淺析城市道路工程設(shè)計(jì)

 淺析城市道路工程設(shè)計(jì)

　　摘要：城市道路設(shè)計(jì)是城市道路建設(shè)中的一個(gè)重要組成部分，具有系統(tǒng)性和復(fù)雜性的特點(diǎn)。城市道路的設(shè)計(jì)不能單純地作為一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目進(jìn)行考慮，不能脫離實(shí)際情況、主觀想象。事實(shí)上，它應(yīng)該是各個(gè)相關(guān)專業(yè)的最佳組合，涉及建筑、綠化、交通管理等學(xué)科，綜臺(tái)性很強(qiáng)，它需要我們?cè)O(shè)計(jì)人員眼界開(kāi)闊，有前瞻性，不斷學(xué)習(xí)，努力鉆研業(yè)務(wù)，提高專業(yè)水準(zhǔn)和審美水平，才能設(shè)計(jì)出科學(xué)、美觀、經(jīng)濟(jì)、適用的道路，才能體現(xiàn)城市形象和時(shí)代特征。

　　關(guān)鍵詞：道路,規(guī)劃設(shè)計(jì),城市環(huán)境

　　1 城市道路設(shè)計(jì)基本要求

　　1.1滿足、適應(yīng)交通運(yùn)輸發(fā)展的要求

　　由于城市居民的出行和貨物運(yùn)輸在時(shí)空上的錯(cuò)綜復(fù)雜，加上城鄉(xiāng)聯(lián)系、流動(dòng)人口的日益增多，往往使城市道路易于出現(xiàn)高峰期的擁擠現(xiàn)象。為了緩解這類矛盾，就要求各種道路在功能和性質(zhì)上有所側(cè)重，斷面組合、紅線寬度應(yīng)各有區(qū)別，以適應(yīng)交通規(guī)劃所提出的流量、流向、性質(zhì)的預(yù)測(cè)，做到人車分離、不同速度的車輛分流，以提高整個(gè)道路系統(tǒng)的通行能力。例如結(jié)合對(duì)外交通樞紐合理布局，將不為本市服務(wù)的過(guò)境交通規(guī)劃至城市邊緣區(qū)，或設(shè)置在外環(huán)路通過(guò)，以避免這類交通穿越市中心造成不必要的干擾;在市中心地區(qū)商業(yè)文體服務(wù)設(shè)施集中的路段，注意通過(guò)交通或路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整為定時(shí)禁止貨運(yùn)車輛穿越的商業(yè)街或步行街。

　　城市道路網(wǎng)在路線布局上應(yīng)使客貨運(yùn)行便捷，即要求量大的客流、貨流走較短的路線，這可借助非直線系數(shù)和道路網(wǎng)密度來(lái)解決。不同形式的道路網(wǎng)有著不同的非直線系數(shù)和道路網(wǎng)密度，一般要求一條道路的非直線系數(shù)為1.1—1.2之間，最大亦不高于1.4，即不出現(xiàn)反向迂回曲線(對(duì)于山區(qū)、丘陵地形的道路除外)。對(duì)于道路網(wǎng)密度，按規(guī)范要求大城市為5～7km/km2，中小城市為5～6km/km2，一般建議取6～8km/km2。

　　1.2道路設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)水文條件，合理規(guī)劃

　　道路的選線布置必須結(jié)合地形、地貌與工程地質(zhì)、水文條件，并考慮到與其他道路、相毗鄰街坊、已有大型公建的出入聯(lián)系要求，盡可能獲得較平順而土石方工程量又不大的線路走向，從而為行車、排水、路基穩(wěn)定創(chuàng)造良好條件。通常，在縱斷面設(shè)計(jì)過(guò)程中，依照經(jīng)濟(jì)、合理的設(shè)計(jì)原則，避免大填大挖，土方臺(tái)理調(diào)配，不遷就微小地形，滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，都是必須考慮的主要因素，往往能與自然地形結(jié)合得很好，但在橫斷面設(shè)計(jì)中，通常會(huì)忽略地形特點(diǎn)影響總體效果。我們都知道，橫斷面兩側(cè)的水久性建筑地坪標(biāo)高必須要高于人行道的標(biāo)高，這在地勢(shì)平坦的平原地區(qū)十分容易做到，但在地形坡度較大的地區(qū)則難已做到。如：某地地形南北平均坡度1.5%～2.0%，東西平均坡度為3%～8%，例如現(xiàn)設(shè)計(jì)一條東西走向的城市次干道或主干道，其紅線一般控制在50～70m左右，也就是說(shuō)，橫斷面兩側(cè)地形高差達(dá)1～1.4m，若按常規(guī)橫斷面的布置不考慮2%的坡度影響，其結(jié)果是道路南側(cè)有建筑物高高在上，道路北側(cè)建筑物猶如掉在坑里，南北建筑極不協(xié)調(diào)，使用不便。北側(cè)建筑物門前地坪無(wú)法排水，且新建建筑物在確定正負(fù)零地面相對(duì)標(biāo)高時(shí)，為消除此坡差不得不加大土方費(fèi)用，新舊建筑群形成新的矛盾，難以處理。如果我們充分考慮到這2%坡度，在橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)調(diào)整機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道、綠化帶和人行道的高程及坡高，使之與自然地形坡度大致吻合，再通過(guò)分隔帶或綠化帶樹(shù)木花草，形成視覺(jué)上的誘導(dǎo)，就能十分巧妙地消除了坡差帶來(lái)的不良影響，使南北建筑和道路形成統(tǒng)一的整體，新舊建筑順利銜接，總體效果自然就美觀了。在道路規(guī)劃時(shí)，當(dāng)主、次干道線形有矛盾時(shí)，次干道應(yīng)服從主干道線形平順的需要。當(dāng)路線途經(jīng)地質(zhì)條件不良地段，原則上應(yīng)繞越調(diào)整路線以節(jié)約工程造價(jià)。但對(duì)城鎮(zhèn)中起關(guān)鍵性作用的主干道，為了交通順暢、運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)，必要時(shí)可考慮修高架路、護(hù)坡?lián)跬凉こ桃约八淼赖却胧﹣?lái)解決線形平順的需要。此外，道路選線應(yīng)注意盡可能少占農(nóng)田、菜地，減少拆遷工程量。

　　1.3考慮城市環(huán)境與建筑藝術(shù)要求

　　城市道路的走向應(yīng)有利于城市通風(fēng)和臨街建筑物獲得良好的日照。從防風(fēng)角度考慮，在南方城市道路宜平行夏季主導(dǎo)風(fēng)向;北方城市則應(yīng)防風(fēng)雪、風(fēng)沙的襲擊，道路走向宜與盛行風(fēng)向有一定的偏斜角度;從日照要求來(lái)看，南北向道路有利于獲得良好、均勻的日照，但實(shí)際上城市道路總是由東西向、南北向道路交織而成，不可能所有的道路都符合通風(fēng)、日照的要求，因此，道路的朝向最好取南北和東西的中間方位。并與南北子午線成約30°～60°的夾角，以兼顧日照、通風(fēng)。在平面設(shè)計(jì)中，道路與自然環(huán)境、沿街建筑群體、綠化布置應(yīng)有機(jī)協(xié)調(diào)，對(duì)體現(xiàn)整潔、舒適、美觀、大方的城市藝術(shù)面貌有著重要作用。通過(guò)路線的曲折起伏，兩側(cè)建筑物的進(jìn)退，高低錯(cuò)落和綠化配置以及公用設(shè)施、照明安排來(lái)協(xié)調(diào)道路立面、空間的組合、色調(diào)與藝術(shù)形式，從而給居民整潔、舒適的美的感受。在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到各個(gè)路段的不同情況，對(duì)人行道鋪裝材料的形狀、色彩，綠化帶樹(shù)種的選擇、樹(shù)冠的形態(tài)，公共汽車停靠站的造型，樹(shù)池造型、燈箱廣告牌、垃圾箱等設(shè)施的設(shè)置都要因地而異、因時(shí)而異，反對(duì)千篇一律，毫無(wú)生氣。

　　1.4妥善處理好交叉口

　　城市道路交叉口眾多，交叉口往往又是最繁華和最吸引人流、車流的地方，交叉口的豎向與平面布置也是道路設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。在豎向設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同縱坡需調(diào)整路口以外道路的橫坡度，以保證交叉口不積水。轉(zhuǎn)彎半徑的緣石埋設(shè)需要仔細(xì)計(jì)劃或用圖解法給出。不能按平均值推算，否則交叉口地面將是扭曲的，無(wú)法滿足排水與行車要求。

　　2 城市道路設(shè)計(jì)思路

　　中國(guó)城市道路設(shè)計(jì)過(guò)于重視后期初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)，針對(duì)前期研究總體深度不夠。在以往的城市道路設(shè)計(jì)中，工程方案?jìng)?cè)重于支撐土木工程建設(shè)，并未從整個(gè)交通系統(tǒng)的角度去考慮，而規(guī)劃階段只是側(cè)重于道路紅線控制，對(duì)道路的交通功能并未闡述清楚。因此，現(xiàn)有的道路規(guī)劃方案很難做到量化分析，不能全面反映道路建設(shè)涉及的交通系統(tǒng)問(wèn)題，致使對(duì)工程實(shí)施方案的指導(dǎo)性不強(qiáng)，這一問(wèn)題在重大工程建設(shè)中體現(xiàn)得尤為突出。而工程方案設(shè)計(jì)著眼細(xì)微之處，無(wú)法從宏觀上對(duì)整個(gè)道路建設(shè)產(chǎn)生的影響進(jìn)行估計(jì)，并且缺乏對(duì)交通問(wèn)題的研究，因此方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)不明確，得出的結(jié)論缺乏有力度的研究支持，并且浪費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力。造成這一現(xiàn)象的原因是路網(wǎng)規(guī)劃與土木工程設(shè)計(jì)之間缺乏必要的環(huán)節(jié)——概念設(shè)計(jì)。

　　概念設(shè)計(jì)在國(guó)外工程建設(shè)中非常普遍，是溝通規(guī)劃和土木工程設(shè)計(jì)的橋梁。概念設(shè)計(jì)不同于簡(jiǎn)單的工程方案設(shè)計(jì)，其運(yùn)用系統(tǒng)學(xué)原理，以上位路網(wǎng)規(guī)劃為依據(jù)，采用一體化設(shè)計(jì)思想，聯(lián)系規(guī)劃和土木工程設(shè)計(jì)，能夠較好地實(shí)現(xiàn)規(guī)劃意圖。結(jié)合前文提出的城市道路設(shè)計(jì)基本要求，以目前中國(guó)城市道路基本設(shè)計(jì)流程為基礎(chǔ)，融入概念設(shè)計(jì)思想，提出城市道路設(shè)計(jì)工作的新思路，見(jiàn)圖1。

　　交通設(shè)計(jì)是概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，也是指導(dǎo)道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)。路網(wǎng)規(guī)劃條件確定的道路紅線是保證道路空間資源合理配置的前提條件，交通設(shè)計(jì)是從交通功能出發(fā)，通過(guò)詳細(xì)的交通需求分析明確系統(tǒng)中各部分組成元素的功能以及相互之間的功能銜接。道路系統(tǒng)方案依據(jù)交通設(shè)計(jì)的相關(guān)要求逐步落實(shí)交通系統(tǒng)中的元素，合理分配空間資源，同事做好與相關(guān)專業(yè)的配合，形成可以實(shí)施的方案。因而，以交通設(shè)計(jì)指導(dǎo)道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提出設(shè)計(jì)要點(diǎn)和具體要求，具體非常重要的作用和意義。交通設(shè)計(jì)流程見(jiàn)圖2。

　　道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為概念設(shè)計(jì)的一部分內(nèi)容，在交通設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下，針對(duì)道路系統(tǒng)中包含的具體設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)，屬于微觀層次的內(nèi)容。道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括道路空間綜合布局及道路附屬設(shè)施設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容(見(jiàn)圖3)。傳統(tǒng)的道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)只是將地面部分作為重點(diǎn)考慮對(duì)象，未能從道路地面、地下、高架空間綜合考慮。道路空間綜合布局是以交通設(shè)計(jì)結(jié)論為基礎(chǔ)，從立體空間的角度出發(fā)實(shí)現(xiàn)道路各部分空間資源(步行、自行車及公共設(shè)施空間，公共交通空間，機(jī)動(dòng)車空間，道路其他空間)合理分配，系統(tǒng)功能最優(yōu)，這實(shí)際上優(yōu)先保證了道路主體功能的實(shí)現(xiàn)，突出了工程方案設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。在滿足功能要求的前提下還需要進(jìn)行道路附屬設(shè)施設(shè)計(jì)，主要包括傳統(tǒng)的路基路面、橋梁隧道、交通安全與管理設(shè)施、道路其他市政設(shè)施、道路綠化與景觀設(shè)計(jì)等，結(jié)合項(xiàng)目工程投資，最終確定工程實(shí)施方案，從而能夠較好地保證實(shí)施方案的科學(xué)性和有效性。

　　3 設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題

　　3.1總體設(shè)計(jì)

　　3.1.1關(guān)于設(shè)計(jì)車速

　　《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ37—90)中各種指標(biāo)的選擇是以道路等級(jí)和設(shè)計(jì)車速為橫向坐標(biāo)軸，指標(biāo)值作為縱向坐標(biāo)軸，道路等級(jí)、設(shè)計(jì)車速與規(guī)劃及道路在路網(wǎng)中的作用有關(guān)。設(shè)計(jì)車速在一個(gè)工程中一般是一個(gè)確定的值，但在包含道路、橋梁、隧道的項(xiàng)目中取值要靈活，因?yàn)槠露取�半徑和行車條件不同，如主線計(jì)算行車速度根據(jù)道路等級(jí)取值為60km/h時(shí)，橋梁隧道由于具有較大縱坡，視距難以滿足60km/h的標(biāo)準(zhǔn)，以及保證主線匯入段的交通安全，設(shè)計(jì)車速可以根據(jù)實(shí)際行車條件選擇。

　　3.1.2關(guān)于平面設(shè)計(jì)指標(biāo)

　　條件許可時(shí)，平面設(shè)計(jì)指標(biāo)盡量采用大于規(guī)范要求的指標(biāo)值，利于行車安全和保證視距。對(duì)于采用小半徑的情況，特別是圓曲線半徑小于不設(shè)緩和曲線的半徑時(shí)，應(yīng)注意圓曲線內(nèi)側(cè)的半徑應(yīng)大于規(guī)范要求，即平面設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)按照最不利位置進(jìn)行選取。

　　3.1.3交通組織設(shè)計(jì)

　　交通組織設(shè)計(jì)是總體設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，合理的交通組織設(shè)計(jì)有利于道路設(shè)計(jì)滿足交通功能的需求，內(nèi)容包括人行過(guò)街間距、調(diào)頭間距、公交車站間距、道路開(kāi)口間距等�！冻鞘械缆方煌ㄒ�(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50220—95)規(guī)定人行橫道的間距宜為250～300m。城市中的人流量大，道路的建設(shè)阻斷了兩旁的人行通行，適當(dāng)?shù)娜诵械篱g距有利于行車且保證行人安全。《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ37—90)要求主干路上開(kāi)口間距宜≥300m。城市道路兩側(cè)機(jī)動(dòng)車交通需求大，要正確引導(dǎo)，盲目地開(kāi)口不僅增加交通事故概率，而且降低交通效率。公共交通是出行的首要選擇，《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ37—90)規(guī)定公交車停靠站間距一般為500～600m，合理的公交站間距為出行提供便利，使人車分離的交通設(shè)計(jì)更容易實(shí)現(xiàn)，真正做到各行其道，提高交通效率。調(diào)頭車道間距大概為1km，與沿線的交叉口左轉(zhuǎn)交通相輔相承，減少交叉口位置的交通壓力和交叉口時(shí)間延誤，提高路段的交通效率。

　　3.2縱斷面的設(shè)計(jì)

　　縱斷面對(duì)工程質(zhì)量、景觀、行車舒適性與安全性影響比較大。規(guī)范提出了平縱曲線的組合關(guān)系及各種設(shè)計(jì)指標(biāo)，設(shè)計(jì)中除了要滿足組合關(guān)系、坡長(zhǎng)、坡度、豎曲線半徑等規(guī)范規(guī)定的指標(biāo)之外，還應(yīng)考慮與現(xiàn)狀道路標(biāo)高的關(guān)系、地形要求、橋隧引道線形的要求等因素。

　　3.2.1交叉口縱坡

　　城市道路相交的現(xiàn)狀和規(guī)劃道路比較多，規(guī)范要求交叉口范圍的縱坡宜≤2%，困難情況下應(yīng)≤3%�，F(xiàn)狀道路交叉口應(yīng)按規(guī)范設(shè)置縱坡，規(guī)劃路相交位置的縱斷面應(yīng)預(yù)留實(shí)施條件。以中線里程和長(zhǎng)度確定的縱坡在交叉口的內(nèi)外側(cè)坡度是不一致的，內(nèi)側(cè)會(huì)大一些，內(nèi)側(cè)曲線長(zhǎng)度小，外側(cè)大，在采用極限縱坡時(shí)要保證不利位置的內(nèi)側(cè)的坡度在規(guī)范允許的范圍。

　　3.2.2縱坡限值的理解

　　設(shè)計(jì)縱坡一般采用小于規(guī)范規(guī)定的推薦值，除非特殊地形的要求，不會(huì)達(dá)到極限坡度。例如某區(qū)一條區(qū)內(nèi)道路(設(shè)計(jì)車速30km/h)的設(shè)計(jì)，其現(xiàn)狀地形縱坡接近9%，兩側(cè)是建筑物和廠房，如果采用緩坡則涉及大量拆遷和挖方，最后采用接近極限值的坡度，避免了拆遷和大開(kāi)挖，通車后由于交通量不大，行車比較通順。

　　3.3橫斷面的設(shè)計(jì)

　　3.3.1關(guān)于路幅的分析

　　城市道路橫斷面分幅應(yīng)視具體情況而異，舊路比較常見(jiàn)的是一幅路和三幅路，而新建道路中又以兩幅路多，現(xiàn)在紅線寬度大的道路逐漸傾向于向四幅路發(fā)展。

　　3.3.2人性化考慮

　　規(guī)劃紅線范圍內(nèi)的橫斷面設(shè)計(jì)在滿足機(jī)動(dòng)車的交通需求之外，應(yīng)注重行人及非機(jī)動(dòng)車的通行空間。

　　3.4路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　3.4.1瀝青路面的優(yōu)點(diǎn)

　　相比水泥混凝土路面(白色路面)，瀝青路面(黑色路面)應(yīng)用更廣泛，瀝青路面在交通安全、開(kāi)放交通和行車舒適性三個(gè)方面具有以下優(yōu)點(diǎn)：《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》(國(guó)標(biāo)GB5768—1 999)規(guī)定路面交通標(biāo)線為白色和黃色，與瀝青路面表面顏色搭配比較醒目，而與水泥混凝土路面的顏色比較接近，交通標(biāo)線是路面上的交通語(yǔ)言，醒目、準(zhǔn)確地標(biāo)示有利于指示方向、減少交通事故、使交通管理更加有效;城市道路交通繁忙，施工時(shí)往往要進(jìn)行交通管制，開(kāi)放交通快是瀝青路面結(jié)構(gòu)的一大優(yōu)點(diǎn)，《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)規(guī)定“瀝青路面可以在施工后待瀝青混合料冷卻即可開(kāi)放交通”，而《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF30—2003)規(guī)定“一般養(yǎng)生天數(shù)宜為14-21d，高溫天不宜少于14d，低溫天不宜少于21d”;對(duì)現(xiàn)狀交通影響小是瀝青路面的優(yōu)勢(shì)，瀝青路面表面平滑，而水泥混凝土路面在橫縫、縱縫位置行車會(huì)受到影響。

　　3.4.2永久路面與臨時(shí)路面

　　對(duì)于竣工后路基存在預(yù)期沉降的情況，路面結(jié)構(gòu)分期實(shí)施比較經(jīng)濟(jì)，即在沉降期間實(shí)施臨時(shí)路面，沉降期過(guò)后鋪筑永久路面，臨時(shí)路面標(biāo)高至設(shè)計(jì)標(biāo)高減去上面層的厚度，永久路面在臨時(shí)路面上加鋪上面層，而對(duì)于沉降量大于上面層厚度的情況，則采用中面層進(jìn)行找平。