖點只有一個在本村鎮內部.由于村鎮規模資源有限，居民必然要與附近的城市地區發生聯系，以獲得生產生活的各種資源.雖然村鎮的對外交通規模不大，但它卻是村鎮發展的保障.

3)內部交通

內部交通是指村鎮內部各類型用地之間以及各居民點之間聯系產生的交通，起訖點均在本村鎮內部，一般在村鎮內部道路上運行.村鎮內部交通出行距離短，出行方式以步行、非機動車、摩托車為主.一級公路經過村鎮時，如果直接穿越，村鎮內部交通會利用其出行或者進行穿越，對正常運行的車輛進行干擾，易于引發交通事故；如果繞越村鎮，因為集鎮化的作用，會吸引村鎮居民在公路兩側聚居，形成穿越式布局，出現同樣的結果.所以，村鎮內部交通會對過境交通產生干擾，從而導致交通事故的發生.

3 路線走向方法

3.1 路線走向策略

對于空間布局確定的村鎮來說，合理的路線走向可以使得村鎮內部交通與過境交通的沖突減少，對交通安全的影響減小，同時也更有利于村鎮的發展.

李伴儒[7]對高速公路與城市的銜接進行了研究，將其分為3類：環形繞越式、內部穿越式、直線繞越式.路啟等[8]將公路與城市的連接形式分為4類：穿越式、環形繞越式、切線繞越式、分離式.

本文將一級公路經過村鎮的路線走向分為2種：穿越式和繞越式，如圖4所示.當然，由于一級公路不完全控制出入，村鎮居民會為交通便利所吸引，向公路兩側聚居，繞越式也就變成了穿越式.

圖4 經過村鎮的路線走向示意圖

一級公路經過村鎮時，服務交通流應以過境交通和對外交通為主，應盡量避免和減少內部交通帶來的干擾，從而減少交通事故發生的可能性.村鎮及其內部道路的布局決定了居民的出行需求.一級公路穿越村鎮不但拆遷困難、投資大，而且還破壞了原有路網，給村鎮居民的內部交通出行帶來了負面影響.一級公路出于安全和快速的考慮，接入口的數量和間距都會得到一定的控制，這樣就導致了一級公路開口不能滿足沿線居民出行需求的矛盾.隨著村鎮經濟的發展，這個矛盾將不斷加劇.相反地，一級公路繞越村鎮，可以通過連接道路的建設形成較為理想的交通集散體系，不但村鎮內部交通不會影響主路交通，而且公路網密度增大、可達性增強，提高了沿線居民出行的便利性和一級公路交通的安全性.因此，應優先選擇繞越式走向.一級公路路線必須穿越村鎮時，應選擇合適的位置，縮小穿越范圍，并采取切實可行的工程措施.

對于不同的村鎮空間布局，應采用不同的路線走向策略.

1)集中式村鎮

集中式村鎮布局內部交通集中在團塊的區域，一級公路路線應優先選擇與村鎮發展軸平行的繞越式走向，發展軸兩端通過連接道路與公路相連，既可以繼續引導村鎮沿原發展軸發展，又可以減少村鎮內部主要的發展軸交通對一級公路交通的干擾，如圖5所示.

圖5 適合集中式村鎮的繞越式路線走向示意圖

2)組團式村鎮

組團式村鎮布局較為分散，當組團排列方向一致時，一級公路路線應優先選擇與組團排列方向平行的繞越式走向；當組團排列方向不一致或者繞越困難時，可以選擇從組團間的空隙穿越.由于組團間的交通較為集中，可以通過交通控制改善交通安全，如圖6所示.

圖6 適合組團式村鎮的路線走向示意圖

3.2 路線走向的確定

一級公路路線走向應考慮使得公路交通沖突最小，然而交通沖突是微觀的，難以在路線規劃這個宏觀層面進行直接研究.一級公路的交通沖突主要體現在接入口上.《公路路線設計規范》[9]雖然對一級公路平面交叉的設計進行了要求，平面交叉間距考慮了平面交叉對交通安全的影響，但不能全面反映一級公路接入口對交通安全的影響.

本文選擇路線接入口危險度作為交通沖突的指標，從而最終確定其安全性.以往的平面交叉口危險度評價模型[10-12]都是基于角度、轉彎半徑、交通量等因素的，沒有考慮到一級公路機非混行的問題.而且一級公路路線規劃階段無法獲得接入口的詳細幾何設計指標，交通量更是難以統計，無法按照以往的模型進行評價.考慮到一級公路接入口的形式是確定的，交通量和交通組成均與相交道路的等級密切相關，因此一級公路接入口危險度可從接入口形式、相交道路等級進行分析.

為了計算一級公路接入口危險度，將一級公路接入口危險度初始值設為1，然后由接入口形式和相交道路等級進行修正，見下式：

R=I×M

式中：R為接入口危險度；I為接入口危險度初始值，取值為1；M為接入口形式與相交道路等級的綜合修正系數.

圖7 一級公路接入口危險點示意圖

接入口形式對交通安全的影響主要體現在危險點上，即分流點、合流點、沖突點.一級公路典型T形接入口、十字形接入口危險點位置如圖7所示，危險點數量見表1.

表1 一級公路接入口危險點數量表

參考洛巴諾夫模型中交叉口危險點相對事故率K的取值[12](表2)，簡便地取各交叉口特點相對事故率的平均值，可得分流點平均相對事故率為0.014 925；合流點的平均相對事故率為0.011 150；沖突點平均相對事故率為0.022 238.

表2 交叉口危險點相對事故率取值表

接入口的平均相對事故率可取為各危險點平均相對事故率的加權平均值，計算如下.

T形接入口的平均相對事故率為

(3×0.014925+3×0.011150+5×0.022238)/(3+3+5)=0.017220；

十字形接入口的平均相對事故率為

(8×0.014925+8×0.011150+20×0.022238)/(8+8+20)=0.018149.

設定T形接入口的修正系數為1.0，則十字形接入口的修正系數為1.1.

相交道路的等級越高，非機動車越少，交通量越大.考慮到交通量對交通安全的影響較大，在危險度分析時，以交通量為主要考慮因素，以交通組成為次要考慮因素.設定機耕道路的修正系數為1.0，則鄉村道路、四級公路、三級公路、二級公路的修正系數分別為1.2、1.5、1.7、2.0.

綜合考慮接入口形式和相交道路的影響，接入口危險度修正系數M取值見表3.

表3 接入口危險度修正系數取值表

在確定每個接入口的危險度后，將各接入口的危險度求和，即得總接入口危險度，見下式:

式中：R總為總接入口危險度；Ri為第i個接入口的危險度；n為全線接入口總個數.

從交通安全的角度考慮，推薦采用總接入口危險度較小的路線走向.

3.3 實例分析

下面選取某一級公路經過某村的路線走向為例進行分析(圖8).

圖8 案例示意圖

從圖8中可以看出，該村沿著原公路兩側發展，將原公路作為主干道，形成了集中式村鎮，且原公路就是該村的發展軸.為了減少村鎮對一級公路的干擾，宜采用繞越式路線走向，即圖中的A線和B線兩條比較線.

圖8給出了A線和B線的接入口情況.根據上述方法，計算各線總接入口危險度如下：

R總A=1.2+1.3+2.2=4.7，

R總B=1.1+2.2=3.3.

B線的總接入口危險度小于A線的總接入口危險度，故推薦采用B線.

對于穿越村鎮的路線，其路線總危險度為R=1.2+1.3+1.1+2.2=5.8，顯然不可采用.穿越式路線總接入口危險度大于繞越式路線走向，驗證了路線走向策略的合理性.

4 結束語

本文結合西南地區一級公路的交通安全典型問題，從交通需求及交通安全兩個方面綜合考慮，分析了一級公路路線安全規劃的原則.在分析一級公路經過村鎮路段交通系統(包括系統結構和交通組成)的基礎上，提出了一級公路基于村鎮布局的路線走向策略和基于接入口危險度的路線走向確定方法.

一級公路的建設運營將會改善沿線村鎮的交通條件，促進其經濟社會發展.在此基礎上，沿線村鎮的規劃建設也會圍繞一級公路展開，進而影響一級公路的交通.因此，一級公路的規劃應與沿線村鎮規劃建設部門進行溝通，對一級公路沿線村鎮的規劃建設進行適度控制，形成良好的連接體系，保證一級公路交通安全，更好地為沿線村鎮服務.

[1] JTG B01-2003公路工程技術標準[S].

[2] GB 50220-95城市道路交通規劃設計規范[S].

[3] 陳明磊. 西南地區一級公路交通安全典型問題研究[D]. 重慶：重慶交通大學， 2011.

[4]關宇馳.公路穿村鎮路段交通安全設計技術研究[D].西安：長安大學，2013.

[5]楊愛國，鄭育彬.我國一級公路發展分析與規劃思路[J].綜合運輸，2013(5)：16-20.

[6] 邵春福. 交通規劃原理[M]. 北京：中國鐵道出版社，2004.

[7] 李伴儒. 高速公路與城市的銜接研究[D]. 南京：東南大學，2003.

[8] 路啟，王煒，程琳. 公路網規劃中關于城鎮化問題的思考[J]. 西部交通科技，2006(2)：10-13.

[9] JTG D20-2006公路路線設計規范[S].

[10] 劉運通. 道路交通安全指南[M]. 北京：人民交通出版社，2004.

[11] 沈斐敏. 道路交通安全[M]. 北京：機械工業出版社，2007.

[12] 孫旭. 城市道路無信號平交口交通安全研究[D]. 北京：北京交通大學， 2009.