港區道路路線市政化設計探討

趙 宇，趙發祥，崔江浩，張顯威

（1.秦皇島港股份有限公司，河北秦皇島 066002；2.中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300220）

引言

港口道路和市政道路從設計體系來說是兩種不同的體系，市政道路的設計體系是解決行車舒適性和服務性的問題，從道路承受荷載的角度，市政道路車輛多為小汽車和普通貨車為主，因此市政道路設計重點放在了道路幾何線形的合理搭配和交通標志、標線的導引上，而港口道路屬于水運工程構筑物的范疇，是解決生產運輸功能性的問題，道路的走向和線形都服從平面總體布置。近年來隨著對港口道路品質要求的提升，尤其是港區與市政（公路）銜接的疏港道路對道路幾何設計要求的提升，先進的市政道路設計經驗應該被逐步嘗試并引用到港口道路的設計中。

1 國內外研究現狀

Parham Pahlavani等[1]將研究因素由路線本身轉為車輛駕駛員，通過對近百位駕駛員的跟蹤觀察與走訪，分析駕駛員對于多目標路線選擇的喜好，對比研究了駕駛員的路線選擇偏好，并將其作為影響因素，研究該因素對于道路選線的間接影響。馮玲軍[2]結合國內道路設計規范與常規設計方法，對公路選線中的重難點進行明確，并提出了相應的應對措施與設計質量控制點。趙海云[3]也結合國內道路設計規范與常規設計方法，根據自身公路設計經驗，針對于我國常規公路路線選線，提出具有一定概括性的路線設計原則與注意事項。陳汝名[4]運用多種研究分析方法，在考慮常規道路設計控制因素的基礎上，綜合考慮施工效率、運行效率、施工安全、車輛運行安全等方面，因素考慮更為全面、具體，并且結合實際工程實例，提出具有一定創造性的設計方案。劉孝康[5]通過研究分析大量公路交通安全事故數據，總結與分析出對于公路路線設計影響較為深遠的安全評價因素，且結合實際數據進行分析，分析結果具有較強的說服性。王峰娟[6]圍繞著自然環境保護進行公路選線研究，強調公路選線需要最大程度保證所經區域的自然原始性，盡可能的減少對于自然環境與動植物的擾動，同時路線設計可以與周邊環境進行有機結合，不僅提高駕駛員的駕駛體驗，減少交通事故發生概率，同時也能提高周邊環境價值，實現多贏。眭南[7]將研究視角移至農村公路，結合農村地區發展實際情況以及農村地區公路選線影響因素，結合實際工程，概括提出了相應的影響因素，并且著重對低等級農村公里的路線選擇影響因素進行闡述。童韜[8]以環境保護作為選線方案評價重要因素，提出了在環境單一的區域，應該著重對重要的環境因素進行考慮，盡可能規避對于單一環境因素的破壞，保證道路所經區域的環境不受到影響。

以上研究主要集中在公路選線的問題上，由于港區道路主要受總平面規劃的影響，其在平面路線上的舒適度是很少被設計者考慮的，因此本文對港區內內部道路的設計展開探討。

2 項目概況

秦皇島港西港區戊、己碼頭區，周邊已建成配套運輸道路，周邊有己西路（湯河路）、敬業路、己場五道、戊西路、創業路、幸福道、平安道等疏港路。外部西港路和東疏港路兩條主干道與秦皇島市區連接，形成了兩個主要的貨物出入口。秦皇島港路網規劃如圖1所示。

圖1 秦皇島港路網規劃圖Fig.1 Road Network Planning of Qinhuangdao Port

近年來由于秦皇島環保要求提高，雜貨公司生產受環保影響越來越大，雜貨公司面對新形勢，需要積極調整貨源結構，優化集疏港、倒運車輛的運行路線，規劃口門建設，為雜貨公司以后的生產運行提供保障。秦皇島港西港區交通組織如圖2所示。

圖2 秦皇島港西港區交通組織圖Fig.2 Traffic Organization Map of Qinhuangdao Port West Port Area

3 路線設計中存在的問題

3.1 道路平、縱線形設計

道路的線形是以平面線形、縱斷面線形和橫斷面線形而組合成三維立體的形狀出現在駕駛員視線中的。交通事故的發生與平面線形和縱斷面線形不當組合有很大的關系。這是因為組合不當的線形容易給駕駛員帶來視覺和心理上的錯覺，并且對于車輛行駛的受力狀態有不利影響。在受力的理論角度上講，平曲線中包括豎曲線時，會讓行駛車輛的受力狀態變的復雜，增加行車過程中受力的不穩定性。通過對多個港口項目的實際使用運營情況的調查分析發現：交通事故的發生，有一部分因素是由于道路線形組合設計的不合理所導致的[9]。

3.2 交叉口設計

與一般的市政道路交叉口設計不同，港區內部的道路主要供大型車輛行駛，為了使港區通行能力和交通運輸安全有更大的保障，通過對港區內部的交叉口交通行車安全進行研究，在視距方面，得到大型車輛和小型車輛的區別，從而得到更好的交通安全設計與交通組織管理，是國內港口正在面臨的一個比較普遍的問題。

3.3 改擴建線形接順問題

改擴建道路線形設計的特點從宏觀的角度出發，線形設計應該和新建道路一樣，嚴格按照相關的規范和標準進行設計。但是從微觀的角度出發，在改擴建道路線形的設計過程中存在著許多不同之處，具體的區別主要體現在以下兩個方面：

1）改擴建道路是在原有道路的基礎上進行的工程，為了最大程度的減少資源的浪費和節約改擴建道路的成本，不僅要使改擴建的設計滿足道路設計的要求，而且還要對原有的道路資源進行充分的利用。因此，為了使改擴建道路線形的設計方案符合實際情況，就需要在進行改擴建線形設計時，對原有的道路進行充分的地質調研和路況的深入分析。進行路線改造的道路通常具有較長的使用年限，受到自然因素和荷載的影響，有的道路路基會發生變化，在進行改擴建道路設計時，要將路基的變化作為重要的考慮因素之一，這與新建道路的線形設計存在著一定的區別。

2）對平縱組合不當的線形設計進行調整是道路路線改擴建工程的重要內容，為了達到完美的效果，對改擴建的過程要統籌兼顧，有時要改變平面線形的走向。由于原有的道路在使用的過程中受到長期的養護和管理，在有的路段會出現平縱組合不當的情況，因此在進行改擴建道路線形設計的過程中要對其進行充分考慮，根據設計需求進行相應的調整。

4 路線問題解決方案

在道路路線的設計中，綜合考慮道路功能、行車安全、自然環境等因素是必要的，不但要綜合考慮實際地形和地質進行選線，而且要保證所選線路的安全：既要充分考慮到道路本身設施的安全和道路運營過程中的安全，又要減少甚至消除道路上的多發事故點；要盡可能的采用合理的平縱線形組合的措施，從設計上解決行車安全問題。

4.1 平面設計

本工程兩側沿路建（構）筑物較多，原道路中心線以直線為主，因此設計時以道路平面線形盡量與現狀保持一致為第一原則，利用原有中心線確定改擴建道路中心線大致范圍，再進行設計，盡量在滿足規范的基礎上使每側貼近現狀路邊緣，可使工程量降為最低。

4.2 縱斷面設計

在縱斷面設計中，交通安全的影響因素主要有以下三點：縱坡、坡長和豎曲線半徑。在設計上，要保證汽車安全行駛的要求是：縱向坡度盡可能平緩；宜縮短陡坡的長度，較長坡長的坡道的縱坡坡度應嚴格符合要求：盡量減少縱坡度的變化，特別應該注意一定要避免急劇起伏變化，使縱坡盡可能的均勻。使縱坡坡度盡量小，同時豎曲線的半徑盡量大。可為駕駛員提供良好的視距，使其超車安全，同時也有利于正常行車的安全。

在改（擴）建路線平面設計的過程中充分利用原有道路的縱斷面，并因地制宜地進行取舍。縱斷面設計時，需要分析原有道路和改擴建規劃中道路的橫坡度，新舊道路的橫坡相差不大，根據原有道路的實測高程考慮加鋪厚度計算出改擴建路面的中線標高。

4.3 交叉口設計

本工程交叉口采用如下的設計原則：平面交叉口范圍內兩相交道路應正交或接近正交。新建的道路與現有的等級較低的道路相交時，其交角應大于70 °，如果交角過小無法調整，則等級較低的次要道路在交叉口附近的一定范圍內調整局部線路；平面交叉口范圍內的道路應盡可能的采用直線；當無法采用直線時，采用曲線的曲線半徑宜大于不設置超高的最小圓曲線半徑；一般新建道路的道路交叉口，引出道路的方向數量不得超過5個，改建道路引出的道路的方向數量不得超過6條；在路況較為復雜，難以避免的情況下，應實行部分交叉路口的單向通行的設計方案以滿足行車安全。

平面交叉口在設計時，應對所定的交叉口轉角部分的視距的三角形界限進行驗算復核；視距三角形范圍內不得布置任何高于1.2 m的障礙物，否則會在不同程度上妨礙駕駛員的視線。對于無燈控的平面交叉口進行視距三角形的驗算是必不可少的，即便是有燈控的平面交叉口，在機動車行駛和行人行駛或非機動車行駛發生嚴重沖突并且干擾人的視線時，驗算視距三角形也是必須的。針對有大量大型車為主的港區內部的道路，還應考慮駕駛員的視高對其視距產生的影響。

4.4 改擴建線形接順問題

本項目為新建和擴建相結合，需要注意新建路段與原有路段的銜接，擴建段需要做到在使路線線型滿足規范、易于行駛、保證安全的基礎上，考慮最大范圍內利用現有道路，盡可能少地對原有路線進行改動。

改擴建道路路線不僅應該充分利用地形的條件，而且還應該運用相關的技術標準，以保證改擴建線形的均衡性。在具體的設計中，把握好整體與局部、近期和遠期的關系，還要綜合考慮環境和自然條件等方面的具體情況，對方案進行對比篩選。不僅如此，在改擴建道路線形設計的過程中還要考慮平、縱、橫三方面的因素，使得設計過程中的各個因素達到協調平衡。

5 結語

在該項目的道路線形設計過程中，除上述設計論述外，還有如下心得體會：

1）港區內部的道路平面設計要素同市政道路相同，即包括直線、圓曲線以及緩和曲線。港區內部的道路與一般城市道路的地理及氣候條件有所差異，港口氣候潮濕，路面濕滑，風力較大，這些都是對港區內部道路的不利因素，因此在路線的線形設計上不可被忽略。要充分考慮其對道路的影響。在進行港區道路的平面線形設計中，主要重點關注如下因素：港區內部的地形及氣候條件，駕車者的駕駛習慣、路線對駕駛者的心理影響以及保證行車過程中的安全問題等因素，合理地布設平面線形要素。

2）港區車輛較大，行駛轉彎不如小汽車靈 活，因此建議港區道路兩平曲線間最大和最小直線長度均比《公路路線設計規范》（JTG D20-2017）適當加大，具體數值應結合實際情況取值。

3）近年來隨著對港口道路品質要求的提升，尤其是港區與市政（公路）銜接的疏港道路對道路幾何設計要求的提升，先進的市政道路設計經驗應該被逐步嘗試并引用到港口道路的設計中。本文從道路的平面、縱斷面和交叉口設計等方面展開了港區道路路線的市政化設計探討，希望對后續工程提供參考。