公路市政化改造的关键节点交通规划设计方法

李 鑫

（安徽华运设计咨询股份有限公司，安徽 合肥 230031）

随着我国城市化建设进程的加快，城市空间出现一定规模的向外拓展，原来城市边沿或城市外部的公路区位发生变化，进入城区内部。为满足城市内部与外部的交通运输需求，需要对现有的公路进行市政化改造，保证公路与城市道路相接的关键节点位置顺畅通行，维持较高的道路通行能力和服务水平，保证交通出行安全与出行便利。

1 公路市政化改造的意义

1.1 城市道路与公路的对比分析

公路与城市道路由于运行环境与服务的对象不同，在设计标准、使用功能、道路构造方面具有较大差异。公路包含高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路，不同等级的公路具有不同的服务水平。交通流多为机动车交通量，无其他干扰交通流，主要满足中高速度、远距离运输需求，在交通规划设计中通常只设计机动车道，不预留非机动车和行人通道。城市道路等级种类较多，路网密度较大，这是由城市交通系统中复杂多样的交通流和交通需求造成的，主要包含城市快速路、城市主干路、次干路和支路等，交通流混合程度较高，在交通规划设计中不仅要考虑机动车道满足机动车交通运输需求，还要考虑非机动车和行人的交通需求。在西部等较偏远的城区，有时还要考虑过街的动物或野生动物群体。

公路的设计速度较大，高速公路的设计速度一般为80～120km／h，一级公路一般为60～100km／h，耳机公路设计速度一般为40～80km／h。城市道路中设计速度最高的快速路设计速度一般为60～100km／h，主干路一般在40～60km／h区间内。与城市道路相比，公路的竖曲线最小半径和最小长度较小，最大纵坡和横坡较大，最小圆曲线半径区别较大。

1.2 公路市政化改造的必要性与重要性

公路工程与城市道路工程由于主管部门和服务对象不同，本不属于同一个工程系统。随着城市的外延不断扩张发展，原有城市边缘的公路区位条件发生变化，需要纳入城市道路系统，因此要考虑城市道路中非机动车和行人的交通需求，对公路进行市政化改造，考虑断面结构、设计车速等要素的不同，对改造时的建设安全与改造后的交通服务进行需求分析和规划研究，保证城市交通系统的安全运行。

2 公路市政化改造的关键节点分析

2.1 公路市政化改造关键节点区位分析

随着城市的经济发展和城区外延扩张，公路的区位发生较大变化，与城市道路系统相接的节点即为公路市政化改造的关键节点。交通规划设计人员应对整个城市的土地利用空间变化、关键节点的区位变化和改造所需的道路构造变化进行充分调研。在改造的过程中，应考虑加入对非机动车道和人行道的改造，调整原有公路建设的技术标准和技术等级，在符合公路工程标准的情况下遵循城市景观标准和市政设施建设标准，保证公路与城市道路连接的平顺与通畅。

2.2 公路市政化改造关键节点交通现状分析

对改造的关键节点进行现状分析是公路市政化改造的第一步。关键节点区域内交通流的组成结构和交通量会因为市政化改造发生较大改变。因此要先确定交通流流线，从而确定路线的分支和交叉，特别是公路与城市道路若相接构成平面或立体交叉口时，应尽可能减少冲突点，保证主干路的车辆通行效率。其次依据交通流组成特点，确定道路的渠化设计形态和交通流组织形式。

2.3 公路市政化改造关键节点交通组织规划设计分析

依据公路市政化改造的关键节点区位分析和交通现状分析，可以确定公路市政化改造关键节点组织规划设计的方式方法。设置道路交叉口，对交叉口进行渠化设计，改善交通组织形式，加强交通管理都是目前比较常用的节点改造方式和交通组织方法。在公路市政化改造过程中，设计人员应保证改造后的干线公路设计标准符合《城市道路设计规范》和《城市道路交叉口规划设计规范》［1］，仍具备较高的通行能力，减少交叉流和转向流的冲突点，保证平交口的通行能力，保障行车安全。

对平交口进行渠化设计是常用的改造方式，包含利用物理隔离交通流和信控管理两个方面。平交口将公路与城市道路连接，不同方向的车流将会产生分流、合流和交叉冲突点，对交通安全起到负面作用［2］。可以通过渠化的方式设置平交口、过街横道线、交通信号机等。可以通过设置分隔带、安全岛等物理隔离方式，拓宽或增加平交口进口道，保证平交口的通行能力。信控管理包含设置标志、标线，信号灯的相位设计方案，交通管理法律法规设计，保证交通流的运行安全，提高交通流的通行效率。

构建立体交叉口是交通量较大时比较常用的一种改造方式，可以有效地减少不同方向的交通流的冲突点，立体交叉口主要包含分离式立体交叉口和互通式立体交叉口，互通式立体交叉口又可分为完全互通式交叉口和部分互通式交叉口［3］。立体交叉口的设置方式与公路的等级和交通流的流线有关，在设计过程中不仅要考虑线路布置、平纵线形、交叉口行驶等要素，还要考虑交通安全。

3 公路市政化改造关键节点交通规划设计流程

公路市政化改造关键节点交通规划设计流程主要包含四个部分，分别为：确定改造交叉口，制定市政化改造具体内容，编制市政化改造可行方案与优化关键节点交通规划设计方案［4］。

市政化改造的是根据公路将在城市道路系统中提供的交通供给量和实际交通量，确定需要改造的交叉口，尤其是对交叉口平面与立体的选择，若设置平面交叉口平交口的渠化方式、信控设施，若设置立体交叉口确立交叉口型式。平交口的设置形式不仅与交通量有关，还与交通流线、可能产生的交通冲突点有关。在考虑设置立体式交叉口时，产生的经济效果同样非常重要，需要充分考虑建造成本的成本回收的期限。

制定市政化改造具体内容，包括对横断面和路面结构的改造设计。在改造道路横断面时，不仅要考虑车道、设施隔离带，还要考虑公路作为市政设施后地下管线的布置与改造［5－6］。如高速公路和一级公路通常设置中央隔离带分隔不同方向的车流，市政化改造时可以保留中央隔离带或选择在公路外延拓宽车道宽度。若道路红线宽度可以满足车道拓宽要求，为降低改造难度，可以设置匝道，原有路堤可改建为道路主路，路堤两侧修建辅路，匝道将主路和辅路相连。改造路面结构时，对平交口来说，考虑对象包含左转交通流、平交口的信控方案与渠化设计，混合交通流的组织形式。分析改造关键节点的区位条件，对该区域内的交通供给模型进行分析，利用交通模型和现有交通数据对改造后的交通需求进行预测，把握交通规划设计的方向和平交口的可容纳通行量。选择适合该区位特点和交通量的平交口的渠化设计方案和各向交通流的信控方案。立体交叉口的设置在平交口设置的基础上，还要对各线路的交通功能进行必要的分割。要充分考虑关键节点区域的社会经济环境和自然环境，如风雪过大的城市坡度不宜过大，因地制宜，充分考虑，兼顾细节设计和宏观交通规划设计。

编制市政化改造可行方案不是针对于要改造的公路工程节点区域，而是要保证在改造过程中，尽可能不影响原有的交通流连续性。尤其是设置立体式交叉口中的互通式立体式交叉口时，改造施工工期较长，因此要将改造施工过程对原有交通流的影响降到最低。在施工方面，要充分运用各类施工控制技术，保证原有路基与施工路基结合部位的承载能力和容许应力值在较高水平，确保改造质量与安全。

制定具体改造内容和确立改造方案的可行性后，要对改造方案进行优化设计。可以利用仿真模拟软件对渠化后的平交口进行仿真，调整信号控制方案，尤其是对关键节点区域的出入口管理设计。公路市政化改在后融入城市道路体系内拥堵的原因之一就是道路出入口设置不当因素造成的，出入口处是整个路段的“瓶颈”之处，公路与城市道路的连接设置不合理，势必会造成交通拥堵。关键节点区域是交通流的主要集散区域，易出现各类交通异常现象，对关联区域及整体路网交通流通行产生一定影响。利用仿真软件可以对市政化改造的具体方案进行交通仿真，将改造前和改造后路段速度、延误时间进行对比，分析仿真结果，对改造方案进行客观定量的评价，不断调整参数，达到交通规划组织的最优方案。

4 结语

本文简介了城市道路和公路的区别，提出了公路市政化改造的必要性与重要性，对公路市政化改造的关键节点进行区位分析、交通现状分析和交通组织规划设计分析，提出了公路市政化改造关键节点的交通规划设计流程的四个步骤。交通规划设计人员在对公路市政化改造时，要抓住主要问题也就是关键节点区域的改造设计，综合考虑关键节点的交通特点与社会经济环境，保证通行能力与服务水平，确保公路工程与城市道路工程的紧密结合，满足出行需求和交通安全。