城市化公路改造设计方法

2015-08-15罗永斌福建通和路桥设计院有限公司福建厦门361000

江西建材 2015年4期

■罗永斌■福建通和路桥设计院有限公司，福建厦门 361000

随着我国城市化进程的加快、国家新农村建设和城镇化改革的大力实施，城市规模的不断扩大，许多原先位于城镇边缘的国道、省道等干线公路已逐步被城市包围，成为城市中心区的一部分。然而相应的公路功能却满足不了城市道路的所需功能，限制着城市的发展，也给现状城市周边的交通带来一定的安全隐患。为了更好的发挥城市功能，加快城市化的进程，从而更好的服务人民，提高人民的整体生活水平。国家也出台了相应的政策，加大了将城市周边公路改造为城市道路的投资和关注力度。文章在公路和城市道路差异的基础上，就目前我国城市周边公路改造设计中主要应关注的问题进行分析，并针对如何提高城市周边公路改造设计的有效性提出相应的改造设计方法，力求能为促进我国城市道路的可持续发展提供适时的参考。

1 公路与城市道路异同点

1.1 功能异同

公路主要是连接城市道路、连接乡村道路和连接工矿基地，供汽车行驶的道路，具有明确、单一的功能。是公路运输的基础设施，是公路运输得以发展的基本物质条件。具有通达性、机动性。而城市道路主要是连接城市各地区、承担城市交通运输及行人使用的系统工程，也是承担各类市政设施的载体，具有可达性、通过性。

1.2 标准规范异同

公路设计主要依据《公路工程技术标准》(JTGB01－2014)及路线、路基、路面等一系列设计规范。公路分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路五个等级。而城市道路主要依据《城市道路工程设计规范》(CJJ37－2012)等。城市道路主要依据该道路在路网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能等，分为快速路、主干路、次干路和支路四个等级。不同等级公路和城市道路具有不同的设计速度和设计参数要求。

2 城市化公路改造设计应关注的问题

目前，我国的大多数城市在发展过程中都开始对城市周边公路进行市政道路改造，但是由于当初建设公路的主要目的就是为了提高地区间的交通运输能力，依据的是公路设计标准，在公路设计过程中并没有依据城市道路设计标准进行相应附属设施的配套设计，因此在将现有公路改造成城市道路的设计过程中必然存在很多的问题，在一定程度上影响了城市化公路改造的进度。文章认为城市化公路改造设计过程中应主要关注以下问题，这些问题都需要我们在改造设计全过程中进行综合处理。

2.1 车流量将进一步增加

原有公路改造成城市道路后，城市范围进一步扩大，将有大量的人群和车辆引入城市范围。由于城市区与区之间、商业区和居民区之间存在着一定的距离，为了工作和生活方便，人们在一定的收入的情况下都会购买家用轿车，这样将进一步增加城市的车流量，若不能好好的交通管制，这也将会使城市拥挤，人们工作和生活范围减小，效率降低。因此在将原有公路改造成新城市道路时，应注意考虑新建城市道路后车流量的分离和疏导。

2.2 存在着严重的风险隐患

城市周边的公路最初设计主要是为了提高交通运输能力，在设计的过程中，并没有考虑其以后纳入城市规划范围，将以城市道路的功能使用。因此，很多的城市周边公路在日常的运行过程中，由于对车道的划分不够全面，缺少相应的机动车道、非机动车道、人行道的设置，致使很多城市周边的公路在日常运行过程中出现人车混行的现象，导致近城区道路在运行过程中频繁发生交通安全事故，给过往的行人和驾驶者的生命财产安全埋下了极大的风险隐患。

2.3 附属设施不完善

公路的附属设施主要包含排水设施、安全设施、绿化设施及照明设施等方面，而多数的城市周边公路在设计的过程中针对雨水排水问题采用边沟、排水沟的方式，没有设置相应的污水管道;在绿化方面，随着车流量的增加，环境污染的问题也是随之而来。由于车辆在行驶过程中排放的汽车尾气，导致空气中漂浮着大量的粉尘，严重影响了城市空气指数，同时还造成了噪音污染;多数的公路在绿化方面采用的都是高大的乔木，缺乏层次感和美感;同时，城市的公路在日常运行过程中缺少相应的照明设施，给夜间行车的驾驶者和周边居民的生命财产安全埋下了极大的风险隐患。

3 城市化公路改造设计方法

城市化公路改造设计的过程中主要包含两方面的内容。一是对现有公路进行设计参数核对并进行相应的改造设计，核对现有公路平纵横参数、交叉路口位置、路基路面设计参数是否能够满足城市规划道路设计要求，核对现在公路桥梁宽度、跨度和荷载是否满足城市桥梁设计规范要求。在核对基础上，对原有公路进行改造成城市道路设计。二是依据城市道路设计要求，完善相关配套设施。主要包括完善公交车道、地下管线、照明工程、交通工程、城市绿化工程等。

3.1 公路改造设计

(1)道路平纵横改造。原有城市周边公路的平面线形设计主要是依据国家公路网规划，依据现场选线比较后，确定一条经济合理的线位。然而由于城市发展均有相对严格的城市规划，因此在城市周边公路改造成城市道路时，应首先按照城市规划要求核对公路平曲线线位线形，同时一定要考虑规范对非机动车道最大纵坡和限制坡长的要求，不满足市政道路设计标准之处进行合理调整，由于公路设计高程一般比道路两侧地面高程高，而城市设计高程一般比道路两侧地面略低，其高差的矛盾在道路设计时应该足够重视。

针对大多数城市原本的公路过窄的问题，需要在改造设计中对公路进行加宽，合理的设计人行道、绿化带、机动车道、非机动车道、绿化隔离带之间距离，在条件允许的情况下，对机动车道的设计采用双向六车道的设计，在设计图纸上对绿化隔离带进行明确的标注，力求在最大程度上降低交通事故发生的几率。

(2)交叉路口渠化。公路一般交叉路口较少或较小，一般的公路交叉路口未进行专门设计，而城市交叉路口是依据城市路网规划要求设置的，交叉路口作为交通安全事故发生率较高的地点，交叉路口设计的科学性和合理性直接影响着广大的出行人员的生命财产安全。因此，在城市化公路改造设计过程中，每一个交叉路口渠化改造都一个瓶颈，设计人员需要在分离原则和疏导原则的相关指导下对交叉路口进行渠化设计，结合不同交叉路口的实际车流量适当的扩宽交叉路口的宽度，合理的对路段车道和大型车辆的运输车道以及非机动车道进行调整和压缩;同时，针对车流量较高的交叉路口，设计人员可以适当的对城市周边公路中的绿化带进行削减，根据不同车道的不同运输功能对车道的设计进行重新的设计和整合，完善交叉路口的基础配套设施，例如交通信号灯，路灯、监控系统等，从而在确保交叉路口运输安全性和可靠性的基础上，进一步提高车道的交通运输功能，减低交叉路口交通安全事故的发生几率。

(3)路基路面设计。由于公路相对与城市道路路基、路面宽度较窄，在路基路面的改造设计过程中，应考虑路基路面排水的重新设计、路基路面的拓宽设计、路基处理设计和道路交通量和路面结构组合的重新确定等。

公路主要将设计范围内的水引入边沟、排水沟等，然后将其排出路界范围，流入自然河渠。考虑公路改造成城市道路后道路两侧和周边的发展，公路改造成城市道路过程中应依据《室外排水设计规范》(GB 50014－2006)在城市道路路面边缘专门设计雨水口和雨水井，路基内设置雨水管。，路面雨水通过雨水井流入地下雨水管引入城市现状的排洪渠或排洪沟。

原有的公路路基经过多年的使用固结沉降已经完成，沉降已趋稳定，在原有的路基基础上进行拼宽路基、填挖路基、埋设地下管线等都会使新建路基发生不均匀沉降问题。针对横向拼宽路基容易产生纵向裂缝的情况下，应专门对新老路基结合部位进行老路基边坡超挖、挖台阶、台阶处铺设土工格栅等处理，对总体新建路基考虑施工可行的情况下采用超载预压、强夯、冲击碾压等方法进行加固夯实，遇到软土地基情况下，应考虑采用超载真空预压、袋装砂井、粉喷桩、CFG桩等处理。

原有的公路路面设计采用的是原公路设计时所预测的交通荷载，依据的是旧路面设计规范。将原有公路改造成城市道路，应依据现状城市交通规划要求，重新计算和预测交通量，采用新路面设计规范重新计算和确定路面结构组合，确定能否在原有的路面上进行加铺层设计以减少工程造价。

(4)桥涵改造设计。由于原公路桥涵采用的是原公路宽度、依据的公路桥涵设计相关规范进行的设计，其对承载力具有相关要求，但对景观要求却并不是有严格的要求。经改造后的城市桥梁即将成为城市道路的一部分，其对承载力和景观方面都有一定的要求。因此，在设计过程中应核对现有公路桥梁的承载力是否满足城市桥梁设计的要求，依据所建设城市道路的宽度确定是否加宽原公路桥梁还是重新新建该市政桥梁，确定该城市桥梁是否有景观方面的要求，如有需要，而原有公路桥梁无法满足要求要求时，考虑是否重新进行景观桥梁的设计。

3.2 完善配套设施

(1)完善公交车道。针对很多的居民在日常生活车都选择乘坐公交车作为交通工具，因此，在公路的改造设计过程中，还应对城市道路增设公交车道，着重对公交站台进行设计，对交通站台之间相差的距离、站台的高度、宽度、沿石转弯的半径、站台的机构进行科学、合理的设置，为人们的日常生活提供更加安全、便捷的交通环境。

随着人们物质生活水平的提高，我国国民经济发展和人们出行的需求越来越旺盛，而目前在我国，城市交通运行能力过低成为制约我国城市实现现代化发展的阻碍因素之一，改善公交车道的设置，提高城市道路的交通运输能力成为城市周边公路改造设计中的重要环节之一。在对公交车道设置进行设计的过程中，需要结合各路段的客流量及各路段的公交车流量的实际情况，优化公交车道的相关配置，在改造过程中尽可能的将公交站点设置成港湾式。以便能有有效的提高公交车的运行效率，提高乘客出行的安全性，促进公交车道的网状发展，力求能够形成全面的、系统的城市周边公路管理系统，

(2)完善地下管线。除高速公路在中央分隔带内设置有通讯管线外，一般公路并不会专门设置地下管线设施。城市地下管线设施主要包括给排水、通信、电力、燃气、热力管道、照明和绿化等管线。将原公路改造成市政道路应考虑其地下管线的布置问题，市政道路对排水设施的要求较原本的公路排水设施的要求较高，在专业性方面表现的尤为明显。设计时应针对每个城市的地理环境不同的情况，依据城市规划，确定各种管线在横断面上的位置，若有必要，市政排水可以采用比较保险的双排水系统，确保市政工程的排水设施和公路工程的排水设施能够共同运行。

同时，针对随着城市化公路改造工程的施工，会在一定程度上带动公路周边地区经济的发展，自然也就会出现环境污染和污水排放的问题，因此，还需要在道路上铺设相应的污水排水管道，对污水进行科学、有效的处理，避免污染道路周边的生态环境。

在进行地下管线布置时，各种管线之间及管线与建筑物、树木、杆柱、路缘石之间的水平净距和垂直净距应满足相关专业规范要求，在交叉路口处，应该根据需要设置管线横向通道。

(3)完善照明设施。一般公路设计目标十分明确，就是为了提高交通运输能力，满足汽车行驶的要求，并无专门的道路照明设计。而城市道路并不是仅仅为了满足运输要求，它更是城市人群生活、工作、休闲的环境。因此，在城市化公路的改造设计过程中，需要重点对照明设施的设计。路灯可以考虑采用双排路灯照明设计，采用与周围景观相协调的路灯形式，路灯的布置应依据照度、炫光、均匀度和诱导性。保证道路在运行过程中各个路口的照明度和安全性，在为人们的生活带来安全、便利的同时也给行人提供良好的视觉环境。通过照明设施的设计，使城市的夜晚更美丽，给行人以美的享受。

(4)完善交通工程设施。公路交通工程设施比较简单、单一。主要有标志标线和防撞护栏等。而城市道路交通设施比公路交通设计复杂得多。因此在公路改造成城市道路后，应根据城市道路等级和交通安全的需要依据城市道路设计规范设置相应的交通设施。城市交通设施除包含标志标线、标牌外，还应增设交通信号设施、电子监控设施、车行和人行护栏。

(5)完善城市绿化工程。多数城市在公路绿化方面进行改造时选用了十分高大了乔木，虽然有效地减轻了环境污染的危害，但是乔木过于不够美观而且缺乏层次感。针对这种问题，设计人员在对公路的绿化设施进行改造的过程中，南方的城市，可以选用常见的灌木和藤木，例如悬铃木、旱柳、桑树、杜仲、椿树等;北方的城市可以选用常见的具有耐旱性和耐寒性的偃伏梾木、榆树、白桦树、和金叶榆等，草坪可以选用早熟禾;针对地处沙漠周边的城市，可以选用一些耐瘠薄土壤的树种，例如赤松、桧柏、刺柏、胡杨等。总之，在对公路绿化设施进行改造的过程中，一定要因地制宜，不能过于笼统，选用的绿化树种要有针对性，要符合每个城市气候和环境，为驾驶者提供一个更为舒适、赏析悦目的交通环境。