公路市政化改造的关键节点交通规划设计方法

张 华，杨 芬

（湖北省城建设计院股份有限公司，湖北 武汉 430051）

0 引言

随着我国大力推进和发展城市化，各类资源在城市得到了高度集中，人口资源、物质环境、社会状况、经济水平等都达到了空前的状态。为了更好地服务市民，为市民的生活和工作提供出行保障，需要建立道路交通网络，同时也可以更高效地进行物资运输和调配，因此加强城市道路工程建设非常关键。

在城市化改造过程中，原来城市周边的公路工程需要纳入城市道路系统中，然而由于城市道路与公路的设计存在显著差别，例如在交通功能上，城市道路需要提供机动车、非机动车和行人的通行，而公路以提供机动车长距离运输为主要目标；此外还存在设计荷载等级、道路指标、断面构造等方面的差异，这使得公路与城市道路之间的衔接设计非常关键，这些改造内容需要在设计阶段加以详细考虑，以提高公路改城市道路的设计质量[1]。

本文详细归纳了公路市政化改造的主要难题。首先剖析公路与城市道路在设计与运营上的区别；其次归纳公路改城市道路的主要内容，指出衔接区域的节点交通规划是影响设计质量与行车安全的关键所在；最后详细探讨了公路市政化关键节点的交通规划和组织方法，确保交通设计的安全性。

1 公路与城市道路的区别分析

公路与城市道路的本质都是道路工程结构，虽然两者设计的内容和原理基本相同，但是由于其运营环境和服务对象不同，因此公路与城市道路设计具有下列几种差异性[2-3]：

（1）道路使用功能的差别。公路以长距离运输为主体，因此往往仅设计机动车道，除部分低等级道路外，通常不考虑非机动车和行人对道路的使用需求。城市道路的设计是为市民的生产和生活服务的，除了主要设计机动车道之外还需要在道路两侧考虑非机动车和行人对道路的使用需求，方便道路交通与周边城市设施进行沟通，另外还需要考虑作为城市市政设施，应该为各类地上、地下管线等提供通道，因此城市道路往往具有多重使用功能。

（2）道路设计标准的差异。首先，城市道路和公路的道路类别不一样，公路的道路类别包含了高速、一级、二级、三级、四级公路，城市道路则涵盖了快速路、主干路、次干路、支路、步行街等类别，相互之间道路的功能和使用需求是不相同的。其次，城市道路和公路的设计与运营速度不同，公路的交通流较为单一，受到的干扰程度较小，往往行车速度较高，城市道路则包含混合交通流，行车速度受到干扰大而往往集散效率偏低。

（3）道路构造特点的差别。公路构造设计中主要考虑机动车道，根据交通运输需求设计为单向或者双向道路。城市道路不仅仅有机动车辆，还有非机动车辆和行人，因此设计构造存在差别，需要设置非机动车道和人行道。城市由于用地紧张，环境保护要求高，因此对于道路的排水问题需要详细考虑，应该进行系统排水并与城市的排水系统、水电系统和暖通系统等合并，形成统一构造与道路结构并行设计，为城市运营和使用提供支持。

2 公路市政化的关键节点设计

根据公路与城市道路设计的区别性，将公路进行市政化改造的过程中，就需要确保两者过渡衔接的合理性和顺畅性，这主要体现在连接区域(称为关键节点)的设计改造。对节点区域的设计改造，首先需要掌握节点的区位特点，其次需要明白节点范围的交通特点和组织情况，最后根据上述特点进行节点设计改造，满足改造衔接需求。

2.1 节点的区位分析

公路市政化使得公路往城市道路改建设计，城市的经济发展情况决定了城市扩展范围及节点区位特点，需要对公路转城市道路设计区域内的各种环境进行详细调研。

首先，明确节点区域内的经济发展状况，经济发展状况决定了改造区域内的道路服务功能。经济条件一般的情况下道路往往仅作为交通运输的平台，这与常规的公路并无显著区别，仅仅需要考虑市政化改造之后对人行道和非机动车道的增加。经济条件较好的情况下道路除了应具备交通基本运输功能，还有城市景观要求、市政公用设施要求等，相应的设计要求和复杂性也会增高。

其次，明确节点区域内的公路技术标准与城市道路标准的差异。根据节点区域所在城市区域特点，原来的公路技术标准往往不能满足该节点范围内城市道路的要求，因此需要对原有的技术等级、建设标准等进行调整以满足城市道路的标准要求，保证连接的平顺性。

2.2 节点的交通分析

决定公路市政化节点区域内的道路设计关键是交通特点，因此需要对交通现状进行调研分析。一般而言，干线公路被城市道路合并后节点区域内的交通量会快速增大，并伴随大量的非机动车辆和行人，这些区域内的交通流走向和组成特点是进行改造设计的关键环节。因此，首先需要确定交通流向特点，这决定了路线分支和交叉特点；其次需要明确交通组成特点，这决定了道路的设计宽度和所需要的机动车道、非机动车道和人行道的数量。

2.3 节点的交通组织规划

根据节点区位分析和交通状况分析，可以确定节点的设计改造方式，使得公路与城市道路之间的转换衔接完好。节点改造的目的是要满足基本的道路交通安全性，同时对涉及到的节点交叉口进行设计主旨确定，确保交通通行的效率，同时保障行车安全性。

具体的节点改造方法和交通组织规划有两种：对于交通通行量不大的情况，进行包括平面交叉口构建和设计；对于交通量很大的情况，需要设置立体交叉口。无论采用何种交通组织规划方法，都需要尽量建设交通冲突点，并使得主线交通流的通行效率能够基本得到保障。

3 关键节点的交通组织规划

根据前述分析，对于公路市政化的关键节点区域，可以根据交通通行量大小来确定采用平面交叉方法或者立体交叉方法进行节点区域内的交通组织规划[4]。

3.1 平面交叉组织规划

平面交叉就是将公路与城市道路进行主线连接，同方向的机动车和行人可以在道路两侧增设对应的道路，而其他方向的交通流或者主线岔流可以通过平面渠化的方式，设置路口和人行横道线、交通信号灯等，进行交通的控制设计。平面交叉的特点是设计比较简单，增加的道路工程量不大，但是会对主线交通存在一定的干扰，同时会增加较多的交通冲突点，这就需要控制好信号灯和交叉区域内的路线设计。

平面交叉口车流的交通行为，会产生交叉冲突点、分流冲突点和合流冲突点，而每个冲突点都是交通安全的潜在威胁点，因为冲突点附近的车辆具有多种交通选择，如果没有有序的指导就很容易发生撞车和追尾。冲突点的数量随着交叉路线数量增加而显著增加，交通事故发生率也增高。

为了降低平面交叉口的交通安全事故，需要进行很好的道路布局和设计。首先，交叉区域内道路设计指标应满足规范要求。平面交叉口范围内道路的坡度、视距、行车速度等都应该按照城市道路的技术标准设计。其次，合理选择路线交叉型式，根据改造节点区域内的路网功能、地形条件、交通流量、用地条件等参量，可以采用如图1所示的几种平面交叉型号。最后，通过设计手段减少交叉口冲突,划分好交通行驶区域，通过设置交通警示牌等交通安全措施，并设置摄像机，控制好交叉口的车辆交通行为，避免车辆突然停车、转换方向、改变速度等，提高通行稳定性。

图1 平面路线交叉的主要型式

3.2 立体交叉组织规划

节点设计区域内如果交通量较大，且存在不同行驶方向的车流汇入和分出，需要采用立体交叉的方式来降低非机动车和行人对机动车流的影响，与此同时可减小不同行驶方向机动车流的相互之间影响。

立体交叉型式的不同对于交通安全的影响也不同。如果交叉型式选择不合理将出现显著的安全隐患，例如菱形立体交叉在匝道连接处存在平面交叉问题而对行车安全不利；立交间距也会影响行车安全，立交间距大的事故发生率会小，间距过密则不仅仅降低主线的通行能力和行车速度，还会导致运行困难；匝道曲线半径也影响行车，因为曲线半径太小易使车辆在高速行驶下撞到两侧路障，反过来降低了行车安全；坡度和坡长也是导致交通事故的重要因素。

立体交叉设计包含了总体规划、交通流量预测、道路路线标准设计、立体交叉型式选择等。总体规划需根据立体交叉在综合交通规划中的重要性和交通运输流量统一进行布局规划，包括线路布置、平面线形、纵面线形、交叉口型式等要素。交通流量是立体交叉设计中需要确定的型式和规模的重要依据，交通流量的确定应该根据特定地点的交通运输现状，以及周边经济环境的发展特点，结合政府对该区域的政策等系列因素，综合考虑确定其未来交通的发展状况。立体交叉路线设计包含了平面线形、纵向线形和线形组合三大要素，涵盖圆曲线、缓和曲线和直线等组成。路线立体交叉的竖曲线一般需要根据立体交通空间进行设计，根据相交道路的高程特点进行选择，并确定适宜的竖曲线半径。

4 结语

随着城市化快速发展，原来城市周边的公路工程需要改建并入城市道路网络，而公路市政化的关键是连接区域内的节点交通组织，这需要对区域节点的社会环境、经济状况、交通特点等进行详细分析，从而确定平面渠化或立体交叉的交通组织设计方案，在确保交通通行效率的同时保障行车安全，使得公路与城市道路能够完好衔接。