基于道路等級合理配置的城市道路設計研究

摘 要：本文基于筆者多年從事城市道路設計的相關工作經驗，以基于城市道路合理配置的城市道路設計為研究對象，研究探討了城市道路級配合理性的研究方法，論文首先分析了城市道路級配的影響因素，進而探討了城市道路等級級配的確定方法，最后給出了城市道路級配合理性的研究方法，全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞：城市道路 等級級配 合理性 影響因素

中圖分類號：U412 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0240-02

合理的城市道路網應由快速路、主干路、次干路和支路以合理的級配比例和銜接方式構成，各類道路應各司其責，有機結合，實現道路功能等級結構的協調統(tǒng)一。

1 城市道路級配影響因素分析

從國內主要城市道路網絡級配的對比分析來看，特定的路網級配是自然歷史條件、城市區(qū)位條件、經濟發(fā)展模式、城市空間布局、城市交通模式等諸多因素共同作用的結果。這些影響因素，按其作用于道路網絡級配的方式可分為直接影響因素（如道路網絡形態(tài)）和間接影響因素（如經濟發(fā)展模式）；按其作用于城市道路網絡的位置可分為外部影響因素（如城市區(qū)位條件）和內部影響因素（如城市用地分布）。各種因素在影響道路級配的同時，也受到道路級配改變所帶來的反作用。交通系統(tǒng)是一個開放式的復雜巨大的系統(tǒng)，各子系統(tǒng)共生共容，在相互作用中不斷進化。

（1）外部間接影響因素。

外部間接影響因素主要包括：城市交通區(qū)位、經濟發(fā)展模式、社會歷史條件等。城市交通區(qū)位決定了城市對外交通的模式、街接條件以及所應面對的過境交通壓力。城市經濟發(fā)展模式，一方面影響城市對外交通的客、貨運結構和貨品組成，另一方面決定了城市經濟發(fā)展水平。與此同時，社會歷史所形成的城市空間布局、重要人文古跡分布也對城市道路網級配具有直接或間接的影響。

（2）外部直接影響因素。

外部直接影響因素主要包括：城市對外交通模式、街接方式以及城市空間布局。城市對外交通是城市形成與發(fā)展的重要條件，城市內部交通只有與對外交通編制成為一張有機結合的交通網絡，才能充分發(fā)揮城市的基本功能。因此，城市對外交通街接樞紐和交通模式在很大程度上影響城市對外出口快速路、主干路的選位和數量。城市干路網結構布局主要取決于城市的空間布局與結構層次，城市空間布局對道路網絡形態(tài)及其效益有著不可忽視的影響，同時決定了城市交通的平均出行距離。

（3）內部間接影響因素。

內部間接影響因素主要包括：自然地理條件、經濟發(fā)展水平和重要建筑物分布。自然地理條件是城市用地分布（資源型城市尤為明顯）、路網形態(tài)和交通模式選擇的基礎和約束條件。交通是經濟的載體，經濟是交通發(fā)展的動力之源，經濟通過提供給人們不同的交通方式選擇自由度，很大程度上決定了城市交通模式近年來我國各城市競先將道路建設作為改變城市面貌與改善城市投資環(huán)境的突破口，造成城市歷史文脈的不同程度破壞，這是沒有認識到重要建筑物包括名勝古跡及其他優(yōu)秀歷史文化對道路網絡建設的影響的表現。

（4）內部直接影響因素。

內部直接影響因素主要包括：城市用地分布、城市交通模式和道路網絡形態(tài)。

①城市用地分布。

城市中的用地布局直影響交通出行分布，道路網絡必須通過合理級配保證網絡容量布局與交通出行期望線相吻合，并滿足不同出行距離對行駛速度的要求。

②城市交通模式。

城市交通模式是在用地布局、人口密度、經濟水平等特定條件下形成的交通方式結構，即各種交通方式承擔出行量的比例分配，它直接反映了交通的機動化水平。各種交通方式所選擇的出行距離不同，要求的速度不同。在權衡經濟、便捷、舒適、安全的情況下，出行者所要求選擇的道路等級也各不相同，一般來說，機動化水平的提高，出行距離的增加，勢必要求提高道路網絡中干路網的比例。

③道路網絡形態(tài)。

城市的發(fā)展狀況形成不同的城市路網格局。一是方格網狀道路網，在城區(qū)或郊區(qū)由縱、橫路段組成的道路：二是環(huán)形放射狀道路網，即從（中心）城區(qū)向外輻射的道路，輔以呈環(huán)狀的繞城道路；三是自由式道路網，道路網受地形、河流制約，道路沿河或順坡走向；四是混合式道路網，其路網一般是幾種結構布局的組合。方格網狀路網道路布局整齊，平行道路多，便于交通的集散和交通組織，但是，對角線方向的交通聯系不便，存在較多的交叉口。因此，城市的主要交通流向應增加干路網密度和等級，而在次要流向上適當降低干路網密度，同時，應使支路網寬度和密度能夠滿足組織單向交通的要求。環(huán)形放射道路網加強了市中心與外圍、外圍與外圍的聯系，同時有可能引起過境交通進入市區(qū)和城市沿環(huán)路發(fā)展，所以環(huán)路等級和道路條件由里向外應逐漸提高。自由式道路網由于地形限制，要滿足高機動化的要求，應適當提高快速路及干路網的比例。混合式道路網揚長避短，充分發(fā)揮各種形式路網的優(yōu)勢。

2 城市道路等級級配的確定

2.1 基于各影響因素的網絡級配定性調整

《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》（GB 50220-95）（以下簡稱規(guī)范）推薦的道路等級級配，是在理想的交通條件下，考慮機動車交通得出的結果。在實際的城市道路網絡規(guī)劃過程中，其等級級配還受到如上所述的自然地理條件、對外交通、城市布局、交通模式等諸多因素的影響，必須根據買際情況作適當的調整。

（1）考慮網絡整體性的調整。

一個等級級配良好、運營高效的城市道路網，首先必須滿足幾何網絡通暢、功能街接良好的要求，才能使得車流在各級道路上順利地“匯集”和“疏散”，完成各種出行目的。這就要求不同等級道路之間具有合理的街接，發(fā)揮道路的最佳效益，調整路網級配，使得各級道路問形成合理的街接密度和街接層次。

（2）考慮道路服務功能的調整。

國外實踐經驗表明，理清道路功能至關重要，它可以提高道路網的運轉效率。不同類別道路的主要服務對象不同，并且各類交通在這些道路上的優(yōu)先級亦不同，可根據城市交通模式及道路服務優(yōu)先級進行調整。機動化程度越高，則主干路以上等級的道路比例越高。公交優(yōu)先是解決城市交通問題的措施之一，對于以地面公交為主的城市，應適當提高主、次干路的比例。

2.2 基于機動車流量合理分擔率確定的網絡級配方法

除定性的確定道路等級級配的分析外，我們也可以定量的計算城市道路等級級配的比例。這里介紹一種基于機動車流量合理分擔率確定的網絡級配方法。

（1）各等級道路單位長度單車道容量。

城市道路單位長度單車道容量是指單位時間內對應于一定的飽和度，某一級城市道路單車道單位長度上所能通過的最大車公里數。

取各級道路在較理想的服務水平下的平均飽和度用于計算。美國按道路可能提供的行駛條件將道路服務水平分為六級，即：A，B，C，D，E，F。

快速路為“快速交通服務”，服務水平應為A級或B級；主干路“以交通功能為主”，服務水平應為C級；次干路為地區(qū)交通、集散交通功能，服務水平應為C級；支路主要起集散交通的作用，通行能力為主，服務水平應為C級。根據以上分析和實際經驗，取快速路的平均飽和度為0.5，主干路，次干路和支路的平均飽和度為0.6。

（2）網絡級配計算。

根據路網容量供需平衡原則，各級道路的容量應和各級道路的承載量成正比。則道路網絡等級結構比例（各級道路長度比例）應為：

式中，分別為快速路、主干路、次干路、支路的長度，單位是km；分別為快速路、主干路、次干路、支路單位長度的單車道容量，單位是pcu/h；Q1，Q2，Q3，Q4分別為快速路、主干路、次干路、支路分擔的承載量，單位是pcu·km/h；n為各級道路平均車道數；為各級道路機動化系數（即道路上承載的機動化出行的比例，根據實地調查，進行修正所得），取=0.95，，=0.85，=0.75，=0.65。

對于合理道路等級結構的確定，國內外先進城市的做法很有參考價值。美國城市道路網的建議級配結構為主干道、次干道、集散道路、地區(qū)道路的長度分別占道路總長度的5%～10%，10%～20%，5%～10%，60%～80%。

長期以來，我國城市道路網容量嚴重不足，國內城市道路網密度與國際先進城市相比差距很大，交通設施供應與需求的矛盾仍然是交通問題中最突出的矛盾。雖然路網級配失衡不能簡單地用增加道路網密度的方式彌補，但沒有達到基本要求的道路網密度或數量也很難擁有功能結構合理的路網，增加道路供給是解決城市交通問題的重要措施。然而，要正常發(fā)揮道路的交通功能，提高城市交通設施建設效益，首先必須對路網進行科學規(guī)劃，確定其合理的級配結構、功能結構和布局結構，以指導城市道路的改建和新建。為迎接即將到來的機動化挑戰(zhàn)，為根治我國大中城市交通的擁堵狀況，研究城市道路功能分類方法，提出理清道路功能的措施，已成為當前迫切需要解決的重大理論與實踐課題。

3 城市道路級配合理性研究方法

由于對道路等級配置方法的研究成果較少，因此級配合理性的評價也相對比較少。目前有兩種評價方法，集散系數法和夾角余弦法，前者忽略了由于越級道路相交導致的中短距離出行直接利用或由次干路、支路匯集后利用主干路、快速路的情況；后者將現狀級配下和實際需求對應下的各級道路周轉量比重看作空間向量，通過計算兩向量在空間中的相對位置，主要是夾角，來判斷現狀級配的合理性，計算簡單，由于向量中各元素之和為1，計算結果并非與合理程度呈單調遞增（或遞減）的狀態(tài)，因此方法本身存在漏洞。

因此，這里給出另外的評價方法，即通過現實級配與“基于機動車流量法”計算出的級配進行對比，采用相對值，來顯示各級道路的缺乏或富余程度，從而反映道路級配總體的合理性：

其中：為現狀各級道路長度比重；

為合理級配下的各級道路長度比重；

為合理性評判系數。若有一個等級道路比重缺少或富余超過40%，則被判為極不合理，平均以30%為界區(qū)分；以20%為合理與不合理的分界點；以10%為很合理和較為合理的分界點。具體評判標準如下：

當H≤10%時，為很合理；

當10%

當20%

當H>30%時，為極不合理。

4 結語

本文分析了城市道路級配的影響因素，進而探討了城市道路等級級配的確定方法，給出了城市道路級配合理性的研究方法。相信對相關同行能有所裨益。

參考文獻

[1] 陸化普，王建偉，李江平，等.城市交通管理評價體系[M].人民交通出版社，2003.

[2] 城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范.GB50220-95[S].