城郊高速公路路線設計

趙星全

（張家口翰得交通公路勘察設計有限責任公司，河北張家口 075000）

1 引言

急速擴張的城市使部分高速公路逐漸進入有較高發展程度的城市地區。 而因高速公路的全封閉特征，在其進入城市后會導致城市發展受到嚴重制約，妨礙兩地交流，后續將會出現一系列復雜的城市化改造問題[1]。 從現有研究看，多數學者關注的角度是城市化發展下公路的改擴建問題， 而較少關注高速公路設計時的城市化理念，而筆者認為，提前賦予高速公路城市化性質可在最大程度上避免后續出現的一系列問題。 基于此，本文將秉承提前賦予高速公路城市化性質的理念，對城郊高速公路各項設計指標開展研究。

2 設計指標

2.1 橫斷面設計

雖然城郊高速公路需預留一定的紅線寬度以滿足未來改建工作的需要，但是綜合考慮現有經濟等，建議平原區高速公路橫斷面設計為整體式路基[2]。

2.2.1 機動車道數

在確定機動車道數時， 需綜合考慮道路服務水平和預測交通量。 從長遠看，城郊高速公路除了需要考慮改建前規劃年限內的交通變化，還需考慮改建后的交通增長，因此，建議城郊高速公路主線設計時采用雙向6 車道及以上設計標準。

2.2.2 車道寬度

從國內現有規范看， 八車道及以上且僅供小客車通行的內側車道寬3.5 m，其余均為3.75 m；而從美國規范看，此前曾建議以3.6 m 作為車道寬度標準，目前降低至3.35 m；日本標準較低，車道最寬僅3.5 m，且還可選擇3.25 m 或3 m 寬。 因目前國內高速公路車道統一寬3.75 m， 因而尚無分類統計高速公路各車道寬度的研究資料，基于此，本文將結合計算和統計方法探討高速公路車道寬度。

2.2.3 分車帶

分車帶寬度設計應結合道路需求。 在設計前期，不僅需考慮地下管線等環境的影響，還需考慮改擴建后的照明燈問題，后期也必須確保側向余寬和視距等滿足要求。 如未來需要外移高速公路線位，并改造原路成城市快速路時，需加設雙向兩車道鋪路以集散行車流，一般情況下，雙向兩車道輔路的布置形式為：0.5 m+2×3.5 m+1 m。 若未來需改造高速公路斷面，且需將其改造成高架式斷面，則需在地面為橋墩預留一定寬度[3]。從所收集的資料看，市區內高架橋典型橋墩寬度均在10 m 以下，因此，改造時應改建成城市主干路后輔道等形式，并增設一定的非機動車道。 若需改擴建成路塹式斷面，并考慮拆除半幅原路時， 新斷面路基寬應等于中央分隔帶的寬度加上原路拆除寬度。

綜上，建議中央分隔帶在設計時以22 m 作為寬度，且若所設計的中央分隔帶較寬則建議采用景觀綠化， 而無須設置其他設施。

2.2.4 其他設計

為滿足未來改擴建成城市道路的需要， 路拱橫坡應控制在1%~2%，并考慮雨水口位置及總體高程。 考慮到城市建設用地受限，在用地范圍選取時應盡可能縮小，建議在路堤兩側排水溝外1 m 范圍內框定用地范圍。

2.2.5 橫斷面具體設置

橫斷面設計時， 應重點考慮城郊高速公路未來的改造需要，因此，應預留較多的橫斷面寬度[4]。 當前，相比于二次征地地區， 尚未高度城市化地區的征地具有更強的經濟性及便利性，但也需要避免過分占地。 為避免浪費土地資源，應盡可能控制預留占地。 雙向六車道的橫斷面布置如圖1所示。

圖1 橫斷面布置（單位：m）

2.2 平面技術標準

在設計城郊高速公路平面時， 受限于現有構造物及總體線形指標，應盡可能采用直線設計。 此外，考慮到城市景觀多樣，即使是長直線也不會對駕駛員心理產生較大影響，因此，直線設計時限制較少。 緩和曲線及圓曲線設計時沒有特殊要求， 可結合規范要求進行設計， 但為兼顧遠期規劃等，需盡可能避免使用特殊曲線及小半圓曲線，并提高直曲比例。

需注意的是，因高速公路有利于城市出行，可大幅提升城市經濟，因而國內多數高速公路修建時多與周邊城市較為接近，但因城市自身也在持續性擴張中，導致出現如今高速公路進入城區的情況，違背了建設目的。 因此，在高速公路選線設計時，需慎重預測城市發展，按各類情況修建各類高速公路，路線設計要盡可能適應地形，不能為接近某城市而修改線位。 與市區高速公路和城市道路的選線設計有所不同，上述兩者已經基本確定走向， 設計時所能做出的調整較小，需綜合更多細節進行考慮，而城郊區發展較慢，仍可考慮較為宏觀的問題，選線自由度較高，但走向則需確保與城市規劃需要相符。

2.3 縱斷面技術指標

2.3.1 縱坡

城郊高速公路未設人行道和非機動車道， 但在設計時需考慮其未來可能會改造成城市道路。 因城市道路非機動車道最大縱坡遠小于機動車道， 若根據規范中的最大坡長及縱坡進行設計將不利于城市化改造。 因此，在盡量控制工程量的基礎上， 應盡量減小新建城郊高速公路最大縱坡， 確保其小于4%。 若現場條件限制，可適當降低縱坡長，并根據地形變化需要靈活調整縱斷面。 此外，綜合排水問題等考慮，應控制最小縱坡大于0.3%， 若困難特殊地段的最小縱坡只能在0.3%以下，則需相應設置其他排水設施。

2.3.2 路基高度及地基處理

處理地基時，應確保地基荷載小于承載力。 在一定的樁間距和樁徑下，地基頂面總荷載與路基填土高度有較大聯系。 從城市規劃發展角度考慮， 建議將路基填土高度控制在0.5 m；從經濟考慮， 建議將路基高度控制在工作區深度以下。 從BISAR 軟件計算結果看，路基工作區一般深1.2~1.5 m，因此，建議一般地區在0.5~1.5 m 范圍內設計路基高度。

3 結語

伴隨著城市化進程的推進，高速公路逐漸進入城市。 針對高速公路進入城市導致城市發展受阻的問題開展研究， 所得研究成果如下：

1）探討城郊高速公路所需預留的中間帶及行車道寬度，提出相應的橫斷面設計指標；

2）通過各因素比較確定了縱斷面其他指標及路基最佳高度；

3）綜合橫斷面、平面及縱斷面線形設計，提出城郊高速公路設計指標推薦值。