干線道路共線設計研究

林 洋，趙建新

[上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092]

0 引 言

干線道路定義為以機動性為主、可達性為輔的城市道路或高速公路，包括城市快速路、結構性主干路、高速公路和干線功能的一級公路，是交通基礎設施網絡的重要組成部分。交通基礎設施網絡是城市交通網絡的底層結構，擁有空間資源和設施條件[1]。干線道路共線是指兩條或兩條以上道路在一定長度范圍內共同敷設路線，橫斷面布置可為整體共享形式，也可為各自獨立形式。國內外各大城市交通基礎設施網絡中均有干線道路共線情況。干線道路共線從類型上可分為城市道路和高速公路共線、高速公路和高速公路共線、城市道路和城市道路共線；從空間形態上可分為平面共線、立體共線；從設施形式上可分為地面道路、高架道路、地下道路的共線；從連接條件上可分為完全分離、控制連接、完全融合。完全分離指兩條共線道路之間完全不連接，控制連接指兩條共線道路之間有控制的連接，完全融合指兩條共線道路在共線段融合為一體。干線道路共線已有較為廣泛的工程實踐，但共線設計相關研究較少，顧民[2]提出城鎮化區域內干線公路與城市道路共用通道。

1 國內外案例

1.1 京港澳高速在大城市的共線案例

京港澳高速（G4）途經九大控制性城市，與鄭州、東莞、深圳的城市干道有共線路段。京港澳高速與鄭州市東四環共線15.8 km，空間形態為平面共線，連接條件為完全分離，兩條道路間距約為200～300 m，之間用地性質主要為城市綠地，幾乎無建筑物（見圖1）。京港澳高速在東莞市與濱海大道共線2.6 km，共線空間形態為平面共線，連接條件為完全分離，兩條道路間距約為15 m，為綠化帶和設施帶。京港澳高速在深圳市與南坪快速路（S301）共線3 km，共線空間形態為平面共線，連接條件為完全分離，共廊道平行敷設路線，兩條道路間距約為30 m，布置緊湊，便于土地集約化利用。

圖1 京港澳高速和鄭州東四環共線衛星圖

1.2 深圳市福龍路和布龍公路共線案例

深圳市福龍路為南北向快速路，雙向6 車道；布龍公路為一級公路，雙向4 車道；共線空間形態為平面共線，形成700 m 長的并板路段，車道數為雙向8車道。圖2 為深圳市福龍路和布龍公路共線實景圖。

圖2 深圳市福龍路和布龍公路共線實景圖

1.3 洛杉磯I405 高速公路和22 號公路共線案例

洛杉磯I405 高速公路和22 號公路共線3.4 km，為平面并板段，車道數為雙向12 車道，并且共線段范圍內含一座互通式立交（見圖3）。

圖3 洛杉磯I405 高速公路和22 號公路共線示意圖

1.4 案例總結

目前國內外部分建成和在建干線道路共線案例見表1。

表1 干線道路共線案例表

表1 顯示，干線道路共線長度多在數公里左右，主要因建設條件、用地指標限制而采用?？臻g形態以平面共線（并板段或完全分離）居多，立體共線（雙層道路或復合通道）正在興起。土地資源匱乏的特大城市在共線設計時采取了更為緊湊的形式。對于平面并板共線，美國采用較多的車道數，而我國并板共線車道數較少。

2 干線道路共線成因

干線道路共線的外部因素較多，具有多因素、多方面、多層次的特點。其成因涉及到國土空間規劃、道路網規劃、道路方案設計與工程實施等層面因素。

（1）城鎮化發展產物

我國道路交通基礎設施可分為公路系統和城市道路系統。公路系統主要服務城際交通，城市道路系統主要服務城鎮交通。隨著經濟社會高速發展，原有公路廊道面臨快速城鎮化，新興城鎮的城市道路網將在疊加于既有公路廊道之上，形成干線道路共線。

（2）土地集約化利用實踐

深圳、東莞等發達城市面臨建設用地嚴重不足的困境。為加強土地集約化利用、城市可持續發展、提升交通基礎設施綜合效率，提出復合通道的共線理念，通過規劃設計將兩條道路在空間上高度融合，使得道路建設占地標準最小化。

（3）道路選線避讓天然屏障的考慮

山地城市或水系發達的城市，路網規劃考慮避讓山脈河湖等天然屏障，兩條道路在同一特定走廊敷設線路，以減小工程實施難度和建設投資。

（4）城市路網規劃更新的技術解決方案

城市規劃是一個動態演變過程。新一輪路網規劃在老規劃的基礎上延續、調整、更新過程中，干線道路的空間布局、系統結構、功能定位將發生一定調整，而廊道概念的引入、道路共線規劃則是重要的技術解決方案。例如，規劃區內已有一條干線道路，新規劃的干線道路在一定范圍內與既有干線道路共線，新老干線道路分別承擔各自交通功能，具有較高的適應性和延續性。

（5）共橋過江

兩條道路共用一座大橋過江，橋梁上部結構為雙層體系，這種方式比建兩座橋投資省、影響小。東莞市環城東路和珠三角高速環線采用雙層橋越江。

3 干線道路共線的技術難點

干線道路共線的技術難點主要包括：交織段影響、可識認性、系統可靠性等。

（1）交織段影響

干線道路共線連接形式為完全融合時，共線段成為交織路段。交織段通行能力會制約兩條道路主線通行能力，同時也是事故易發路段。

（2）可識認性

干線道路共線段具有流量大、車速快、車道數多的特點，給駕駛員識認交通標志、準確選擇路徑造成一定難度，包括指路方向的識認、車道保持或變換的確認和操作。

（3）系統可靠性

干線道路共線段是兩個子系統在一定范圍內組合成一個復雜大系統。任何一個子系統的內部事件會對另一個子系統產生影響。例如，共線段發生交通事故會影響兩條干道的正常通行，共線段末端某一干道方向發生擁堵會波及另一干道。

4 干線道路共線設計理念和要點

4.1 功能定位

功能定位是決定道路技術標準的基礎，也決定共線形式。道路功能分為機動性和可達性。機動性強調道路的通過功能，快速、無側向干擾是機動性的基本要求?？蛇_性是道路所承載的出入兩側地塊的功能，直接、就近是可達性的基本要求[3]。干線道路功能以機動性為主，可達性為輔。干線道路共線設計首先需要厘清道路功能定位，不能因共線段而使道路功能產生錯位。例如，某快速路與主干路共線，共線段設計應維持快速路在區域路網中的功能定位，采用完全分離或控制連接的形式能夠保證快速路功能全線一致性。

4.2 共線系統結構

同類型道路采用控制連接的共線，形成復雜大系統，子系統之間車流可以融合、轉換。大系統功能描述為3 個層級：

（1）基本層級：各子系統固有功能。

（2）轉換層級：子系統A 向子系統B 的切換、子系統B 向子系統A 的切換。

（3）替代層級：子系統A 故障時子系統B 做為替代，子系統B 故障時子系統A 做為替代。替代層級賦予復雜大系統組合效應，即系統形成整體后，產生系統性能，是一種質變，是形成整體以前沒有的功能。

共線道路之間的互聯互通為交通流在兩條道路之間的切換創造了設施條件，實現兩大增量效益：一是交通流細分，可分為區域大過境交通、市域過境交通，或分為貨運交通、客運交通，適應精準化、高效化、動態化的交通管理策略；二是使道路網絡上具備替代通道的條件，交通事故條件下，具有最高的路網可靠度。

圖4 為干線道路共線的系統結構圖。

圖4 干線道路共線的系統結構圖

4.3 橫斷面布置

干線道路共線橫斷面布置形式包括：

（1）并板斷面

共線道路在平面合并為一條道路，橫斷面為整幅式路基，是目前最普遍的共線形式，機動性交通易受路側干擾，占地面積大、工程費用省。

（2）高架+地面斷面

道路立體共線，分別設置高架橋和地面道路，之間可設置匝道連接。兩條道路保持相對獨立，但又具備一定的連接條件，也是目前比較普遍的共線形式，占地面積相對較小、工程費用較高。

（3）地下道路+地面斷面

道路立體共線，分別設置地下道路和地面道路，之間可設置匝道連接。兩條道路保持相對獨立，但又具備一定的連接條件。由于地下道路建設和運營成本較高，是較為少見的共線形式。這種地下道路共線在端部需要轉換為地面道路形式，并且設置連接匝道，也是增加技術難度的因素之一（見圖5）。

圖5 地下道路+ 地面斷面實景圖

（4）雙層高架橋+地面輔道斷面

雙層高架橋+ 地面輔道斷面又稱為復合通道斷面，適用于共線段承擔過境交通及到發交通情況。兩條干線道路布置于雙層高架橋，雙層高架橋與地面輔道之間設置匝道，地面輔道與其他橫向道路平交。這種共線形式技術標準高、工程費用高，在發達地區尚處于推廣階段（見圖6）。

圖6 雙層高架橋+ 地面輔道斷面效果圖

4.4 車道數設計

立體共線或完全分離的平面共線，共線道路車道數按各自車道數確定。完全融合的平面共線，并板車道數設計國內多參考《公路路線設計規范》（JTG D20—2017）規定的車道數平衡公式[4]：NC≥NF+NE-1。運營經驗表明，這種設計方法的并板路段通行能力偏小，易發生擁堵。并板斷面車道數設計宜采用美國通行能力手冊交織區分析方法進行計算評價，保證其通行能力。

4.5 端部接線方式

干線道路共線端部一般為Y 型互通立交，即可實現兩條干線道路的連接功能，也可采用雙Y 型互通立交，可實現全互通功能。一般情況，等級較高、流量較大的道路置于中部位置，而等級較低、流量較小的道路設置一對連接匝道從共線末端引出。連接匝道應按主線分岔和合流設計，承載主線交通流，具有交通量較大、車速較高的特征，線形指標不宜較低，車道寬度與主線一致，并采用運行速度線形設計方法。

4.6 交通管理措施

共線道路交通組織條件變得復雜，交通管理措施應覆蓋共線影響范圍，其特征路段包含：主線段末端、合流連接段、共線合流段、共線交織段、共線分流段、分流連接段和主線段首端（見圖7）。

7 共線影響范圍交通管理示意圖

主線段末端：線形、斷面未發生變化，運行速度一致，告知信息應包含前方合流、速度限制、遠節點指向確認。

合流連接段：進入共線端部范圍，線形指標發生變化，運行速度降低，告知信息應包含前方合流、車道保持或變換、速度限制。

共線合流段：合流鼻端經3 s 行程，車流即將合流，為事故易發段，駕駛人需要感知并板段的車道、車流信息，告知信息包含車道保持、遠節點指向確認。

共線交織段：并板段主要組成部分，車輛根據去向可能需要完成一次交織，此區域告知信息包含車道保持和變換、遠節點指向確認、前方分流點距離、速度限制等。

共線分流段：臨近分流鼻的3 s 行程范圍，此區域車輛需要為分流提前準備。

分流連接段：進入共線端部范圍，線形指標發生變化，運行速度降低，告知信息應包含前方道路信息、車道保持或變換、速度限制。

主線段首端：共線結束，恢復主線道路標準，運行速度一致，此區段告知信息應包含前方道路信息、速度限制、遠節點指向。

5 結 語

干線道路共線是城市交通實現可持續發展的方式之一，并逐漸從“被動為之”演變為“主動而為”。新一輪國土空間規劃和城市路網建設將更為高頻、高效地應用道路共線形式來完善城市路網體系。干線道路共線規劃設計涉及到大系統、多層級的廊道及節點問題，道路工程師應注重靈活性設計，消除道路共線部分的弊病，提升共線道路運行效率、安全性和可靠度，實現交通基礎設施網絡功能最大化。