城鎮道路豎向工程規劃設計研究

張帥

摘 要：我國是一個多山的國家，城鎮的規劃建設不可避免的要考慮城鎮道路豎向工程規劃的設計；近幾年，國家對城鎮環境與城鎮建設的協調發展高度重視，城鎮道路豎向規劃既要符合城鎮發展的需求，又要經濟合理，是一個需要認真研究的問題。本文對規劃編制過程中道路豎向規劃編制的內容、指標、步驟等若干問題進行研究，提出建議，以便指導城鎮道路豎向工程規劃編制，使規劃更具有可操作性和可實施性。

關鍵詞：豎向工程；規劃設計；場地豎向；道路豎向

1 道路豎向規劃編制的意義

1.1防洪排澇的需要

為了避免河涌水位上升淹沒規劃區，除了調整上游河流走向、加寬河道寬度或深度等措施外，還可以加高河堤和整體提高規劃區地塊高度兩種措施。

1.2雨水排水的需要

雨水通常通過邊溝和管道排水至河流，通過排澇計算過程確定河流水位高程，然后根據管道最低埋深0.7m和安全凈高保證0.5m確定河邊道路最低高程，然后計算內部道路最低高程，此時可大致按照管道敷設坡度為0.2%進行計算，乘以到河流的距離即可得到道路交叉口處高程，此僅為一估算值，在進行管道規劃時，若不合適可根據實際情況適當調整即可。

1.3地塊排水的需要

為了保證規劃地塊的正常排水，需要保證地坪的高度大于其周圍某一個交叉口的規劃高程0.2m，同時基地高度大于地坪高度0.6m。豎向規劃不合理時會出現交通出入不便，與道路銜接不協調的現象。

1.4交通通行的需要

對于道路交通而言，道路越平坦對行車越有利。同時，過于平坦的道路會導致排水不暢，滲透后破壞路基，在路面上可以降低輪胎與路面之間的摩擦系數，容易發生事故。因此，城鎮道路也需要進行豎向規劃設計。

1.5填挖方的需要

填挖方涉及到的問題包括兩個方面：可行性和造價。造價對于一個南方地區而言，大部分地塊相對地勢均較低，填土資源難以獲取，因此此時盡可能保證填挖方平衡。

2 道路豎向規劃編制的內容

2.1道路豎向規劃階段劃分

城鎮道路豎向工程規劃劃分可分為總體規劃和詳細規劃兩個階段。總體規劃階段包括總體規劃道路豎向規劃和分區規劃道路豎向規劃；詳細規劃階段包括控制性詳細規劃道路豎向規劃和修建性詳細規劃道路豎向規劃。不同規劃階段、不同規劃層次道路豎向規劃內容與深度要求不同。

2.2道路豎向規劃編制內容

2.2.1 總體規劃道路豎向規劃編制主要內容

（1）對規劃區的地形、地面、地質進行分析，分析規劃區用地分水線、匯水線、地面坡向，確定雨水排除及防洪排澇方式。

（2）在規劃區地形、地貌和地質分析的基礎上，充分利用與適當改造地形、結合城市用地布局方案，確定河堤、排水干管、橋梁、快速路、主干路、高速路、鐵路等主要控制點標高。

2.2.2 分區規劃道路豎向規劃編制主要內容

（1）確定規劃區內各地塊排水走向。

（2）確定干道交叉點、變坡點等主要控制點的標高。

（3）補充完善上位規劃中豎向規劃中的不足。

2.2.3 控制性詳細規劃道路豎向規劃編制主要內容

（1）確定規劃區內各地塊地塊排水方向；

（2）確定主、次、支三級道路交叉點、變坡點的標高以及道路的坡度、坡長、坡向等數據。

2.2.4 修建性詳細規劃道路豎向規劃編制主要內容

（1）落實規劃區內防洪、排澇工程設施的位置、規模及標高。

（2）確定規劃區內建（構）筑物室外地坪標高。

（3）落實規劃區內各級道路標高及坡度等技術數據；落實街區內外聯系道路（寬7m以上）的標高；保證街區內其它通車道路及步行道的可行性。

（4）確定擋土墻、護坡等用地防護工程的類型、位置及規模。

3 道路豎向規劃主要技術指標

3.1道路縱坡

道路縱坡坡度、坡長、坡向要符合相關規范及排水通暢要求。

3.1.1 坡度

城鎮道路縱坡坡度有最大與最小值的限制，坡度值太小排水不暢，太大行車不安全。根據新頒布的《城鄉建設用地豎向規劃規范》（CJJ83-2016），城鎮道路機動車車行道規劃縱坡0.3%～8%，道路縱坡的取值應因地制宜，與規劃的區位、性質相關。當規劃區位于山地城鎮，由于地形復雜，道路設計需考慮經濟合理性，在技術允許的條件下，經過經濟論證，最大縱坡可適當增加；當規劃區位于積雪或冰凍地區，快速路最大縱坡不應超過3.5%，其他等級道路最大縱坡不應大于6.0%；當規劃區位于內澇高風險區域，應考慮排除超標雨水的需求；當規劃區的性質為工業倉儲物流為主時，應考慮貨車的安全通行要求。同時，機動車與非機動車混行道路，其縱坡應按非機動車車行道的縱坡取值，非機動車車行道規劃縱坡宜小于2.5%。

根據《城市道路工程設計規范》（CJJ37-2012），為保證道路地面水與地下排水管道內的水能通暢快速排除，道路縱坡也不宜過小，道路最小縱坡度不應小于0.3%，當遇特殊困難縱坡小于0.3%時，應設置鋸齒形邊溝或采取其他排水設施。高級路面最小縱坡一般為0.3%，料石路面0.4%，塊石和砂石路面0.5%。

3.1.2 坡長

城鎮道路縱坡坡長有最大與最小值的限制，坡長太短行車顛簸，太長行車引起視覺疲勞或行車安全。根據《城市道路工程設計規范》（CJJ37-2012），最小坡長與道路設計速度有關，最小坡長的范圍在60～250m范圍內；最大坡長與道路縱坡有關，最大坡長的范圍在200-700m范圍內。

3.1.3 坡向

城鎮道路坡向應根據規劃區地形、排水等統籌考慮，盡量避免“鍋底”現象，即至少有一條路能夠將雨水向外排出，否則道路容易積水。

3.2 道路與地塊

1、地面排水坡度不宜小于0.2%，坡度小于0.2%時宜采用多坡向或特殊措施排水。

2、地城的規劃高程應比周邊道路的最低路段高程高出0.2m以上。

3、用地的規劃高程應高于多年平均地下水位。

4、雨水排出口內頂高程宜高于受納水體的多年平均水位，有條件時宜高于設計防洪（潮）水位。這里就說明為什么沿海一些的規劃場地往往要填高幾米。

5、當城市用地外圍有較大匯水匯入或穿越城市用地時，宜用邊溝或排（截）洪溝組織用地外圍的地面雨水排除。

城鎮道路豎向規劃設計應與場地豎向設計統籌安排，不能顧此失彼，考慮不全。

3.3道路與管線

1、在城鎮規劃中往往道路豎向與排水工程同時考慮，一般道路縱坡坡向與排水管線的排水方向一致，盡量少出現逆排現象，減少投資。

一般做法是，先將規劃路網附在高程分析圖和河網分析圖中上，根據地形條件、河網分布、路網走向，繪制出排水分區及排水示意圖，最后結合排水示意圖確定道路豎向規劃縱坡的坡向，道路豎向規劃設計不應脫離排水工程規劃來獨立設計。

2、城鎮道路豎向規劃設計應與給排水、電力、通信、燃氣等市政管線相關規劃協調，做到多規融合，以免在工程設計或施工時，出現道路與各類管線之間的矛盾。

3.4凈空限制要求

1、道路與地面

規劃道路應符合《城市道路工程技術規范》（GB51286-2018）對道路最小凈高的要求。小客車、大型客車、鉸接額客車最小凈高4.5m，小客車3.5m。

2、道路與鐵路

（1）道路下穿鐵路

道路下穿鐵路時，不僅要符合《城市道路工程技術規范》的要求，還應考慮鐵路路基結構的厚度。

（2）道路上跨鐵路

道路上跨鐵路時，應符合《標準軌距鐵路建筑限界》（GB146.2-1983）和《鐵路技術管理規程》（鐵總科技〔2014〕172號）對客貨共線、客運專線、雙層集裝箱運輸建筑限界的相關要求。

3.5 道路與河道

城鎮道路在跨河涌時，應符合《內河通航標準》（GB50139-2014）相關規范對橋梁凈空高度的要求。

4 道路豎向設計步驟

4.1地形分析

城鎮道路豎向設計的基本條件是電子地形圖，不同城鎮規劃階段對電子地形圖的精度要求也不同，地形圖的精度影響道路豎向設計的準確度。道路豎向規劃設計主要通過地形分析獲得規劃區現狀高程數據，通過高程數據進行高程分析、坡度分析等，規劃道路能否通過，設計是否可行，道路縱坡坡向的走向等直觀地表現出來，為下一步深入研究提供可靠的依據。

4.2排水分析

將規劃路網附到高程分析圖中，畫出排水示意圖，作為設計時的輔助圖，方便道路豎向設計和排水工程設計。如類似下面的排水示意圖：

4.3現狀高程

4.3.1 傳統方法：從地形圖中直接讀取現狀標高填入設計框中，直接讀取在以前比較常用，但存在著主觀因素，誤差較大；

4.3.2 輔助方法：通過飛時達、湘源等規劃軟件對現狀離散點識別提取后，利用軟件快速讀取現狀標高，該方法是通過“TIN”三角網格推算出來的值，比較接近實際地面，誤差較小。

4.4設計高程

4.4.1 制定設計標高遵循的原則：

（1）經濟原則。以減少土方為原則，順應地勢；

（2）車輛通行原則。道路縱坡控制在8%以內，山地城鎮個別地勢較陡處縱坡控制在9%以內；

（3）利于排水原則。避免“鍋底”現象，也就是交叉口處最低，四周都比交叉口高，這種情況容易積水，要避免這種情況，至少有一條路能夠向外排水。

4.4.2 設計技巧

（1）一般根據現狀標高大概計算下整段路的縱坡坡度，然后再分段設計道路縱坡，最后確定各交叉點的設計標高；

（2）估算設計標高

①長度幾乎相等的道路做參考，比如甲道路長度近似等于乙道路長度，就可以利用甲道路的高差做為乙道路的參考，快速確定乙道路的設計標高；

②坡度的意義：比如道路縱坡坡度為5%，則它的意思可以理解為道路延伸100米那么高度升高5米，利用這個可以很快的估算出指定坡度下的設計標高。

③利用湘源“標高標注”和“坡度生成”功能采用“二分法”進行快速計算出指定坡度下的標高。

4.5地塊切角標高

4.5.1 切角的定義：地塊相鄰邊的頂點處。

4.5.2 切角的作用：切角值定了，那么地塊標高也就定了。

4.5.3 切角值確定方法

（1）現狀切角標高就近取值。

（2）如果現狀切角標高+20cm小于相鄰道路交叉口設計標高，則切角設計標高=道路交叉口設計標高+20cm。

（3）如果現狀切角標高大于相鄰道路交叉口設計標高+20cm，則切角設計標高=現狀切角標高。

（4）如果現狀切角標高在（相鄰道路交叉口設計標高）與（相鄰道路交叉口設計標高+20cm）之間，則切角設計標高=相鄰道路交叉口設計標高+20cm。

4.6地塊排水方向

根據地塊的設計切角值，判斷地塊的排水方向，例如右圖，從圖中切角值可看出該地塊由西向東標高減小，由北向南標高減小，那么地塊排水大致向東南角方向排水。

4.7經濟合理性驗證

道路豎向設計完畢后，應通過土石方計算來驗證道路豎向設計的經濟合理性，盡量保證土方量基本就地平衡。

5 道路豎向工程規劃注意的問題

5.1 地塊坡度太大，則道路應采取“z”型的方式設計，增加坡長來減小坡度的方法。

5.2 城市規劃中道路豎向的道路縱坡指的是綜合坡度或平均坡度，道路施工圖設計中應根據管線敷設要求、建筑出入口等具體情況，地制宜地調整道路豎向設計。

5.3 道路、排水管線、其他埋地管線、綜合管廊的豎向規劃設計應統籌考慮，不能顧此失彼。

6 結語

在城鎮規劃編制過程中，道路豎向規劃是用地布局方案是否合理的先決條件，是排水工程規劃的前提，是城鎮風貌景觀設計的基本因素，道路豎向規劃應多專業協作，既要結合城鎮實際情況，又要滿足城鎮遠期發展需求。