淺析城市道路工程設計

　　摘要：城市道路設計是城市道路建設中的一個重要組成部分，具有系統(tǒng)性和復雜性的特點。城市道路的設計不能單純地作為一個獨立的項目進行考慮，不能脫離實際情況、主觀想象。事實上，它應該是各個相關專業(yè)的最佳組合，涉及建筑、綠化、交通管理等學科，綜臺性很強，它需要我們設計人員眼界開闊，有前瞻性，不斷學習，努力鉆研業(yè)務，提高專業(yè)水準和審美水平，才能設計出科學、美觀、經(jīng)濟、適用的道路，才能體現(xiàn)城市形象和時代特征。

　　關鍵詞：道路,規(guī)劃設計,城市環(huán)境

　　1 城市道路設計基本要求

　　1.1滿足、適應交通運輸發(fā)展的要求

　　由于城市居民的出行和貨物運輸在時空上的錯綜復雜，加上城鄉(xiāng)聯(lián)系、流動人口的日益增多，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、紅線寬度應各有區(qū)別，以適應交通規(guī)劃所提出的流量、流向、性質(zhì)的預測，做到人車分離、不同速度的車輛分流，以提高整個道路系統(tǒng)的通行能力。例如結(jié)合對外交通樞紐合理布局，將不為本市服務的過境交通規(guī)劃至城市邊緣區(qū)，或設置在外環(huán)路通過，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)文體服務設施集中的路段，注意通過交通或路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整為定時禁止貨運車輛穿越的商業(yè)街或步行街。

　　城市道路網(wǎng)在路線布局上應使客貨運行便捷，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(對于山區(qū)、丘陵地形的道路除外)。對于道路網(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道路設計應結(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，在縱斷面設計過程中，依照經(jīng)濟、合理的設計原則，避免大填大挖，土方臺理調(diào)配，不遷就微小地形，滿足各項技術指標，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，但在橫斷面設計中，通常會忽略地形特點影響總體效果。我們都知道，橫斷面兩側(cè)的水久性建筑地坪標高必須要高于人行道的標高，這在地勢平坦的平原地區(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)設計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，橫斷面兩側(cè)地形高差達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)建筑物門前地坪無法排水，且新建建筑物在確定正負零地面相對標高時，為消除此坡差不得不加大土方費用，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，在橫斷面設計時通過調(diào)整機動車道、非機動車道、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，再通過分隔帶或綠化帶樹木花草，形成視覺上的誘導，就能十分巧妙地消除了坡差帶來的不良影響，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，當主、次干道線形有矛盾時，次干道應服從主干道線形平順的需要。當路線途經(jīng)地質(zhì)條件不良地段，原則上應繞越調(diào)整路線以節(jié)約工程造價。但對城鎮(zhèn)中起關鍵性作用的主干道，為了交通順暢、運營經(jīng)濟，必要時可考慮修高架路、護坡?lián)跬凉こ桃约八淼赖却胧﹣斫鉀Q線形平順的需要。此外，道路選線應注意盡可能少占農(nóng)田、菜地，減少拆遷工程量。

　　1.3考慮城市環(huán)境與建筑藝術要求

　　城市道路的走向應有利于城市通風和臨街建筑物獲得良好的日照。從防風角度考慮，在南方城市道路宜平行夏季主導風向;北方城市則應防風雪、風沙的襲擊，道路走向宜與盛行風向有一定的偏斜角度;從日照要求來看，南北向道路有利于獲得良好、均勻的日照，但實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、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。在平面設計中，道路與自然環(huán)境、沿街建筑群體、綠化布置應有機協(xié)調(diào)，對體現(xiàn)整潔、舒適、美觀、大方的城市藝術面貌有著重要作用。通過路線的曲折起伏，兩側(cè)建筑物的進退，高低錯落和綠化配置以及公用設施、照明安排來協(xié)調(diào)道路立面、空間的組合、色調(diào)與藝術形式，從而給居民整潔、舒適的美的感受。在設計時充分考慮到各個路段的不同情況，對人行道鋪裝材料的形狀、色彩，綠化帶樹種的選擇、樹冠的形態(tài)，公共汽車�？空镜脑煨停瑯涑卦煨�、燈箱廣告牌、垃圾箱等設施的設置都要因地而異、因時而異，反對千篇一律，毫無生氣。

　　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計中的難點。在豎向設計中，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)彎半徑的緣石埋設需要仔細計劃或用圖解法給出。不能按平均值推算，否則交叉口地面將是扭曲的，無法滿足排水與行車要求。

　　2 城市道路設計思路

　　中國城市道路設計過于重視后期初步設計和施工圖設計，針對前期研究總體深度不夠。在以往的城市道路設計中，工程方案側(cè)重于支撐土木工程建設，并未從整個交通系統(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涉及的交通系統(tǒng)問題，致使對工程實施方案的指導性不強，這一問題在重大工程建設中體現(xiàn)得尤為突出。而工程方案設計著眼細微之處，無法從宏觀上對整個道路建設產(chǎn)生的影響進行估計，并且缺乏對交通問題的研究，因此方案設計重點不明確，得出的結(jié)論缺乏有力度的研究支持，并且浪費了大量的人力、物力和財力。造成這一現(xiàn)象的原因是路網(wǎng)規(guī)劃與土木工程設計之間缺乏必要的環(huán)節(jié)——概念設計。

　　概念設計在國外工程建設中非常普遍，是溝通規(guī)劃和土木工程設計的橋梁。概念設計不同于簡單的工程方案設計，其運用系統(tǒng)學原理，以上位路網(wǎng)規(guī)劃為依據(jù)，采用一體化設計思想，聯(lián)系規(guī)劃和土木工程設計，能夠較好地實現(xiàn)規(guī)劃意圖。結(jié)合前文提出的城市道路設計基本要求，以目前中國城市道路基本設計流程為基礎，融入概念設計思想，提出城市道路設計工作的新思路，見圖1。

　　交通設計是概念設計的重要內(nèi)容之一，也是指導道路系統(tǒng)設計的核心環(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，交通設計是從交通功能出發(fā)，通過詳細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)交通設計的相關要求逐步落實交通系統(tǒng)中的元素，合理分配空間資源，同事做好與相關專業(yè)的配合，形成可以實施的方案。因而，以交通設計指導道路系統(tǒng)設計，提出設計要點和具體要求，具體非常重要的作用和意義。交通設計流程見圖2。

　　道路系統(tǒng)設計作為概念設計的一部分內(nèi)容，在交通設計的指導下，針對道路系統(tǒng)中包含的具體設施進行設計，屬于微觀層次的內(nèi)容。道路系統(tǒng)設計主要包括道路空間綜合布局及道路附屬設施設計兩部分內(nèi)容(見圖3)。傳統(tǒng)的道路系統(tǒng)設計只是將地面部分作為重點考慮對象，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計結(jié)論為基礎，從立體空間的角度出發(fā)實現(xiàn)道路各部分空間資源(步行、自行車及公共設施空間，公共交通空間，機動車空間，道路其他空間)合理分配，系統(tǒng)功能最優(yōu)，這實際上優(yōu)先保證了道路主體功能的實現(xiàn)，突出了工程方案設計的重點內(nèi)容。在滿足功能要求的前提下還需要進行道路附屬設施設計，主要包括傳統(tǒng)的路基路面、橋梁隧道、交通安全與管理設施、道路其他市政設施、道路綠化與景觀設計等，結(jié)合項目工程投資，最終確定工程實施方案，從而能夠較好地保證實施方案的科學性和有效性。

　　3 設計中應該注意的問題

　　3.1總體設計

　　3.1.1關于設計車速

　　《城市道路設計規(guī)范》(CJJ37—90)中各種指標的選擇是以道路等級和設計車速為橫向坐標軸，指標值作為縱向坐標軸，道路等級、設計車速與規(guī)劃及道路在路網(wǎng)中的作用有關。設計車速在一個工程中一般是一個確定的值，但在包含道路、橋梁、隧道的項目中取值要靈活，因為坡度、半徑和行車條件不同，如主線計算行車速度根據(jù)道路等級取值為60km/h時，橋梁隧道由于具有較大縱坡，視距難以滿足60km/h的標準，以及保證主線匯入段的交通安全，設計車速可以根據(jù)實際行車條件選擇。

　　3.1.2關于平面設計指標

　　條件許可時，平面設計指標盡量采用大于規(guī)范要求的指標值，利于行車安全和保證視距。對于采用小半徑的情況，特別是圓曲線半徑小于不設緩和曲線的半徑時，應注意圓曲線內(nèi)側(cè)的半徑應大于規(guī)范要求，即平面設計指標應按照最不利位置進行選取。

　　3.1.3交通組織設計

　　交通組織設計是總體設計中的一個重要環(huán)節(jié)，合理的交通組織設計有利于道路設計滿足交通功能的需求，內(nèi)容包括人行過街間距、調(diào)頭間距、公交車站間距、道路開口間距等。《城市道路交通規(guī)劃設計規(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，道路的建設阻斷了兩旁的人行通行，適當?shù)娜诵械篱g距有利于行車且保證行人安全�！冻鞘械缆吩O計規(guī)范》(CJJ37—90)要求主干路上開口間距宜≥300m。城市道路兩側(cè)機動車交通需求大，要正確引導，盲目地開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，《城市道路設計規(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計更容易實現(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間延誤，提高路段的交通效率。

　　3.2縱斷面的設計

　　縱斷面對工程質(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系及各種設計指標，設計中除了要滿足組合關系、坡長、坡度、豎曲線半徑等規(guī)范規(guī)定的指標之外，還應考慮與現(xiàn)狀道路標高的關系、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≤3%�，F(xiàn)狀道路交叉口應按規(guī)范設置縱坡，規(guī)劃路相交位置的縱斷面應預留實施條件。以中線里程和長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)會大一些，內(nèi)側(cè)曲線長度小，外側(cè)大，在采用極限縱坡時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

　　設計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，不會達到極限坡度。例如某區(qū)一條區(qū)內(nèi)道路(設計車速30km/h)的設計，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，避免了拆遷和大開挖，通車后由于交通量不大，行車比較通順。

　　3.3橫斷面的設計

　　3.3.1關于路幅的分析

　　城市道路橫斷面分幅應視具體情況而異，舊路比較常見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)的橫斷面設計在滿足機動車的交通需求之外，應注重行人及非機動車的通行空間。

　　3.4路面結(jié)構設計

　　3.4.1瀝青路面的優(yōu)點

　　相比水泥混凝土路面(白色路面)，瀝青路面(黑色路面)應用更廣泛，瀝青路面在交通安全、開放交通和行車舒適性三個方面具有以下優(yōu)點：《道路交通標志和標線》(國標GB5768—1 999)規(guī)定路面交通標線為白色和黃色，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，交通標線是路面上的交通語言，醒目、準確地標示有利于指示方向、減少交通事故、使交通管理更加有效;城市道路交通繁忙，施工時往往要進行交通管制，開放交通快是瀝青路面結(jié)構的一大優(yōu)點，《公路瀝青路面施工技術規(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放交通”，而《公路水泥混凝土路面施工技術規(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”;對現(xiàn)狀交通影響小是瀝青路面的優(yōu)勢，瀝青路面表面平滑，而水泥混凝土路面在橫縫、縱縫位置行車會受到影響。

　　3.4.2永久路面與臨時路面

　　對于竣工后路基存在預期沉降的情況，路面結(jié)構分期實施比較經(jīng)濟，即在沉降期間實施臨時路面，沉降期過后鋪筑永久路面，臨時路面標高至設計標高減去上面層的厚度，永久路面在臨時路面上加鋪上面層，而對于沉降量大于上面層厚度的情況，則采用中面層進行找平。