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        市政道路設計理念和總體設計研究

        2018-12-31 09:29:27安徽省建筑科學研究設計院安徽合肥230032
        安徽建筑 2018年6期
        關鍵詞:總體設計選線路段

        胡 沫 (安徽省建筑科學研究設計院,安徽 合肥 230032)

        1 對市政道路設計理念的理解

        市政道路設計理念目前已有多個“版本”,可是什么是設計理念,至今尚無具有說服力的解釋。筆者認為,設計理念包含兩層意思:

        一是從思維層面對(市政道路)設計的理性思考;

        二是從目標層面對(市政道路)設計的期望概念。

        對市政道路工程行業(yè)來說,設計理念是理想化的系統(tǒng)的目標概念,具有普遍的指導意義。而對于一個具體的市政道路項目而言,針對項目的個性(功能定位、環(huán)境差異),設計理念的應用當有所側重(如旅游市政道路會偏重于和諧、環(huán)保,國道主干線則側重于暢通和安全),通過設計指導思想和設計原則來體現(xiàn)項目個性和設計理念的側重。

        市政道路管理工作應貫徹執(zhí)行“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的八字方針、應系統(tǒng)地做到“六個堅持、六個樹立”的勘察設計新理念。人民交通出版社2003版《新理念市政道路設計指南》一書,突出了“以人為本、以車為本”的新理念。同步出版的《降低造價公路設計指南》一書,又強調(diào)了“安全、耐久、節(jié)約、和諧”的新理念。

        堅持以人為本:它包含市政道路應提供優(yōu)質的服務,確保用路者在安全的前提下,便捷、通暢、舒適地使用市政道路;堅持以自然為本:地球是人類和一切生物的母親,節(jié)約土地、節(jié)約資源、保護環(huán)境、與環(huán)境友好相處是市政道路設計者責無旁貸的責任。

        2 工程實例分析

        通過某市政道路,全長10.9km,路線由北向南翻越南嶺山區(qū)。連續(xù)上坡和連續(xù)下坡段平均縱坡約3%,平縱指標值皆符合技術標準和路線設計規(guī)范的相關規(guī)定??墒牵@個路段存在兩大問題:下坡路段事故多發(fā),被公安部列為全國事故黑點路段之一;其次,雙向的上坡路段,重載貨車的平均速度僅30km/h~40km/h,造成路段通行能力低,服務水平差,成為某市政道路在粵境北段的“瓶頸”路段。

        2.1 原因分析

        2.1.1 車輛原因

        行駛在某市政道路上的車流中,貨車占75%以上,而且超載現(xiàn)象嚴重。在上坡路段,當兩輛貨車平行超車時,由于貨車平均速度低,速度差又小,高速市政道路就變成了“低速市政道路”,路段通行能力和服務水平就嚴重下降。反之,超載貨車在長下坡段常因剎車過熱而車輛失控造成惡性交通事故。

        2.1.2 氣候和地形原因

        冬春季節(jié),南下的冷空氣和東南暖濕氣流常在南嶺山區(qū)交匯,形成霧天和冰凍等不利氣候條件。全年霧天約占1/3,霧云底部海拔在600m左右,梅花至大橋路段正處于霧團覆蓋范圍,加上偶有的路面冰凍,對某市政道路的行車安全暢通非常不利。

        2.2 反思與對策

        2.2.1 關于總體設計理念的把握

        對于復雜的山區(qū)高速市政道路來說,首先應分析把握項目的功能定位和個性,分析車流特性,有針對性地加深方案規(guī)劃、主要指標選擇和建設規(guī)模配置。對于京珠高速市政道路這樣的國家主干線,其進入山區(qū)的路段,設計理念應當側重于保證道路的通暢和行車安全。

        2.2.2 如何避免產(chǎn)生“瓶頸”路段

        如果國道主干線上出現(xiàn)了“瓶頸”路段,應該說是總體設計上的失誤。以往,我們習慣于進入山嶺重丘區(qū)后,為了控制工程數(shù)量和造價,就采用較低的指標體系(如采用80km/h設計速度和相應的路基寬度、平縱指標等),其結果是損失了部分路段的通行能力,制約了整個通道的通行能力。這是一種落后的設計理念,不符合大通道的功能定位和大運量需求。

        可行和合理的對策是,對連續(xù)上坡路段,根據(jù)實際運行速度計算車道通行能力,再按預測遠景交通量求算車道數(shù)。因此,長上坡段應視需要增加車道,才能避免成為“瓶頸”路段。

        2.2.3 怎樣有效地改善長下坡段行車安全

        在我國,市政道路治超要徹底見效,尚需時日。因此對超載貨車在長下坡段的行駛安全是設計者不得不考慮的問題。有效的措施是:

        ①選線時力避連續(xù)的長下坡,平均坡度約3%的連續(xù)下坡段宜控制在3000m以內(nèi),以防止汽車剎車片過熱;

        ②在地形條件許可地段,另外增設一條平緩展線的下坡車道,供重車分道行駛(也即客貨車分道行駛);

        對一條路而言,約占其總長20%的復雜路段,決定了這條路的總體質量和服務水平,這是總體設計師需重點把握的。

        3 市政道路總體設計探討

        市政道路總體設計貫穿于市政道路工程前期工作(項目建議書、項目工程可行性研究和項目初步設計)全過程,大致可分為如下四個階段。

        3.1 解讀設計對象

        設計者對一個市政道路工程對象,應當從項目屬性、項目服務對象的特點及特殊需求進行全面的認識和解讀,這是總體設計的第一個階段。

        ①解讀擬建市政道路的功能屬性

        根據(jù)項目在路網(wǎng)中的地位,不同的市政道路工程項目,有不同的功能和服務需求,如國道主干線、省主干線,它是大交通量的經(jīng)濟干線,承載大量的客流、貨流;而支線市政道路、旅游市政道路,僅承載一般的客貨集散和旅客流。不同的功能,對總體設計的目標要求是有所不同的。

        ②解讀擬建市政道路的交通特性

        一個項目的交通特性包括:預測交通量;車型比例;上下行兩個方向貨車載貨、載重情況的差異;季節(jié)性流量變化規(guī)律等,交通特性關聯(lián)著主要指標選用、路面選型和設計、橋梁荷載、隧道通風方案、收費方案規(guī)劃、服務區(qū)場地及設施布置規(guī)劃等。

        ③掌握特殊用戶需求

        包括飛機備降跑道設置,超長、超高、超重運輸,特種車輛通行和應急交通通行方案等的需求。

        3.2 分析項目所處環(huán)境因素

        環(huán)境因素包括環(huán)境自然條件和人文環(huán)境條件,設計者須運用綜合勘探手段和逐階段的深入調(diào)查,全面分析掌握自然和人文環(huán)境因素,為下一階段方案規(guī)劃、建設規(guī)模和主要指標配置提供翔實可靠的資料依托。

        3.2.1 自然環(huán)境因素

        ①地形條件:通過對地形的全面勘查,尋找可供布線的地形走廊及掌握走廊中的地形控制要素(如高差、橫坡、谷梁地形等)。

        ②工程地質、水文條件:通過工程地質解譯,選擇相對較好的走廊和平臺,評價工程地質、水文條件影響工程的風險程度。

        ③氣候條件:查明線路走廊帶存在的災害性氣象現(xiàn)象,包括暴雨、冰凍、霧天、風沙、積雪和風吹雪等,評估其對市政道路施工和運行時的風險影響。

        ④環(huán)境敏感地段:查明需保護的如水源地、自然保護區(qū)、文教醫(yī)院地帶,珍稀植物群落分布和野生動物活動區(qū),評估道路修筑所帶來的影響。

        3.2.2 人文環(huán)境因素

        ①耕地資源:土地是地球不可再生的第一資源,經(jīng)過人類數(shù)千年墾殖而成的耕地已經(jīng)是人類賴以生存的最重要的人文資源,市政道路建設必須盡最大可能地少占耕地。

        ②水系、水庫和水資源:是人類賴以生存的另一個不可再生的具人文因素的資源,市政道路規(guī)劃應當查清其“藍線”控制區(qū),作到切實保護水資源。

        ③文物和人文景觀:應查明需得到保護的“紫線”控制范圍。

        ④城鎮(zhèn)建設邊界:為“黃線”控制區(qū),市政道路項目當涉及“黃線”時,應當與當?shù)匾?guī)劃部門協(xié)調(diào)統(tǒng)籌,妥善安排。

        ⑤生態(tài)建設區(qū)邊界:為“綠線”控制區(qū),查明后一般應當避讓。

        ⑥其他各類設施:如電力、電訊、鐵路、水利等,應當按相關法規(guī)處置市政道路項目與其關系或協(xié)商解決相關問題。

        3.3 規(guī)劃總體方案,合理配置主要技術指標和建設規(guī)模

        以上三個階段,通過調(diào)查、解讀、分析,明確了項目的功能性質、設計理念,設計要達到的目標,以及設計將面臨哪些自然和人文因素的挑戰(zhàn)。

        進入第四階段,才是總體設計的展開,它包括:

        ①路線走廊方案規(guī)劃和篩選

        總體設計的核心是走廊方案選擇。首選是基礎性的走廊選線,包括地形選線、地質選線、氣候選線和自然資源選線,其次是綜合兼顧各種人文因素的綜合選線,綜合選線中包含了從運行安全通暢、資源占用、綜合成本、環(huán)境友好等方面的綜合評估。

        走廊方案規(guī)劃和篩選跨越了項目建議書、工可研究和初步設計三個階段,其中工程可行性研究階段尤為關鍵,應當加深這個階段的工作。

        ②合理選用主要技術指標

        在選用技術指標時應注意:

        a.結合地形、環(huán)境變化,合理分段規(guī)劃指標,不必強求全線一致;

        b.針對車型比例、重載情況,重視越嶺路段的縱面線形布局和指標的選用,包括長縱坡、緩(平)坡的搭配,視距控制等。

        ③方案組合和總體規(guī)??刂?/p>

        在同一走廊中,可以有多種方案組合,包括路基與橋梁、路基與隧道、整體與分離式路基、長隧道與短隧道群、半路半橋與全路基或全橋等各種方案的組合,各種組合方案的比較是總體設計的一項非常重要的工作內(nèi)容,是設計是否有創(chuàng)意的標志性工作。

        在方案組合比選的基礎上,尚應對項目總體規(guī)模進行評估和控制,包括橋隧比例、每公里計價土石方、借方棄方總量、占用土地指標和每公里造價等。通過評估和工程類比,評價項目是否適用、經(jīng)濟。

        ④沿線服務管理設施布局和規(guī)劃

        在總體設計中,還需做好沿線安全設施、服務設施和管理設施的布局和規(guī)劃。做好規(guī)劃布局,須注意滿足兩個需求:一是司乘人員和車輛的需求,包括休息、餐飲、如廁、加油等;二是造點布局要照顧管理服務人員的基本需求,不要過于遠離城鎮(zhèn),居住宜相對集中些,不要過度分散。

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