黃正德，白瑞翔

（中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢430061）

0 引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的快速擴(kuò)張，普通國(guó)省干線公路逐漸鄰近城市主城區(qū)路段。因此，在城市主城區(qū)外圍往往出現(xiàn)大量干線公路與城市道路相交的現(xiàn)象。然而，公路與城市道路無(wú)論在功能定位、構(gòu)造上，還是設(shè)計(jì)方法上，均有很大區(qū)別。干線公路與城市道路銜接平交口處各種交通流相互交織，交通情況相對(duì)較復(fù)雜。目前，我國(guó)公路和城市道路在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理模式等多方面尚未實(shí)現(xiàn)順暢對(duì)接。一旦干線公路與城市道路平交口設(shè)計(jì)不合理或者與干線公路銜接的城市道路通行能力不匹配，將導(dǎo)致進(jìn)出城的出入口路段擁堵嚴(yán)重，極大影響公路網(wǎng)絡(luò)和城市運(yùn)行整體效率。根據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)改委出臺(tái)的《關(guān)于加強(qiáng)干線公路與城市道路有效銜接的指導(dǎo)意見(jiàn)》，加強(qiáng)干線公路與城市道路平交口的有效銜接，是實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)外交通順暢銜接的迫切需要，也是提升區(qū)域路網(wǎng)整體運(yùn)行效率的有效途徑。

城市道路與干線公路平面交叉口的有效銜接和協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)有助于減少后期交通擁堵問(wèn)題，降低交通改善優(yōu)化的成本。因此，本文針對(duì)干線公路與城市道路平面交叉口現(xiàn)狀存在的問(wèn)題，通過(guò)研究公路與城市道路銜接要素的差異性，結(jié)合海南洋浦經(jīng)開(kāi)區(qū)橫十七路與現(xiàn)狀開(kāi)源大道（S208）平面交叉口設(shè)計(jì)實(shí)例，從銜接要素差異性協(xié)調(diào)角度研究相關(guān)設(shè)計(jì)方案。

1 干線公路與城市道路平交口現(xiàn)存問(wèn)題和分析

目前多數(shù)城市外圍區(qū)域的城市道路與干線公路平交口多為畸形平交叉口，缺少有效的交通渠化，車道不匹配引起的通行能力不足的問(wèn)題日益突出。分析其原因，主要在于：

（1）平交口布局不當(dāng)

由于城市總體規(guī)劃難以適應(yīng)城鎮(zhèn)化發(fā)展的速度，新修建的城市道路不可避免地將與干線公路出現(xiàn)多次交叉。一旦交叉位置的平面直接連通的緩和段和交叉口交通管理控制方式等設(shè)計(jì)不合理，引起交叉口布局不當(dāng)，將導(dǎo)致公路和城市道路的通行能力降低。此外，原本作為干線通道的公路逐步改造為城市道路，但是前期規(guī)劃預(yù)留的交叉口用地可能不足，導(dǎo)致平交口改造不徹底，難以實(shí)質(zhì)性提高通行能力。

（2）缺少有效交通渠化

有效的交通渠化能夠使交叉口進(jìn)出車道相互匹配，各類交通流各行其道，有序通過(guò)交叉口。由于干線公路和城市道路的平交口交通情況相對(duì)復(fù)雜，各種交通流混行導(dǎo)致易引發(fā)事故。其中，畸形平交口問(wèn)題更為突出[1]。一旦缺少有效的交通渠化和交通組織設(shè)計(jì)，進(jìn)入畸形交叉口的車輛、行人通行權(quán)不明確，行駛軌跡無(wú)規(guī)律，交通秩序混亂，延誤增加。

（3）平交口橫斷面與幾何設(shè)計(jì)不匹配

干線公路與城市干道的橫斷面不匹配，車道數(shù)、車道寬等發(fā)生改變，即交叉口進(jìn)口道與出口道車道數(shù)量不一致，將導(dǎo)致在進(jìn)口處形成交通瓶頸，通行能力降低。由于相交的干線公路車速一般大于城市道路，交叉口順公路的方向若缺少必要的車速和橫斷面緩和段，將使交叉口的通行能力大打折扣。此外，一些交叉口同樣存在人行橫道設(shè)置不合理、部分路段缺少非機(jī)動(dòng)車道和人行道等現(xiàn)象，行人至各方向可達(dá)性有待提高。

2 干線公路與城市道路平交口銜接要素差異性

干線公路與城市道路在功能定位、構(gòu)造和設(shè)計(jì)方法上均有很大差異，理解這些銜接要素是干線公路與城市道路平交口有效銜接設(shè)計(jì)的重要前提。

2.1 功能定位差異

干線公路是連接城市之間和各重要鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)的道路，一般位于城市外圍區(qū)域。干線公路的服務(wù)對(duì)象比較單一，主要服務(wù)中長(zhǎng)距離客貨運(yùn)輸。公路上的客貨運(yùn)交通流受外界因素影響程度較小，設(shè)計(jì)時(shí)速往往較比城市道路高[2]。而城市道路為城市內(nèi)部人和車等所有交通出行服務(wù)，因交通參與者和交叉口類型多，交通流較復(fù)雜。

2.2 構(gòu)造差異

這里的構(gòu)造主要是指道路橫斷面和路基路面結(jié)構(gòu)?；诠δ芏ㄎ?，公路和城市道路兩者的橫斷面布置有很大差異。公路的服務(wù)對(duì)象主要是機(jī)動(dòng)車，在其橫斷面布置上，甚少考慮非機(jī)動(dòng)車、行人交通需求，橫斷面形式以單幅路、雙幅路為主[3]。城市道路在布設(shè)橫斷面時(shí)不僅有機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車道，還要重點(diǎn)考慮人行道。設(shè)置人行道的主要目的在于為人們?nèi)粘３鲂刑峁┍憷袝r(shí)主次干路還要考慮公交車站和公交專用車道的設(shè)置。

由于公路所服務(wù)的對(duì)象主要為機(jī)動(dòng)車，且重載貨運(yùn)交通量較大，因此公路的路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比城市道路要高。此外，由于公路交通荷載普遍較高，要求路面結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度。路面結(jié)構(gòu)中一般包含基層和底基層，而城市道路路面結(jié)構(gòu)中對(duì)底基層沒(méi)有明確要求。

2.3 設(shè)計(jì)方法差異

基于功能定位，城市道路與干線公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)理念存在很大的差異性。具體體現(xiàn)在交叉口設(shè)計(jì)上，由于公路主要為機(jī)動(dòng)車通行服務(wù)，目前國(guó)內(nèi)雙車道公路大部分采用簡(jiǎn)易平交口，沒(méi)有進(jìn)行渠化，較少設(shè)置人行道；一級(jí)公路一般設(shè)置主路優(yōu)先平交，但由于車道數(shù)多，車速比較快，危險(xiǎn)性同樣較大。而新建城市道路除立體交叉外，主要通過(guò)交叉口展寬渠化設(shè)置交通島并采用紅綠燈方式進(jìn)行平面交叉，同步設(shè)置非機(jī)動(dòng)車和行人過(guò)街設(shè)施。

公路平交口縱斷面設(shè)計(jì)一般滿足停車視距的要求，高程一般比道路兩側(cè)地面高程高。由于沒(méi)有非機(jī)動(dòng)車過(guò)街硬性要求，公路交叉口的總坡度可以比城市道路平交口大。而新建城市道路縱斷面設(shè)計(jì)一般嚴(yán)格參照城市規(guī)劃豎向標(biāo)高控制，在坡度上適應(yīng)臨街建筑立面布置和路面排水最小坡度要求，并需要考慮和協(xié)調(diào)給排水專業(yè)管道逆坡排水和覆土要求等因素，其設(shè)計(jì)高程一般比道路兩側(cè)地面略高[4]。此外，城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)非機(jī)動(dòng)車道最大縱坡、限制坡長(zhǎng)和交叉口的縱坡均有要求。

3 工程案例分析

3.1 項(xiàng)目背景與現(xiàn)狀

海南省洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)是我國(guó)設(shè)立享受保稅區(qū)政策的國(guó)家級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)和國(guó)家首批新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地。洋浦東部配套區(qū)路網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的開(kāi)發(fā)建設(shè)將有力支持洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)和海南西部工業(yè)走廊的發(fā)展。

橫十七路是東部配套區(qū)路網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃區(qū)“兩橫三縱”路網(wǎng)的重要組成部分，道路定位為城市主干路和洋浦東部配套區(qū)對(duì)外的交通聯(lián)系干道，與洋浦半島最主要的干線公路開(kāi)源大道相交（見(jiàn)圖1）。開(kāi)源大道即省道S308，是海南儋州市“兩縱兩橫”成“井”字型干線公路網(wǎng)的重要組成部分，是連接洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)與儋州市區(qū)、快速融入環(huán)島高速公路的重要通道。

圖1 項(xiàng)目區(qū)域地理位置

新建橫十七路紅線寬度為40 m，道路橫斷面為四塊板形式(見(jiàn)圖2）。以與開(kāi)源大道為界，北段交通組成以大貨車為主，南段以小汽車為主。根據(jù)2032年和2037年的年日交通流量預(yù)測(cè)將分別達(dá)到約5 100 pcu/d和12 756 pcu/d。

圖2 橫十七路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（單位：m）

開(kāi)源大道（S308）采用一級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為80 km/h，現(xiàn)狀道路標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度24.5 m，雙向4車道，為瀝青混凝土路面（見(jiàn)圖3）。目前部分城區(qū)路段正在改造施工，將鋪設(shè)人行道與非機(jī)動(dòng)車道。根據(jù)高峰時(shí)段調(diào)查，開(kāi)源大道高峰小時(shí)流量約1 240 pcu/h，交通組成同樣以大貨車為主，貨車比例約68%。

圖3 開(kāi)源大道（S 308）現(xiàn)狀斷面（單位：mm）

3.2 橫十七路與開(kāi)源大道交叉口協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方案

3.2.1 功能差異協(xié)調(diào)

就功能定位來(lái)看，開(kāi)源大道為干線公路，以貨運(yùn)機(jī)動(dòng)車交通為主；橫十七路北段以貨運(yùn)機(jī)動(dòng)車為主，南段以客運(yùn)小汽車為主。在交叉口幾何空間內(nèi)，貨車和小汽車的性能差異對(duì)進(jìn)口道長(zhǎng)度、右轉(zhuǎn)專用道寬度、視距三角形等有顯著影響。

對(duì)于進(jìn)口道長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，根據(jù)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范，橫十七路進(jìn)口道和出口道展寬段長(zhǎng)度分別應(yīng)取值90 m和60 m，出口漸變段均取值30 m[5]?？紤]到橫十七路出口道上設(shè)置的公交車站和與出口展寬段一體化設(shè)計(jì)，將進(jìn)口道展寬段長(zhǎng)度取值95 m，與出口道進(jìn)行等寬展寬設(shè)計(jì)。由于公路和城市道路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)具有較大差異，為了避免突變帶來(lái)的安全隱患，沿開(kāi)源大道方向應(yīng)設(shè)置車速和橫斷面緩和段。為減少對(duì)周圍用地的占用和現(xiàn)有路面的破壞，同時(shí)不減少開(kāi)源大道上下游通行的雙向4車道，考慮將2.5 m硬路肩拓寬改造成右轉(zhuǎn)專用車道。由于開(kāi)源大道以貨運(yùn)交通為主，且大型貨車較多，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范[6]，進(jìn)口道減速車道長(zhǎng)度取120 m，出口道加速車道長(zhǎng)度取80 m，漸變段均取值50 m（見(jiàn)圖4）。

圖4 開(kāi)源大道拓寬改造示意圖

3.2.2 構(gòu)造差異性協(xié)調(diào)

（1）橫斷面協(xié)調(diào)

從圖5所示的東部生活區(qū)城市配套功能區(qū)城市規(guī)劃可以看出，目前洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)路網(wǎng)建設(shè)均以開(kāi)源大道為中軸兩側(cè)發(fā)展，同時(shí)橫十七路沿線規(guī)劃用地同樣以居住、混合用地、商業(yè)、綠地為主。因此，開(kāi)源大道不僅要服務(wù)于洋浦半島客貨運(yùn)交通，還要滿足沿線居民慢行交通需求，即橫斷面布置必須保障非機(jī)動(dòng)車和行人路權(quán)。

圖5 東部生活區(qū)城市規(guī)劃總平面圖

根據(jù)出臺(tái)的保障公路暢通安全新政要求，即兼具城市道路功能的普通國(guó)省道，實(shí)施“機(jī)非分離”“人非分離”。本方案以開(kāi)源大道此次改造施工為契機(jī)，在此兩側(cè)新增3 m人行道和3.5 m的非機(jī)動(dòng)車道（見(jiàn)圖6），滿足最基本的兩側(cè)生活街道慢行交通需求的同時(shí)保障橫十七路和開(kāi)源大道的慢行交通有效銜接。

圖6 開(kāi)源大道新增慢行交通示意圖

（2）路面結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)

根據(jù)“就高不就低”的原則，交叉口范圍內(nèi)按照重載交通路面標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，基層和底基層抗壓強(qiáng)度需滿足要求。根據(jù)對(duì)現(xiàn)狀開(kāi)源大道路面結(jié)構(gòu)的調(diào)查，其路面結(jié)構(gòu)總厚度為83 cm，其中瀝青混凝土面層為三層結(jié)構(gòu)，包括4 cm的AC-13C SBS改性瀝青混凝土，6 cm的AC-20C和8 cm的AC-25C?；鶎油瑯哟嬖谏?、中、下三層，分別為18 cm、20 cm和25 cm水泥穩(wěn)定碎石。因開(kāi)源大道為洋浦半島對(duì)外聯(lián)系的客貨運(yùn)主通道，交通流異常繁忙。為最大限度降低橫十七路和開(kāi)源大道交叉口施工和改造對(duì)開(kāi)源大道重載連續(xù)交通流的影響，僅對(duì)交叉口開(kāi)源大道兩側(cè)拓寬部分進(jìn)行拼寬設(shè)計(jì)，即拼寬的部分路面結(jié)構(gòu)與開(kāi)源大道主線道路保持一致。

通過(guò)交通量預(yù)測(cè)和路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，橫十七路路面結(jié)構(gòu)厚度為72 cm，與開(kāi)源大道現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)有所不同。為保持交叉口內(nèi)開(kāi)源大道到橫十七路路面結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)過(guò)渡和協(xié)調(diào)，對(duì)兩條道路路面結(jié)構(gòu)過(guò)渡段進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖7。

圖7 開(kāi)源大道與橫十七路路面結(jié)構(gòu)銜接示意圖

此外，因交叉口處車輛制動(dòng)啟動(dòng)頻繁，路面車轍病害嚴(yán)重，提高下面層材料的抗車轍性能是交叉口處路面設(shè)計(jì)重點(diǎn)。為此，在下面層加入0.6%的抗車轍劑[3]以加強(qiáng)面層材料抗車轍性能。

3.2.3 縱斷面設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)

為最大限度降低交叉口施工和改造對(duì)開(kāi)源大道重載連續(xù)交通流的影響，橫十七路縱斷面在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮將交叉口范圍內(nèi)的坡度順接開(kāi)源大道的道路橫坡度，即將變坡點(diǎn)布設(shè)開(kāi)源大道的中心位置，兩端分別與開(kāi)源大道的道路橫坡度保持一致，如此在保障交叉口范圍的排水同時(shí)對(duì)開(kāi)源大道交通流的影響最小。

3.2.4 交通渠化協(xié)調(diào)

本次設(shè)計(jì)在交叉口范圍內(nèi)同時(shí)設(shè)置交通島和標(biāo)志標(biāo)線，確保標(biāo)志標(biāo)線與開(kāi)源大道無(wú)縫銜接。由于現(xiàn)狀開(kāi)源大道沒(méi)有設(shè)置照明設(shè)施，大型車駕駛?cè)丝赡軣o(wú)法看見(jiàn)交通島的存在。因此，本次設(shè)計(jì)在設(shè)置交通島時(shí)對(duì)其視認(rèn)性和寬容性進(jìn)行重點(diǎn)考慮。具體措施包括：一是對(duì)交叉口范圍內(nèi)的車道引導(dǎo)標(biāo)線進(jìn)行延長(zhǎng)，提前引導(dǎo)車輛進(jìn)行減速控制；二是在交叉口范圍內(nèi)設(shè)置中桿燈照明設(shè)施，并將交通島采用較矮的斜面路緣石；三是將交通島表面的顏色與路面顏色區(qū)別開(kāi)，導(dǎo)流島上的混凝土設(shè)置為灰白色；四是在路緣石上涂反光漆等。同時(shí)在開(kāi)源大道拓寬段設(shè)置震動(dòng)減速標(biāo)線，改變路面顏色等方法，使路面在視覺(jué)上有變窄的感覺(jué)，促使駕駛?cè)颂岣呔X(jué)性。至于寬容性具體措施包括使用斜面路緣石和可回彈的塑性標(biāo)志柱確保撞上去也不會(huì)造成嚴(yán)重傷害。

4 結(jié)語(yǔ)

關(guān)于新建城市道路與干線公路平交口的銜接設(shè)計(jì)，目前多見(jiàn)于某些具體設(shè)計(jì)實(shí)踐中，缺少一致的理論和方案研究。城市化快速推進(jìn)使位于城區(qū)邊緣的干線公路與新建城市道路多次交叉，因此有必要針對(duì)此類交叉口協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深入理論研究以指導(dǎo)具體設(shè)計(jì)實(shí)踐。本文從現(xiàn)狀干線公路與城市道路平面交叉口現(xiàn)狀存在的問(wèn)題和原因入手，分析城市道路和干線公路平交口銜接要素的差異性，并從功能、構(gòu)造、縱斷面和交通渠化4個(gè)協(xié)調(diào)方面就一般性的城市道路和干線公路平交口設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深入探討，為此類工程設(shè)計(jì)提供參考。