山地城市道路系统及竖向设计方法

■欧朝龙 ■天津市城市规划设计研究院厦门分院，福建 厦门 361000

随着城市化进程的加快，土地资源科学、合理的利用是城市规划一个重要的课题。尤其是山地城市，人均可用土地资源非常有限，科学合理的道路及竖向规划是节约土地资源、促进城市可持续发展的前提。因此，有必要对山地城市的道路及竖向进行深入研究。

1 项目概况

规划区位于延平老城区东南部，闽江上游，核心为夏道镇，素有“闽江第一镇”之称，距南平老区约十公里。规划区内大部分以山地丘陵为主，地势为西南部和中部高，北部和东南低。规划分为两个层次，总体规划及中心区域的控制性详细规划。在总体规划阶段，根据新城的发展定位及方向制定相应的空间模式及用地布局;而在控制性详细规划阶段，着重对道路、场地的用地适应性进行分析，以更好的指导下阶段的详细设计。

图1 规划项目区位图

2 现状分析

2.1 地形地貌分析

山地地形复杂，地形是影响山地城市用地适宜性的主要因素，借助地理信息软件对规划用地的高程、坡度及坡向进行分析，可以直观地反应场地的自然地形。

(1)高程分析:规划区东邻纱帽山，西靠马头山，东西两侧地势较高，中部谷地地势较低，规划用地内制高点位于东部边界，高程为275.9米，规划用地内其它的山体和植被相对保护较好。

根据南平的实际建设经验，120 米高程以下的用地可直接进行开发建设，这类用地约占总用地的53%;120 -140 米高程用地可通过适当改造作为建设用地，这类用地约占总用地的16%;140 -160 米高程用地需通过改造才可作为建设用地，这类用地约占总用地的16%;160 米等高线以上为不可开发建设的用地，用地约占总用地的15%。

(2)坡度分析:坡度反映场地的倾斜程度，一般分5%以下、5%～10%、10%～25%和25%以上四个坡度区间。规划用地内大部分用地处于山体向平地的过渡地带。自然地势呈现东西两侧至徐洋溪逐渐降低的态势。通过坡度分析，对规划用地内25%以下可建设用地进行了统计，这类用地约占总用地的30%，如进行开发需对现状地形进行较多的改造。

2.2 道路现状分析

目前规划区主要有316 国道及朱熹路与中心城区连接;在建的道路桥梁项目为成功路及连接安济高铁站的夏道大桥，成功路已建成路基部分，连接规划区南北。现在的路网较为稀缺，不能支持城市的开发建设，另外与中心城区间的联系道路仅有国道与朱熹路，道路断面较小，无法形成两城之间的快速联系通道。

图2 高程、坡度分析图

3 道路系统规划

由于山地城市受地形条件限制，规划用地被山脉、江河所分割，高差起伏较大，路网布局应结合地形布置，一般形成自由式路网。设计合理的自由式路网在满足便捷交通联系的同时，还能够最大程度的减少对自然环境和景观的破坏，也有利于形成非常独特的城市道路景观。

(1)道路网空间布局。首先需要确定道路网的合理结构，即各等级道路数量之比，保障城市路网集散功能。

①快速路、主干道在城市道路网中起骨架作用，是联系城市各组团及城市对外交通枢纽的主要通道。因此，在快速路、主干路的平面、纵断面设计中，应根据设计速度和道路等级，保证所设计的线形及纵坡满足规范各种技术指标的要求，一般不推荐采用极限值，确定最优的道路线位。

②次干路主要起集散交通的作用，由于次干路常沿路布置公共建筑和住宅，又兼具生活服务功能;支路是街坊道路，是直接为用地服务和以生活服务功能为主的道路。因此，在次干路及支路的规划设计时，路网、地形、用地更应有机结合，平面线形应采用自由式路网，用地与路网相互融合，避免对自然地形进行较大的改造。

(2)桥梁、隧道位置的控制。路网在选择布局方案的同时应考虑跨江河、穿山峦的桥梁、隧道的位置，桥梁、隧道的位置、通行能力与城市路网不匹配将大大降低城市道路通行能力，不能高效联系分区间的交通出行。

(3)道路系统布局要考虑到城市防灾的要求。在掌握规划区地质情况、地震断烈带的前提下，道路网设计包括建筑布置要尽量避开滑坡、崩塌等不良地质地带。滨江、河流道路根据防洪堤的布置形式，采用路堤结合或者路堤分开的设计形式，并确定其防洪高程。设计中应同时考虑防灾疏散道路，并增加相应路网的密度。

(4)合理道路横断面的设计。由于山地及丘林城市有限的用地，在道路横断面的设计上，更需要认真探讨，确定更等级道路的红线宽度及横断面形式。首先需要对规划区未来的交通趋势进行判断，继而确定主要路网的交通流量和交通流向，最后根据山地城市居民出行的特征，划定横断面的形式。

规划区快速路横断面采用两块板形式，红线宽度36 米。以机动车快速通行为宗旨，采用封闭或部分封闭的横断面形式，断面为机动车双向6 车道，隧道、桥梁段根据实际断面进行设计;在城市建设区通过时，根据实际交通需求，在快速路两侧设置人行道;城市外围可根据实际交通需要，仅设置绿化带。

主干路分为交通性及生活性两种，红线宽度30 -36 米。交通性主干路侧重通过性交通，断面为双向6 车道，强调机动车出行，同时考虑为快速公共汽车系统预留通道，并设置公交优先车道;混合型主干路需要综合考虑多种交通方式在道路上的资源均衡分配，考虑公交专用道及港湾式公交停靠站的设置。工业区道路断面设计要考虑工业区以货运为主的特征，强调机动车出行，在确保通过性交通的同时，还需考虑通达性交通，保证主干路与周边道路的连通性。

在路线的具体设计中，可根据沿线地形地势，选择同平台断面或者错台断面形式。如濒临河道的区域，靠近河道侧断面可设计为低平台，内侧为高平台，减少土方的回填或开挖，同时可形成山地特色的道路景观。

(5)人车分流和人行系统。由于山地城市的特殊性，道路的纵坡往往较大，超过规范中3.5%的非机动车纵坡设计值。在山地城市，居民出行一般为步行或者公交出行，非机动车出行的比例较小。在道路断面的设计中，人行道与机动车道应进行严格的分离，避免人车混行，造成交通干扰。道路主线与人行道可根据地形情况，进行分台设置。人行道可设置高于机动车道，利用挡墙进行防护，有利于人行与建筑之间的通行。减少开挖。

图3 道路系统规划图

4 竖向系统设计

4.1 相关技术规范的要求

山地及丘林用地路线规划设计时，一方面存在高填高挖的情况，另一方面道路设计纵坡值往往较大，应在解读地形的基础前提下，合理布线，并应校核路线纵坡设计值，满足城市道路工程设计规范的要求。

(1)快速路、主干道的纵坡按照相应设计时速的要求，采用规范中最大纵坡一般值的要求，如设计时速在60Km/h 的主干道，纵坡最大值不应超过5.0%。改建道路等受到现状影响无法降坡时，才考虑采用纵坡极限值。

(2)当道路纵坡大于道路工程设计规范的一般值时，各级道路均应限制最大坡长，以保证行车的安全。设计的道路有连续上坡或下坡时，应在最大坡长限制的前提下，设置纵坡缓和段，且缓和段的纵坡不应大于3%。

(3)设计的主要道路平面交叉时，应控制各条道路在交叉口范围的纵坡值，一般不宜大于2.5%，困难情况不应大于3%，山区工程艰巨地段不大于5%。

(4)净空要求。道路与公路或铁路等采用立体交叉设计时，应保证竖向净空的要求。按照城市道路工程规范要求，机动车道的最小净空为4.5 米;按照公路设计规范，高速公路及一、二级公路采用5.0 米。因此在设计中城市道路与公路衔接时应按公路净空要求进行预留。

4.2 防洪排涝的要求

丘林及山地城市的竖向高程也受到相应防洪排涝规划的影响，规划区内及周边(江)河流的防洪标准及区域的排涝标准，是竖向高程设计的基础及依据。

(1)防洪标准与竖向设计。规划区内水系发达，闽江从规划区北侧穿过;闽江下游建有水口电站，受水口电站回水影响，闽江南平段成为水口水库库区。现状沿江建有防洪堤，堤顶高程69.14m，高程偏低。境内南北向的徐洋溪及小鸠溪均为闽江支流。

首先需要确定防洪标准，根据总体规划，闽江防洪堤设防标准按50年一遇;区内的徐洋溪防洪标准采用50 年一遇;小鸠溪防洪标准采用20 年一遇;防山洪标准采用20 年一遇。

相应的防洪水位为，闽江夏道镇段和安济段的50 年一遇防洪水位70.02m;大洲岛中部段50 年一遇防洪水位69.80m。规划区道路及场地标高不低于70.5m，保证区内地块不受闽江洪水倒灌威胁。

(2)排涝模式与竖向设计。排涝模式包括直排、强排及蓄排三种基本模式。山地城市可采用三种模式相结合的设计方法。内涝水面线的确定关系到排水安全和地块造地成本的经济性，直接影响区内竖向高程的确定。

①水面线的确定。水面线的确定采用:闽江多年平均洪水位与徐洋溪设计频率涝水位形成水面线Ⅰ，闽江50 年一遇设计洪水位与徐洋溪多年平均涝水位形成水面线Ⅱ，组合的外包线作为徐洋溪等河道的设计水面线。

本次规划徐洋溪各断面设计洪水水面线采用《闽江上游南平江南新区夏道、小鸠片区防洪规划》的已有计算成果，海瑞路上游段徐洋溪主河道控制宽度15m，海瑞路至文夏路段徐洋溪主河道控制宽度20m，文夏路下游段徐洋溪主河道控制宽度30 -40m。沿岸设计涝水位70.63 -88.86m。

②排涝方案的确定。通过地形的复核及考虑地块开挖后土方的去向，规划区采用的排涝方案为直排方式，也就是规划道路及场地竖向设计高于设计洪水位0.5m，保证地块涝水可重力流通过市政雨水管道直接排入溪流。

4.3 场地竖向布置的要求

场地竖向规划充分考虑地形地貌特点以及相应的道路等级情况，对场地加以改造以利于交通组织及场地的安全使用。根据自然条件和用地功能，主要形成三种用地类型:

(1)基本上不进行山体改造，依照原地形，只作建筑基地局部平整。道路环绕山体而上，道路纵坡相对较大，景观性较好，一般用于支路系统。

(2)对局部山体改造，依山就势形成平台，平台一侧与道路处于同一高程，便于场地开口。

(3)对较为低矮的山地进行完全改造，开挖后土方回填至地势低洼处，形成较平整的用地。

4.4 土石方工程要求

根据规划的平面布局及场地竖向的设计安排，对规划区内相应的地块进行土石方工程的计算，并按照土方工程量的大小，确定场地设计的合理性。在对整个规划场地进行土石方工程量的计算后，确定填挖区域，并通过运距、近期建设计划，对规划范围内的土石方进行平衡调配，以期达到规划区内的土石方工程合理、经济。土石方调运宜在规划范围内进行，且运距宜控制在250～400m。

规划区多山，道路及场地的建设必然需要对原地形进行改造，且改造的力度较大。根据及近期建设的计划，沿徐洋溪两侧地带及北部临闽江区域为近期开发范围。现状的地形分析显示，徐洋溪两岸的竖向较低，而在外延区域均为山体。设计采用分台、错层以及回填的方法，对徐洋溪两侧的既有山地的层次，又相对较为平整，满足用地规划的要求，同时将山体开挖的土方工程量进行就近消化。规划内的其余区域，根据道路等级及用地性质的不同，分别采用保留、局部改造、整体场平等不同的设计手法，以期形成合理的场地竖向设计。

5 结语

规划区依山傍水，在城市道路系统与竖向设计中，要尽可能的保护原有自然生态，让城市融入自然，遵循可持续发展的原则，规划应从山地城市的地形地貌、道路系统规划、竖向设计等方面进行详细分析，明确道路系统及竖向控制要求。唯有如此，才能使竖向和平面布局相得益彰，和谐共生，从而最大程度地展示山地城市的特色，提升规划水平。

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［2］谢正鼎.山地城市道路交通系统问题的思考［J］.重庆建筑大学学报，1998(6).

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