城市道路中的灵活性设计应用

2016-11-18曹苏陇王奇达

城市道桥与防洪 2016年10期

关键词：人行道城市道路断面

李瑛，曹苏陇，王奇达

（中国市政工程西北设计研究院有限公司，甘肃兰州730000）

城市道路中的灵活性设计应用

李瑛，曹苏陇，王奇达

（中国市政工程西北设计研究院有限公司，甘肃兰州730000）

城市道路是市政基础设施的重要组成部分，城市道路功能的多样性决定了设计的灵活多样。结合工程实例，运用灵活性设计理念，合理运用设计参数进行工程设计，较好地平衡了规划、建设、现状等各方面的矛盾，为工程实施创造了条件。

城市道路；灵活性设计；应用

0　引　言

城市道路作为市政基础设施的重要组成部分，除满足基本的交通功能外，还有城市结构功能、公共空间功能、防灾救灾功能等，设计必须体现多样性。另外，城市道路的交通性质及其组成复杂、沿线设施众多等特点，给设计也增加了一定难度。因此，要求设计人员必须灵活设计。灵活性设计是指在满足安全和需求的前提下，灵活运用技术指标，平衡各种需求，达到与周围自然条件、人文环境相和谐的目标。

本文以某城市道路工程设计为例，通过对规划、现状、控制性因素的分析，综合安全、环境、经济要素，对设计中指标的选取、线形的设计进行了论述，体现城市道路设计的灵活性。

1　工程概况

道路位于老城区东部边缘，南北走向。起点为振兴大道，向北依次与红星路、四龙路、冶金路等现有道路交叉，在终点附近下穿企业铁路专用线，与在建的北环路相接，道路全长2.6 km。道路地理位置示意见图1。

图1　道路地理位置示意图

2　建设条件分析

2.1规划功能定位

项目是规划“六横八纵、内外环”的“八纵”之一，也是城区东部穿越铁路南北方向的唯一通道。作为规划中的东环路主要组成部分，道路建成后将与北环路、南环路互通互联，形成内环。规划为城市主干路，设计车速50 km/h，规划红线60 m，断面布置为：7.0 m（人行道）+6.0 m（非机动车道）+6.0 m（绿化带）+22.0 m（机动车道）+6.0 m（绿化带）+ 6.0 m（非机动车道）+7.0m（人行道）。

功能定位：城市基础路网中的交通性骨架道路，也是市区对内、对外重要通道。

2.2建设条件

道路起于振兴大道，向北与红星路、四龙路以及冶金路交叉，下穿企业铁路专用线后，终点接正在建设的北环路。整体地势较为平坦，南段两侧主要分布为农田、林地及少量居民区，北段两侧主要为企、事业单位。现状道路宽度9 m，起点约200 m为水泥混凝土路面，其余为沥青混凝土路面。作为老城区穿越铁路南北的唯一通道，承担着铁路南北厂区大部分运输任务，交通量大，加上排水设施不完善，导致路面开裂、坑槽等病害严重。现有道路两侧分布7座110 kV高压电塔，东侧为长约1.5 km的新建高压线路等电力设施。企业专用铁路共4股道，路基宽约24 m，现状为1跨9 m铁路桥。东侧电力设施、铁路专线等沿线设施见图2。

3　总体方案设计

3.1技术标准选取

设计车速是道路设计的重要技术指标。对于道路设计，在其功能确定后，设计车速也就得以确定。道路所有的几何设计要素均受到设计车速的影响，如平曲线、超高、视距、纵坡等。同时，这些要素也影响着车辆的运行速度。设计车速的选择通常受道路功能分级、地形条件、交通量、经济和环境等方案的影响。

图2　沿线设施图

根据规划，道路按照城市主干路50 km/h标准进行设计。结合沿线地形条件，大部分路段可满足设计要求；接近终点位置下穿企业铁路专线，终点与下穿铁路之间有效净距短，终点标高与铁路轨顶标高基本持平，该段技术指标无法满足50 km/h标准要求。因此，为保持设计的连续性，保障道路行车的安全性，局部降低标准，采用30 km/h。路线技术标准见表1。

表1　技术标准表

3.2方案设计

本次设计以规划为依据，结合现有道路两侧高压铁塔、东侧高压线路、铁路专用线、两侧拆迁等控制性因素进行。由于铁路专用线为该道路的控制性工程，先对铁路方案进行简单论述。

3.2.1铁路方案

道路沿线地形北高南低，铁路与所在位置为填方路基，较地面高约3.5 m，铁路距离终点北环路仅为130 m。北环路设计高程1 712.7 m，铁路轨顶设计标高1 714.8 m。如果按照上跨方案考虑，上跨铁路净空要求6.55 m，最大坡度达到10.5%，远超规范值，因此只能采用道路下穿铁路方式。下穿以满足机动车道最小净空4.5 m要求进行控制，综合考虑下穿铁路段纵坡度较大等因素影响，下穿铁路段采用局部降低标准、限速等措施确保道路行车安全。设计标准30 km/h，下穿铁路段道路纵坡7.877%，采用机动车道和非机动车道同时下穿铁路（7.5 m+12.0 m+12.0 m+7.5 m）4孔框架箱型桥。

3.2.2道路方案

方案一：规划线位，起点振兴大道，向北与红星路、四龙路以及冶金路相交，下穿铁路专用线，终点接北环路，道路全长2 584.901 m。道路基本沿现状中心向两边拓宽，红线宽度60 m，三块板布置。该线位导致电力设施均位于道路红线内，需拆除铁塔7座、高压线路1.5 km及下穿铁路涵洞。

方案二：综合考虑现有道路两侧高压电力铁塔、高压线路等控制因素，以东侧电力设施为控制，道路向西布置，道路中线较规划向西偏移15 m，局部为避让道路西侧铁路货场、铁路北侧电力铁塔，满足下穿铁路视距要求，同时保留现状1跨9 m铁路桥通道（近期作为施工便道，远期作为人行通道），局部路线向西偏移37 m，在加油站（K2+240）增设一组反向曲线（曲线半径200 m），再下穿企业铁路专线，终点接北环路，道路全长2 590.090 m。横断面布置同方案一。该线位只对西侧建筑产生影响，拆除铁塔2座。

方案三：在规划线位的基础上结合电力铁塔、高压线路位置，对规划断面进行优化调整。机动车道22 m，满足双向6车道要求，将人行道、非机动车道和两侧分隔带进行压缩。该断面将道路沿线电力线及电力铁塔整体放置于景观绿化带中，避免了大规模拆迁，绿化带可作为城市建设用地与工业用地的防护林地。调整后车行道中心线较规划向西偏移9 m。该方案拆迁沿现有道路两侧进行，拆除铁塔2座。

局部线位方案见图3。通过比较，并结合规划、建设等部门的意见，本次推荐方案三。方案比较见表2。

图3　局部线位方案图

表2　方案比较表

4　线形设计

4.1道路平面设计

道路设计起点自现有振兴大道接出，向北依次与红星路、四龙路、冶金路等现有道路交叉，下穿企业铁路专线，终点接正在施工建设的北环路，道路全长2 590.090 m。

4.2道路纵断面设计

纵断面设计综合考虑规划起点高程，终点接北环路设计高程及下穿铁路位置高程，按机动车最小净空不小于4.5 m进行控制。道路全线按照城市主干路50 km/h（局部30 km/h）标准进行。设计终点与铁路之间有效净距（北环路边界至铁路边界之间距离）不足60 m，下穿铁路段道路纵坡达7.877%，最小纵坡度0.3%，最小坡段长度100 m，凸形竖曲线最小半径900 m，凹形竖曲线最小半径700 m，局部路段限速30 km/h，保障道路行车安全。

4.3道路横断面设计

道路规划红线宽度60 m，考虑到本次道路沿线电力设施影响因素较大等原因，标准横断面布置分为两个方案进行比选，具体如下。

方案一：规划断面，断面布置为7.0 m（人行道）+ 6.0 m（非机动车道）+6.0 m（绿化带）+22.0 m（机动车道）+6.0 m（绿化带）+6.0 m（非机动车道）+7.0 m（人行道）=60.0 m。方案一横断面布置见图4。

图4　方案一横断面布置图（单位：m）

方案二：综合考虑车行道数量、沿线电力线设施情况对断面进行优化调整。调整后断面布置为3.0 m（西侧人行道）+4.5 m（非机动车道）+2.5 m（分隔带）+22.0 m（机动车道）+2.5 m（分隔带）+4.5 m（非机动车道）+3.0 m（东侧人行道）+18 m（景观绿化带）=60.0 m。方案一横断面布置见图5。

图5　横断面布置图（单位：m）

方案一断面布置较为开阔，人行道、非机动车道以及两侧分隔带均布置开阔，远期于行人、非机动车道行驶较为有利。两侧分隔带景观绿化较宽，呈对称布置，整体景观较好。

方案二将人行道、非机动车道和两侧分隔带进行压缩，人行道由7.0 m压缩至3.0 m，非机动车道由6.0 m压缩至4.5 m，侧分带由6.0 m压缩至2.5 m。考虑到该条道路作为城市东环路一部分，基本在城市外围，人口分布密度较小，3.0 m人行道可满足使用要求，机动车道保证22 m，满足双向6车道要求。该断面布置虽然整体较为紧凑，但通行能力不受影响，将道路沿线电力设施整体放置于景观绿化带中，避免了大规模拆迁。下穿铁路段结合箱涵结构尺寸，横断面布置形式为：3.0 m（人行道）+4.5 m（非机动车道）+2.5 m（分隔带）+11.0 m（机动车道）+ 3.0 m（分隔带）+11.0 m（机动车道）+2.5 m（分隔带）+4.5 m（非机动车道）+3.0 m（人行道）=45 m，4块板断面。

综上优缺点分析，本次推荐方案二。