城市道路网设计及预估思路研究

张荣 周应生

摘 要：该文基于笔者多年从事城市道路设计的相关工作经验，以中小城市道路网设计为研究对象，分析了中小城市道路网规划的方法与预估体系，论文从交通分配方法开始着手，进而探讨了道路网规划设计的原则和思路，然后指出规划设计中存在的问题，最后给出了具体的预估方法与指标，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：中小城市 道路网 规划 设计 指标

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-0-02

目前，大城市的交通问题已引起了社会的广泛关注，人们正在研究并制订相应的解决办法。而中小城市因其自身的规模、性质、功能以及所处的地位的不同，其面临的交通问题，既有与大城市相同之处，但更多地有其自身的特点。一般而言，中小城市规模较小，城区范围不大，城市道路密度较低，道路宽度相对较窄，等级不高。公共交通水平低下，公交车辆较少，班车间隔时间较长，居民出行主要依靠步行、自行车等个人体力交通方式。同时，长期以来，中小城市由于投入资金的限制，加上缺乏有效而足够的交通管制设施和措施，交通堵塞、车多路少、出行困难、交通事故频发等一系列交通问题的矛盾在当前已变得突出起来。随着中小城市的城市化水平及人民生活水平的提高，城市道路交通将面临更加严峻的挑战。目前看来，中小城市道路的问题主要表现在：（1）路网功能级配结构不合理，造成道路系统功能紊乱；（2）道路总体建设水平偏低，道路网系统性差；（3）规划建设标准不合理；（4）道路设计功能概念不清，道路安全性较差；（5）路网节点不畅，路段与交叉口通行能力不匹配；（6）道路网发展造成城市历史文脉的不同程度破坏；（7）道路网规划建设方案弹性较差，没有很好考虑其防灾功能。诸多问题导致了城市交通供需的严重失调，降低了人们的生活条件和生活水平，所以从根本上来把握这些问题本质，解决这些矛盾是城市交通迫在眉睫的事情。

1 交通分配法研究

交通分配是城市交通规划的一个重要环节，所谓交通分配就是把O-D量分配到具体的交通网络上，通过交通分配得到的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划网络是否合理的主要依据之一。通常把交通分配方法分为平衡模型与非平衡模型。平衡交通分配模型比较适合于宏观研究，而非平衡交通分配模型结构简单、计算简便，在实际工程中应用广泛，效果良好。非平衡交通分配模型按其分配手段可分有迭代与无迭代两类，按其形态可分为单路径型与多路径型两类，因此，非平衡分配模型可分为最短路分配、容量限制分配、多路径分配、容量限制-多路径分配四种方法。一般来说，有迭代方法优于无迭代方法，多路径型方法优于最短路型方法。这里只介绍容量限制-多路径交通分配法，此方法考虑了路权与交通负荷之间的关系及交叉口、路段通行能力的限制，分配结果更合理。采用这种方法分配出行量时，需先将O-D表（n×n阶）分解成K个O-D分表（n×n阶），然后分K次用多路径分配模型分配O-D量，每次分配一个O-D分表，并且，每分配一次，路权修正一次，直到把K个O-D分表全部分配到网络上。一般取5级分配就能满足精度要求，此时每次的O-D量分配率为30%，25%，20%，15%，10%。另外，各出行路线被选用的概率可采用Logit型的路径选择模型计算。

式中

—O-D量T（r，s）在第k条出行路线上的分配率

—第k条出行路线的路权（行驶时间）

—各出行路线的平均路权（行驶时间）

—分配参数，一般为3.00～3.50

m—有效出行路线条数

在此模型分配时，需要确定每一O-D点对（r，s）的有效路线及有效出行路线。定义有效路段[i，j]为路段终点j比路段起点i更靠近出行终点s的路段，即沿该路段前进能更接近出行终点s。有效出行路线必须由有效路段所组成，每一O-D点对的出行量只在它相应的有效出行路线上进行分配。

2 设计方法

对于路网方案设计问题，一般分为定性的和定量的两种。定量方法在第一章中讨论过，这里不再叙述。实际运用中，一般还是以定性分析为主，交通分配的定量分析为辅来不断调整规划方案。

2.1 规划原则分析

城市道路系统首先应满足人流、客货车流的安全畅通，同时应反映出城市风貌、历史和文化传统，为地上地下工程管线和其他设施提供空间，并满足城市日照通风与城市救灾避难要求。在进行城市道路系统规划时，应对上述功能综合考虑、相互协调。满足城市交通运输要求是道路网络系统规划的首要目标，为达到此目标，规划的道路网络系统必须“功能分清，系统分明”，为组成一个合理的交通运输网络创造条件，是城市各交通区之间有“方便、迅速、安全、经济”的交通联系。这种道路网络系统由交通性与生活性两种道路组成，按道路在城市中的地位、作用、交通性质、交通速度及交通流量等指标，可将道路分为快速路、主干路、次干路及支路四类。城市快速路主要为大城市大量、长距离、快速交通服务，一般是指除一环路以外的环城路。城市主干路（亦称主干道）是以交通功能为主，连接城市主要分区、外围组团的干路，即为城市交通源例如车站、码头、机场、商业区、厂区等之间提供畅通的交通联系，它通常是城市路网的骨架。由于主干道上车速高，通行能力强，对城市用地具有较强的分割作用，且有利于周围土地的开发利用，从而为构成城市各功能区起主导作用。有关资料表明，加速城市主干道骨架的建设、完善及畅通道路网、提高车辆通行能力仍是缓解城市交通压力的首要任务。另外次干路主要作用是与主干路结合组成道路网，作为主干道的辅助道路，起集散和分流、吸引交通的作用，兼有生活服务功能，以满足分区的生产生活需要。由于其交通量较小，车速较低，次干路两侧可布置为城市服务的大型公共设施，如商店、剧院和体育场等，以充分发挥其服务功能。支路则是次干路与街坊路的连接线，解决局部交通问题，以生活服务功能为主。

2.2 布局规划思路研究

城市道路网络系统是由于城市的发展，为满足城市交通、土地利用及其他要求而形成的，城市道路网络系统的布局与形态取决于该城市的结构形态、地形地理条件、交通条件、不同功能的用地分布等。目前常用的道路网布局有四种形式：方格网，环形放射网，自由网，混合网。（1）方格网（棋盘式）。每隔一定距离设置纵向的、和横向的接近平行的道路，但由于地形和历史等原因，方格网一般不一定是严格垂直和平行的。这种布局的优点是：①布局整齐，有利于建筑布置和方向识别；②由于多为四肢垂直交叉口，简化了交通组织和控制。缺点是：道路非直线系数比较大，一般在1.27～1.4之间。方格网适用于地势平坦的中小城市以及大城市的局部地区的干道网。（2）环形放射式。环形放射式的道路网由若干条环线（不一定成圆形）和起自城市中心或环线上的某一点的射线组成。这种布局的优点是：①有利于市中心与各分区，郊区的交通联系；②非直线系数较小，一般在1.1～1.2之间。缺点是：围街道形状不够规则，交通组织比较复杂。环型放射式道路网一般适用于大城市和特大城市的主干道网。（3）自由式。受历史原因、山地、河流的影响，道路的线路走行无一定规则，形成自由式。这种布局的优点是：①能充分结合自然地形；②节约道路工程费用。缺点是：通路线路不规则，造成建筑用地分散，和交通组织困难。自由式适用于山区城市和河流较多的城市。（4）混合式。因地制宜，将上述两种、或三种道路网形式的混合在一起。混合式使用得当可以尽得各式样的优点、扬长避短。

3 设计要点

（1）城市进出口道路大多是公路与城市道路交接处，具有集散性、开放性、发展性等基本性质。它对城市道路网整体功能的发挥，进出城及过境交通的安全运行，起着举足轻重的作用。在进行进出口道路规划设计时，应综合考虑城市道路网的型式、商业服务设施配套建设、城市自然地理地貌条件、和相连接主干道的总体布局、城市用地发展等因素。（2）充分结合地形、地物、地质条件。道路与自然条件结合得好，也为其两侧的建设开发提供了良好条件，有利于保护城市环境。（3）创造良好的城市环境与街道空间。把握好道路及两侧建筑尺度，体现以人为本思想，创造宜人生活环境，注意保护和挖掘城市特色。（4）城市道路在进行红线规划时，根据道路的不同功能要求，不仅要考虑满足近期机动车、非机动车、行人行驶等要求来研究其路幅宽度及型式，更要考虑各类型车道的合理分配及其断面型式的远近期结合以达到远近期的合理过渡。（5）新旧路网在风格上应统一，除了在名称上、线形上、宽度上、板块上互补以求得完整统一外，还常常在绿化、照明、栏栅等方面有一定的共同之处。在新旧路网的结合部可插入交叉口、转盘或树木、雕塑、小品等方法达到渐次和谐的变化。（6）新区的路网除与旧城区主次干路及对外交通道路衔接以外，可以摆脱旧城区的现状束缚，充分发挥道路工程规划设计思路，谋求其便捷、美观、技术经济合理的最终目标。但此时仍应清醒地认识到中小城市道路系统所应具有的特点，即支路网密度较高，道路等级较低，合理配置交通性干路、生活性干路，保证足够的支路密度。（7）旧城区的路网结构一般不宜做大的调整，否则旧城历史风貌和文化传统将遭到严重破坏。在不破坏现状路网结构的前提下，适度提高现状道路等级，大量的街坊路要予以保留和改造，不能以规划了若干主次干路为由而大量取消街坊路，街坊路可根据总体路网布局按城市支路等级加以控制。（8）许多中小城市都是沿交通干线发展起来的，并将其作为城市主干路，随着城市规模大，过境交通量及市区交通量增大，原则上应将过境交通甩出市区以外，开辟切线而过的过境路。

4 技术预估方法研究

有了不同的规划方案后，就需要预估方案的优劣，从中选择最优的方案。对于规划方案的预估，包括三方面的内容，即技术预估、经济预估和社会环境预估。要对路网运行质量进行预估，需要建立相应的预估指标体系。建立预估指标体系的原则是：

（1）科学性：预估指标必须科学的、合理的、客观的反映城市路网性能及影响；（2）综合性：指标体系应全面的、客观的、综合的反映城市路网规划方案的性能和效果；（3）可比性：预估必须在平等的、可比的价值体系下才能进行；（4）可行性：预估指标体系应定义确切、意义明确，并且力求简明实用。

根据交通规划层次和要求不同，对规划方案的技术预估可以从两个层次来分析。

第一层次是城市交通网络总体性能预估，是从城市交通网络整体出发，从城市总体规划、城市交通远景战略规划的角度来分析预估交通网的总体建设水平、交通网络布局质量、交通网总体容量等；第二个层次是城市交通线路节点性能的预估，是从单条线路或单个交叉口出发，分析交通线路或交叉口的容量、服务水平、延误、事故等，适用于中长期综合交通和近期治理规划。

对于上面两个层次可选用的指标较多，这里不一一列举，主要选取下面5个指标：

（1）干道网密度

干道网密度是城市道路网的一项重要预估指标，其计算公式如下：

LF

式中：—干道网密度（km/km2）

F—城市建成区用地面积（km）

—主、次干道各路段长度（km）

由于快速路、主干道、次干道的通行能力不同，因此，还应该计算由换算长度得到的干道网密度，换算可根据道路的通行能力进行。市中心区干道网密度可大些，郊区可小些。中小城市干道网密度可小些；道路较窄，则干道网密度宜大些，反之，可小些；山区城市干道网密度要比平原区城市大得多。

（2）人均道路面积

人均道路面积亦称道路占有率，这个指标最能综合反映一个城市的交通拥挤程度，其计算公式为：

式中：—道路长度和宽度（m）

n—城市居民人数（人）

（3）等级级配

等级级配指建成区内快速干道、主干道、次干道、支路等不同等级道路数量比例。美国城市道路网的建议级配结构为主干道、次干道、集散道路、地区道路的长度分别占道路总长度的5%～10%、10%～20%、5%～10%、60%～80%。日本名古屋市规划道路网的级配结构为快速路、基干道路及其他道路长度分别占道路网总长度的3.3%、13.3%、83.4%。从我国规范给出的路网密度可以推算出从快速路到支路的比例约为1∶2∶3∶7，大体呈现为上小下大的金字塔形结构，等级愈高比重愈小。总之，道路网必须有合理的等级级配，以利于各类道路功能的充分发挥。对于不同性质、规模和结构的城市，其各级道路里程所占比重以多大比例为好，合理的变化范围如何，这些还有待进一步研究，但等级愈高其里程愈短比重越小，则是肯定的。

（4）路网负荷度

路网负荷度指路网的实际交通量与通行能力之比。反映了路网对交通量的适应能力，同时从整体上表现了路网的畅通性，其计算公式为：

式中：

—路网中第i条路段的分配交通量

—第i条路段的通行能力

—路网中第i条路段长度

（5）路网通达性

对于城市道路网，路网功能发挥很大程度取决于支路网的通达性。支路就是交通生成点与干路系统之间的过渡性设施。支路的通达性主要是指支路在次干路与街坊内部道路之间的连接和覆盖情况。支路的密度高，通达性好，则可以很好的分离不同性质的交通流，减小干道系统的交通压力，使不同类别道路的交通功能充分发挥出来。

由于街坊小区的形状和面积不同，此指标难以定量确定，但可比较规划路网相对于现状路网的改善效果。

5 结语

近年来，随着中小城市发展和人民生活水平提高，城市道路交通面临更加严峻的挑战。许多中小城市正进入新一轮总体规划修编时期，该文针对其提出了从现状调查分析到规划方案预估和建设项目排序的一套中小城市道路网规划方法。

该文主要在如下两个方面做了研究：

（1）路网规划设计阶段，这里还是按常规方法，参考城市总体规划及分区规划中的路网系统方案，根据城市形态及发展趋势确定一个初始方案，通过交通量分配和分析，不断调整方案，直到规划方案可行、合理。其中针对中小城市提出了路网方案设计中的一些合理化建议。（2）路网规划方案预估阶段，针对中小城市路网的特点及路网功能的发挥，在技术预估中选取了等级级配和路网通达性指标，路网必须有合理级配，支路网有较好的通达性，才能充分发挥各类道路功能。同时说明了经济预估和社会环境预估的指标以及综合预估的

方法。

参考文献

[1] 王炜，过秀成.交通工程学[M].南京：东南大学出版社，2000.

[2] 杨明，曲大义，王炜，等.城市土地利用与交通需求相关关系模型研究[J].科技资讯，2002，19（1）：72-75.