城市道路交通設計思路及技術關鍵點研究

李家順 金銳

（1.重慶市市政設計研究院有限公司，重慶 400020；2.重慶城市科技學院，重慶 402167）

0.引言

市政道路設計方案中存在的主要問題包括路網布局不合理、交叉路口設計不科學、道路配套設施不完善等，這些不良情況的出現導致市政交通體系在實際運行過程中出現較多的問題，城市中頻繁出現的交通擁堵與其具有非常密切的聯系。研究清楚造成此類問題的原因，并在其基礎上制定出優(yōu)化市政道路設計效果的措施和方案，對提高市政道路的設計水平、改善城市交通現狀具有非常重要的作用。

1.必要性

近年來，隨著我國對城市道路交通建設重視程度的不斷提升，我國城市道路交通體系越來越完善，但是從目前城市道路交通發(fā)展現狀來看，仍然存在許多不足的地方，阻礙了我國各地區(qū)的建設發(fā)展。以此項目為例，朝陽園區(qū)北區(qū)道路重新建設規(guī)劃之前，道路交通存在以下問題：無按規(guī)劃穿越京包線的道路；在區(qū)域內僅有2條現況路且未按規(guī)劃實施；現狀道路破損嚴重，交通秩序混亂時常擁堵，雨季道路積水嚴重。而造成這些問題的主要原因是在道路交通規(guī)劃規(guī)劃設計得不夠科學、合理，具體主要表現在以下幾個方面：（1）城市道路交通設計過程中，設計人員對相關因素考慮得不夠全面，無法協(xié)調人口、資源以及環(huán)境等方面的關系，這樣就導致城市交通設計無法滿足實際需求。（2）城市道路交通設計許多地方設計得不夠科學、合理，例如道路岔口設計不合理、盲目拓寬道路等，造成部分地方存在擁堵，使得城市道路受到嚴重的破壞。城市道路交通是一個城市最重要的基礎性設施建設，也是保證城市經濟發(fā)展和促進人民生產生活的關鍵性因素。好的道路交通能夠在滿足交通運輸的同時為人們帶來好的觀賞價值。但是，當前我國大多數城市道路交通設計過程中存在著眾多問題，對城市道路結構和未來長遠發(fā)展產生了極大的阻礙作用。因此，迫切需要改變這些問題來使道路交通設計適應當前城市發(fā)展的需要，提高城市經濟發(fā)展水平和城市交通道路管理層次[1]。

2.目前城市道路交通設計現狀

（1）道路工程設計主要在大中城市實施，考慮到大中城市人口多、車輛多、城市交通壓力大，忽略了小城市的交通工程設計。如果在道路工程設計中缺乏全面的思考，就很難從根本上解決交通壓力大的問題。特別是在城市開發(fā)區(qū)和老城區(qū)，當地城市在進行房地產開發(fā)時，吸引了大量周邊城鄉(xiāng)人口進入開發(fā)區(qū)，但開發(fā)區(qū)就業(yè)崗位不多，導致開發(fā)區(qū)內的人口前往老城區(qū)尋找就業(yè)機會，而大量的人流和車流造成了開發(fā)區(qū)和老城區(qū)的交通壓力。（2）在道路交通安全管理模式方面，仍然是傳統(tǒng)的后處理模式，城市道路交通安全防范措施不到位。雖然目前的城市道路建設工作已經全面展開，但在實際工程建設過程中出現問題后，只能通過維修或賠償的方式進行處理，無法從根本上預防問題的發(fā)生。特別是在一些學校門口的道路上，沒有設計相應的減速或防護工程。當上學或放學后交通流量較大時，就會出現交通擁堵。當光線不足或天氣惡劣時，容易發(fā)生安全交通事故，學生的安全得不到保障。（3）交通交叉口信號燈的紅綠燈時間設計不合理，未根據該區(qū)域的交通規(guī)律合理規(guī)劃紅綠燈時間。在通勤時間或放學后，容易造成該地區(qū)的嚴重擁堵，對該地區(qū)居民的正常生活和工作有很大影響[2]。

3.城市道路交通組織設計的目的

道路交通組織設計的主要目的是使車輛在整個科學區(qū)的公共交通網絡上更加安全有序地行駛，從而盡可能減少和節(jié)約道路資源，盡可能縮短車輛的總體行駛時間，從而實現研究區(qū)公共交通的良好發(fā)展。理想的交通團隊包括城市規(guī)劃設計、道路項目建筑設計和交通管理方面的知識。自道路規(guī)劃實施以來，道路交通項目組織設計的研究成果一直貫穿于城市規(guī)劃、道路方案設計、初步規(guī)劃、施工圖設計、道路交通項目工程設計、道路交通管理等各個環(huán)節(jié)。它為道路設計師提供交叉口的形式、道路進出口的布局、單向和雙向交通、交通標志的設置、交通安全管理。根據道路交通工程組織研究成果的要求，建設和管理道路，使交通物流更加均衡，合理充分利用道路資源，避免道路資源的消耗和浪費，避免道路資源嚴重短缺和交通擁堵。

4.城市道路交通工程設計基礎的完善策略

4.1 完善主干道設計技術

主干道是整個交通大動脈的主要組成部分，也是整個城市的交通壓力。目前，城市道路交通主干道的建設目標是改善車輛的交通服務，使車輛在交通高峰期能夠順利通行，避免擁堵。改善主要道路的設計應從多個角度入手。首先，應在道路兩側進行圍欄設計。主要目的是保護。圍欄的設計應簡單美觀，并考慮到強大的保護。在主要道路燈的設計中，路燈的亮度應滿足道路交通的要求，為通過主要道路的車輛和人員提供廣闊的視野，避免交通事故。在設計人行天橋時，設計師應提前調查當地交通狀況，并根據當地人口流量進行規(guī)劃設計，可以緩解交通壓力，還可以使主干道上的機動車交通順暢，也保證了行人的安全，避免了信號燈的干擾。在主干道上設計公交車站或公交專用道時，應做好標識，并營造良好的候車環(huán)境，為候車乘客提供短暫休息。

4.2 交叉口渠化設計

交叉口渠化是指在同一平面上對各種交通流進行物理分離，以使不同速度的交叉口交通流不會根據分割的路徑相互干擾。渠化管理是優(yōu)化運輸組織和管理的重要方法和手段。渠化的主要目標是規(guī)范汽車駕駛，減少與交通的沖突，保護行人和自行車等慢行車輛。交叉口渠化設計的功能是明確不同交通流的時間和空間，并擁有通行權。關鍵是嚴格控制對應沖突點的位置，做到“寸土不值”，盡量減少對應沖突點的數量或將其轉化為相互交織的沖突點，提高交叉口的通行能力。常用的渠化方法包括交通島、隔離橋、交通標志、地面標線、高速公路區(qū)域劃分、交叉口拓寬等。

4.3 加強彎道的設計

在市政道路曲線的設計過程中，應考慮各類車輛轉彎半徑的要求。小車體直立、寬度小、轉彎半徑要求較低。然而，公共交通車輛和大型長途客車具有長寬大的特點，對其轉彎半徑的要求更高。市政道路的設計者必須根據國家規(guī)范的要求控制最小轉彎半徑。此外，轉彎半徑將受到道路坡度的影響，主干道和次干道之間存在一些差異。此外，雖然部分道路各轉彎段的最小安全半徑滿足設計要求，但存在連續(xù)轉彎，這對行車過程的安全性提出了更高的要求。在設計過程中，應盡可能避免此類設計方案。城市地區(qū)也經常采用立交橋公共道路的設計方案非常復雜，司機經常在這些路段迷路。該設計方案還應盡可能降低總體復雜度，不應追求經濟成本節(jié)約，忽視用戶體驗。

4.4 在無障礙設計中的應用

作為一個需要關注和照顧的社會群體，殘疾人在日常生活和旅行中會面臨各種各樣的不便。因此，在城市道路設計過程中，還需要為這一殘疾人群體修建盲道、路緣匝道、專用公廁等基礎設施，這也是將人性化理念融入城市道路設計的必然選擇。我國作為盲人較多的國家，一直是政府關注和照顧的社會群體，盲人出行問題是城市道路設計過程中必須高度重視的民生問題。在城市道路建設過程中，通常需要為殘疾人鋪設盲道，并使用特殊形狀的盲道磚來改善盲人的腳感，使他們正確識別方向和路徑，從而達到順利出行的目的，為盲人出行安全提供基本保障。同時，在城市道路設計中鋪設路緣匝道也具有積極意義。將其放置在人行道或人行橫道兩端，可以有效避免行人路緣對輪椅旅行者造成的不便，并在一定程度上體現了人性化設計理念對殘疾人的溫暖與關懷。在城市道路設計過程中，我們不僅需要注重基礎設施的無障礙設計，還需要為殘疾人群體創(chuàng)造一個無障礙的出行環(huán)境。現階段，大多數城市已將無障礙設計理念融入道路設計，但在實際施工過程中，仍存在樹木、電源柜和機動車占用盲道的現象，人行橫道和路緣匝道也伴隨著交叉錯位的問題，許多盲道磚的設計和施工質量不符合標準要求。因此，當城市道路設計者在城市道路建設中應用人性化的設計理念時，必須面向全體市民，從多個角度考慮交通出行需求，充分實施無障礙設計，真正實現無障礙設計與城市道路設計的無縫銜接。

4.5 城市交通信號燈智能控制系統(tǒng)設計

城市交叉口的通行能力不僅可以影響車輛通過交叉口的速度，減少人們的出行時間，還可以避免擁堵。為了提高城市交通容量，必須加強對交叉口信號燈的控制。交通信號燈的最優(yōu)控制策略可以縮短車輛通過交叉口的時間。一個優(yōu)秀的城市交通信號控制系統(tǒng)可以保證城市交通的良好運行，減少安全事故的發(fā)生。在設計信號系統(tǒng)時，交通道路設計者應考慮當地交通狀況，選擇合適的交通信號系統(tǒng)。傳統(tǒng)的定時控制信號系統(tǒng)所需的設備相對簡單。由于投資最小，它是一種比較廣泛的信號控制方法。它通常適用于交通狀況正常的地區(qū)。局部交通流和行人流的多周期定時控制可以改變局部交通狀況。感應控制信號系統(tǒng)一般適用于交通流和人流不規(guī)則的區(qū)域，因為感應控制系統(tǒng)是從傳統(tǒng)的定時信號控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，大大提高了信號燈的實時性。傳感系統(tǒng)可根據當時的實際交通情況，調整相應的最大綠燈時間，以確保車輛能在短時間內通過交叉口，保持整個城市的交通暢通[3]。

4.6 搭板設計與優(yōu)化

路橋連接處搭板是設計中消除橋頭跳車問題的有效方法，也可為人們的出行安全提供保障。作為設計師，他們不僅要正確使用搭板，還要優(yōu)化設計環(huán)節(jié)。通過調整搭板設計參數，優(yōu)化路橋連接設計方案，重點加強搭板設計的可行性。許多市政工程采用搭板設計技術后，由于實際施工方法不合理，在組織施工中仍會出現橋頭跳車問題。此時，設計師將對路橋接縫的坡度進行深入分析，并在測量過渡段長度后調整板的長度。為了優(yōu)化過渡效果，設計人員在選擇搭板時還應綜合分析其長度，以避免后續(xù)施工問題。路橋連接施工中的搭板法在行業(yè)中非常常見，具有很高的實用價值。如果搭板設置不合理，將直接導致安全事故。在路橋連接施工中，為了避免搭板設置帶來的問題，必須結合實際，科學地采用搭板法。環(huán)城北路機場路工程采用長搭板。若為小橋，搭板長度為5m；如果是大型橋梁，搭板長度應控制在9m。在特殊情況下，可延長其長度，以有效降低路堤沉降的發(fā)生率。在設計搭板時，還需要綜合分析應力，并據此計算搭板的最佳長度。采用簡支梁法增加引道板端部厚度，使連接更加穩(wěn)定，提高路橋連接施工質量。

4.7 加強道路設施的信息化設計

信息技術和人工智能技術在改善道路交通感知、減少擁堵和交通事故、加強交通事故責任方面發(fā)揮著非常重要的作用。市政道路的配套設施還包括各種電子傳感器、攝像頭等設備，將采集到的數據傳輸到城市交通系統(tǒng)的管理后臺，為實施道路信息廣播和擁堵提示提供有效依據，這些都是智能交通所依賴的設備。此外，智能城市交通將成為未來的主要發(fā)展方向，這需要城市道路規(guī)劃師和設計師提前進行布局。在智能交通系統(tǒng)中，大量傳感器部署在道路上，收集各種人流、車流、噪聲水平和交通違規(guī)信息，并利用網絡通信功能將這些數據傳輸到系統(tǒng)管理后臺。在交通管理部門的后臺系統(tǒng)中，需要設計大量配套的軟硬件設備，通過人工智能算法和大數據準確預測道路交通狀況，并在此基礎上實現自動分流，避免交通擁堵。市政道路的信息化設計能力直接決定著這一管理目標的實施效果。目前，國內一些城市的一些路段已經實現了高度智能化，使用5G信號覆蓋道路。

4.8 人行道設計

在人行道設計過程中應用人性化設計理念時，必須充分考慮公眾通過道路的交通時間與道路寬度之間的關系。同時，一些城市也存在一些問題，如人行道施工質量差、施工方案設計不合理等。在人行道設計過程中，設計者只注重各種裝飾的美觀，而不充分考慮在人行道上鋪設磚道的安全性和實用性。事實上，公眾在日常出行過程中更注重路面的舒適性。因此，在人行道設計過程中，我們可以重點保證路面的平整度。此外，在雨雪天氣惡劣的情況下，我們還需要考慮人行橫道的抗滑性，盡可能地改善人行道的飛濺和結冰。人行道是道路兩側供行人通行的道路。要將人性化理念滲透其中，應把握以下內容：（1）根據實際需要計算確定人行道的平整度和線密度，并盡可能用防滑磚堆砌人行道，以充分發(fā)揮人行道的有效性，操作中也應避免使用鮮艷的顏色和圖片，這會擾亂旅行者的視線。（2）協(xié)調人行道與道路兩側車道的坡度關系，通過人性化設計將人行道與出入口車道直接連接，并用不同顏色的路磚加以區(qū)分，為行人和行人提供極大的便利。（3）注重人行道的無障礙設計，運營中根據相關要求科學設計盲道和無障礙坡道，有效滿足人們出行活動的各個方面需求，大幅減少人行道不合理中斷造成的交通安全問題。（4）人行道施工最好使用透水材料。雨水滲入地面可以滋養(yǎng)道路周圍的植被，極大地改善城市交通道路環(huán)境。

5.結語

城市道路交通工程的設計關乎人們的道路交通安全，同時也能影響整個城市的發(fā)展規(guī)劃。在進行道路施工之前要做好對道路的規(guī)劃和設計，再保障設計的完美落實，才能將城市交通工程的性能和品質做到最好。完善交通工程設計能夠減少道路的擁堵，減輕城市的交通壓力，促進城市交通和諧發(fā)展，保障居民的人身安全。