城市道路橫斷面規(guī)劃設(shè)計(jì)方法及工程應(yīng)用研究

向亞軍

為了提高城市道路橫斷面建設(shè)水平，首先分析了目前道路橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)的問(wèn)題和交通方式、空間感受、市政地下管線(xiàn)設(shè)施等因素對(duì)橫斷面組合的影響；隨后基于“四階段分析法”探討了車(chē)道通行能力計(jì)算方法；最后總結(jié)了橫斷面基本組合形式和設(shè)計(jì)原則，并提出了一種“面、線(xiàn)、點(diǎn)”結(jié)合的橫斷面設(shè)計(jì)方法。

隨著我國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)的逐年完善，道路工程建設(shè)步伐也在加快。而橫斷面作為道路交通流載體，其設(shè)計(jì)方案是影響城市道路施工水平和安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵因素之一。如果橫斷面設(shè)計(jì)不合理，會(huì)使得道路容易出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象，嚴(yán)重可能導(dǎo)致交通及經(jīng)濟(jì)損失，造成不良的社會(huì)影響。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究人員及工程師也通過(guò)理論計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研等方法探討了橫斷面組合方案的優(yōu)化，并提出大量有價(jià)值的研究成果。但是，設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展橫斷面設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，仍過(guò)多依賴(lài)以往工程經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)方案一般較保守，導(dǎo)致工程造價(jià)過(guò)高和資源浪費(fèi)。因此，分析城市道路橫斷面規(guī)劃設(shè)計(jì)方法具有十分重要的工程意義。

一、道路橫斷面設(shè)計(jì)問(wèn)題和影響因素分析

1.橫斷面設(shè)計(jì)問(wèn)題

城市道路作為一種基礎(chǔ)交通設(shè)施，具有交通承載、用地骨架、防災(zāi)保障、視覺(jué)景觀等功能。在橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能地和道路各項(xiàng)功能相協(xié)調(diào)。但是，設(shè)計(jì)人員開(kāi)展橫斷面設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，對(duì)道路功能考慮往往不夠全面或未能綜合考慮遠(yuǎn)近期交通流變化對(duì)橫斷面方案的影響。

（1）城市道路功能考慮不全

只按照城市道路級(jí)別及紅線(xiàn)寬，參考規(guī)范對(duì)橫斷面各個(gè)組成要素的要求來(lái)簡(jiǎn)單地組合橫斷面，而未對(duì)道路在整個(gè)交通路網(wǎng)中地定位、服務(wù)對(duì)象、用地性質(zhì)等因素展開(kāi)深入探討，從而影響道路的通行能力和舒適度。

（2）未考慮遠(yuǎn)期交通流

隨著城市規(guī)模不斷增加，道路主體功能及其沿線(xiàn)用地可能發(fā)生一定變化，從而使得道路交通結(jié)構(gòu)等發(fā)生較大調(diào)整。在橫斷面設(shè)計(jì)過(guò)程中，若沒(méi)有考慮遠(yuǎn)期交通結(jié)構(gòu)變化，未對(duì)橫斷面留有調(diào)整余地，則橫斷面形式無(wú)法適應(yīng)未來(lái)城市發(fā)展。

2.橫斷面設(shè)計(jì)影響因素分析

（1）交通方式

橫斷面是城市道路交通載體，不同交通方式行駛速度及對(duì)斷面要求存在差異，因此在進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)之前需要首先分析道路的主要交通結(jié)構(gòu)，統(tǒng)計(jì)汽車(chē)、公交車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)等交通方式的占比。此時(shí)不光要基于歷史數(shù)據(jù)來(lái)分析各種交通方式，還要考慮居民交通方式可能隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市化進(jìn)程的轉(zhuǎn)變，合理預(yù)測(cè)未來(lái)的交通結(jié)構(gòu)。

（2）空間感受

人們對(duì)城市道路橫斷面的空間感受一般體現(xiàn)在視覺(jué)感受和斷面寬高比兩個(gè)方面。

視覺(jué)感受指的是橫斷面各組成要素與道路沿線(xiàn)景觀統(tǒng)一協(xié)調(diào)，既有整體性，又有豐富性。同時(shí)，視覺(jué)感受與人的視角密切相關(guān)，相關(guān)研究表明：45°視角是觀察建筑細(xì)部結(jié)構(gòu)的最佳位置；27°視角既能觀察到建筑結(jié)構(gòu)整體，又可以觀察其細(xì)部效果；18°視角是觀察建筑全貌的基本視角，此時(shí)視距大小等于3倍的結(jié)構(gòu)物高度，如圖1所示：

圖1 道路橫斷面不同視角下的觀察感受

斷面寬高比指的是道路橫斷面寬度D和街道建筑高度H比值。斷面寬高比D/H要按照城市道路功能、沿線(xiàn)用地等因素綜合考慮。如果斷面寬高比D/H≤1，建筑和道路“親切感”較好，街道氛圍更熱鬧繁華，但斷面寬高比過(guò)小，街道也可能出現(xiàn)一種壓抑感；如果斷面寬高比D/H=1～2，街道較開(kāi)闊，綠化景觀對(duì)橫斷面的影響十分關(guān)鍵；如果斷面寬高比D/H＞2，道路離散，街道冷清，可布置多條綠化帶緩解。

（3）市政地下管線(xiàn)設(shè)施

市政地下管線(xiàn)為橫斷面兩側(cè)用地及建筑服務(wù)，種類(lèi)繁多，包括電力、排水、通訊、煤氣管線(xiàn)等。《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-2012）中規(guī)定地下管線(xiàn)可直接埋在路側(cè)帶下方或非機(jī)動(dòng)車(chē)道。由于不同管線(xiàn)必須有一定的水平凈距，故所有管線(xiàn)均埋在路緣帶和非機(jī)動(dòng)車(chē)道下方是不可能的，此時(shí)為了緩解管線(xiàn)布置擁擠現(xiàn)象，可根據(jù)道路等級(jí)決定是否將部分地下管線(xiàn)埋在行車(chē)道下方。一般情況下，單幅路行車(chē)道下方能埋各種管線(xiàn)，兩幅路或三幅路行車(chē)道下方能埋排水管線(xiàn)，四幅路行車(chē)道下方不宜埋任何管線(xiàn)。

二、道路橫斷面通行能力分析

1.通行能力分析思路

橫斷面通行能力指的是在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的最大交通量，它可分可能通行能力和設(shè)計(jì)通行能力兩大類(lèi)。城市道路是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在計(jì)算通行能力時(shí)，應(yīng)以“滿(mǎn)足最不利狀態(tài)下使用”為原則，要求道路橫斷面通行能力滿(mǎn)足規(guī)劃期末的年平均日最大交通量。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者和設(shè)計(jì)人員計(jì)算城市交通需求最廣泛地方法為“四階段分析法”，即將未來(lái)路網(wǎng)預(yù)測(cè)分為出行生成模型、出行分布模型、方式劃分模型、交通分配模型。

2.通行能力計(jì)算過(guò)程

城市道路的通行能力會(huì)受車(chē)道寬度、車(chē)道數(shù)量的影響較大。

車(chē)道寬度：行車(chē)道寬度小，會(huì)降低行車(chē)速度，減小道路通行能力和行車(chē)舒適度。保證道路基本通行能力的車(chē)道最小寬度是3.5m。

車(chē)道數(shù)量：如果橫斷面布置多條行車(chē)道，在超車(chē)、停車(chē)、減速等因素干擾下，相鄰車(chē)道的通行能力會(huì)相互影響。通常靠近道路中心線(xiàn)的車(chē)道通行能力最大，越靠近非機(jī)動(dòng)車(chē)道或人行道的車(chē)道通行能力越小。

《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-2012）中規(guī)定，在一般交通條件下（不受平面交叉口的影響），道路橫斷面一條車(chē)道的可能通行能力與設(shè)計(jì)通行能力設(shè)計(jì)公式可分別按下式計(jì)算：

式中：Np—可能通行能力，pcu/h；

Nm—設(shè)計(jì)通行能力，pcu/h；

tj—車(chē)頭平均間隔時(shí)間；當(dāng)城市沒(méi)有tj統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，可能通行能力可參考表2給出的數(shù)值；

αc—車(chē)道分類(lèi)系數(shù)，快速路取0.75、主干路取0.8、次干路取0.85、支路取0.9。

三、道路橫斷面設(shè)計(jì)原則及方法

1.橫斷面設(shè)計(jì)原則

以往城市道路橫斷面在設(shè)計(jì)過(guò)程中往往只側(cè)重其交通承載功能，以車(chē)輛快速通過(guò)為原則。筆者認(rèn)為道路橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮車(chē)道的通行能力，還要考慮道路作為公共空間所負(fù)擔(dān)的功能及其與城市的協(xié)調(diào)發(fā)展，在設(shè)計(jì)城市道路橫斷面各元素時(shí)應(yīng)堅(jiān)持的原則如下：第一，加強(qiáng)道路交通載體功能；第二，以人為本，提高橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)的人文關(guān)懷，改善行人出行舒適度和安全性等；第三，樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展理念，節(jié)約土地資源，改善橫斷面的整體利用效率；第四，確保道路橫斷面與沿線(xiàn)綠化景觀相協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.橫斷面基本組合對(duì)比

橫斷面一般包括單幅路、雙幅路、三幅路、四幅路等基本組合形式。

單幅路占地面積小，工程造價(jià)低，主要用于交通量小的支路斷面，它中間不設(shè)分隔帶，是利用標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)來(lái)區(qū)分機(jī)動(dòng)車(chē)和非動(dòng)車(chē)交通流；

雙幅路一般用于機(jī)動(dòng)車(chē)多、非機(jī)動(dòng)車(chē)較少的城市主干路或次干路，它是用隔離帶把車(chē)道分成兩幅路，可以減小雙向機(jī)動(dòng)車(chē)之間相互干擾；

三幅路的中間一幅為雙向行駛的機(jī)動(dòng)車(chē)道，兩側(cè)單向行駛非機(jī)動(dòng)車(chē)道，在很大程度上減小了機(jī)動(dòng)車(chē)和非機(jī)動(dòng)車(chē)的相互干擾，主要用于交通量較大的城市主干道。同時(shí)，三幅路有利于布置公交停靠站；

四幅路占地面積較大，它是將三幅路的中間機(jī)動(dòng)車(chē)道再分割成兩幅，以確保機(jī)動(dòng)車(chē)分向行駛的安全，可以視為三幅路的擴(kuò)展，主要適用于車(chē)流量大的快速路或主干路。

3.“面、線(xiàn)、點(diǎn)”結(jié)合的橫斷面設(shè)計(jì)方法

筆者綜合多年工作經(jīng)驗(yàn)，提出一種“面、線(xiàn)、點(diǎn)”結(jié)合的道路橫斷面設(shè)計(jì)方法。其中“面”指的是城市總體規(guī)劃中的道路等級(jí)、道路功能、道路性質(zhì)等；“線(xiàn)”包括交通走廊線(xiàn)和景觀走廊線(xiàn)，前者是基于路段通行能力與交叉口通行能力的匹配關(guān)系，后者需通過(guò)合理布置橫斷面中的分隔帶和綠化帶來(lái)實(shí)現(xiàn)；“點(diǎn)”的主要內(nèi)容有橫斷面基本組合、中央分隔帶及綠化帶布置方案、公交停靠站、行人過(guò)街橫道、天橋、地下通道等交通設(shè)施的設(shè)置等。

四、結(jié)語(yǔ)

在分析城市道路橫斷面存在問(wèn)題及影響因素的基礎(chǔ)上，探討了橫斷面的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法，主要得到了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

（1）城市道路橫斷面設(shè)計(jì)方案容易受到交通方式、視覺(jué)感受、斷面寬高比、市政管線(xiàn)設(shè)施的影響。

（2）橫斷面通行能力應(yīng)以“滿(mǎn)足最不利狀態(tài)下使用”為原則，并利用出行生成模型、出行分布模型、方式劃分模型、交通分配模等得到橫斷面通行能力。

（3）道路橫斷面方案確定時(shí)宜采用“面、線(xiàn)、點(diǎn)”結(jié)合的方法。