西南地区一级公路经过村镇路段的路线规划

陈明磊， 唐伯明， 刘唐志， 董 斌

(1.潍坊市市政工程设计研究院有限公司， 山东潍坊 261031；2.重庆交通大学土木建筑学院， 重庆 400074；3.中交第二公路勘察设计研究院有限公司， 湖北 武汉430056)

一级公路路线规划，是在一个区域内确定一级公路的路线走向方案.路线走向方案是路线设计方案的基础，路线走向选择的不合理将会成为交通事故发生的根源.尽管路线规划的总则[1-2]中一般都把交通安全放在首位，但由于在实际操作过程中难以量化，通常针对建设条件、投资规模、运营效益等提出路线走向方案，交通安全并不是路线规划的优化目标和考虑因素.

调查显示，西南地区一级公路的交通安全典型问题集中于接入口和穿越村镇路段[3-4]：由于不完全控制出入，村镇居民随意搭设接入口，接入口设计存在不足；穿越村镇路段的混合交通严重，横穿公路困难.这给一级公路的行车造成了极大的安全隐患.未来我国一级公路具有较发展需求[5]，本文将针对西南地区一级公路的交通安全典型问题开展一级公路经过村镇路段的路线规划研究.

1 路线规划原则

结合西南地区一级公路的交通安全典型问题，从交通需求及交通安全两个方面综合考虑，可提出一级公路路线安全规划的原则如下.

1)符合路网整体要求

村镇路网包括村镇内部道路、周边公路.一级公路应注重自身在路网中的地位，与其它道路形成系统，实现整体功能.

2)与村镇布局相协调

村镇布局的交通影响体现为居民出行生成、出行距离、出行时间、出行方式等.一级公路规划应注重与村镇布局相协调，进而满足区域的交通需求.

3)满足交通出行需求

一级公路出行类型多样，交通组成复杂，因而一级公路规划应努力满足不同交通出行的需求.

4)降低接入口危险度

一级公路不完全控制出入，必将与现有路网形成多处接入口，应从一级公路整体考虑降低接入口危险度.

2 交通系统分析

2.1 系统结构

根据西南地区村镇的空间布局特征，可将村镇分为集中式村镇和组团式村镇两类，如图1、2所示.

图1 集中式村镇

图2 组团式村镇

一级公路经过村镇路段的路网组成可分为4部分：一级公路、其他公路、连接道路、村镇内部道路，如图3所示.

图3 一级公路经过村镇路段交通系统示意图

出于发展沿线村镇经济的需要，一级公路有穿越村镇的路段.穿越村镇路段会逐渐街道化，成为村镇内部的一条主干道.即使一级公路绕越村镇——距离村镇有一定的距离，村镇居民也会逐渐向一级公路两侧聚居，形成新一轮的街道化.为了研究方便，此时的路网组成仍可分为上述4部分，街道化的一级公路仍可视为独立部分，连接道路即为一级公路与村镇内部道路的直接连接点.

2.2 交通组成

参照起讫点调查[6]的出行类型划分，一级公路经过村镇路段的交通，可根据起讫点的不同分为3种不同性质的类型.

1)过境交通

过境交通是指村镇外部其他村镇或城市地区之间联系产生的交通，起讫点均不在本村镇内部.过境交通只是顺路经过村镇.村镇的规模越小，出入村镇的交通比重就越小，过境交通的比重就越大.

2)对外交通

对外交通是指村镇与其他村镇或城市地区之间联系产生的交通，起讫点只有一个在本村镇内部.由于村镇规模资源有限，居民必然要与附近的城市地区发生联系，以获得生产生活的各种资源.虽然村镇的对外交通规模不大，但它却是村镇发展的保障.

3)内部交通

内部交通是指村镇内部各类型用地之间以及各居民点之间联系产生的交通，起讫点均在本村镇内部，一般在村镇内部道路上运行.村镇内部交通出行距离短，出行方式以步行、非机动车、摩托车为主.一级公路经过村镇时，如果直接穿越，村镇内部交通会利用其出行或者进行穿越，对正常运行的车辆进行干扰，易于引发交通事故；如果绕越村镇，因为集镇化的作用，会吸引村镇居民在公路两侧聚居，形成穿越式布局，出现同样的结果.所以，村镇内部交通会对过境交通产生干扰，从而导致交通事故的发生.

3 路线走向方法

3.1 路线走向策略

对于空间布局确定的村镇来说，合理的路线走向可以使得村镇内部交通与过境交通的冲突减少，对交通安全的影响减小，同时也更有利于村镇的发展.

李伴儒[7]对高速公路与城市的衔接进行了研究，将其分为3类：环形绕越式、内部穿越式、直线绕越式.路启等[8]将公路与城市的连接形式分为4类：穿越式、环形绕越式、切线绕越式、分离式.

本文将一级公路经过村镇的路线走向分为2种：穿越式和绕越式，如图4所示.当然，由于一级公路不完全控制出入，村镇居民会为交通便利所吸引，向公路两侧聚居，绕越式也就变成了穿越式.

图4 经过村镇的路线走向示意图

一级公路经过村镇时，服务交通流应以过境交通和对外交通为主，应尽量避免和减少内部交通带来的干扰，从而减少交通事故发生的可能性.村镇及其内部道路的布局决定了居民的出行需求.一级公路穿越村镇不但拆迁困难、投资大，而且还破坏了原有路网，给村镇居民的内部交通出行带来了负面影响.一级公路出于安全和快速的考虑，接入口的数量和间距都会得到一定的控制，这样就导致了一级公路开口不能满足沿线居民出行需求的矛盾.随着村镇经济的发展，这个矛盾将不断加剧.相反地，一级公路绕越村镇，可以通过连接道路的建设形成较为理想的交通集散体系，不但村镇内部交通不会影响主路交通，而且公路网密度增大、可达性增强，提高了沿线居民出行的便利性和一级公路交通的安全性.因此，应优先选择绕越式走向.一级公路路线必须穿越村镇时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取切实可行的工程措施.

对于不同的村镇空间布局，应采用不同的路线走向策略.

1)集中式村镇

集中式村镇布局内部交通集中在团块的区域，一级公路路线应优先选择与村镇发展轴平行的绕越式走向，发展轴两端通过连接道路与公路相连，既可以继续引导村镇沿原发展轴发展，又可以减少村镇内部主要的发展轴交通对一级公路交通的干扰，如图5所示.

图5 适合集中式村镇的绕越式路线走向示意图

2)组团式村镇

组团式村镇布局较为分散，当组团排列方向一致时，一级公路路线应优先选择与组团排列方向平行的绕越式走向；当组团排列方向不一致或者绕越困难时，可以选择从组团间的空隙穿越.由于组团间的交通较为集中，可以通过交通控制改善交通安全，如图6所示.

图6 适合组团式村镇的路线走向示意图

3.2 路线走向的确定

一级公路路线走向应考虑使得公路交通冲突最小，然而交通冲突是微观的，难以在路线规划这个宏观层面进行直接研究.一级公路的交通冲突主要体现在接入口上.《公路路线设计规范》[9]虽然对一级公路平面交叉的设计进行了要求，平面交叉间距考虑了平面交叉对交通安全的影响，但不能全面反映一级公路接入口对交通安全的影响.

本文选择路线接入口危险度作为交通冲突的指标，从而最终确定其安全性.以往的平面交叉口危险度评价模型[10-12]都是基于角度、转弯半径、交通量等因素的，没有考虑到一级公路机非混行的问题.而且一级公路路线规划阶段无法获得接入口的详细几何设计指标，交通量更是难以统计，无法按照以往的模型进行评价.考虑到一级公路接入口的形式是确定的，交通量和交通组成均与相交道路的等级密切相关，因此一级公路接入口危险度可从接入口形式、相交道路等级进行分析.

为了计算一级公路接入口危险度，将一级公路接入口危险度初始值设为1，然后由接入口形式和相交道路等级进行修正，见下式：

R=I×M

式中：R为接入口危险度；I为接入口危险度初始值，取值为1；M为接入口形式与相交道路等级的综合修正系数.

图7 一级公路接入口危险点示意图

接入口形式对交通安全的影响主要体现在危险点上，即分流点、合流点、冲突点.一级公路典型T形接入口、十字形接入口危险点位置如图7所示，危险点数量见表1.

表1 一级公路接入口危险点数量表

参考洛巴诺夫模型中交叉口危险点相对事故率K的取值[12](表2)，简便地取各交叉口特点相对事故率的平均值，可得分流点平均相对事故率为0.014 925；合流点的平均相对事故率为0.011 150；冲突点平均相对事故率为0.022 238.

表2 交叉口危险点相对事故率取值表

接入口的平均相对事故率可取为各危险点平均相对事故率的加权平均值，计算如下.

T形接入口的平均相对事故率为

(3×0.014925+3×0.011150+5×0.022238)/(3+3+5)=0.017220；

十字形接入口的平均相对事故率为

(8×0.014925+8×0.011150+20×0.022238)/(8+8+20)=0.018149.

设定T形接入口的修正系数为1.0，则十字形接入口的修正系数为1.1.

相交道路的等级越高，非机动车越少，交通量越大.考虑到交通量对交通安全的影响较大，在危险度分析时，以交通量为主要考虑因素，以交通组成为次要考虑因素.设定机耕道路的修正系数为1.0，则乡村道路、四级公路、三级公路、二级公路的修正系数分别为1.2、1.5、1.7、2.0.

综合考虑接入口形式和相交道路的影响，接入口危险度修正系数M取值见表3.

表3 接入口危险度修正系数取值表

在确定每个接入口的危险度后，将各接入口的危险度求和，即得总接入口危险度，见下式:

式中：R总为总接入口危险度；Ri为第i个接入口的危险度；n为全线接入口总个数.

从交通安全的角度考虑，推荐采用总接入口危险度较小的路线走向.

3.3 实例分析

下面选取某一级公路经过某村的路线走向为例进行分析(图8).

图8 案例示意图

从图8中可以看出，该村沿着原公路两侧发展，将原公路作为主干道，形成了集中式村镇，且原公路就是该村的发展轴.为了减少村镇对一级公路的干扰，宜采用绕越式路线走向，即图中的A线和B线两条比较线.

图8给出了A线和B线的接入口情况.根据上述方法，计算各线总接入口危险度如下：

R总A=1.2+1.3+2.2=4.7，

R总B=1.1+2.2=3.3.

B线的总接入口危险度小于A线的总接入口危险度，故推荐采用B线.

对于穿越村镇的路线，其路线总危险度为R=1.2+1.3+1.1+2.2=5.8，显然不可采用.穿越式路线总接入口危险度大于绕越式路线走向，验证了路线走向策略的合理性.

4 结束语

本文结合西南地区一级公路的交通安全典型问题，从交通需求及交通安全两个方面综合考虑，分析了一级公路路线安全规划的原则.在分析一级公路经过村镇路段交通系统(包括系统结构和交通组成)的基础上，提出了一级公路基于村镇布局的路线走向策略和基于接入口危险度的路线走向确定方法.

一级公路的建设运营将会改善沿线村镇的交通条件，促进其经济社会发展.在此基础上，沿线村镇的规划建设也会围绕一级公路展开，进而影响一级公路的交通.因此，一级公路的规划应与沿线村镇规划建设部门进行沟通，对一级公路沿线村镇的规划建设进行适度控制，形成良好的连接体系，保证一级公路交通安全，更好地为沿线村镇服务.

[1] JTG B01-2003公路工程技术标准[S].

[2] GB 50220-95城市道路交通规划设计规范[S].

[3] 陈明磊. 西南地区一级公路交通安全典型问题研究[D]. 重庆：重庆交通大学， 2011.

[4]关宇驰.公路穿村镇路段交通安全设计技术研究[D].西安：长安大学，2013.

[5]杨爱国，郑育彬.我国一级公路发展分析与规划思路[J].综合运输，2013(5)：16-20.

[6] 邵春福. 交通规划原理[M]. 北京：中国铁道出版社，2004.

[7] 李伴儒. 高速公路与城市的衔接研究[D]. 南京：东南大学，2003.

[8] 路启，王炜，程琳. 公路网规划中关于城镇化问题的思考[J]. 西部交通科技，2006(2)：10-13.

[9] JTG D20-2006公路路线设计规范[S].

[10] 刘运通. 道路交通安全指南[M]. 北京：人民交通出版社，2004.

[11] 沈斐敏. 道路交通安全[M]. 北京：机械工业出版社，2007.

[12] 孙旭. 城市道路无信号平交口交通安全研究[D]. 北京：北京交通大学， 2009.