港区道路路线市政化设计探讨

赵 宇，赵发祥，崔江浩，张显威

（1.秦皇岛港股份有限公司，河北秦皇岛 066002；2.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300220）

引言

港口道路和市政道路从设计体系来说是两种不同的体系，市政道路的设计体系是解决行车舒适性和服务性的问题，从道路承受荷载的角度，市政道路车辆多为小汽车和普通货车为主，因此市政道路设计重点放在了道路几何线形的合理搭配和交通标志、标线的导引上，而港口道路属于水运工程构筑物的范畴，是解决生产运输功能性的问题，道路的走向和线形都服从平面总体布置。近年来随着对港口道路品质要求的提升，尤其是港区与市政（公路）衔接的疏港道路对道路几何设计要求的提升，先进的市政道路设计经验应该被逐步尝试并引用到港口道路的设计中。

1 国内外研究现状

Parham Pahlavani等[1]将研究因素由路线本身转为车辆驾驶员，通过对近百位驾驶员的跟踪观察与走访，分析驾驶员对于多目标路线选择的喜好，对比研究了驾驶员的路线选择偏好，并将其作为影响因素，研究该因素对于道路选线的间接影响。冯玲军[2]结合国内道路设计规范与常规设计方法，对公路选线中的重难点进行明确，并提出了相应的应对措施与设计质量控制点。赵海云[3]也结合国内道路设计规范与常规设计方法，根据自身公路设计经验，针对于我国常规公路路线选线，提出具有一定概括性的路线设计原则与注意事项。陈汝名[4]运用多种研究分析方法，在考虑常规道路设计控制因素的基础上，综合考虑施工效率、运行效率、施工安全、车辆运行安全等方面，因素考虑更为全面、具体，并且结合实际工程实例，提出具有一定创造性的设计方案。刘孝康[5]通过研究分析大量公路交通安全事故数据，总结与分析出对于公路路线设计影响较为深远的安全评价因素，且结合实际数据进行分析，分析结果具有较强的说服性。王峰娟[6]围绕着自然环境保护进行公路选线研究，强调公路选线需要最大程度保证所经区域的自然原始性，尽可能的减少对于自然环境与动植物的扰动，同时路线设计可以与周边环境进行有机结合，不仅提高驾驶员的驾驶体验，减少交通事故发生概率，同时也能提高周边环境价值，实现多赢。眭南[7]将研究视角移至农村公路，结合农村地区发展实际情况以及农村地区公路选线影响因素，结合实际工程，概括提出了相应的影响因素，并且着重对低等级农村公里的路线选择影响因素进行阐述。童韬[8]以环境保护作为选线方案评价重要因素，提出了在环境单一的区域，应该着重对重要的环境因素进行考虑，尽可能规避对于单一环境因素的破坏，保证道路所经区域的环境不受到影响。

以上研究主要集中在公路选线的问题上，由于港区道路主要受总平面规划的影响，其在平面路线上的舒适度是很少被设计者考虑的，因此本文对港区内内部道路的设计展开探讨。

2 项目概况

秦皇岛港西港区戊、己码头区，周边已建成配套运输道路，周边有己西路（汤河路）、敬业路、己场五道、戊西路、创业路、幸福道、平安道等疏港路。外部西港路和东疏港路两条主干道与秦皇岛市区连接，形成了两个主要的货物出入口。秦皇岛港路网规划如图1所示。

图1 秦皇岛港路网规划图Fig.1 Road Network Planning of Qinhuangdao Port

近年来由于秦皇岛环保要求提高，杂货公司生产受环保影响越来越大，杂货公司面对新形势，需要积极调整货源结构，优化集疏港、倒运车辆的运行路线，规划口门建设，为杂货公司以后的生产运行提供保障。秦皇岛港西港区交通组织如图2所示。

图2 秦皇岛港西港区交通组织图Fig.2 Traffic Organization Map of Qinhuangdao Port West Port Area

3 路线设计中存在的问题

3.1 道路平、纵线形设计

道路的线形是以平面线形、纵断面线形和横断面线形而组合成三维立体的形状出现在驾驶员视线中的。交通事故的发生与平面线形和纵断面线形不当组合有很大的关系。这是因为组合不当的线形容易给驾驶员带来视觉和心理上的错觉，并且对于车辆行驶的受力状态有不利影响。在受力的理论角度上讲，平曲线中包括竖曲线时，会让行驶车辆的受力状态变的复杂，增加行车过程中受力的不稳定性。通过对多个港口项目的实际使用运营情况的调查分析发现：交通事故的发生，有一部分因素是由于道路线形组合设计的不合理所导致的[9]。

3.2 交叉口设计

与一般的市政道路交叉口设计不同，港区内部的道路主要供大型车辆行驶，为了使港区通行能力和交通运输安全有更大的保障，通过对港区内部的交叉口交通行车安全进行研究，在视距方面，得到大型车辆和小型车辆的区别，从而得到更好的交通安全设计与交通组织管理，是国内港口正在面临的一个比较普遍的问题。

3.3 改扩建线形接顺问题

改扩建道路线形设计的特点从宏观的角度出发，线形设计应该和新建道路一样，严格按照相关的规范和标准进行设计。但是从微观的角度出发，在改扩建道路线形的设计过程中存在着许多不同之处，具体的区别主要体现在以下两个方面：

1）改扩建道路是在原有道路的基础上进行的工程，为了最大程度的减少资源的浪费和节约改扩建道路的成本，不仅要使改扩建的设计满足道路设计的要求，而且还要对原有的道路资源进行充分的利用。因此，为了使改扩建道路线形的设计方案符合实际情况，就需要在进行改扩建线形设计时，对原有的道路进行充分的地质调研和路况的深入分析。进行路线改造的道路通常具有较长的使用年限，受到自然因素和荷载的影响，有的道路路基会发生变化，在进行改扩建道路设计时，要将路基的变化作为重要的考虑因素之一，这与新建道路的线形设计存在着一定的区别。

2）对平纵组合不当的线形设计进行调整是道路路线改扩建工程的重要内容，为了达到完美的效果，对改扩建的过程要统筹兼顾，有时要改变平面线形的走向。由于原有的道路在使用的过程中受到长期的养护和管理，在有的路段会出现平纵组合不当的情况，因此在进行改扩建道路线形设计的过程中要对其进行充分考虑，根据设计需求进行相应的调整。

4 路线问题解决方案

在道路路线的设计中，综合考虑道路功能、行车安全、自然环境等因素是必要的，不但要综合考虑实际地形和地质进行选线，而且要保证所选线路的安全：既要充分考虑到道路本身设施的安全和道路运营过程中的安全，又要减少甚至消除道路上的多发事故点；要尽可能的采用合理的平纵线形组合的措施，从设计上解决行车安全问题。

4.1 平面设计

本工程两侧沿路建（构）筑物较多，原道路中心线以直线为主，因此设计时以道路平面线形尽量与现状保持一致为第一原则，利用原有中心线确定改扩建道路中心线大致范围，再进行设计，尽量在满足规范的基础上使每侧贴近现状路边缘，可使工程量降为最低。

4.2 纵断面设计

在纵断面设计中，交通安全的影响因素主要有以下三点：纵坡、坡长和竖曲线半径。在设计上，要保证汽车安全行驶的要求是：纵向坡度尽可能平缓；宜缩短陡坡的长度，较长坡长的坡道的纵坡坡度应严格符合要求：尽量减少纵坡度的变化，特别应该注意一定要避免急剧起伏变化，使纵坡尽可能的均匀。使纵坡坡度尽量小，同时竖曲线的半径尽量大。可为驾驶员提供良好的视距，使其超车安全，同时也有利于正常行车的安全。

在改（扩）建路线平面设计的过程中充分利用原有道路的纵断面，并因地制宜地进行取舍。纵断面设计时，需要分析原有道路和改扩建规划中道路的横坡度，新旧道路的横坡相差不大，根据原有道路的实测高程考虑加铺厚度计算出改扩建路面的中线标高。

4.3 交叉口设计

本工程交叉口采用如下的设计原则：平面交叉口范围内两相交道路应正交或接近正交。新建的道路与现有的等级较低的道路相交时，其交角应大于70 °，如果交角过小无法调整，则等级较低的次要道路在交叉口附近的一定范围内调整局部线路；平面交叉口范围内的道路应尽可能的采用直线；当无法采用直线时，采用曲线的曲线半径宜大于不设置超高的最小圆曲线半径；一般新建道路的道路交叉口，引出道路的方向数量不得超过5个，改建道路引出的道路的方向数量不得超过6条；在路况较为复杂，难以避免的情况下，应实行部分交叉路口的单向通行的设计方案以满足行车安全。

平面交叉口在设计时，应对所定的交叉口转角部分的视距的三角形界限进行验算复核；视距三角形范围内不得布置任何高于1.2 m的障碍物，否则会在不同程度上妨碍驾驶员的视线。对于无灯控的平面交叉口进行视距三角形的验算是必不可少的，即便是有灯控的平面交叉口，在机动车行驶和行人行驶或非机动车行驶发生严重冲突并且干扰人的视线时，验算视距三角形也是必须的。针对有大量大型车为主的港区内部的道路，还应考虑驾驶员的视高对其视距产生的影响。

4.4 改扩建线形接顺问题

本项目为新建和扩建相结合，需要注意新建路段与原有路段的衔接，扩建段需要做到在使路线线型满足规范、易于行驶、保证安全的基础上，考虑最大范围内利用现有道路，尽可能少地对原有路线进行改动。

改扩建道路路线不仅应该充分利用地形的条件，而且还应该运用相关的技术标准，以保证改扩建线形的均衡性。在具体的设计中，把握好整体与局部、近期和远期的关系，还要综合考虑环境和自然条件等方面的具体情况，对方案进行对比筛选。不仅如此，在改扩建道路线形设计的过程中还要考虑平、纵、横三方面的因素，使得设计过程中的各个因素达到协调平衡。

5 结语

在该项目的道路线形设计过程中，除上述设计论述外，还有如下心得体会：

1）港区内部的道路平面设计要素同市政道路相同，即包括直线、圆曲线以及缓和曲线。港区内部的道路与一般城市道路的地理及气候条件有所差异，港口气候潮湿，路面湿滑，风力较大，这些都是对港区内部道路的不利因素，因此在路线的线形设计上不可被忽略。要充分考虑其对道路的影响。在进行港区道路的平面线形设计中，主要重点关注如下因素：港区内部的地形及气候条件，驾车者的驾驶习惯、路线对驾驶者的心理影响以及保证行车过程中的安全问题等因素，合理地布设平面线形要素。

2）港区车辆较大，行驶转弯不如小汽车灵 活，因此建议港区道路两平曲线间最大和最小直线长度均比《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）适当加大，具体数值应结合实际情况取值。

3）近年来随着对港口道路品质要求的提升，尤其是港区与市政（公路）衔接的疏港道路对道路几何设计要求的提升，先进的市政道路设计经验应该被逐步尝试并引用到港口道路的设计中。本文从道路的平面、纵断面和交叉口设计等方面展开了港区道路路线的市政化设计探讨，希望对后续工程提供参考。