城市化发展下高速公路路线设计指标研究

万润

（湖北交投实业发展有限公司，湖北 武汉 430000）

0 引言

随着经济的持续高速发展，我国的交通道路面临着越来越大的压力。尤其是随着城市化进程加快和交通需求的增长，高速公路的使用频率越来越高，承载的压力也日益增大。为保证交通安全，在高速公路设计中，设计人员应从使用者的角度出发，采用人性化观念科学地设计道路路线。此外，为确保高速公路设计的科学性，需要采用科学的路线设计技术，从源头上降低高速公路事故的发生率。

1 高速公路线路选择概述

高速公路线路规划是整个高速公路建设过程中的关键环节。许多车辆在特定路段的速度很大程度上依赖公路路线选择，若出现不合理的设计或路线选择，容易发生车辆车速偏快等情况，提高交通事故发生率。因此，进行高速公路路线设计时，要对驾驶人员的感受做好充分调查，采用人性化设计理念，提升设计线路科学性，降低交通事故发生率。此外，选择高速公路线路时，要保证整个道路起点、终点及控制点符合相关规范和要求，按照设计标准做好规划和设计，最终选择较为合适的路线。

同时，进行高速公路线路选择时，要对各种因素进行综合考虑，主要包括社会状态、周围生态、地理状况、运输要求、政治因素等。

首先，为提升整体交通运输效率，要对路线合理与否、建设规模是否符合相关需求和标准等进行综合考量，预判高速公路线路对社会、经济、政治方面的影响，以提升高速公路的整体运输效率。

其次，为保证道路设计方案的合理性和科学性，要对多方面因素进行考虑，可通过收集群众意愿、组织专家论证等方式得出相应结果，同时应做好问卷调查，对现场进行实时勘探，以便作出科学论证。

最后，为提升工作效率，降低建设成本，还要合理借助科技手段，如进行模型预测，对交通量进行精准计算，总结合理方案，进而协调各项因素，设计出既符合相关标准又能达到预期目的、符合民众需求的设计方案。

2 高速公路路线设计原则

2.1 安全性原则

高速公路路线设计的首要原则是确保道路的安全性和可靠性，以保护驾驶员、乘客和行人的生命和财产安全。设计人员在制订高速公路路线方案时，应严格遵守各项规定和指标，将保护驾驶员和行人安全放在核心位置，综合考虑各种影响因素，提高道路的安全性和可靠性，保障公众的出行安全。

2.2 可持续性原则

设计人员在高速公路方案设计时应避免资源浪费，如减少土地占用、减少对水资源的消耗、减少对当地社区的干扰等，最大限度地降低对环境和社会的影响。此外，在设计道路方案时，应优先考虑采用绿色技术，以降低能源消耗和碳排放量，实现经济的可持续发展，促进交通建设的可持续发展，营造更宜居的城市环境。

2.3 区域性原则

设计人员在规划高速公路路线方案时应关注不同区域的特征，如天气、地势和风俗文化等[1]。例如，高速公路路线设计应充分考虑地形地貌的特点，以确保道路的安全性和稳定性。通过综合分析地质、水文、地貌等相关因素，选择最佳路线，减少对环境的破坏，提高路网的可靠性和可用性。此外，高速公路作为交通基础设施的重要组成部分，其路线设计应考虑区域发展因素，通过合理规划和布局，促进区域经济发展，改善交通条件，加强不同地区之间的联系和交流，打造更加安全、高效、可持续的高速公路网络。

2.4 自然协调性原则

自然协调性原则要求在高速公路路线设计中尽量减少对自然环境的破坏。通过选择与地形、植被、水文等自然条件相协调的路线（见图1），可以最大限度地保护生态系统的完整性和稳定性，减少对动植物栖息地的干扰和破坏。同时，在设计过程中也应考虑生态补偿和环境保护措施，以实现可持续发展目标。在高速公路路线设计中，应合理选择路线，尽量避免对具有历史、文化、艺术价值的景点、建筑物等造成破坏，保护和传承地方文化的多样性和独特性。同时，在高速公路路线设计中，应充分考虑土地利用、水资源利用等方面的因素，避免过度开发和浪费自然资源。总之，在高速公路路线设计中，应通过科学规划和设计，最大限度地利用已有的交通设施和土地资源，降低对自然资源的消耗和破坏，实现高速公路的可持续发展。

3 郊区高速公路

随着城市化进程的加速，带来了两个主要交通问题：一是城市向高速公路建设用地的扩张，二是城市交通拥堵问题日益严重。郊区高速公路的建设在这种情况下具有显著优势，不仅可以分流城市内部的交通，减轻城市道路拥堵，提高通行效率，而且可以打破城市与郊区的地理障碍，推动郊区经济的发展。

通过提供更便捷的交通条件，郊区高速公路能够吸引更多的投资和资源流入，为其企业、工厂和商业区的发展提供动力。同时，郊区居民也能因此获得更便捷的通勤方式，郊区高速公路可缩短居民到城市的通勤时间，提供更多就业和教育机会，从而提高居民的生活质量[2]。

然而，也不能忽视郊区高速公路建设带来的一些问题。首先，可能对周围的自然环境造成破坏，如树木砍伐、土地开垦等，对生态系统产生负面影响。其次，高速公路的使用可能产生噪声和空气污染，给周边居民和动物带来不利影响。最后，郊区高速公路的建设可能会导致城市与郊区的物理隔离，形成“分割效应”，这可能限制城市与郊区的交互和发展，甚至可能导致郊区内部的社区、农田等资源无法互通。

为避免郊区高速公路建设带来城市的不均衡发展问题，降低城市规划和资源管理难度，建设者在规划和设计郊区高速公路时，必须充分考虑环境保护和可持续发展的原则，注重生态修复和环境保护，并合理控制车辆通行量，提倡绿色出行方式。此外，应加强对城市和郊区之间交通联通的规划，促进城市与郊区的协调发展，以最大限度地减少郊区高速公路建设可能带来的负面影响。

4 城郊高速公路路线设计

4.1 横断面

进行横断面设计时，要综合考虑高速公路修建的地理环境和经济因素，采用整体式路基，以保证路基的牢固性，提升公路安全性。以下是典型的城郊高速公路横断面设计要点及相关技术指标和设计要求：

第一，城郊高速公路设计通常采用双向四车道或双向六车道，具体车道数量根据交通量和设计速度来确定。双向四车道适用于交通量较小的区段，双向六车道适用于交通量较大的区段。根据城郊高速公路交通量和道路等级，车道宽度一般为3.5～3.75m。高速公路主线车道宽度可适当增加到3.75～3.85m。为提高行驶安全性和交通效率，城郊高速公路通常设置有分车带。分车带宽度一般为1.5～2m，通过分车带可将来往行驶的车流分开，减少车辆间的摩擦和冲突。

第二，城郊高速公路需设置一定宽度的路肩，以便于紧急情况下的车辆停靠和故障车辆移除。路肩宽度一般为2～3m，其具体宽度主要取决于交通量和道路等级。

第三，城郊高速公路中央隔离带用于分隔双向行驶车辆流，提高交通安全性。中央隔离带宽度一般为3～10m，具体取决于交通流量和道路等级。

第四，城郊高速公路需设置合理边坡和排水设施，以确保道路稳定和良好的排水效果。边坡坡度和坡度比需根据地形和土层条件进行设计。

第五，城郊高速公路需在适当的位置设置相应数量的路灯和标志牌，以提供夜间照明和交通指示。

第六，城郊高速公路紧急停车带设置在机动车道外侧，用于紧急情况下的车辆停靠。紧急停车带宽度一般为3m，是紧急停车时的安全区域。

第七，城郊高速公路应设置休息区、加油站、服务区等其他设施，方便驾驶人停车休息和获取相应服务。

4.2 平面设计指标

4.2.1 平面直线设计要点

设计速度应根据交通流量、地形条件和路段功能等因素确定，以确保车辆在直线段上行驶的安全性和顺畅性。直线段的视距也是重要考虑因素，即驾驶员能够看到前方道路情况的距离。在设计过程中，需要考虑直线段的弯曲度、横向坡度和交通流量等因素，以确定适当的视距要求，确保驾驶员能够及时发现和应对道路上的障碍物和变化。

城郊高速公路的直线段通常需要设置超车道，以提供车辆超车的空间和条件。超车道的设计应满足设计速度和交通流量的要求，并兼顾交通安全和通行效率等因素。

直线段的车道宽度合理能够确保车辆的行驶安全。因此，在设计过程中，需要根据交通流量、车辆类型和设计速度确定适当的车道宽度，以满足车辆行驶需求[3]。

此外，直线段还需要设置轴线和中央隔离带，以分隔行驶方向和确保交通安全。在设计时，需要考虑交通流量、道路宽度和安全要求等因素，确定适当的轴线和中央隔离带宽度。

4.2.2 平面曲线设计要点

进行平面曲线设计时，应根据设计速度、车辆类型和交通流量等因素确定适当的曲线半径，以保证车辆在曲线段上行驶时的稳定性和安全性。研究结果表明，曲线半径在400m 以上时，事故发生的概率较低。因此，应控制平面曲线半径在400m 以上。此外，将平面曲线的转角控制在45°以上也有助于降低安全事故发生率。

4.3 纵断面设计指标

高速公路纵断面技术指标是公路设计中非常重要的因素，包括道路的纵向坡度、横断面形状及桥梁设计等方面，设计人员应根据具体的地理环境和交通需求，结合相关标准和规范，合理设计纵断面。以下是一些常见的纵断面设计指标：

第一，路面纵坡是指路面在纵向上的倾斜度。城郊高速公路的纵坡应根据水文条件、排水要求和车辆行驶安全等因素来确定。纵坡设计应均匀、平缓，不应过陡或过缓，以减少驾驶员疲劳和车辆油耗。

第二，城郊高速公路的路面结构应根据交通量、设计速度和地质条件等因素来确定。一般来说，路面结构包括路基、基层、面层等。路基主要是承载交通荷载并分散荷载到地基或地面的结构，基层是保护路基结构，面层是提供平稳行驶的表面结构。这些结构厚度和材料选择应根据交通量来确定，以确保路面的稳定性和耐久性。

第三，城郊高速公路纵断面设计应考虑潜在的交通需求和未来扩容的可能性。因此，一般应预留一定的超高和超宽，以方便将来扩建和改造。

4.4 交叉口设计指标

城郊高速公路交叉口设计需要考虑以下指标：

第一，根据交叉口与高速公路的重要性和交通量，确定交叉口的设计等级，如全交通流量控制、半交通流量控制及服务道路交叉口等。

第二，针对常规交叉口，可根据交通量和等待时间，确定合适的排队长度，以保证交叉口交通流畅。可采用分离式、立体交叉等模式以有效满足民众的出行需求，但这种立体交叉的形式会对公路两侧的交通造成一定影响，因此在进行城郊高速公路的路基建设过程中，可考虑采用跨线桥设计。

第三，对于交叉口的弯道部分，可根据设计速度和车辆类型，设置合适的弯道半径，以确保车辆安全通行。同时，应根据交叉口类型和交通流量，设置合适的交叉口信号灯和交通标志，提高交叉口的安全性。

5 结语

近年来，我国不断推进城市化进程，城市规模也随之逐渐扩展到郊区。郊区高速公路纳入市区高速公路后，会为城市发展提供较大帮助，并极大地便利民众的日常出行。因此，在城市化改造过程中，需要重点关注高速公路的线路规划，深入了解高速公路的建设指标，从综合交叉口、设计平面、横纵断面等几方面加强分析，为城市化建设做好基础设施保障。