城市化道路改造設(shè)計(jì)方案研究
---以北京市宋梁路（北運(yùn)河-通燕高速）為例

董方

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司,北京市 100082）

0 引言

根據(jù)相關(guān)會(huì)議精神，建設(shè)北京城市副中心不僅是調(diào)整北京空間格局、治理大城市病、拓展發(fā)展新空間的需要，也是推動(dòng)京津冀協(xié)同發(fā)展、探索人口經(jīng)濟(jì)密集地區(qū)優(yōu)化開(kāi)發(fā)模式的需要。依據(jù)國(guó)家京津冀一體化的發(fā)展戰(zhàn)略以及北京市發(fā)展重心的東移，通州區(qū)作為北京城市副中心，其發(fā)展地位得到大幅提升，尤其是北京行政辦公區(qū)選址確定在東六環(huán)東側(cè)，此區(qū)域及周邊的交通網(wǎng)將進(jìn)入深度改造階段。原區(qū)域內(nèi)部道路網(wǎng)進(jìn)行顛覆性規(guī)劃重建，周邊已經(jīng)形成的干道路網(wǎng)將根據(jù)北京城市副中心的規(guī)劃格局及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整升級(jí)。

宋梁路（北運(yùn)河-通燕高速）是北京市行政辦公區(qū)東側(cè)的用地邊界，同時(shí)也是該區(qū)域與中心城區(qū)快速交通聯(lián)系通道的重要路由。道路規(guī)劃等級(jí)為城市主干路，規(guī)劃紅線寬60 m，同時(shí)規(guī)劃紅線兩側(cè)均為寬度各30 m的綠化用地。與該道路相交的規(guī)劃路網(wǎng)基本采用“小街區(qū)、密路網(wǎng)”形式。作為現(xiàn)狀道路改造項(xiàng)目，設(shè)計(jì)范圍內(nèi)現(xiàn)狀道路及重要節(jié)點(diǎn)構(gòu)筑物將考慮利用，節(jié)約工程投資。

根據(jù)規(guī)劃部門(mén)最新文件，該道路最終道路名稱(chēng)為“通濟(jì)路”，文中仍采用原規(guī)劃路名。

1 工程概況

1.1 地理位置

宋梁路（北運(yùn)河-通燕高速）改造項(xiàng)目位于北京市通州區(qū)，是北京城市副中心行政辦公區(qū)東側(cè)邊界。現(xiàn)狀道路基本呈南北走向，規(guī)劃線位與現(xiàn)狀線位重合，設(shè)計(jì)范圍南起北運(yùn)河北側(cè)，北至通燕高速，設(shè)計(jì)全長(zhǎng)約4 km。現(xiàn)狀道路向南至G103，向北至潞苑北大街，隨著城市副中心的發(fā)展，宋梁路的線位存在向南北延伸需求，未來(lái)將逐漸形成區(qū)域內(nèi)南北向重要交通骨架（見(jiàn)圖1）。

圖1 宋梁路地理位置示意圖

1.2 現(xiàn)狀道路及節(jié)點(diǎn)

宋梁路現(xiàn)狀道路橫斷面布置為兩幅路，中央分隔帶寬5 m，兩側(cè)機(jī)非混行車(chē)道各寬12 m，最外側(cè)人行道各寬2 m，現(xiàn)狀道路全寬33 m。道路下方布置有雨水、給水、電力、電信等多種市政管線。圖2為現(xiàn)狀宋梁路橫斷面。

圖2 現(xiàn)狀宋梁路橫斷面圖（單位:m）

設(shè)計(jì)范圍內(nèi)主要相交節(jié)點(diǎn)為通燕高速上跨橋梁、京秦鐵路上跨閉合框架以及宋梁路上跨減河橋梁。考慮到節(jié)點(diǎn)構(gòu)筑物的拆除難度、工期以及工程投資等因素，以上構(gòu)筑物均現(xiàn)狀保留。

2 橫斷面設(shè)計(jì)

橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)在了解規(guī)劃意圖、紅線寬度、道路性質(zhì)后，首先調(diào)查收集交通量，推算道路設(shè)計(jì)通行能力。同時(shí)，根據(jù)交通性質(zhì)、交通發(fā)展要求與地形條件，并考慮地上、地下管線的敷設(shè)、沿街綠化布置等要求，綜合研究分析確定橫斷面型式與各組成部分尺寸，并考慮節(jié)約用地[1]。

2.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

從該項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期到最終選定道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，中間主要經(jīng)過(guò)了初步方案、過(guò)渡方案及擴(kuò)展方案的深化過(guò)程，最終重點(diǎn)結(jié)合規(guī)劃提出的設(shè)計(jì)目標(biāo)，以道路工程為主體、多專(zhuān)業(yè)綜合效益最大化確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面。

2.1.1 初步方案

根據(jù)該道路車(chē)道數(shù)測(cè)算結(jié)果，機(jī)動(dòng)車(chē)道數(shù)需擴(kuò)容至三上三下，按常規(guī)思路可保留原道路斷面型式，直接將混行車(chē)道拓寬至15 m，外側(cè)人行道（含樹(shù)池）各寬4.5 m，最外側(cè)分別布置寬度各8 m的綠化帶作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（見(jiàn)圖3）。此方案能夠滿足機(jī)動(dòng)車(chē)道、非機(jī)動(dòng)車(chē)及行人的基本通行需求，但存在諸多問(wèn)題：

圖3 橫斷面初步方案（單位:m）

（1）橫斷面布置功能單一，缺乏對(duì)城市道路不同交通方式的合理分隔，實(shí)際使用過(guò)程中無(wú)法有效保障非機(jī)動(dòng)車(chē)輛的通行條件；

（2）未充分利用規(guī)劃紅線寬度，紅線內(nèi)綠化帶的布置相對(duì)分離，未與道路斷面充分融合；

（3）無(wú)法滿足規(guī)劃提出的高點(diǎn)定位目標(biāo)及“海綿城市”等設(shè)計(jì)理念。

2.1.2 過(guò)渡方案

為解決初步方案問(wèn)題，提出該道路設(shè)計(jì)橫斷面的過(guò)渡方案（見(jiàn)圖4）。保留現(xiàn)狀道路5 m中央分隔帶，將混行車(chē)道功能調(diào)整為機(jī)動(dòng)車(chē)道，實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車(chē)道三上三下；機(jī)動(dòng)車(chē)道外側(cè)布置寬度6 m兩側(cè)分隔帶，分隔帶外側(cè)分別為寬度各3.5 m、2 m和3 m的非機(jī)動(dòng)車(chē)道、綠化帶以及人行道，紅線范圍內(nèi)兩側(cè)各預(yù)留1 m綠化帶。

圖4 橫斷面過(guò)渡方案（單位:m）

過(guò)渡方案在總體上能夠充分利用規(guī)劃紅線寬度，基本實(shí)現(xiàn)了道路交通功能與綠化隔離、景觀功能的充分融合。機(jī)動(dòng)車(chē)道兩側(cè)布置了寬闊的綠化帶并能夠提供充足的綠化空間，大幅度提升了道路綠化量和景觀效果，實(shí)現(xiàn)城市道路的“森林化”。同時(shí)，寬綠化帶能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)上下行機(jī)動(dòng)車(chē)輛以及機(jī)動(dòng)車(chē)與非機(jī)動(dòng)車(chē)之間的有效分隔，屏蔽了機(jī)動(dòng)車(chē)行駛對(duì)非機(jī)動(dòng)車(chē)的干擾，避免了采用護(hù)欄分隔對(duì)向機(jī)動(dòng)車(chē)交通，既創(chuàng)造良好的騎行物理?xiàng)l件，又可結(jié)合非機(jī)動(dòng)車(chē)道兩側(cè)綠化帶景觀提升，創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的非機(jī)動(dòng)車(chē)通行空間。在對(duì)現(xiàn)狀道路的保留利用方面，過(guò)渡斷面的中央分隔帶和車(chē)行道布置與現(xiàn)狀道路斷面保持一致，在設(shè)計(jì)道路高程不低于現(xiàn)狀路面高程時(shí)能夠充分保留現(xiàn)狀道路路面結(jié)構(gòu)，減少工程廢棄。其中，機(jī)動(dòng)車(chē)道兩側(cè)布置較寬的分隔帶（5 m、6 m）在道路設(shè)計(jì)中具有多種使用功能：

（1）路口范圍內(nèi)可以在不影響對(duì)側(cè)機(jī)動(dòng)車(chē)以及外側(cè)慢行系統(tǒng)平面線形的前提下，通過(guò)壓縮分隔帶寬度進(jìn)行路口渠化，提高機(jī)動(dòng)車(chē)路口通行能力；

（2）路口范圍內(nèi)人行道可結(jié)合中央、兩側(cè)分隔帶位置布置行人二次過(guò)街安全島，寬綠化帶能夠提供較為可觀的過(guò)街安全島空間，增強(qiáng)了行人過(guò)街的安全保障；

（3）寬度6 m的兩側(cè)分隔帶可同時(shí)滿足布設(shè)公交港灣及公交車(chē)站的寬度需求，可在不影響外側(cè)慢行系統(tǒng)平面線形基礎(chǔ)上布設(shè)公交港灣和車(chē)站。

2.1.3 拓展方案

該工程設(shè)計(jì)橫斷面初步方案僅僅能夠滿足機(jī)動(dòng)車(chē)交通的基本需求，未充分對(duì)接規(guī)劃目標(biāo)，從而缺乏實(shí)施性；過(guò)渡方案的斷面針對(duì)初步方案的問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)補(bǔ)足，基本能夠結(jié)合規(guī)劃需求為多種交通創(chuàng)造良好條件，相較初步方案進(jìn)行了全面的改善提升。但是，過(guò)渡方案的研究范圍依然局限于規(guī)劃紅線范圍內(nèi)，忽略了該道路規(guī)劃的特殊性。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮道路與兩側(cè)規(guī)劃用地的結(jié)合，為市政道路功能的持續(xù)優(yōu)化創(chuàng)造條件。因此，拓展方案將“弱化”紅線的概念，將市政道路設(shè)計(jì)考慮范圍向外拓展，提出更具統(tǒng)籌性的方案。

經(jīng)與綠化設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行溝通配合，明確道路兩側(cè)30 m綠化帶內(nèi)各布置一條景觀步道，并采用園林化手法將步道曲線化，結(jié)合曲線一側(cè)較寬的綠化帶節(jié)段布置綠化景觀小品。市政道路通常沿路布置功能性人行道，因此人行道系統(tǒng)如何布設(shè)需要進(jìn)行比選評(píng)定。綜合以下幾點(diǎn)考慮：

（1）常規(guī)步道僅滿足行人通行功能性需求，缺少景觀綠化的高品質(zhì)條件；

（2）可以同時(shí)布置常規(guī)步道以及景觀步道，兩種步道存在功能重疊，同時(shí)步道將占用綠化的空間，步道面積增加，綠化面積將相應(yīng)減小；

（3）下凹式綠地作為實(shí)現(xiàn)“海綿城市”理念的重要措施需要足夠的綠化設(shè)計(jì)寬度，而曲線化景觀步道在局部段將形成寬度8 m的綠化帶，滿足下凹式綠地寬度要求；

（4）將功能性步道并入景觀步道時(shí)，景觀步道需要考慮功能性需求，如鋪設(shè)盲道并在路口及公交車(chē)站處向非機(jī)動(dòng)車(chē)一側(cè)靠攏，盡量減少過(guò)街及繞行距離；

（5）經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)算，優(yōu)化后的景觀步道相比常規(guī)步道繞行距離增加不大于5%。

因此，提出道路橫斷面拓展方案（見(jiàn)圖5、圖6），保留過(guò)渡方案中機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)橫斷布置，將兩種人行道合二為一，形成景觀化曲線步道，使非機(jī)動(dòng)車(chē)與人行道之間的綠化帶寬度在2～8 m之間漸變，人行道也局部突破規(guī)劃紅線，布置于景觀綠地范圍內(nèi)。

因此，經(jīng)過(guò)對(duì)過(guò)渡方案優(yōu)點(diǎn)的總結(jié)，以及拓展方案的優(yōu)化，綜合考慮機(jī)動(dòng)車(chē)交通功能、慢行交通的通行條件，以及景觀綠化與道路綜合景觀品質(zhì)的提升等因素，提出拓展方案作為該項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面。

圖5 橫斷面拓展方案（單位:m）

圖6 拓展方案鳥(niǎo)瞰效果圖

2.2 現(xiàn)狀利用橫斷面

該工程沿線共需保留三處現(xiàn)狀構(gòu)筑物，由北向南分別為：通燕高速兩跨簡(jiǎn)支T梁橋、京秦鐵路雙孔閉合框架以及跨減河6×25 m簡(jiǎn)支T梁橋。現(xiàn)狀構(gòu)筑物實(shí)際預(yù)留寬度均小于設(shè)計(jì)斷面寬度，并且現(xiàn)狀與規(guī)劃道路斷面型式有所區(qū)別，因此節(jié)點(diǎn)段橫斷面需要在構(gòu)筑物預(yù)留條件下進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。

2.2.1 通燕高速節(jié)點(diǎn)

現(xiàn)狀通燕高速橋梁邊跨之間實(shí)際凈寬45 m，相比現(xiàn)狀道路具備一定拓寬空間。改造橫斷面將充分利用結(jié)構(gòu)預(yù)留寬度并保留標(biāo)準(zhǔn)橫斷布置型式：保留現(xiàn)狀道路4 m中央分隔帶（考慮中央分隔帶內(nèi)包含現(xiàn)狀橋梁墩柱及管線檢查井等設(shè)施，盡量不壓縮其寬度以降低現(xiàn)場(chǎng)拆改移實(shí)施難度），兩側(cè)機(jī)動(dòng)車(chē)道寬度各12 m布置三上三下6條機(jī)動(dòng)車(chē)道；機(jī)動(dòng)車(chē)道兩側(cè)分別布置寬度各1 m兩側(cè)分隔帶實(shí)現(xiàn)機(jī)非分隔，最外側(cè)分別布置寬度3 m和4.5 m的非機(jī)動(dòng)車(chē)道和人行道，改造斷面總寬度45 m（見(jiàn)圖 7）。

圖7 通燕高速節(jié)點(diǎn)橫斷面（單位:m）

2.2.2 京秦鐵路節(jié)點(diǎn)

現(xiàn)狀京秦鐵路節(jié)點(diǎn)閉合框架結(jié)構(gòu)預(yù)留凈寬度41 m，改造斷面如下：保留現(xiàn)狀中央分隔帶3 m，兩側(cè)機(jī)動(dòng)車(chē)道分別布置各12 m，與標(biāo)準(zhǔn)斷面保持一致；機(jī)動(dòng)車(chē)道兩側(cè)分別布置寬度各1 m兩側(cè)分隔帶實(shí)現(xiàn)機(jī)非分隔，最外側(cè)分別布置寬度均為3 m的非機(jī)動(dòng)車(chē)道和人行道，改造斷面總寬度41 m，與結(jié)構(gòu)預(yù)留寬度一致（見(jiàn)圖8）。

圖8 京秦鐵路節(jié)點(diǎn)橫斷面（單位:m）

2.2.3 跨減河橋梁節(jié)點(diǎn)

跨減河現(xiàn)狀橋梁段道路橫斷面布置為兩幅路，中央分隔帶寬2 m，兩側(cè)為寬度各15 m的機(jī)非混行車(chē)道，最外側(cè)為寬度各2 m的人行道，橋梁結(jié)構(gòu)凈寬度36 m。該路段保留現(xiàn)狀橫斷面。圖9為跨減河橋梁節(jié)點(diǎn)橫斷面圖。

圖9 跨減河橋梁節(jié)點(diǎn)橫斷面圖（單位:m）

現(xiàn)狀橋梁南北兩側(cè)均相交道路（路口距離路橋分界100～200 m），兩路口之間路段橫斷面需要既能滿足道路近期通行需求，又能為遠(yuǎn)期橋梁按標(biāo)準(zhǔn)斷面改造預(yù)留條件，降低遠(yuǎn)期橋梁改造帶來(lái)的道路拆改工程量。因此，考慮此路段近期與橋梁段中央分隔帶寬度保持統(tǒng)一（2 m），兩側(cè)分隔帶及外側(cè)慢行系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面位置預(yù)留，同時(shí)在橋梁段兩側(cè)各設(shè)置長(zhǎng)約35 m的路基漸變段，提供慢行交通與橋梁段橫斷面的順暢過(guò)渡。圖10為跨減河橋梁節(jié)點(diǎn)平面圖。

與現(xiàn)狀橋梁銜接的路基段橫斷面布置為：中央分隔帶2 m，兩側(cè)機(jī)動(dòng)車(chē)道寬度分別為13.5 m，兩側(cè)分隔帶以及外側(cè)慢行系統(tǒng)寬度均與拓展方案橫斷面保持一致（見(jiàn)圖11）。此斷面中央分隔帶與橋梁段保持一致，路段內(nèi)機(jī)動(dòng)車(chē)行駛軌跡可不受分隔帶寬度變化影響；遠(yuǎn)期橋梁按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)斷面改造后，兩側(cè)路基段僅需將中央分隔帶寬度由2 m拓寬至5 m，此斷面為遠(yuǎn)期改造預(yù)留的條件使遠(yuǎn)期改造的廢棄工程最小。

圖11 橋梁銜接段節(jié)點(diǎn)橫斷面（單位:m）

3 縱斷面設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則及控制因素

道路縱斷設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)劃提供的沿線相交道路規(guī)劃高程，結(jié)合道路現(xiàn)狀條件以及規(guī)范要求綜合考慮，主要設(shè)計(jì)原則及控制因素有：

（1）縱斷面設(shè)計(jì)高程應(yīng)參照城市豎向規(guī)劃控制高程，確保沿線范圍地面水的排除；

（2）縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)，綜合交通安全、建設(shè)期間的工程費(fèi)用與運(yùn)營(yíng)期間的經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能減排、環(huán)保效益等因素，合理確定路面設(shè)計(jì)縱坡和設(shè)計(jì)高程[2]；

（3）依據(jù)該項(xiàng)目雨污水排除規(guī)劃，道路需滿足雨污水管線敷設(shè)及區(qū)域防洪排澇要求；

（4）為道路沿線的現(xiàn)狀構(gòu)筑物及小區(qū)預(yù)留接入條件；

（5）區(qū)域開(kāi)發(fā)整體豎向統(tǒng)籌及代價(jià)效益綜合評(píng)定。

3.2 豎向規(guī)劃高程

按雨水排除規(guī)劃布置，減河與北運(yùn)河之間路段雨水向南排入北運(yùn)河（豐子溝閘上），減河以北路段雨水向南排入減河。為滿足雨水管線覆土要求，道路縱段設(shè)計(jì)存在以下問(wèn)題：

（1）減河以南路段填方段的最大填高約2.6 m，平均填高約1.62 m；

（2）按照道路紅線寬度計(jì)算，道路全線需增加約24萬(wàn)m3填方量；

（3）運(yùn)河?xùn)|大街處抬高1.2 m，與地鐵站前廣場(chǎng)銜接難度過(guò)大；

（4）玉帶河大街至政通北街路段高程抬高0.6～0.7 m，與現(xiàn)狀小區(qū)之間高差增大。

3.3 縱斷面設(shè)計(jì)方案

經(jīng)過(guò)與規(guī)劃部門(mén)配合，在不降低排水標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上適當(dāng)降低雨水下游接入條件：

（1）填方段的最大填高降低約1.0 m，平均填高降低約0.87 m；

（2）道路全線減少約14萬(wàn)m3填方量；

（3）運(yùn)河?xùn)|大街處抬高0.77 m，降低了與地鐵站前廣場(chǎng)銜接難度；

（4）玉帶河大街至政通北街路段高程抬高0.25～0.6 m，減小了與現(xiàn)狀小區(qū)之間的高差。

6 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)狀道路提級(jí)改造或者公路進(jìn)行城市化改造時(shí)，需要將實(shí)現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。與傳統(tǒng)公路設(shè)計(jì)時(shí)強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)或多點(diǎn)之間的機(jī)動(dòng)車(chē)交通連接功能有所不同，城市道路從規(guī)劃階段不僅要滿足機(jī)動(dòng)車(chē)輛的基本通行需求，同時(shí)還需要兼顧非機(jī)動(dòng)車(chē)與行人，甚至在滿足交通功能基礎(chǔ)上還需提升道路的景觀品質(zhì)，將“綠色城市”、“森林城市”、“海綿城市”和“智慧城市”等設(shè)計(jì)理念綜合融入道路設(shè)計(jì)之中,體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。對(duì)城市化道路的要求不斷增多，標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，需要在設(shè)計(jì)階段加強(qiáng)對(duì)規(guī)劃思路的認(rèn)知，同時(shí)摸清道路設(shè)計(jì)能夠利用的有利條件以及邊界條件，將道路紅線內(nèi)、外條件納入設(shè)計(jì)的考量之中，加強(qiáng)與道路周邊設(shè)計(jì)條件的配合，使設(shè)計(jì)方案更好地與區(qū)域整體規(guī)劃相融合。在改造項(xiàng)目中還需要考慮如何最大化保留現(xiàn)狀，充分利用既有條件為遠(yuǎn)期規(guī)劃服務(wù)，減少對(duì)現(xiàn)狀工程廢棄，節(jié)約工程投資。

縱斷面設(shè)計(jì)在滿足規(guī)劃條件基礎(chǔ)上提出縱段設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)階段無(wú)法解決則需及時(shí)與規(guī)劃部門(mén)溝通，尋求規(guī)劃階段調(diào)整可能性。最終該工程在不降低規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)前提下通過(guò)技術(shù)手段調(diào)整使縱斷面的設(shè)計(jì)更趨于合理，保證了道路與周邊的銜接條件，并大幅降低了工程土方及工程投資。最終使道路能夠?yàn)榈缆分苓叺貕K提供有利條件，同時(shí)能夠成為各相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)展工作的穩(wěn)定基礎(chǔ)。

[1]CJJ 37－2012,城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范（2016年版）[S].

[2]CJJ 193－2012,城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范 [S].