摘 要：本文通過分析公路規(guī)范和城市道路規(guī)范的差異，確定公路市政化橫斷面改造設(shè)計指標(biāo)規(guī)范的選用，并結(jié)合工程實例說明公路市政化改造中橫斷面設(shè)計方法，為公路市政化改造提供直接有效的設(shè)計方案和決策依據(jù)，以使改造效果達(dá)到既定目標(biāo)要求，進(jìn)而更好實現(xiàn)城鎮(zhèn)公路的市政化改造。

關(guān)鍵詞：公路，城市道路，公路市政化，橫斷面設(shè)計指標(biāo)，工程實例

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.16.041

0 引 言

近年來城鎮(zhèn)化發(fā)展迅猛，城市道路范圍從中心城區(qū)持續(xù)向外擴展[1]。城郊公路面臨著從服務(wù)“點對點”的公路交通轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)“點對面”甚至“面對面”的城市交通[2]。公路市政化已經(jīng)成為增進(jìn)民生福祉和城鎮(zhèn)化有序推進(jìn)的基本需求[3]。

公路是為區(qū)間內(nèi)的交通聯(lián)系服務(wù)，強調(diào)交通功能，涉及公路線性指標(biāo)、挖填平衡、橋隧布置等[4-5]。城市道路服務(wù)對象包括了機動車、非機動車和行人，強調(diào)人的安全舒適。這使得公路和城市道路在功能作用、設(shè)計指標(biāo)考慮的重點不同，設(shè)計方法也存在較大差異。指標(biāo)選用不當(dāng)會顯著影響道路通暢度甚至?xí)嵘煌ò踩L(fēng)險[6-7]。因此，公路市政化改造工程涵蓋公路及城市道路兩種屬性，既要保證現(xiàn)狀公路的通行要求，又要滿足城市道路的功能定位和多元化的交通需求，需要綜合分析設(shè)計指標(biāo)的設(shè)置及其適應(yīng)性[8-9]。

本文從城郊公路市政化改造橫斷面設(shè)計出發(fā)，對比分析公路與城市橫斷面設(shè)計指標(biāo)的不同之處，提出公路市政化橫斷面改造設(shè)計方法，并結(jié)合工程實例進(jìn)一步驗證橫斷面設(shè)計指標(biāo)的應(yīng)用情況。

1 公路市政化改造中橫斷面指標(biāo)差異性分析

公路市政化改造工程作為公路與城市道路的結(jié)合體，為保證行人和非機動車通行以及市政設(shè)施的布設(shè)需要，橫斷面應(yīng)當(dāng)根據(jù)城市道路要求補全服務(wù)功能[10]。原有公路橫斷面在原有設(shè)計中沒有專門加入人行橫道、非機動車道和交通設(shè)施等，但在部分低等級公路中也會考慮混行。另外，各地雖發(fā)布了新規(guī)范[3]，但受限于出臺時間短和應(yīng)用難等因素，使各設(shè)計、建設(shè)和管理單位在公路市政化改造實施過程中面臨諸多挑戰(zhàn)。

1.1 橫斷面的組成

公路規(guī)范規(guī)定，橫斷面主要由行車道、路肩、邊溝等部分組成，還有些包括分隔帶、邊坡、截水溝、排水溝、碎落臺等。城市道路規(guī)范規(guī)定，橫斷面包括機動車道、綠化帶或者分隔帶、非機動車道、人行道等。這主要是因為城市道路為非機動車、行人提供了各自獨立、安全的空間，而公路是為了區(qū)間內(nèi)的溝通聯(lián)系，主要強調(diào)交通功能，是一種以車為本的設(shè)計理念，這是與城市道路最大的不同點。而以市政功能為主的橫斷面組成改造方式，便是在原有的公路斷面設(shè)計中根據(jù)區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃、交通特征和區(qū)域城鎮(zhèn)化程度加入非機動車道、綠化帶和人行道等，路肩一般改造為路面。二者的橫斷面布局差異情況見表1。

1.2 橫斷面的類型

公路規(guī)范規(guī)定公路橫斷面主要分為單車道、單幅雙車道和多幅多車道。城市道路可以分為單幅路、雙幅路、三幅路、四幅路。在橫斷面類型上，公路橫斷面的分類標(biāo)準(zhǔn)主要是以交通量大小及道路等級進(jìn)行劃分，城市道路橫斷面的劃分標(biāo)準(zhǔn)主要考慮機動車、非機動車、行人交通量及各交通流之間的溝通聯(lián)系。

在公路市政化改造工程中，對于交通量不大的雙向兩車道，二、三和四級公路適宜改造為單幅路形式的次干路和支路的形式；對于高速和一級公路適宜改造為雙幅路形式的快速路，以及對于機動車交通量不大和機動車較少的一級公路適宜改造為雙幅路形式的主干路；對于機動車和非機動車交通量較大的二、三級公路適宜改造為三幅路形式的主干路或次干路；對于設(shè)置輔路的公路適宜改造為三幅路形式的主干路；對于紅線寬度較寬的公路適宜改造為三幅路形式的次干路；對于機動車及非機動車交通量大需設(shè)置輔路的高速和一級公路適宜改造為四幅路形式的快速路或主干路。

1.3 車道的寬度

機動車道寬度是道路橫斷面寬度中占比最大的組成部分，與公路市政化改造工程的工程量、用地量和造價問題息息相關(guān)。機動車道寬度是在車輛寬度基礎(chǔ)上考慮車輛橫向擺動安全距離綜合確定。公路市政化改造工程由于車輛組成的復(fù)雜性，需要對機動車道寬度取值的安全性、合理性和經(jīng)濟性進(jìn)行研究。根據(jù)規(guī)范可知，車道寬度變化一般在3.00～3.75 m之間。在公路設(shè)計時，設(shè)計速度越高，車道寬度也就越大，最大的推薦值是3.75 m，最小是3 m。與公路不同，在城市道路設(shè)計時，車道寬度的確定不僅與設(shè)計速度有關(guān)，還與行駛的車輛類型有關(guān)。因為在城市道路上有些是小客車專用道，車輛外廓寬度較小，車道寬度也可以小一些。例如，當(dāng)設(shè)計車速為60 km/h時，公路的單車道寬度為3.5 m，城市道路中小客車專用道的寬度為 3.25 m。

對于城郊公路而言，車輛類型主要由公路車輛和部分城市道路車輛組成，從規(guī)范定義的設(shè)計車型來看，公路和城市道路都包括有小客車、大型客車和鉸接客車，車輛寬度并無什么不同，而公路更多考慮了載重汽車和鉸接車兩種車型，覆蓋車型更廣，往往公路改造初期仍有大量貨車通行，所以建議公路市政化改造車型更多參照城道規(guī)范要求。

1.4 車道的數(shù)目

確定機動車道的最終寬度，還需要確定車道數(shù)目。車道數(shù)目可根據(jù)城市規(guī)模和道路等級確定。公路規(guī)范規(guī)定，高速公路和一級公路的車道數(shù)≥4個車道。城市道路規(guī)定，雙幅單向≥2個車道，四幅路單向≥2個車道。一般城市規(guī)模越大，道路等級越高，車道數(shù)也會越多。人口大數(shù)量于200萬的大城市的城市主干道，建議采用6～8車道。另外，路段上機動車道的車道數(shù)不宜過多，單向車道超過4條時，連續(xù)行進(jìn)中的車輛，需要從外側(cè)車道變換到內(nèi)側(cè)車道十分困難，尤其在車流很密時容易造成交通混亂。因此在公路市政化改造中，橫斷面車道數(shù)可根據(jù)交通量預(yù)測和服務(wù)水平確定。

1.5 平曲線加寬設(shè)計

對于公路來說，當(dāng)二、三、四級公路的轉(zhuǎn)彎半徑小于 250 m時，應(yīng)在內(nèi)側(cè)設(shè)置加寬。同時根據(jù)車道設(shè)計車輛的差別，進(jìn)行不同的加寬值選取。第一類加寬針對小客車車型，第二類加寬針對大型車，第三類加寬針對鉸接列車。單車道路面加寬值按鉸接數(shù)值的1/2采用。四級公路和山嶺、重丘區(qū)的三級公路采用第一類加寬值。其余各級公路采用第三類加寬值。對不經(jīng)常通行集裝箱運輸鉸接列車的公路，可采用第二類加寬值。由三條以上車道構(gòu)成的行車道，其加寬值應(yīng)另行計算。城市道路在加寬設(shè)計時一般應(yīng)在內(nèi)側(cè)加寬，條件受限時可兩側(cè)加寬。與公路類似，城市道路的加寬類型也可以按照車型分為三類，每條車道的加寬值均小于公路的車道加寬值。城郊道路改造中可結(jié)合考慮公路與城市道路的平曲線加寬設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，可更多以公路規(guī)范的指標(biāo)為準(zhǔn)。

1.6 路拱橫坡度

城市道路與公路在路拱橫坡度的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是不同的。公路主要根據(jù)道路等級及降雨大小進(jìn)行分類。而城市道路根據(jù)路面寬度、路面類型、設(shè)計速度、縱坡及氣候條件等確定。公路與城市道路路拱橫坡度的取值范圍為1%～2%。對于排水速度相對較慢的道路，為了盡快將雨水排出路面，應(yīng)適當(dāng)提高路拱橫坡，可采用1.5%～2%。

在公路市政化改造中，一般不變，如果車道較多，可做成折線。

1.7 建筑限界凈高

為了保證公路與城市道路車輛的行駛安全，規(guī)范規(guī)定在道路一定高度和寬度范圍內(nèi)不允許有任何障礙物侵入的空間界限，這個界限被稱為道路限界。限界的寬度和方向通常是由設(shè)計的路幅控制，限界凈高最小值則是由規(guī)范規(guī)定。

公路規(guī)定：高速公路、一級公路、二級公路的凈高為5 m；三級、四級公路為4.5 m；人行道、自行車道、檢修道與行車道分開設(shè)置時，其凈高為2.5 m。城市道路規(guī)定：機動車混行車道中小客車、大型客車、鉸接客車的最小凈高為4.5 m；小客車專用車道的最小凈高為3.5 m；非機動車道中自行車和三輪車的最小凈高為2.5 m；人行車道最小凈高為2.5 m。在公路市政化改造中需要注意公路的凈高與城市道路凈高規(guī)定的不同。另外，在高架橋跨越相交的道路地帶，一般采用大跨徑的橋梁設(shè)計，需要仔細(xì)核查大跨主墩處的凈高是否滿足設(shè)計要求。

2 工程實例應(yīng)用與分析

本節(jié)將通過兩個工程實例，即濟南市工業(yè)北路快速路東延改造工程和武漢市武嘉高速至三環(huán)聯(lián)絡(luò)線（青菱湖西路-新武金堤路）工程，具體說明公路市政化改造中橫斷面設(shè)計的方法，可為公路市政化改造提供直接有效的設(shè)計方案和決策依據(jù)，以使改造效果達(dá)到既定目標(biāo)要求，進(jìn)而更好地實現(xiàn)城鎮(zhèn)公路的市政化改造。

2.1 濟南市工業(yè)北路快速路東延改造工程

2.1.1 改造工程簡介

工業(yè)北路快速路東延（郭店立交至大正路）擴建改造工程位于濟南市歷城區(qū)、高新區(qū)，工程西起現(xiàn)狀工業(yè)北路高架終點（郭店立交以西），東至龍山立交以東，全長12.5千米，規(guī)劃紅線寬度60 m，是在既有S102省道基礎(chǔ)上進(jìn)行快速化改擴建。

S102省道寬46 m，道路性質(zhì)為一級公路，車行道寬23 m，雙向6車道，現(xiàn)狀擁堵嚴(yán)重。根據(jù)片區(qū)規(guī)劃和交通發(fā)展預(yù)測，改造后的工業(yè)北路快速路東延的高架主線標(biāo)準(zhǔn)段采用雙向8車道，通過高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，提升交通品質(zhì)；采用整幅橋面，減小橋下綠帶寬度。地面輔路采用雙向8車道，兼顧貨車及輔線、支線公交。

2.1.2 道路橫斷面設(shè)計指標(biāo)分析

由圖1和圖2可知，在工業(yè)北路的市政化改造中，道路紅線由原來的46 m拓寬為現(xiàn)在的60 m，高架主線標(biāo)準(zhǔn)段采用整幅橋雙向8車道，地面道路橫斷面類型由四幅改為兩幅路，車道數(shù)由雙向6車道擴容至雙向8車道，兩側(cè)機動車道寬度由原來的11.5 m拓寬至15 m，增加了最外側(cè)3.75 m的貨車道，兼顧貨車及輔線、支線公交，非機動車道由6 m縮窄至3.5 m，人行道由原來的2 m拓寬至2.5 m；路拱橫坡保持不變，建筑限界凈高為5 m；路緣石類型由中央為防撞波形鋼梁變?yōu)榉雷舱臼宦饭皺M坡度由1.5%變?yōu)?%。

路下按規(guī)劃排布污水、熱力、雨水、給水、燃?xì)獾裙艿?，布設(shè)路燈設(shè)施，滿足片區(qū)城鎮(zhèn)化市政配套需求。改造后不僅可以保證車道通行空間完整，容錯性好，還能為駕駛員提供更好的視線，公交站臺設(shè)置在人行道內(nèi)側(cè)，方便行人進(jìn)出站臺，橋下的空間用作綠化。

2.2 武嘉高速至三環(huán)聯(lián)絡(luò)線（青菱湖西路-新武金堤路）工程

2.2.1 改造工程簡介

武嘉高速至三環(huán)聯(lián)絡(luò)線工程位于武漢市洪山區(qū)青菱地區(qū)，起于武嘉高速收費站出口楊林二路處，止于新武金堤路湯遜湖泵站前，連接武嘉高速、四環(huán)線和三環(huán)線。道路等級為城市快速路，主線高架橋全長2447 m，高架橋紅線控制寬度為40 m，雙向6車道，橋?qū)?6 m，地面輔路為城市次干路，道路紅線40～60 m，輔道道路設(shè)計全長為1288.818 m，設(shè)計車速為60 km/h。其中部分路段需要占用既有青菱湖西路進(jìn)行市政化改造。

青菱湖西路（楊林二路-建陽三路）現(xiàn)狀為武嘉高速連接線，為公路形式，部分地面需要改造為城市次干路，改造內(nèi)容為由原路基35 m拓寬至60 m，增加非機動車道、中央綠化帶、邊綠化帶、人行道、布設(shè)市政配套管線，全長為1288.818 m，設(shè)計速度50 km/h，規(guī)劃紅線60 m，道路線形為直線，雙向六車道。

2.2.2 道路橫斷面設(shè)計指標(biāo)分析

如圖3和圖4所示，在青菱湖西路的市政化改造中，青菱湖西路與收費站銜接地面段的道路橫斷面類型由雙幅三車道改為四幅五車道；道路紅線為60 m；機動車道由15.75 m〔11.75 m（車行道）+3.5 m（緊急停車帶）〕拓寬為19 m，車道數(shù)為六車道變?yōu)槭嚨溃康氖菍?yīng)起橋段三車道和地面輔路三車道；排水邊溝及路側(cè)防護(hù)由12.75 m變?yōu)槿∠芳绾瓦厹希黾? m邊綠化帶、3.5 m非機動車道和4 m人行道；路緣石類型由中央為防撞波形鋼梁變?yōu)榉雷舱臼?；由于銜接高速公路，凈高按? m控制，新增地下管線。

如圖3和圖5所示，在青菱湖西路的市政化改造中，青菱湖西路的高架臺后路堤段，道路紅線寬60 m，中間26 m路堤（雙向六車道），輔路變?yōu)?.5 m機動車道，增加2 m邊綠化帶、3.5 m非機動車道和4 m人行道，路緣石類型由中央為防撞波形鋼梁變?yōu)榉雷舱臼?，人行天橋凈高同步按? m控制，新增地下管線。

如圖3和圖6所示，在青菱湖西路的市政化改造中，青菱湖西路的高架橋標(biāo)準(zhǔn)段，道路紅線寬60 m，中間設(shè)置8 m綠化帶（布墩帶），高架段為雙向6車道，輔路變?yōu)?1 m機動車道，增加5.5 m邊綠化帶、3.5 m非機動車道和6 m人行道，路緣石類型由中央為防撞波形鋼梁變?yōu)榉雷舱臼呒苤骶€通行小客車，大型客貨車走地面，輔路新增地下管線。

3 結(jié) 論

本文以城郊公路市政化改造橫斷面設(shè)計為切入點，對比分析公路與城市橫斷面設(shè)計指標(biāo)的不同之處，提出公路市政化橫斷面改造設(shè)計方法，并結(jié)合濟南市工業(yè)北路快速路東延改造工程和武嘉高速至三環(huán)聯(lián)絡(luò)線（青菱湖西路-新武金堤路）工程實例進(jìn)一步驗證橫斷面設(shè)計指標(biāo)的應(yīng)用情況。隨著中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程進(jìn)一步加快，穿越城鎮(zhèn)地區(qū)的公路改造越來越多，市政化公路改造的設(shè)計思路與公路和城市道路設(shè)計思路有很大的不同，應(yīng)該認(rèn)真對照相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，考慮周邊用地性質(zhì)、交通組成、交通流量和居民需求，設(shè)計完善的道路橫斷面，助力我國城市道路建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展。

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作者簡介

蘇悅，碩士研究生，助理工程師，研究方向為道路工程。

（責(zé)任編輯：劉憲銀）