城市交通規劃與道路工程建設研究

張志磊

深圳市綜合交通與市政工程設計研究總院有限公司 廣東 深圳 518000

城市道路是承載城市交通各項功能的主要載體，也是承載市政管線、附屬設施和景觀綠化的主要空間，其對于城市地區的經濟社會發展和居民生活水平提升發揮著重要的作用。當前，隨著我國城市化的進一步推進，新建道路工程涉及到的各項要素也在逐漸增多，如何確保道路工程具有更高的建設質量，且確保新建道路工程能夠有效融合到既有的道路網當中，仍是需要重點研究的一項內容[1]。

1 工程概況

某地城郊地區因現有交通網絡將難以滿足未來通行需要，且考慮到帶動當地基礎設施發展和城市化水平提升等多方面的要求，擬新建一道路工程項目，該路段設定為該市主干路線的重要組成部分之一。由于該工程項目啟動建設計劃時，全市路網規劃并未將其囊括其中，因此，為加快項目建設，并使之帶動周邊地塊項目建設，規劃路網修編及道路設計兩項工作為同步進行。

具體來看，該路段與現有的兩條主干道路采取交叉方式，道路等級設定為城市主干路，設計速度為60km/h，規劃道路紅線寬度為40m。但由于該項目尚未納入到全市路網規劃中，因此未確定是否采用立體交叉方式。同時，通過現場勘查后發現，該路段將穿越某廣場區域，但該廣場區域為回填土區域，地質條件相對較差，給施工期間的防護工作帶來了更高的難度。

2 交通規劃方面的主要工作

2.1 地質勘查作業

為明確該地區的地形地貌，有關單位組織地質勘查人員，使用GIS和GPS技術對該區域進行較為詳細的勘查作業。根據整體的勘察結果來看，該項目所處區域的地層巖性復雜程度較低，沿線地貌單元主要有構造剝蝕殘丘崗地地貌、構造剝蝕低丘地貌以及構造剝蝕中丘地貌三種。①殘丘崗地地貌：海拔不超過150m，相對高差不超過40m的低丘緩坡地帶；②低丘地貌：海拔小于200m，相對高差在40-100m的地帶；③中丘地貌：海拔200-300m，相對高差不超過100m的地帶。總體說來，本項目自北向南地形相對平緩，大部分路段為微丘地形，地形條件對路線走向的影響較小。但從土層分布情況來看，在該區域存在一些零散分布的風化巖層和粉土，以及因以往施工而引入的回填土層，這些區域土質的力學強度相對較低，是路線規劃建設中需要重點關注的細節問題。

2.2 路線整體布設規劃

在路線整體布設環節，規劃設計人員主要基于以下幾方面的原則加以進行：首先，在公路路線設計工作中，貫徹“滿足功能，降低造價，節約土地，平順安全，服務經濟，減少爭議”的指導原則，樹立可持續發展的指導思想進行設計；其次，針對該區域內不同的地質條件，靈活運用不用的技術指標；再次，加強對該路線的運營安全性研究，在設計中樹立“用戶第一”的理念，從該路段的交通參與者的角度出發，在不過多增加工程造價的前提下，適當采用較高的超高及視距等技術指標來提高該路段的通行安全；最后，在路線規劃布局過程中，盡量減少對土地資源的占用和影響[2]。

根據以上幾點原則，設計人員以現有規劃資料作為基礎，并輔以必要的工程測量和勘察，多方案技術經濟比選，做到在設計深度層面上滿足項目的可實施性，從而反饋規劃并加以調整。以此來保證道路項目能夠更好地與城市建設發展相匹配，減少后期因道路設計問題對規劃反復調整，影響城市建設。

為實現準確的測量，在本次路線測量規劃中，測量人員主要應用基于GPS的靜態定位技術進行測量，具體則分為以下幾個步驟：（1）在已知坐標的位置上布置第一臺GPS接收機，而后前往需要測量的點位，布置另一臺接收機，將兩臺GPS接收機同時固定好，避免其發生移動，保持靜止狀態；（2）控制GPS接收機向GPS衛星發出請求信號，以獲取動態變化的未知點坐標數值，實現對未知點坐標的觀測分析，根據以往的經驗可知，所得到的坐標值的精確度相對較高；（3）在獲得準確的未知點坐標后，以此確定路橋工程具體的施工區域，在確保完成路橋建設的前提下，將土地資源占用壓縮至最低水平；（4）在確定具體范圍后，指導施工部門逐步進行地基開挖、施工環境搭設等后續環節。

2.3 方案初步擬定

根據相關勘查結果，相關單位研究后初步擬定了以下兩種方案。

方案一為“低線位方案”。在該方案中，設計高程為1107.02m，以-0.3%縱坡從現有道路的上方跨越，同時路基段最大填方高度設置為3.85m。對于原計劃中需要穿越廣場的部分，采用暗挖隧道的方式穿過，隧道設計高程為1110.72m，隧道長度為600m，內縱坡為1.0%。

方案二則為“高線位方案”。在該方案中，設計高程為1111.90m，以1.5%縱坡從現有道路的上方跨越，同時路基段最大填方高度設置為13m。對于原計劃中需要穿越廣場的部分，主要采用暗挖隧道的方式穿過（廣場段可采取明挖方式進行）。隧道設計高程為1118.23m，隧道長度設置為475m，內縱坡為-0.8%。

2.4 方案優化和比選

在初步擬定上述兩個方案后，結合已有的地質勘查結果發現，從路線左線方面來看，兩個方案的基礎均位于中風化巖層；從路線中線方面來看，方案一中約有6.5%隧道基礎位于回填土部位，且有17%左右的隧道洞頂位于回填土，在方案二中，路基有近16%在回填土上，而隧道洞頂則不存在回填土區域；從路線右線方面來看，方案一的隧道基礎均位于中風化巖層上，洞頂則有5%左右為回填土層，方案二的隧道基礎和洞頂則均位于中風化巖層上，不涉及到回填土層。

考慮到以上兩個方案均涉及到諸多復雜因素，如道路建設的地理特征等，因此在本次方案設置和比選中，基于GIS系統，引入多目標非線性的道路優化模型，對初步設計的方案進行優化，將非線性優化函數應用于與道路選擇相對應的多個對象，確保方案選擇的合理性與科學性。具體來看，此環節主要分為以下兩個步驟：一是對方案進行建模，在此環節中，設計人員通過規劃網絡圖來表示路線設計計劃，該圖中包括道路方案的起點和終點等關鍵信息，以此建立一個可選的網絡圖，為后續的設計工作的優化協調做好準備。二是對優化模型進行建立。根據道路模型設計情況，設計人員設置如下對象函數：minF(x)=(f1(x),f2(x),f3(x),…,ff(x),fp(x))。其中，x的分量x1與a1呈弧對應，且∈[0,-1]。由此函數及其對應關系可推斷出，gi(x)≥0，i∈N*，將變量的取值約束設定為x1=0或x1=1且a1∈A。通過該模型的建立，整個設計方案之中存在問題和潛在的可能影響就容易被看出，這樣將對于道路設計方案的優化和調整有很大幫助。

整體來看，通過相關軟件對收集到的數據信息進行處理后，得出方案一和方案二的綜合對比情況，分別如表1和表2所示。

表1 兩種方案工程規模及投資對比

表2 兩種方案綜合對比情況

根據表1中的對比情況，經過有關單位各部門的綜合分析后決定，采取方案二為本次道路工程的規劃建設方案。相對而言，這種方案的優勢主要體現在以下幾點：（1）該方案為既有道路后期改造預留了空間，并對于現有規劃道路的修建之影響較小，保證了現有規劃道路的可實施性；（2）該方案隧道洞口和洞頂等部位基本不涉及回填土區域，安全風險相對更低；（3）該方案能夠合理利用隧道出渣進行填筑作業，有效降低了土石方棄方量，實現填挖平衡；（4）該方案的工程投資相對更低，經濟性更為突出。

2.5 交通規劃的其他補充性內容

在確定了整體的交通規劃方案后，設計人員著重考慮該路線中的車輛掉頭問題，考慮到實際設計的需要，該路段的掉頭車道設計于路段末端與其他道路的平面交叉部位，在路口的人行橫道后40m設置掉頭口，且兩側渠化中央分隔帶，車輛掉頭后先進入加速車道加速后再并入直行車道，保證行車安全。掉頭口應設在公交站后[3]。掉頭車道寬度設置為3.5m，過渡段長度設置為30m，掉頭口寬度設置為8m。同時，掉頭口處設置掉頭指示標志并增設信號燈，當對向車道為紅燈且無行駛車輛時方可掉頭行駛，其余時間則需要在掉頭車道等待掉頭。

3 相關管理措施的應用

3.1 新技術的應用

為實現規劃效率及質量的進一步提升，在本次工程作業中，應用了以下兩類技術：一是BIM技術，技術人員在施工前使用BIM技術及其相關軟件對隧道工程進行整體建模，明確在道路的橋梁和隧道等施工過程中會對周圍的哪些環境因素造成干擾，根據建模仿真分析結果，對預定的施工方案進行細節上的修正，以降低施工環節可能帶來的副作用[4]。二是GPS技術，在現場勘查作業中，為確保勘查數據的準確性，全部應用GPS技術及其對應的相關設備進行勘察作業。三是物聯網技術，一方面這項技術用于實時監控勘查數據，另一方面則用于各種精密設備保存環境的監控，這不僅能夠確保測量體系始終在最優條件下運行，而且也有助于保持測量設備的精準度[5]。

3.2 確保測量過程精準的有關措施

為確保本次交通規劃測量數據的精準度，設計單位對于這方面的工作尤為重視，在實際工作開始前，對所有勘查測量人員均進行專業培訓工作，并引入考核機制確保培訓工作行之有效，通過此環節，確保所有勘查測量人員均可掌握應具備的專業知識和技能，打造一支專業化的工作團隊，以確保測量過程的準確可靠。另一方面，設計單位對于確保測量儀器的綜合性能也較為關注，在日常工作中，工作人員加強了對儀器的維護，保證儀器的穩定性。具體來看，首先，工作人員始終根據實際需要，及時調整相應的測量設備，確保測量設備的精準度，以實現測量工作的準確可靠。其次，設計單位也與檢測儀器的生產商加強技術層面的溝通，以獲得可能的技術支持和備件供應，從而應對可能出現的不利情況[6]。

4 結束語

整體來看，城市交通規劃與道路工程建設這項工作有著極為突出的綜合性和復雜性，為確保這方面的工作能夠進一步提升，就需要從規劃、技術、質量管理等多個層面入手，對各個環節的技術要點和管理方法等加強審視，確保各種技術方法能夠真正落到實處。同時在今后的工作中，仍需要在現有的基礎上做進一步的優化創新，確保道路工程質量水平的穩步提升。