城市道路紅線受限時的道路平面優(yōu)化方案

吳 強 胡 科 程佳佳

(中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610041)

1 紅線受限問題

城市路網(wǎng)平面規(guī)劃不滿足城市道路路線設(shè)計規(guī)范情況時有發(fā)生，當(dāng)該路段兩側(cè)用地出現(xiàn)已出讓或是有現(xiàn)狀建筑的情況時，將為后續(xù)道路設(shè)計帶來諸多困難。一般情況是保留既有建筑或出讓用地不變，在規(guī)劃道路紅線范圍內(nèi)或是在受限構(gòu)筑物空間范圍內(nèi)對道路中線進行優(yōu)化處理，優(yōu)化后的道路線形還需滿足路線設(shè)計規(guī)范要求，這就要求道路平面設(shè)計既要考慮道路中線的線形，又要考慮道路紅線的控制。如何更好統(tǒng)籌布置中線、紅線與道路各部位關(guān)系是設(shè)計過程中的一大難題。

2 道路中線技術(shù)要求

道路中線線形在直線段和平曲線分別有不同的要求，在設(shè)計過程中都需要全部滿足。

直線段技術(shù)要求為：兩圓曲線間以直線徑向連接，在設(shè)計速度V≥60 km/h時，同向圓曲線間直線最小直線長度(以m計)不宜小于6V(以km/h計);反向圓曲線間最小直線長度(以m計)不宜小于2V(以km/h計)。

曲線段技術(shù)要求為:在各設(shè)計速度對應(yīng)如下5個指標(biāo)：1)圓曲線最小半徑；2)平曲線和圓曲線最小長度；3)不設(shè)緩和曲線的最小圓曲線半徑；4)緩和曲線最小長度；5)小轉(zhuǎn)角平曲線最小長度。

3 道路中線優(yōu)化方法

在優(yōu)化設(shè)計中，基本上都會遇到以下幾個調(diào)整路線方面的問題及通常對應(yīng)采取的處理措施。

3.1 直線長度不滿足要求

直線長度不滿足要求的路段一般采用復(fù)合曲線的方法進行優(yōu)化處理；而對于直線兩端平曲線長度較大的也可減少平曲線長度以達到加大直線長度的效果。

3.2 平曲線與圓曲線長度不滿足要求

曲線長度不滿足要求考慮方法有：1)加大圓曲線半徑；2)加設(shè)圓曲線兩側(cè)的緩和曲線；3)連接成為兩段或以上的平曲線形成復(fù)合曲線。以上3種方法均可達到加大曲線長度的效果。

圓曲線長度不滿足要求考慮方法有：1)加大圓曲線半徑；2)已設(shè)緩和曲線的平曲線減少緩和曲線長度；3)復(fù)合曲線減少相鄰圓曲線半徑。以上3種方法均可達到加大圓曲線長度的效果。

3.3 圓曲線半徑不滿足要求

圓曲線半徑過小，通常采取按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求加大圓曲線半徑。

以上調(diào)整措施在實際應(yīng)用中都會遇到各種困難，調(diào)線困難時就要求設(shè)計靈活應(yīng)用路線各要素參數(shù)并精細(xì)計算，優(yōu)化中可增加與規(guī)劃路線左右偏離頻率，以避免與規(guī)劃路線產(chǎn)生較大偏差幅度。

4 設(shè)計流程

在道路設(shè)計過程中道路平面的繪制一般會經(jīng)歷3個步驟：第一步標(biāo)注各控制點位置；第二步優(yōu)化道路設(shè)計中線；第三步根據(jù)滿足規(guī)范的道路設(shè)計中線繪制道路平面。

4.1 標(biāo)注各控制點

在路線設(shè)計前應(yīng)梳理擬建道路規(guī)劃紅線和中線、整理好地形圖等資料；收集各控制點并標(biāo)注和描述其相關(guān)特性，作好各控制點的影響范圍和影響分析，以便為設(shè)計道路中線提供必要條件。

4.2 道路路線的定線

道路中線的定線一般采用紙上定線，定線方法可根據(jù)受限條件情況而定，可選直線型定線法和曲線型定線法一種或兩種相互配合使用；其中條件比較好時可優(yōu)先考慮直線型定線法，反之可優(yōu)先考慮曲線型定線法。

4.2.1 路線總體布置

資料缺乏、規(guī)劃成果粗糙的舊路改造項目，以道路兩側(cè)構(gòu)筑物外輪廓為控制條件時，一般以道路兩側(cè)構(gòu)筑物控制角點連線中間點的連接線為路線總體走向，并采用倒圓或同時設(shè)置緩和曲線進行線性連接形成路線總體布置方案。

新建道路或規(guī)劃成果精細(xì)的舊路改造項目多以路網(wǎng)規(guī)劃為依據(jù)，路線以規(guī)劃道路中線為總體布置方案。

4.2.2 逐段設(shè)計

結(jié)合路線總體布置方案進行逐段復(fù)核，對于不滿足規(guī)范要求的線形進行調(diào)整，增設(shè)相應(yīng)的緩和曲線，同時注意減小與原有規(guī)劃中線的偏差。

4.2.3 路線定線

通過道路路線的優(yōu)化處理，并定點復(fù)核控制點和填挖放坡邊緣線關(guān)系，最終確定道路路線。

4.3 進行平面布置

4.3.1 平面布置

規(guī)劃紅線穩(wěn)定，然而設(shè)計中線與規(guī)劃中線之間又存在偏差，需要在局部對道路的斷面進行微調(diào)。不同板塊的道路調(diào)整方式也不同，可以調(diào)整的部位有中分帶、側(cè)分帶、車行路緣帶和部分不受限的紅線等，可以選擇調(diào)整部位中的一項或多項，但是都需要確保車輛的行駛軌跡線滿足規(guī)范要求的線形(見表1)。

4.3.2 交叉口渠化

平面交叉口布置應(yīng)按交通組織方式分類條件，對平A1類或規(guī)劃有需求的進口道展寬處理，其余平面交叉口原則上紅線不變，路緣線進行倒圓處理。

表1 邊線調(diào)整位置表

4.3.3 公交港灣站布置

在有公交設(shè)置需求的交叉口布置公交車站，公交車站有直接式和港灣式兩種，城市主、次干路和交通量較大的支路上的車站，宜采用港灣式。

(3)前扇三角洲亞相。處于浪基面以下的較深水地區(qū)，以深灰色和灰色塊狀泥巖為主。GR曲線呈微齒狀，SP曲線呈平直狀或鋸齒狀且幅度較低。

5 平面優(yōu)化案例分析

以成都東區(qū)某主干路為例對多種優(yōu)化方案進行比較。該道路等級為城市主干路，全長1.954 km，道路紅線寬45 m，總體布置見圖1。

結(jié)合規(guī)劃線形條件道路設(shè)計速度40 km/h，主要技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 主要技術(shù)指標(biāo)表

標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置方式為：45 m=3.5 m人行道+3.5 m非機動車道+3 m側(cè)分帶+10.5 m車行道+4 m中分帶+10.5 m車行道+3 m側(cè)分帶+3.5 m非機動車道+3.5 m人行道；兩側(cè)各有3.5 m的管線控制帶(見圖2)。

道路規(guī)劃中線半徑大小滿足規(guī)范要求，增加緩和曲線后設(shè)計中線與規(guī)劃中線的最大偏差為ΔE，可分別選擇壓縮調(diào)整人行道、中分帶或側(cè)分帶的其中之一。設(shè)計時可根據(jù)式(1)～式(4)進行試算。

(1)

E′=(R+ΔR)secα/2-R

(2)

E=R(secα/2-1)

(3)

ΔE=E′-E=ΔR(secα/2-1)

(4)

其中，ΔR為曲線內(nèi)移植，m；lS為緩和曲線長度，m;R為曲線半徑,m;E為簡單型外距，m;E′為基本型外距，m。

5.1 人行道寬度調(diào)整法

方案以新中線為基準(zhǔn)，中分帶、車道行側(cè)分帶、非機動車道和人行道內(nèi)側(cè)分界線由新中線結(jié)合各部位寬度偏移而成，并保證了紅線與規(guī)劃一致；即人行道外側(cè)為規(guī)劃紅線，新中線路段左右半幅人行道寬度不同，對人行通行能力略有影響。

新中線與行車軌跡線一致，同時未改變車行道寬度，滿足規(guī)范要求。

城市道路在側(cè)分帶及人行道均有管線布置，人行道寬度為變值，而市政管線橫斷面布置則需要均衡寬度的道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，在管線密集排布路段將因人行道變窄而出現(xiàn)管線“打架”、井蓋跨越道路部位界線等情況，加大管線相關(guān)專業(yè)的工作量和施工難度，景觀效果較差。

5.2 側(cè)分帶寬度調(diào)整法

改變中分帶、主車道和側(cè)分帶內(nèi)側(cè)邊線位置，行車軌跡為與調(diào)整中線一致，滿足規(guī)范要求。

本方案缺點是影響兩邊側(cè)分帶范圍內(nèi)市政管線的布置，在管線密集排布路段將因側(cè)分帶變窄而出現(xiàn)管線“打架”、井蓋跨越道路部位界線等情況，同時還會影響側(cè)分帶開口設(shè)置及景觀效果。

5.3 中分帶寬度調(diào)整法

方案以中分帶寬b=4 m為有利條件，結(jié)合在交叉口進口車道展寬和中分帶后退處理情況，以車輛的行駛軌跡確定的設(shè)計中線基準(zhǔn)對中分帶分布進行調(diào)整，道路其余界線均與規(guī)劃保持一致。

設(shè)計時路段區(qū)域中分帶的邊線以設(shè)計中線為基準(zhǔn)進行偏移，偏移范圍控制在原中分帶邊線范圍，在交叉口區(qū)域根據(jù)交通軌跡線對進口車道展寬需要的綠化帶邊線進行后退處理，路段中分帶與交叉口范圍中分帶后退位置進行順接。方案保證了人行道、非機動車道、側(cè)分帶和主車道的空間，僅調(diào)整中分帶寬度，對管線布置的影響最小。同時可輔助標(biāo)線保證車行道軌跡基于設(shè)計中線，保證行車安全。

5.4 方案比較

以上3種方案都可以滿足交通需求，車道軌跡均滿足行車安全，但是以上3種方案各有優(yōu)缺點，其適用情況也有所不同，具體情況見表3。

表3 方案優(yōu)缺點對比表

6 成果技術(shù)分析

本文案例四塊板道路中分帶較寬b=4 m，采用方案三調(diào)整斷面布置，既能夠確保主車道、非機動車道、人行道的通行空間，又能滿足行車安全，同時對管線布置的影響最小，較為合理。

在城市道路設(shè)計過程中，道路中線線形應(yīng)當(dāng)完全符合規(guī)范要求，在特殊情況下，當(dāng)中線線形不滿足時，可采用行車線路與中線非平行的優(yōu)化方法，弱化道路中線的物理意義，使行車軌跡線滿足規(guī)范要求是安全可靠的，也是滿足駕駛者的行車舒適度要求的。

7 結(jié)語

對于局部路段線形不滿足規(guī)范的情況，傳統(tǒng)的思維中就是直接調(diào)整道路中線，但是在道路紅線受限時就存在實施的困難，而本文通過某城市主干路的平面布置實例，說明了調(diào)整道路中線不是道路平面方案的唯一選擇。

本文通過對3種路線優(yōu)化和平面布置方案優(yōu)缺點對比和適用條件的分析，為今后更好的處理類似相關(guān)控制性問題提供經(jīng)驗。

總之，以滿足路線設(shè)計規(guī)范技術(shù)指標(biāo)為目標(biāo)，根據(jù)道路具體條件選擇適用道路路線的處理方法進行路線優(yōu)化和平面總體布置，既能使道路與兩側(cè)街道和諧共處，避免了控制性建筑的拆除，又減少設(shè)計時各專業(yè)之間繁雜對接，總體降低了道路建設(shè)的社會成本和提高了道路設(shè)計效率。