城鎮(zhèn)化地區(qū)公路改造特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)探析

摘要 城市化的快速發(fā)展，一方面對(duì)公路提出了市政功能的需求，另一方面積極推動(dòng)公路改造市政道路工程，以滿足城市化建設(shè)以及城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。文章基于對(duì)公路與城市道路交通功能設(shè)計(jì)和差異的分析，以G330合銅公路改造工程為例，從交通功能分析研究方面提出了城鎮(zhèn)化地區(qū)國(guó)省干線公路改造的設(shè)計(jì)思路和關(guān)鍵技術(shù)方案，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)城鎮(zhèn)化地區(qū)公路市政化改造工程設(shè)計(jì)提供參考，積極完善城鎮(zhèn)化地區(qū)交通體系，支持城鎮(zhèn)化地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 公路改造；城鎮(zhèn)化地區(qū)公路；交通功能；設(shè)計(jì)方案

中圖分類號(hào) U418.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）05-0150-03

0 引言

城市化進(jìn)程的加快驅(qū)動(dòng)著城鎮(zhèn)化交通路網(wǎng)體系的進(jìn)步。在國(guó)省干線公路穿越城鎮(zhèn)化地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化完善中，需要對(duì)部分公路設(shè)施進(jìn)行改造，同時(shí)滿足公路和城市道路交通功能需求，增加相關(guān)市政附屬功能，以確保其能夠很好地融入到城市交通體系中。該次以G330工業(yè)園段公路改造為例，結(jié)合城鎮(zhèn)化地區(qū)公路改造過(guò)程中城鎮(zhèn)化迅猛發(fā)展帶來(lái)的區(qū)域性交通流量增長(zhǎng)及國(guó)省干線公路本身所承擔(dān)的中長(zhǎng)途交通運(yùn)輸需求，對(duì)道路交通功能進(jìn)行研究分析，合理提出主輔分離、快慢分離和交通轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方案，旨在推動(dòng)城鎮(zhèn)化地區(qū)公路的市政化改造，補(bǔ)充和完善城市交通體系。

1 道路交通功能研究與特點(diǎn)分析

1.1 城鎮(zhèn)化地區(qū)公路交通功能需求

從交通功能角度來(lái)看，城市道路是城市范圍內(nèi)具備通行功能的道路、橋梁及附屬設(shè)施等結(jié)構(gòu)綜合體，根據(jù)道路等級(jí)不同，用于連接城市組團(tuán)、分區(qū)和交通設(shè)施等，具備交通功能和服務(wù)功能，滿足機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車和行人交通的需求，滿足市政管線及各類附屬設(shè)施布設(shè)需求，道路斷面寬度較大，斷面布置較復(fù)雜[1]。公路是城市范圍外交通通行載體，主要為車輛通行提供交通服務(wù)能力，道路斷面相對(duì)簡(jiǎn)單。因城市區(qū)域人口密度高，交通通行需求復(fù)雜，與公路相較，城市道路交通強(qiáng)度更高，斷面承載功能多，且交通組織更為復(fù)雜。

公路在路網(wǎng)中為車輛出行提供暢通直達(dá)、匯集疏散和出入通達(dá)的交通服務(wù)，在進(jìn)入城鎮(zhèn)化地區(qū)后還應(yīng)兼顧服務(wù)沿線短途交通需求，包括非機(jī)動(dòng)車和行人交通需求。作為干線或集散的一級(jí)公路，當(dāng)短途交通量較大應(yīng)參照市政道路方式設(shè)置輔路，當(dāng)非機(jī)動(dòng)車和行人交通量較大，應(yīng)設(shè)置非機(jī)動(dòng)車道和人行道，并設(shè)置分隔帶、隔離設(shè)施及公交站等。

1.2 城鎮(zhèn)化地區(qū)公路設(shè)計(jì)特點(diǎn)

城鎮(zhèn)化地區(qū)公路應(yīng)符合路網(wǎng)規(guī)劃，應(yīng)兼顧服務(wù)沿線短途交通需求，為確保既有公路順利進(jìn)行提升改造，需了解城鎮(zhèn)化公路設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

1.2.1 設(shè)計(jì)速度

從設(shè)計(jì)速度看，較高等級(jí)的公路和城市道路采用較高的設(shè)計(jì)速度。一級(jí)公路多采用80 km/h（街道段限速60 km/h）的設(shè)計(jì)速度，而市政主干道通常采用60 km/h設(shè)計(jì)速度，主要因?yàn)檩^多的燈控平交口和路側(cè)干擾而采取的安全降速措施。城鎮(zhèn)化地區(qū)公路設(shè)計(jì)速度根據(jù)公路功能與技術(shù)等級(jí)和間距以及城市道路功能等因素綜合論證，按現(xiàn)行公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選取。但公路處于穿城鎮(zhèn)地區(qū)，有明顯的降速要求，設(shè)計(jì)速度不宜采用高值。

1.2.2 平面交叉間距控制

按照現(xiàn)行公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，平面交叉最小間距按表1控制，交叉間距最小值為定值。

在城鎮(zhèn)化地區(qū)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，提出了平面交叉密度控制方法（見(jiàn)表2），并且通過(guò)增設(shè)輔道、右出右進(jìn)等方式（見(jiàn)表3），使平面交叉設(shè)置更靈活、更安全。

1.2.3 交通組織形式

交叉道路直接接入主路（無(wú)輔路），對(duì)主路快速交通造成一定的干擾和安全隱患。對(duì)應(yīng)情況下的城市主干路一般設(shè)置輔路，重要平面交叉采取完全平交+燈控方式，一般平面交叉則采用右進(jìn)右出方式接入輔路，此種交叉方式對(duì)主線交通干擾較小。在新版的城鎮(zhèn)化地區(qū)公路設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)穿城鎮(zhèn)路段公路提出了主路+輔路設(shè)置方式，斷面布置融合了市政道路的設(shè)計(jì)理念，借鑒了主輔路交通轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)思路，穿城鎮(zhèn)地區(qū)公路的總體交通組織形式得以優(yōu)化[2]。

1.2.4 通行能力和服務(wù)水平

城鎮(zhèn)化地區(qū)公路作為干線一級(jí)公路時(shí)，其主路設(shè)計(jì)服務(wù)水平應(yīng)不低于三級(jí)，輔路設(shè)計(jì)服務(wù)水平較主路降低一級(jí)。

主輔路對(duì)于設(shè)計(jì)服務(wù)水平的規(guī)定有所區(qū)別，主要因各板塊承擔(dān)的交通功能和通行能力不同，主路須具有較強(qiáng)的通行能力、較少的路側(cè)干擾、較少的燈控交叉設(shè)置和較高的通行速度，滿足干線公路快速通行的功能要求，而輔路則具有較多的交叉接入和較強(qiáng)的兼容能力，滿足橫向接入和交通集散功能需求。主輔路采用不同的設(shè)計(jì)服務(wù)水平，既能滿足干線公路功能要求，又能滿足集散和慢行交通的城市道路功能需求。

2 基于交通功能分析研究的城鎮(zhèn)化地區(qū)公路改造關(guān)鍵技術(shù)方案

2.1 項(xiàng)目概況及功能定位

G330工業(yè)園段為合肥市西南部組團(tuán)內(nèi)國(guó)省干線公路，因穿越工業(yè)園和鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域，兼具干線公路和鎮(zhèn)區(qū)工業(yè)園重要集散通道功能，按照城鎮(zhèn)化地區(qū)公路相關(guān)要求進(jìn)行提升改造具有重大意義。G330老路路基寬度為24.5 m，雙向四車道，一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度80 km/h（街道段限速60 km/h），隨著交通量的增長(zhǎng)，公路服務(wù)水平和通行能力逐漸下降。該次設(shè)計(jì)按照主輔分離、主路雙向8車道、輔路雙向4車道的一級(jí)公路兼市政功能標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，主路設(shè)計(jì)速度60 km/h，輔路40 km/h，斷面總寬度56.5 m。

現(xiàn)狀公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及改造后道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

2.2 城鎮(zhèn)化地區(qū)公路交通功能問(wèn)題分析及改造總體思路

2.2.1 多種交通流疊加，交通量大

以該項(xiàng)目G330工業(yè)園段為例，存在國(guó)省干線過(guò)境交通、園區(qū)內(nèi)生產(chǎn)生活和物流集散交通，機(jī)動(dòng)車交通量大，非機(jī)動(dòng)車和行人交通需求高，交通組成復(fù)雜，車道數(shù)設(shè)計(jì)需首先滿足交通量預(yù)測(cè)、通行能力和服務(wù)水平的要求。

2.2.2 快慢速交通混行，交通組織復(fù)雜

該項(xiàng)目作為國(guó)省干線公路，承載的過(guò)境交通速度快，要求通行安全順暢。作為園區(qū)內(nèi)生產(chǎn)生活和物流集散道路，車流速度相對(duì)較低，要求與周邊路網(wǎng)銜接順暢。主路交通力求避免路側(cè)干擾，利于快速通行，斷面布置方案需采取分離快慢速交通的主路+輔路方案，同時(shí)采用簡(jiǎn)捷安全的主輔路交通流切換方案。

2.2.3 主線擴(kuò)容提速、主輔分離、快慢切換的總體思路

主線通過(guò)增加車道數(shù)，提高通行能力和服務(wù)水平；主線減少平交口，實(shí)現(xiàn)提速，減少主線交通流被動(dòng)干擾，增加通行安全；增設(shè)輔道，實(shí)現(xiàn)輔道貫通，部分交叉道路接入輔道按照右出右進(jìn)原則進(jìn)行交通組織；按需設(shè)置輔道車道數(shù)、主輔切換口和加減速車道，實(shí)現(xiàn)快慢分離和快慢轉(zhuǎn)換，減少快慢速交通流之間的干擾，尋求行車速度和服務(wù)水平的平衡。

2.3 車道數(shù)確定及斷面布置

該項(xiàng)目處于城鎮(zhèn)街道向農(nóng)村地帶過(guò)渡區(qū)，道路西側(cè)有已建的鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)園，道路東側(cè)有在建的綜合物流園區(qū)，現(xiàn)狀G330一級(jí)公路穿園而過(guò)。為鼓勵(lì)發(fā)展吸引投資，及適應(yīng)交通量增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)化發(fā)展趨勢(shì)，增加車道數(shù)和優(yōu)化斷面布置，提升通行能力和服務(wù)水平勢(shì)在必行。項(xiàng)目設(shè)計(jì)基于交通功能目標(biāo)確定預(yù)測(cè)交通量，項(xiàng)目斷面設(shè)計(jì)和交通功能分配中在滿足總體交通量需求下，重點(diǎn)考慮快慢分離和交通流的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。

在道路功能定位中，既要保留現(xiàn)狀一級(jí)公路作為國(guó)省干線公路的功能要求和通行能力要求，又要滿足現(xiàn)代化園區(qū)復(fù)雜的物流運(yùn)輸體系要求，同時(shí)更要兼具有滿足城鎮(zhèn)化地區(qū)居民生產(chǎn)生活和各商業(yè)業(yè)態(tài)發(fā)展的需求。斷面方案和車道數(shù)確定是設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題[3]。根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果和車道數(shù)計(jì)算，按照主路滿足中長(zhǎng)途過(guò)境交通需要、輔路滿足園區(qū)集散和慢行交通需要思路，采用主輔分離設(shè)置。主路雙向八車道可滿足通行能力要求。考慮園區(qū)慢行交通和集散功能需求，輔路采用雙向四車道，斷面總車道數(shù)為雙向十二車道。路基斷面應(yīng)保證與城鎮(zhèn)遠(yuǎn)期發(fā)展相協(xié)調(diào)，對(duì)主路、輔路、非機(jī)動(dòng)車道、人行道、公交停靠站、景觀綠化、管線及安全設(shè)施等進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。

改造后的市政斷面車道數(shù)進(jìn)一步提高了公路的通行能力，滿足了通行能力和服務(wù)水平要求。輔路設(shè)計(jì)滿足了物流園車流量需求，提高了園區(qū)車流便利性，尤其滿足了物流園區(qū)中存在的大量大型車輛的通行需求。輔路集散能力強(qiáng)，避免了園區(qū)車流對(duì)主線過(guò)境交通的干擾，提高了主路通行效率；同時(shí)斷面增加了景觀綠化帶，提高了道路及園區(qū)的景觀效果。

2.4 路線交叉設(shè)計(jì)

在路段車道數(shù)滿足通行能力和服務(wù)水平需求后，交叉口成為交通瓶頸和安全隱患點(diǎn)。交口設(shè)計(jì)形式需從路網(wǎng)角度、區(qū)域交通轉(zhuǎn)換需求和主路通行要求統(tǒng)一考慮。

解放東路與南環(huán)路間距436 m，項(xiàng)目區(qū)域路網(wǎng)中南環(huán)路作為工業(yè)園的外圍物流進(jìn)出通道和重要縣道，與G330采取完全平交。解放東路作為物流園的主要通道，與G330采用完全平面交叉。其同時(shí)具有完全平交的需求。按照公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，其平面交叉間距不能滿足其要求。參照城鎮(zhèn)化地區(qū)公路設(shè)計(jì)要求，交叉口距離設(shè)置由限定最小間距調(diào)整為路段內(nèi)交叉密度。這一調(diào)整對(duì)于滿足工業(yè)園路網(wǎng)交叉來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，交叉口的開(kāi)設(shè)更加靈活和符合實(shí)際需要[4]。故G330工業(yè)園段交叉口1 km范圍內(nèi)布設(shè)兩處完全平面交叉，其余道路接入輔路完全滿足相關(guān)要求。

在充分考慮各交叉道路用地條件、路網(wǎng)功能和各向交通量后，經(jīng)車道數(shù)和車道長(zhǎng)度等計(jì)算，完善交叉平面、豎向、標(biāo)志標(biāo)線和信號(hào)監(jiān)控設(shè)計(jì)后，該段道路各交叉節(jié)點(diǎn)均較好地達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。

2.5 主輔路切換和交通組織設(shè)計(jì)

已建的和規(guī)劃的重要道路與主路直接完全平面交叉。次要道路與輔路平交，采用右入右出+主輔切換的交通組織形式。臨近右進(jìn)右出交叉道路的切換口設(shè)計(jì)一般組合輔路交叉口進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，其余一般切換口僅進(jìn)行主輔路快慢速交通流轉(zhuǎn)換，不需考慮與輔路交叉口的綜合設(shè)計(jì)問(wèn)題。

主路交通流進(jìn)入輔路前設(shè)置漸變車道+減速車道，進(jìn)入輔路后車輛右轉(zhuǎn)進(jìn)入交叉道路，切換口距離交叉口長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算控制。長(zhǎng)度主要考慮車輛橫向位移兩個(gè)車道進(jìn)入交叉道路所需的時(shí)間和距離，在滿足安全轉(zhuǎn)向的同時(shí)，盡量采取較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，以避免遲滯輔路交通流。

輔路交通流進(jìn)入主路前設(shè)置漸變車道，進(jìn)入主路后設(shè)置加速車道，同理，交叉口距離切換口長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算控制[5]。長(zhǎng)度主要考慮交叉道路進(jìn)入車輛橫向位移兩個(gè)車道進(jìn)入切換口所需的時(shí)間和距離，在滿足安全進(jìn)入切換口的同時(shí)，盡量采取較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，以避免遲滯輔路交通流。

2.6 分隔帶設(shè)置及硬路肩寬度

中央分隔帶設(shè)置于對(duì)向機(jī)動(dòng)車道之間，分隔對(duì)向車流。在主輔路之間設(shè)置側(cè)分隔帶，分隔快慢速車流。分隔帶同時(shí)作為景觀綠化帶設(shè)計(jì)，提高了區(qū)域的景觀效果。

根據(jù)城鎮(zhèn)化地區(qū)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)置輔路的一級(jí)公路，主路單向機(jī)動(dòng)車道數(shù)大于或等于3條時(shí)，右側(cè)硬路肩寬度最小值可采用如表5所規(guī)定的最小值。

根據(jù)城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范要求，設(shè)計(jì)速度為60 km/h及以上的市政主干路路緣帶寬度為0.5 m，寬度略小。

當(dāng)在執(zhí)行城鎮(zhèn)化地區(qū)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下，主路硬路肩寬度為0.75 m，寬度較寬。當(dāng)在單向4車道條件下，尤其是與加減速車道組合后，斷面組成復(fù)雜，易造成交通紊流，故應(yīng)做好關(guān)鍵節(jié)段的交通導(dǎo)流設(shè)計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，城鎮(zhèn)化地區(qū)公路改造是城市化發(fā)展的重要工程，通過(guò)對(duì)城鎮(zhèn)化地區(qū)公路交通功能研究，提出城鎮(zhèn)化地區(qū)公路在設(shè)計(jì)速度、交叉間距控制、交通組織、通行能力和服務(wù)水平等方面的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則。基于交通功能分析和參考市政道路設(shè)計(jì)，以G330合銅公路改造工程為實(shí)例，對(duì)城鎮(zhèn)化地區(qū)公路改造設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析和關(guān)鍵技術(shù)方案探究，綜合城鎮(zhèn)化地區(qū)公路功能需求，合理確定設(shè)計(jì)速度、車道數(shù)、斷面布置、路線交叉、交通組織、通行能力和服務(wù)水平等內(nèi)容，給出城鎮(zhèn)化地區(qū)公路改造設(shè)計(jì)總體思路和主要方法，以滿足城鎮(zhèn)化地區(qū)公路建設(shè)發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]武鈺. 城市道路改造設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J]. 四川水泥， 2022（12）： 242-244.

[2]張于平， 單東輝， 靳媛媛， 等. 兼顧城市交通功能高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)速度選取方法研究[J]. 公路， 2022（10）： 301-307.

[3]蘇穎川. 關(guān)于城市道路交通工程設(shè)計(jì)技術(shù)的完善策略探討[J]. 智能建筑與智慧城市， 2022（1）： 148-150.

[4]崔亞雷. 公路與城市道路基于交通功能設(shè)計(jì)融合關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 公路， 2020（11）： 284-288.

[5]城鎮(zhèn)化地區(qū)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：JTG2112—2021[S]. 北京：人民交通出版社， 2022.