城鎮化地區公路改造特點及關鍵技術探析

摘要 城市化的快速發展，一方面對公路提出了市政功能的需求，另一方面積極推動公路改造市政道路工程，以滿足城市化建設以及城市經濟發展的需要。文章基于對公路與城市道路交通功能設計和差異的分析，以G330合銅公路改造工程為例，從交通功能分析研究方面提出了城鎮化地區國省干線公路改造的設計思路和關鍵技術方案，以期能夠為相關城鎮化地區公路市政化改造工程設計提供參考，積極完善城鎮化地區交通體系，支持城鎮化地區的經濟發展。

關鍵詞 公路改造；城鎮化地區公路；交通功能；設計方案

中圖分類號 U418.8 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）05-0150-03

0 引言

城市化進程的加快驅動著城鎮化交通路網體系的進步。在國省干線公路穿越城鎮化地區交通基礎設施優化完善中，需要對部分公路設施進行改造，同時滿足公路和城市道路交通功能需求，增加相關市政附屬功能，以確保其能夠很好地融入到城市交通體系中。該次以G330工業園段公路改造為例，結合城鎮化地區公路改造過程中城鎮化迅猛發展帶來的區域性交通流量增長及國省干線公路本身所承擔的中長途交通運輸需求，對道路交通功能進行研究分析，合理提出主輔分離、快慢分離和交通轉換設計方案，旨在推動城鎮化地區公路的市政化改造，補充和完善城市交通體系。

1 道路交通功能研究與特點分析

1.1 城鎮化地區公路交通功能需求

從交通功能角度來看，城市道路是城市范圍內具備通行功能的道路、橋梁及附屬設施等結構綜合體，根據道路等級不同，用于連接城市組團、分區和交通設施等，具備交通功能和服務功能，滿足機動車、非機動車和行人交通的需求，滿足市政管線及各類附屬設施布設需求，道路斷面寬度較大，斷面布置較復雜[1]。公路是城市范圍外交通通行載體，主要為車輛通行提供交通服務能力，道路斷面相對簡單。因城市區域人口密度高，交通通行需求復雜，與公路相較，城市道路交通強度更高，斷面承載功能多，且交通組織更為復雜。

公路在路網中為車輛出行提供暢通直達、匯集疏散和出入通達的交通服務，在進入城鎮化地區后還應兼顧服務沿線短途交通需求，包括非機動車和行人交通需求。作為干線或集散的一級公路，當短途交通量較大應參照市政道路方式設置輔路，當非機動車和行人交通量較大，應設置非機動車道和人行道，并設置分隔帶、隔離設施及公交站等。

1.2 城鎮化地區公路設計特點

城鎮化地區公路應符合路網規劃，應兼顧服務沿線短途交通需求，為確保既有公路順利進行提升改造，需了解城鎮化公路設計特點。

1.2.1 設計速度

從設計速度看，較高等級的公路和城市道路采用較高的設計速度。一級公路多采用80 km/h（街道段限速60 km/h）的設計速度，而市政主干道通常采用60 km/h設計速度，主要因為較多的燈控平交口和路側干擾而采取的安全降速措施。城鎮化地區公路設計速度根據公路功能與技術等級和間距以及城市道路功能等因素綜合論證，按現行公路工程技術標準選取。但公路處于穿城鎮地區，有明顯的降速要求，設計速度不宜采用高值。

1.2.2 平面交叉間距控制

按照現行公路工程技術標準，平面交叉最小間距按表1控制，交叉間距最小值為定值。

在城鎮化地區公路工程技術標準中，提出了平面交叉密度控制方法（見表2），并且通過增設輔道、右出右進等方式（見表3），使平面交叉設置更靈活、更安全。

1.2.3 交通組織形式

交叉道路直接接入主路（無輔路），對主路快速交通造成一定的干擾和安全隱患。對應情況下的城市主干路一般設置輔路，重要平面交叉采取完全平交+燈控方式，一般平面交叉則采用右進右出方式接入輔路，此種交叉方式對主線交通干擾較小。在新版的城鎮化地區公路設計規范中，對穿城鎮路段公路提出了主路+輔路設置方式，斷面布置融合了市政道路的設計理念，借鑒了主輔路交通轉換設計思路，穿城鎮地區公路的總體交通組織形式得以優化[2]。

1.2.4 通行能力和服務水平

城鎮化地區公路作為干線一級公路時，其主路設計服務水平應不低于三級，輔路設計服務水平較主路降低一級。

主輔路對于設計服務水平的規定有所區別，主要因各板塊承擔的交通功能和通行能力不同，主路須具有較強的通行能力、較少的路側干擾、較少的燈控交叉設置和較高的通行速度，滿足干線公路快速通行的功能要求，而輔路則具有較多的交叉接入和較強的兼容能力，滿足橫向接入和交通集散功能需求。主輔路采用不同的設計服務水平，既能滿足干線公路功能要求，又能滿足集散和慢行交通的城市道路功能需求。

2 基于交通功能分析研究的城鎮化地區公路改造關鍵技術方案

2.1 項目概況及功能定位

G330工業園段為合肥市西南部組團內國省干線公路，因穿越工業園和鄉鎮區域，兼具干線公路和鎮區工業園重要集散通道功能，按照城鎮化地區公路相關要求進行提升改造具有重大意義。G330老路路基寬度為24.5 m，雙向四車道，一級公路，設計速度80 km/h（街道段限速60 km/h），隨著交通量的增長，公路服務水平和通行能力逐漸下降。該次設計按照主輔分離、主路雙向8車道、輔路雙向4車道的一級公路兼市政功能標準建設，主路設計速度60 km/h，輔路40 km/h，斷面總寬度56.5 m。

現狀公路設計標準以及改造后道路設計標準如表4所示。

2.2 城鎮化地區公路交通功能問題分析及改造總體思路

2.2.1 多種交通流疊加，交通量大

以該項目G330工業園段為例，存在國省干線過境交通、園區內生產生活和物流集散交通，機動車交通量大，非機動車和行人交通需求高，交通組成復雜，車道數設計需首先滿足交通量預測、通行能力和服務水平的要求。

2.2.2 快慢速交通混行，交通組織復雜

該項目作為國省干線公路，承載的過境交通速度快，要求通行安全順暢。作為園區內生產生活和物流集散道路，車流速度相對較低，要求與周邊路網銜接順暢。主路交通力求避免路側干擾，利于快速通行，斷面布置方案需采取分離快慢速交通的主路+輔路方案，同時采用簡捷安全的主輔路交通流切換方案。

2.2.3 主線擴容提速、主輔分離、快慢切換的總體思路

主線通過增加車道數，提高通行能力和服務水平；主線減少平交口，實現提速，減少主線交通流被動干擾，增加通行安全；增設輔道，實現輔道貫通，部分交叉道路接入輔道按照右出右進原則進行交通組織；按需設置輔道車道數、主輔切換口和加減速車道，實現快慢分離和快慢轉換，減少快慢速交通流之間的干擾，尋求行車速度和服務水平的平衡。

2.3 車道數確定及斷面布置

該項目處于城鎮街道向農村地帶過渡區，道路西側有已建的鄉鎮工業園，道路東側有在建的綜合物流園區，現狀G330一級公路穿園而過。為鼓勵發展吸引投資，及適應交通量增長和城鎮化發展趨勢，增加車道數和優化斷面布置，提升通行能力和服務水平勢在必行。項目設計基于交通功能目標確定預測交通量，項目斷面設計和交通功能分配中在滿足總體交通量需求下，重點考慮快慢分離和交通流的轉換問題。

在道路功能定位中，既要保留現狀一級公路作為國省干線公路的功能要求和通行能力要求，又要滿足現代化園區復雜的物流運輸體系要求，同時更要兼具有滿足城鎮化地區居民生產生活和各商業業態發展的需求。斷面方案和車道數確定是設計方案的關鍵技術問題[3]。根據交通量預測結果和車道數計算，按照主路滿足中長途過境交通需要、輔路滿足園區集散和慢行交通需要思路，采用主輔分離設置。主路雙向八車道可滿足通行能力要求。考慮園區慢行交通和集散功能需求，輔路采用雙向四車道，斷面總車道數為雙向十二車道。路基斷面應保證與城鎮遠期發展相協調，對主路、輔路、非機動車道、人行道、公交停靠站、景觀綠化、管線及安全設施等進行一體化設計。

改造后的市政斷面車道數進一步提高了公路的通行能力，滿足了通行能力和服務水平要求。輔路設計滿足了物流園車流量需求，提高了園區車流便利性，尤其滿足了物流園區中存在的大量大型車輛的通行需求。輔路集散能力強，避免了園區車流對主線過境交通的干擾，提高了主路通行效率；同時斷面增加了景觀綠化帶，提高了道路及園區的景觀效果。

2.4 路線交叉設計

在路段車道數滿足通行能力和服務水平需求后，交叉口成為交通瓶頸和安全隱患點。交口設計形式需從路網角度、區域交通轉換需求和主路通行要求統一考慮。

解放東路與南環路間距436 m，項目區域路網中南環路作為工業園的外圍物流進出通道和重要縣道，與G330采取完全平交。解放東路作為物流園的主要通道，與G330采用完全平面交叉。其同時具有完全平交的需求。按照公路工程技術標準要求，其平面交叉間距不能滿足其要求。參照城鎮化地區公路設計要求，交叉口距離設置由限定最小間距調整為路段內交叉密度。這一調整對于滿足工業園路網交叉來說至關重要，交叉口的開設更加靈活和符合實際需要[4]。故G330工業園段交叉口1 km范圍內布設兩處完全平面交叉，其余道路接入輔路完全滿足相關要求。

在充分考慮各交叉道路用地條件、路網功能和各向交通量后，經車道數和車道長度等計算，完善交叉平面、豎向、標志標線和信號監控設計后，該段道路各交叉節點均較好地達到了設計目的。

2.5 主輔路切換和交通組織設計

已建的和規劃的重要道路與主路直接完全平面交叉。次要道路與輔路平交，采用右入右出+主輔切換的交通組織形式。臨近右進右出交叉道路的切換口設計一般組合輔路交叉口進行綜合設計，其余一般切換口僅進行主輔路快慢速交通流轉換，不需考慮與輔路交叉口的綜合設計問題。

主路交通流進入輔路前設置漸變車道+減速車道，進入輔路后車輛右轉進入交叉道路，切換口距離交叉口長度進行計算控制。長度主要考慮車輛橫向位移兩個車道進入交叉道路所需的時間和距離，在滿足安全轉向的同時，盡量采取較長的長度，以避免遲滯輔路交通流。

輔路交通流進入主路前設置漸變車道，進入主路后設置加速車道，同理，交叉口距離切換口長度進行計算控制[5]。長度主要考慮交叉道路進入車輛橫向位移兩個車道進入切換口所需的時間和距離，在滿足安全進入切換口的同時，盡量采取較長的長度，以避免遲滯輔路交通流。

2.6 分隔帶設置及硬路肩寬度

中央分隔帶設置于對向機動車道之間，分隔對向車流。在主輔路之間設置側分隔帶，分隔快慢速車流。分隔帶同時作為景觀綠化帶設計，提高了區域的景觀效果。

根據城鎮化地區公路工程技術標準要求，設置輔路的一級公路，主路單向機動車道數大于或等于3條時，右側硬路肩寬度最小值可采用如表5所規定的最小值。

根據城市道路工程設計規范要求，設計速度為60 km/h及以上的市政主干路路緣帶寬度為0.5 m，寬度略小。

當在執行城鎮化地區公路工程技術標準規定下，主路硬路肩寬度為0.75 m，寬度較寬。當在單向4車道條件下，尤其是與加減速車道組合后，斷面組成復雜，易造成交通紊流，故應做好關鍵節段的交通導流設計。

3 結語

綜上所述，城鎮化地區公路改造是城市化發展的重要工程，通過對城鎮化地區公路交通功能研究，提出城鎮化地區公路在設計速度、交叉間距控制、交通組織、通行能力和服務水平等方面的特點和設計原則。基于交通功能分析和參考市政道路設計，以G330合銅公路改造工程為實例，對城鎮化地區公路改造設計進行研究分析和關鍵技術方案探究，綜合城鎮化地區公路功能需求，合理確定設計速度、車道數、斷面布置、路線交叉、交通組織、通行能力和服務水平等內容，給出城鎮化地區公路改造設計總體思路和主要方法，以滿足城鎮化地區公路建設發展的需求。

參考文獻

[1]武鈺. 城市道路改造設計理念及設計要點分析[J]. 四川水泥， 2022（12）： 242-244.

[2]張于平， 單東輝， 靳媛媛， 等. 兼顧城市交通功能高速公路改擴建設計速度選取方法研究[J]. 公路， 2022（10）： 301-307.

[3]蘇穎川. 關于城市道路交通工程設計技術的完善策略探討[J]. 智能建筑與智慧城市， 2022（1）： 148-150.

[4]崔亞雷. 公路與城市道路基于交通功能設計融合關鍵技術研究[J]. 公路， 2020（11）： 284-288.

[5]城鎮化地區公路工程技術標準：JTG2112—2021[S]. 北京：人民交通出版社， 2022.