城市化發展下高速公路路線設計指標研究

萬潤

（湖北交投實業發展有限公司，湖北 武漢 430000）

0 引言

隨著經濟的持續高速發展，我國的交通道路面臨著越來越大的壓力。尤其是隨著城市化進程加快和交通需求的增長，高速公路的使用頻率越來越高，承載的壓力也日益增大。為保證交通安全，在高速公路設計中，設計人員應從使用者的角度出發，采用人性化觀念科學地設計道路路線。此外，為確保高速公路設計的科學性，需要采用科學的路線設計技術，從源頭上降低高速公路事故的發生率。

1 高速公路線路選擇概述

高速公路線路規劃是整個高速公路建設過程中的關鍵環節。許多車輛在特定路段的速度很大程度上依賴公路路線選擇，若出現不合理的設計或路線選擇，容易發生車輛車速偏快等情況，提高交通事故發生率。因此，進行高速公路路線設計時，要對駕駛人員的感受做好充分調查，采用人性化設計理念，提升設計線路科學性，降低交通事故發生率。此外，選擇高速公路線路時，要保證整個道路起點、終點及控制點符合相關規范和要求，按照設計標準做好規劃和設計，最終選擇較為合適的路線。

同時，進行高速公路線路選擇時，要對各種因素進行綜合考慮，主要包括社會狀態、周圍生態、地理狀況、運輸要求、政治因素等。

首先，為提升整體交通運輸效率，要對路線合理與否、建設規模是否符合相關需求和標準等進行綜合考量，預判高速公路線路對社會、經濟、政治方面的影響，以提升高速公路的整體運輸效率。

其次，為保證道路設計方案的合理性和科學性，要對多方面因素進行考慮，可通過收集群眾意愿、組織專家論證等方式得出相應結果，同時應做好問卷調查，對現場進行實時勘探，以便作出科學論證。

最后，為提升工作效率，降低建設成本，還要合理借助科技手段，如進行模型預測，對交通量進行精準計算，總結合理方案，進而協調各項因素，設計出既符合相關標準又能達到預期目的、符合民眾需求的設計方案。

2 高速公路路線設計原則

2.1 安全性原則

高速公路路線設計的首要原則是確保道路的安全性和可靠性，以保護駕駛員、乘客和行人的生命和財產安全。設計人員在制訂高速公路路線方案時，應嚴格遵守各項規定和指標，將保護駕駛員和行人安全放在核心位置，綜合考慮各種影響因素，提高道路的安全性和可靠性，保障公眾的出行安全。

2.2 可持續性原則

設計人員在高速公路方案設計時應避免資源浪費，如減少土地占用、減少對水資源的消耗、減少對當地社區的干擾等，最大限度地降低對環境和社會的影響。此外，在設計道路方案時，應優先考慮采用綠色技術，以降低能源消耗和碳排放量，實現經濟的可持續發展，促進交通建設的可持續發展，營造更宜居的城市環境。

2.3 區域性原則

設計人員在規劃高速公路路線方案時應關注不同區域的特征，如天氣、地勢和風俗文化等[1]。例如，高速公路路線設計應充分考慮地形地貌的特點，以確保道路的安全性和穩定性。通過綜合分析地質、水文、地貌等相關因素，選擇最佳路線，減少對環境的破壞，提高路網的可靠性和可用性。此外，高速公路作為交通基礎設施的重要組成部分，其路線設計應考慮區域發展因素，通過合理規劃和布局，促進區域經濟發展，改善交通條件，加強不同地區之間的聯系和交流，打造更加安全、高效、可持續的高速公路網絡。

2.4 自然協調性原則

自然協調性原則要求在高速公路路線設計中盡量減少對自然環境的破壞。通過選擇與地形、植被、水文等自然條件相協調的路線（見圖1），可以最大限度地保護生態系統的完整性和穩定性，減少對動植物棲息地的干擾和破壞。同時，在設計過程中也應考慮生態補償和環境保護措施，以實現可持續發展目標。在高速公路路線設計中，應合理選擇路線，盡量避免對具有歷史、文化、藝術價值的景點、建筑物等造成破壞，保護和傳承地方文化的多樣性和獨特性。同時，在高速公路路線設計中，應充分考慮土地利用、水資源利用等方面的因素，避免過度開發和浪費自然資源。總之，在高速公路路線設計中，應通過科學規劃和設計，最大限度地利用已有的交通設施和土地資源，降低對自然資源的消耗和破壞，實現高速公路的可持續發展。

3 郊區高速公路

隨著城市化進程的加速，帶來了兩個主要交通問題：一是城市向高速公路建設用地的擴張，二是城市交通擁堵問題日益嚴重。郊區高速公路的建設在這種情況下具有顯著優勢，不僅可以分流城市內部的交通，減輕城市道路擁堵，提高通行效率，而且可以打破城市與郊區的地理障礙，推動郊區經濟的發展。

通過提供更便捷的交通條件，郊區高速公路能夠吸引更多的投資和資源流入，為其企業、工廠和商業區的發展提供動力。同時，郊區居民也能因此獲得更便捷的通勤方式，郊區高速公路可縮短居民到城市的通勤時間，提供更多就業和教育機會，從而提高居民的生活質量[2]。

然而，也不能忽視郊區高速公路建設帶來的一些問題。首先，可能對周圍的自然環境造成破壞，如樹木砍伐、土地開墾等，對生態系統產生負面影響。其次，高速公路的使用可能產生噪聲和空氣污染，給周邊居民和動物帶來不利影響。最后，郊區高速公路的建設可能會導致城市與郊區的物理隔離，形成“分割效應”，這可能限制城市與郊區的交互和發展，甚至可能導致郊區內部的社區、農田等資源無法互通。

為避免郊區高速公路建設帶來城市的不均衡發展問題，降低城市規劃和資源管理難度，建設者在規劃和設計郊區高速公路時，必須充分考慮環境保護和可持續發展的原則，注重生態修復和環境保護，并合理控制車輛通行量，提倡綠色出行方式。此外，應加強對城市和郊區之間交通聯通的規劃，促進城市與郊區的協調發展，以最大限度地減少郊區高速公路建設可能帶來的負面影響。

4 城郊高速公路路線設計

4.1 橫斷面

進行橫斷面設計時，要綜合考慮高速公路修建的地理環境和經濟因素，采用整體式路基，以保證路基的牢固性，提升公路安全性。以下是典型的城郊高速公路橫斷面設計要點及相關技術指標和設計要求：

第一，城郊高速公路設計通常采用雙向四車道或雙向六車道，具體車道數量根據交通量和設計速度來確定。雙向四車道適用于交通量較小的區段，雙向六車道適用于交通量較大的區段。根據城郊高速公路交通量和道路等級，車道寬度一般為3.5～3.75m。高速公路主線車道寬度可適當增加到3.75～3.85m。為提高行駛安全性和交通效率，城郊高速公路通常設置有分車帶。分車帶寬度一般為1.5～2m，通過分車帶可將來往行駛的車流分開，減少車輛間的摩擦和沖突。

第二，城郊高速公路需設置一定寬度的路肩，以便于緊急情況下的車輛停靠和故障車輛移除。路肩寬度一般為2～3m，其具體寬度主要取決于交通量和道路等級。

第三，城郊高速公路中央隔離帶用于分隔雙向行駛車輛流，提高交通安全性。中央隔離帶寬度一般為3～10m，具體取決于交通流量和道路等級。

第四，城郊高速公路需設置合理邊坡和排水設施，以確保道路穩定和良好的排水效果。邊坡坡度和坡度比需根據地形和土層條件進行設計。

第五，城郊高速公路需在適當的位置設置相應數量的路燈和標志牌，以提供夜間照明和交通指示。

第六，城郊高速公路緊急停車帶設置在機動車道外側，用于緊急情況下的車輛停靠。緊急停車帶寬度一般為3m，是緊急停車時的安全區域。

第七，城郊高速公路應設置休息區、加油站、服務區等其他設施，方便駕駛人停車休息和獲取相應服務。

4.2 平面設計指標

4.2.1 平面直線設計要點

設計速度應根據交通流量、地形條件和路段功能等因素確定，以確保車輛在直線段上行駛的安全性和順暢性。直線段的視距也是重要考慮因素，即駕駛員能夠看到前方道路情況的距離。在設計過程中，需要考慮直線段的彎曲度、橫向坡度和交通流量等因素，以確定適當的視距要求，確保駕駛員能夠及時發現和應對道路上的障礙物和變化。

城郊高速公路的直線段通常需要設置超車道，以提供車輛超車的空間和條件。超車道的設計應滿足設計速度和交通流量的要求，并兼顧交通安全和通行效率等因素。

直線段的車道寬度合理能夠確保車輛的行駛安全。因此，在設計過程中，需要根據交通流量、車輛類型和設計速度確定適當的車道寬度，以滿足車輛行駛需求[3]。

此外，直線段還需要設置軸線和中央隔離帶，以分隔行駛方向和確保交通安全。在設計時，需要考慮交通流量、道路寬度和安全要求等因素，確定適當的軸線和中央隔離帶寬度。

4.2.2 平面曲線設計要點

進行平面曲線設計時，應根據設計速度、車輛類型和交通流量等因素確定適當的曲線半徑，以保證車輛在曲線段上行駛時的穩定性和安全性。研究結果表明，曲線半徑在400m 以上時，事故發生的概率較低。因此，應控制平面曲線半徑在400m 以上。此外，將平面曲線的轉角控制在45°以上也有助于降低安全事故發生率。

4.3 縱斷面設計指標

高速公路縱斷面技術指標是公路設計中非常重要的因素，包括道路的縱向坡度、橫斷面形狀及橋梁設計等方面，設計人員應根據具體的地理環境和交通需求，結合相關標準和規范，合理設計縱斷面。以下是一些常見的縱斷面設計指標：

第一，路面縱坡是指路面在縱向上的傾斜度。城郊高速公路的縱坡應根據水文條件、排水要求和車輛行駛安全等因素來確定。縱坡設計應均勻、平緩，不應過陡或過緩，以減少駕駛員疲勞和車輛油耗。

第二，城郊高速公路的路面結構應根據交通量、設計速度和地質條件等因素來確定。一般來說，路面結構包括路基、基層、面層等。路基主要是承載交通荷載并分散荷載到地基或地面的結構，基層是保護路基結構，面層是提供平穩行駛的表面結構。這些結構厚度和材料選擇應根據交通量來確定，以確保路面的穩定性和耐久性。

第三，城郊高速公路縱斷面設計應考慮潛在的交通需求和未來擴容的可能性。因此，一般應預留一定的超高和超寬，以方便將來擴建和改造。

4.4 交叉口設計指標

城郊高速公路交叉口設計需要考慮以下指標：

第一，根據交叉口與高速公路的重要性和交通量，確定交叉口的設計等級，如全交通流量控制、半交通流量控制及服務道路交叉口等。

第二，針對常規交叉口，可根據交通量和等待時間，確定合適的排隊長度，以保證交叉口交通流暢。可采用分離式、立體交叉等模式以有效滿足民眾的出行需求，但這種立體交叉的形式會對公路兩側的交通造成一定影響，因此在進行城郊高速公路的路基建設過程中，可考慮采用跨線橋設計。

第三，對于交叉口的彎道部分，可根據設計速度和車輛類型，設置合適的彎道半徑，以確保車輛安全通行。同時，應根據交叉口類型和交通流量，設置合適的交叉口信號燈和交通標志，提高交叉口的安全性。

5 結語

近年來，我國不斷推進城市化進程，城市規模也隨之逐漸擴展到郊區。郊區高速公路納入市區高速公路后，會為城市發展提供較大幫助，并極大地便利民眾的日常出行。因此，在城市化改造過程中，需要重點關注高速公路的線路規劃，深入了解高速公路的建設指標，從綜合交叉口、設計平面、橫縱斷面等幾方面加強分析，為城市化建設做好基礎設施保障。