（交通运输规划与管理专业论文）城市路网设置环路的研究.pdf

ii 摘 要 本文借鉴国内外学者对城市布局与城市交通网络相互影响的分析及对城市路网 设置环路的相关研究结合我国城市路网规划建设环路所出现的实际问题对于不 同规模城市路网设置环路的必要性进行了研究通过“临界比例”的推导对多层环路 间如何相互影响进行分析并提出估算环路相对服务系数来对于环路设置效果进行 评价最终对于城市路网设置环路提出一系列建议 城市路网设置环路最根本的目的是限制市中心当大城市以多层环路为骨干 的路网系统加上单一强大的市中心时环路无法到达规划时预期的作用 在分析多层环路相互影响时通过假定交通流在理想情况下在相邻环路的行 程时间相等得到临界比例 而后通过对 的分析提出使多层环路更好配合的建议 在对环路设置效果进行评价时试图建立环路几何长度与其服务效果的联 系通过把环路形状抽象为正方形或圆形把人口密度假定为常数计算出环路 相对服务系数评价环路设置效果之后通过对北京武汉实际设置环路的情况对 估算进行检验 最后指出本文的局限性及诸多有待进一步深入研究的问题并对城市路网设 置环路提出建议 关键词 城市布局 城市道路网 多层环路 射路 城市用地发展 临界比例 相对服务系数 i iii abstract this text draws lessons from analysis of the domestic and international scholars impact on city layout and city traffic network and relevant research of setting up the ring road to urban road network, combine urban road network of our country and plan the practical problem presented to build the ring road, have carried on research to the necessity of setting up the ring road of urban road system of different scale . at last , author offer proposals for planning ring road in city. combine the actual conditions of project of our country, point out that it is to limit the city center to set up the most basic purpose of ring road in urban road network. when set up the multi-layer cycle and city center and coincide strongly constantly in big urban road system, the ring road is unable to reach the anticipated function while planning . while it is analysed that the multi-ring road influences each other , through assuming the traffic flow is equal to receiving critical proportion journey time on the adjoin cycle in ideal cases. and then put forward the suggestion making the multi-ring road more easy to cooperate with through an analysis of . when set up the result and appraise to the ring road , attempt to establish the length of ring road geometry instead of the connection of serving the result. through competent form a square or round cycle, assume the density of population for the constant, calculate out the ring road and serve coefficient and appraise the cycle and serve the result. later set up situation of ring road in beijing and wuhan examine estimating actually correctly. point out the limitation of this text and a great deal of problems remained to solve further finally, and set up the ring road and put forward the suggestion to plan urban road network. keywords : urban layout urban road network multi-ring roads radial road urban land expand critical scale relatively service coefficient 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果尽我所知除文中已经标明引用的内容外本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出贡献的个人和 集体均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人 承担 学位论文作者签名 日期2005 年 4 月 20 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定即学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅本 人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 本论文属于 请在以上方框内打 学位论文作者签名 指导教师签名 日期 年 月 日 日期 年 月 日 保密在 年解密后适用本授权书 不保密 1 1 绪 论 1.1 选题的缘起和背景 新中国成立之初 设市城市只有 136 个 建制镇只有 5400 个 城镇人口共有 5765 万人城镇化水平仅有 10.6到 2001 年全国设市城市达到了 662 个建制镇数 量为 20358 个城市人口已超过 4.8 亿城镇化率达到 37.66进入新世纪我国 城镇化水平将进入一个加速期最近二十年我国经济持续健康发展城市化进程 不断加快同时城市用地规模不断扩大城市人口不断增加出现了越来越多人口 过百万甚至几百万的特大城市我国原有的特大城市人口增长速度回升又有一批 大城市进入了特大城市所以特大城市规模的人口比重也有明显上升城市规模结 构上形成了“两头升中间降”的马鞍形格局1 城市规模扩大了城市道路网也必然会随之“长大”更快的城市化步伐必然伴 随更大规模的城市道路建设在对城市总体规划进行调整以适应更大的城市规模时 很多城市会规划建设新的更大的外环路来解决过境交通问题并取得更大的城市边 界为缓解城市主中心的交通压力许多城市都在规划建设内环路另一方面我 国许多城市都是在有几百年甚至几千年历史的古代原有城市的基础上发展而来的 由于种种原因中国城市的发展往往以原有旧城区中心区为中心以改造旧城 逐步向外建设新城的发展模式进行的在没有特殊地理条件限制下旧有中心城区 周围建设的新城路网结构往往是方格网式最终旧城四周新城的道路连接起来很易 形成形式上的环路为缓解城市的交通压力在规划或调整城市新的骨干路网时 部分城市会把环路作为城市骨干路网会规划多层两层以上环路甚至会把部 分环路建设为快速环路但从部分大城市环路规划建设的经验来看简单规划建设 多层环路或快速环路并不能解决城市的交通问题在环路上可能会形成新的拥堵 甚至会对既定的城市用地发展方向产生影响强化原有城市主中心的地位如何分 析环路与土地利用的关系如何使多层环路相互配合更好的发挥功能如何对相 邻环路间的相互影响进行分析这些都是值得研究的问题 2 1.2 本课题研究的意义 城市环状道路一直受到国内外城市交通规划部门的高度重视发达国家目前大 多数城市都建有环状道路,欧美 10 万人以上的城市中平均 56%建有环路,30 万人以上 城市环路拥有率达到 85%2我国的环路建设也迎来了高潮我国的北京上海广 州武汉沈阳南京哈尔滨等大城市也都相继规划建设了一定规模的市区环 状道路及环城公路但我们对于城市路网设置环路的研究还相当滞后特别是对于 大城市路网设置多层环路的研究尤显得缺乏然而我国部分城市大规模建设环路的 工程实践却没有停止反而越来越多因为相关研究及理论的缺乏在环路的规划 建设中存在诸多问题 让我们看看因环路设置及定位不当造成损失的具体例子吧2003 年 11 月在北 京交通堵塞最严重的时候投资 136 亿元全长 98.58 公里的五环路开通了整个北 京为此欢呼雀跃但五环路开通两周来全线的平均日车流量为 1 万辆还不到设 计能力的 1/5造成这种尴尬局面最主要的原因是本应定位为城市内部环路的五环路 却是按照“贷款修路收费还贷”这种典型的高速公路融资模式进行建设及运营的 最终解决的办法是五环路免费通行由北京政府进行还贷问题是解决了不过造 成的损失是巨大的再看看我们生活的城市 武汉市的环路规划建设的情况武 汉市根据国务院批准的武汉市城市总体规划2020 年前武汉市在长江上建成 6 座 大桥,连成 3 个环线内环线 28 公里中环线 88 公里外环线 188 公里不过最近 武汉市正试图调整环线规划在内环和中环之间增加一条环线二环线二环线全 长 52 公里这涉及到武汉市环线规划这样一个影响整个城市道路布局的规划调整 同时我们应该思考为什么武汉的外环长度是北京五环的两倍多环路的设置有没 有客观的评价标准环路离城市几何中心的合理距离是多少两环路合理间距是多 少 在下面的章节中将对以上这些问题进行探讨并试图找到答案 1.3 本文的主旨思想和主要内容 从开始确定选题到收集相关资料直至论文构思的完成是一个艰辛反复的过程 查阅大量论文后发现对于研究城市路网设置环路的文章并不多已有的文章大多 3 注重定性的分析环路的作用或者侧重于环路建设中具体的工程问题而对于多层环 路间如何相互影响及怎样通过定量方式评价实际环路效果的研究就相当缺乏了同 济大学著名教授徐慰慈先生在其著作城市交通规划论中曾明确表示做交通规划 必须要有求“变”的思想而且要“因情而变” 3, 这正是本文所追求的目标希望能为 尽快找到适合我国国情的环路规划的方法起到一些抛砖引玉的作用 本论文在抓住此主旨思想的前提下具体安排如下章节 第 2 章中简单概括城市的产生发展历程着重分析城市布局与城市交通的相 互影响并结合我国国情选择交通发展战略对交通战略的分析中侧重于分析不同 类型道路网的优缺点为本文对城市路网设置环路的研究做铺垫 第 3 章在简单叙述对环射路网相关规定后分析了环射路网的特点对环路射 路对土地利用的影响进行重点分析并分析了射路与环路如何相互影响 第 4 章通过说明环路的成因及对环路交通功能的分析指出了路网设置环路的 必要性对于中小城市路网设置外围环路是极有必要的而大城市路网设置多层环 路时一定要慎重而对后一种情况进一步的研究将引出本文的重点即对多层环路 的研究及对环路设置效果的评价 第 5 章是本文的重点首先研究对多层环路交通功能的变化而后着重分析内 环路交通作用引出多层环路相互影响为了更好讨论这种影响通过两环路间交通 流的分配计算提出“临界比例”的概念 并通过对“临界比例”的分析提出环路规划 建 设管理的有益建议 第 6 章不仅是本文的重点也是本文的难点在对已有环路的评价方法进行回顾 总结后结合北京武汉环路设置的实际情况提出了对实际环路设置效果评价的方 法即估算环路的相对服务系数最后通过对北京环路设置情况的具体分析对估算 方法进行调整 第 7 章总结了本文主要的思路与方法指出了城市路网设置环路应注意的问题 并指出了本文中很多有待进一步深入研究的问题 4 2 对城市道路网的相关研究 2.1 城市产生发展历程 城市是在农业生产中形成的居民点的基础上发展出来的随着生产力的提高 产生了交换的条件如我国易经所说“日中为市致天下之民聚天下之物 交易而退各得其所”随着交易量的增多和交换次数的频繁交易的场所由临时的 改为固定的市为了保卫居住地在四周建设防御工事就成为了城在城市规划 基本术语标准中对城市城镇有如下定义 city4以非农业和非农业人口聚集 为主要特征的居民点包括按国家行政建制设立的市和镇现代城市主要包括三个 方面的因素人口数量产业构成及行政管辖 城市的产生发展和建设都受到社会经济文化科技等多方面因素的影响 城市的发展大致分为两个大的社会发展阶段即农业社会和工业社会也可以称 为前工业化时期工业化时期也可以称为古代城市和近代城市影响古代城市布 局的因素主要有防御的要求社会形态发展政治体制的影响经济发展的影响 而影响近代城市布局主要的因素除了天然地形外有工业的发展城市人口的聚集 新的交通工具的产生等本文着重论述城市交通对于城市布局的影响 2.2 大城市布局与交通战略相互的影响 城市形成发展和城市交通的形成发展之间有非常密切的关系城市交通自始至 终贯彻于城市的形成与发展过程中为了便于研究一般把城市交通分为两部分 即城市交通与城市对外交通前者主要指城市内部的交通主要通过城市道路系统 来组织城市对外交通则是以城市为起点与外部空间联系的交通如铁路运输水 路运输公路运输航空运输以及管道运输等城市交通是与城市同步形成的城 市的形成必包括城市交通的因素一般先有过境交通再沿着交通线形成城市因 此可以说城市对外交通是城市交通的最初形态但随着城市的不断发展城市规 5 模的不断扩大小汽车数量的急剧增加城市内部交通的问题越来越多也越来越 引起大家的重视城市交通是一个大系统涉及的方面很多本文试图站在一个较 高的层面即城市路网规划方面来探讨城市交通问题希望对于城市路网规划提出有 益的建议 城市交通对于城市布局的影响英国的 j.m.汤姆逊进行了深入的探讨今天读 来也很有参考价值5首先通过对大量的城市布局的分析可认为城市布局除受到 地理上的约束外大部分是由相对可达性决定的除非故意加以控制通过具体分 析和理想化的抽象总结了 5 种交通发展战略下的城市布局形式这 5 种交通战略 包括充分发展小汽车限制市中心保持市中心强大少花钱限制交通下面对 于这 5 种交通战略下大城市的布局进行分析 ? 充分发展小汽车战略的城市布局 很多人口在 2030 万的老城镇常趋向于采用全盘机动化的政策欧洲很多这 样的城市改善了他们的放射路环绕市中心修建了内环路附近修建了停车场这 就使得它们的中心不受干扰又能使坐小汽车的人不会感到太不方便在较大的城 市中为每个人提供足够的道路和停车场几乎是不可能的除非改变传统的城市形 式不让有一个强大的市中心不让市中心的密度非常高如图 2.1 所示的充分发展 小汽车的城市的布局形式这类城市形式没有一个真正的市中心所以没有必要 兴建放射形交通道路网一个方格网式的道路网可以把比较低的交通量平均地分布 它的设计思想是使得小汽车能够在全城各处通行无阻对于没有小汽车的人可以 乘公共汽车公共汽车主要在二级道路上行驶而对于行人的角度看几乎全部道 路都是通过汽车的主要道路充分发展小汽车布局的城市如洛杉机底特率丹佛 和盐湖城26 6 ? 限制市中心战略的城市布局 这种城市的市中心规模较小有放射形的道路网为市中心服务城市大部分工 作岗位分布在郊区和边缘地带交通主要是靠小汽车有通过能力很大的环路为其 服务详见图 2.2由于这类城市拥有放射形和环形快速路市中心以外的工商企业 会被吸引到环路和放射路交叉的地方这就产生很多大的郊区中心这个战略本身 有些缺点应予以注意第一市中心是“弱小”的是受限制第二上下班铁路 的费用肯定会比较高因为利用率低第三城市其他地方的交通量比较高开小 汽车上下班的路程比较少需要建设许多造价昂贵的快速路同时这种战略的稳 定性也是一个问题它能持续多久能长此下去么有两种危险市中心会得到发 展超出它原来的作用和范围或者市中心会衰落下去直到不能再起作用如果出 现前一种情况这个城市将会有一个强大的市中心但缺少必要的公共交通设施 如果出现后一种情况这个城市将会向充分汽车化的方向发展但没有必要的公路 设施采用限制市中心的城市布局的城市有墨尔本哥本哈根旧金山芝加哥 波士顿27 28 图2.1 图2.2 7 ? 保持市中心强大战略的城市布局 在一个强大市中心的城市中建设环路和建设射路有着根本不同的作用环路 趋于把市中心的活动引导出去除非是为了市中心服务的内环路而放射路却为市 中心增加活动和力量详见图 2.3由于这种理由保持市中心强大的战略的城市布 局形式是由强大的放射形交通网组成这个交通网包括道路与铁路除了靠近市中 心区外没有高速的环线连接这些放射路在大都市区外也可以有一条外过境线 但外过境线引起的有关建设必须加以控制以免影响本战略的贯彻 强大的市中心与强大的放射形交通网结合就产生了两个特点第一由于市中 心规模大乘公共交通到市中心的人数多市中心就需要一个容量很大的交通分布 网它可以采用站距短车次多密布市中心区的地下铁路网第二强大的放射 形交通系统决定了设置在这些交通线上的战略的次级中心的位置保持市中心强 大的战略的城市有巴黎东京纽约雅典多伦多悉尼汉堡2930 31 ? 少花钱战略的城市布局 这是一种高密度的城市市中心很大有许多行驶公共汽车或电车的交通 图2.3 图2.4 8 走廊各种活动除居住外都集中在这些走廊里这样的城市市中心能扩大到什 么程度呢这要看市中心区有多少条放射路这些放射路是如何管理的以及市中 心区有多少职工而定在这类城市布局形式中次级中心的位置要沿着主要的放 射路安排详见图 2.4对于工作岗位超过 200 万的非常大的城市有三种办法可供选 择1.建立第二线小的以步行为主的次级中心2.选择几个次级中心加以扩大成为 大的战略次级中心中心内增设公共汽车或电车3.花一些钱建一些铁路允许扩大 市中心实施少花钱战略城市布局的城市有波哥达拉格斯加尔多答 32 ? 限制交通战略的城市布局 限制交通这个战略的实质是有意的对交通量加以限制不是消极的转移或避开 交通混乱而是积极的贯彻这样一种主张对交通量的需求应当象对待其他商品 或服务那样予以适当限制这是唯一从根本上解决城市交通问题的战略把城市 的居住工作上学购物和文娱等活动规划好把这些活动安排在人们可以充分 利用公共交通的交通走廊地带 这种如图 2.5 的交通网应布置得吸引人们利用公共交 通实施不过分依赖小汽车这种城市布局的交通网显然需要一个放射形的铁路网 可能需要一个铁路环线把各区中心连接起来而在通往市中心的汽车路的通行能力 应该逐渐降低当汽车路靠近市中心时宜多设几个入口以便使汽车路减少到两 条车道或者改为收费道路或者把小汽车疏导到干道上去最理想的是这些放 射路的车流会疏导到环路上去这条环路的车速是有限制的它是紧紧环绕着市中 心周围的这条环路的目的有两个一是不让穿越市中心的交通进入市中心二是 把抵达的车辆疏导到停车场去或疏导到市中心范围的集散道路上去采用限制交 通战略城市布局的城市有伦敦新加坡香港斯德哥尔摩维也纳不来梅歌 德堡33 34 9 这五个战略中只有一个是少花钱的解决办法其他四种战略都是非常花钱的 对于大多数发展中国家唯一实际的选择就是采用少花钱的解决方法经济制度和 老的管理城市财政的办法会产生强大的力量促使城市向着两种极端不同的方向发 展一是朝着充分小汽车的战略发展另一是朝着保持市中心强大的战略发展如 果一个大城市要充分汽车化它必须放弃传统的城市形式不会有一个大的市中心 也不可能有一个有效的公共交通系统对于富裕的小城市大多数人有车可能会 有一个好的交通系统而对于真正的大城市行车距离如此之长交通如此之集中 很多地方出行交通堵塞无论有没有小汽车的人都感到了出行的艰难另一方面是 朝着保持市中心强大的战略发展在这类城市中有世界最大的一些城市 伦敦 巴黎纽约和东京这些城市高度依赖它们的市中心大量的工作岗位和各种活动 紧密集中在几平方公里之内这些活动是如此之繁多以致不能靠私人小汽车来解 决交通问题这些城市主要靠运量非常大的公共交通系统它们的道路和铁路都是 设计成放射式的很多城市自觉或不自觉的想在充分发展小汽车与保持市中心强大 的战略之中寻找一种折衷的战略我们把这种折衷办法叫做限制市中心的战略因 为它有一个重要的而受到限制的市中心它想保持市中心的优点与此同时又能 比较自由的使用私人小汽车这个战略的关键在于要能吸引相当大的一部分人乘公 共交通来市中心上班或进行其它活动但也要使私人小汽车保持适当的方便程度 图2.5 10 这种战略是很花钱的因为它需要一个公共交通系统这个公共交通系统几乎专为 上下班服务的同时也要一个供其它活动用的私人小汽车交通系统这个战略 本身包含不稳定性它老是左右摇摆向两个极端的战略发展如果把市中心的活 动疏散开去就朝着充分发展小汽车的战略发展或者在市中心集中许多工作岗 位用公共交通为之服务那就朝着保持市中心强大的战略发展 限制交通战略与别的战略不一样它用直接限制交通的办法探讨这个问题的经 济根源使拥有私人小汽车的人正视城市社会为他们使用小汽车付出的社会代价 限制交通战略常常有一个强大的市中心所有它是强大市中心战略的发展主要的 例子是伦敦,为了维持公共交通的质量保护城市环境并使交通上的投资有所限制 伦敦下了很大力气想了很多办法来限制使用私人小汽车新加坡香港斯德哥 尔摩维也纳不来梅歌德堡等城市限制交通也成为它们的重要特点 以上五种战略全都存在一些缺陷显然至今还没有一种办法能创造出一个完 美的城市同时具体的某一个城市的交通战略也不一定完全符合以上某一种战略 一个城市的交通战略往往不会那么清晰而且也不会是一成不变的很多时候它是 摇摆不定的但为了搞清楚城市交通这一个复杂的问题我们借鉴 j.m.汤姆逊提出 的这五种交通发展战略来分析中国大城市交通问题 2.3 我国大城市交通战略的选择 大多数城市选择交通战略时最重要的因素是现有的城市结构和交通系统毕竟 我们不是在一无所有的空地上开始j.m.汤姆逊总结以上这些交通战略 认为城市交 通战略的重要因素是用地安排和道路网结构用地安排要求在下列三点上有明确目 标第一市中心集中多少工作岗位其余工作岗位分布在何处是分布在次级中 心还是分散分布第二人口密度第三城市的地理形态关于道路网结构必 须在道路和铁路间作出选择也必须在放射路放射路加环路方格网形结构三者 间作出抉择同时对于交通系统的管理能影响人们究竟使用小汽车还是公共交通 也具有战略上的重要意义 11 对于用地安排方面的问题因为篇幅有限本文在此不进行详细探讨而对于 通过对交通系统的管理来影响人们选择小汽车还是公共交通的问题在我国建设部 发布关于优先发展城市公共交通的意见建城200438 号后已经有很明确的 答案了今后对于交通系统的管理必然是鼓励人们使用公共交通而具体的措施本 文也不详细讨论了本文将着重讨论道路网结构的问题鉴于我国大部分大城市的 实际情况在相当长一段时间城市交通主要将依赖道路而不是铁路下面就对我国 城市选择什么交通战略及为实现这个战略选择的道路网结构进行分析探讨 我国城市大多数都历史悠久在私人小汽车出行之前大城市的市中心已经集中 了许多活动而同时鉴于我国人口众多土地资源很有限几乎所有的大城市规模 都在迅速扩大的现实情况我国的大城市采用充分发展小汽车的城市布局是不现实 的而朝着保持市中心强大的战略发展的城市必须依赖运输量非常大的公共交通 系统并且它们的道路和铁路都设计成放射式由于受经济发展水平的影响我国 大部分大城市在相当长的一段时期内不可能建设大规模的城市轨道交通系统城市 交通运输主要依赖道路系统主要依靠道路系统而不是轨道交通系统建设成运输量 非常大的公共交通系统是比较困难的所以我国大部分大城市在相当长的一段也很 难真正实施保持一个强大的市中心的交通发展战略不过我国的北京上海已基本 具备了大规模建设轨道交通系统的实力这两个城市也许将来能朝着保持市中心强 大的战略去发展 综上所述对于我国大部分大城市而言交通发展战略必然会是在限制市中心 的战略少花钱的战略或者限制交通的战略中选择而除了充分发展小汽车的交通 战略外剩下四种交通发展战略的城市布局图中环路和射路包括道路和铁路 占据了重要的位置而我国城市的实际情况是大部分大城市在今后相当长一段时间 还没有办法建设大型的轨道交通系统我们下面将主要讨论城市各类道路网的特点 其后将着重讨论环射路网及城市路网设置环路的问题 2.4 浅析城市路网规划布局 城市是人类文明史上最伟大的发明1933 年国际现代建筑协会c.i.a.m在 12 雅典制定了城市规划大纲俗称雅典宪章提出了城市四大功能是居住 工作游憩和交通居住是城市主要因素而交通网是把另三个功能联系起来的基 础所谓城市是指面积广阔的市区由于从市区内任何地区都会发生交通所以 城市道路必须通向市区的各个地点按着城市规模在市区必须组成道路网6对城 市路网研究的历史几乎和对城市规划研究的历史一样久 据周历考工记对我国周代公元前十一世纪都城洛邑的记载“匠人营国 方九里旁三门国中九经九纬经涂九轨 ”描述了对城内道路的布局又记 “环涂七轨野涂九轨”是对环路和市郊道路路宽的规定说明当时的都城已经出 现了经纬纵横环野相通的城市道路体系在城市对外交通方面载有“夫间有遂 遂上有经十夫有沟沟上有畛百夫有洫洫上有涂千夫有浍浍上有道万 夫有州州上有路以达于畿”7可见我国古代已经有了关于城市道路系统相当完 整规定和深入的研究 城市道路系统是组织城市各种功能用地的“骨架” 又是城市进行生产和生活活 动的“动脉”城市道路系统布局是否合理直接关系到城市是否可以合理经济地 运转和发展道路系统一但确定实质上决定了城市发展的架构这种影响是深远 的在一个相当长的时期内发挥作用城市道路系统是为适应城市发展满足城市 用地和城市交通以及其它需要而形成的在不同的社会经济条件城市自然条件和 建设条件下不同城市的道路系统有不同的发展形态从形式上常见的城市道路 网可归纳为四种类型 8 12 ? 方格网式道路系统 方格网式又称棋盘式 是最常见的一种道路网类型 它适用于地形平坦的城市 用方格网道路划分的街坊形状整齐有利于建筑的布置由于平行方向有多条道路 交通分散灵活性大但对角线方向的交通联系不便非直线系数道路距离与空 间直线距离之比大有的城市在方格网的基础上增加若干条放射干线以利于对 角线方向的交通但因此又将形成三角形街坊和复杂的多路交叉口既不利于建筑 布置又不利于交叉口的交通组织完全方格网的大城市如果不配合交通管制 容易形成不必要的穿越中心区的交通一些大城市的旧城区历史形成的路幅狭窄 13 间隔均匀密度较大的方格网已不能适应现代城市交通的要求必须组织单向交 通以解决交通拥挤问题方格网式的道路也可以顺依地形条件弯曲变化不一定死 板地一律采用直线直角 ? 环形放射式道路系统 环形放射式道路系统起源于欧洲以广场组织城市的规划手法最初是几何构图 的产物多用于大城市这种道路系统的放射形干道有利于市中心同外围市区和郊 区的联系环形干道又有利于中心城区外的市区及郊区的相互联系在功能上有一 定的优点但是放射形干道容易把外围的交通迅速引入市中心地区引起交通在 市中心地区过分的集中同时会出现许多不规则的街坊交通灵活性不如方格网道 路系统环形干道又容易引起城市沿环路发展促使城市呈同心圆式不断向外扩张 为了充分利用环形放射式道路系统的优点避免其缺点国外一些大城市已将 原有的环形放射路网调整改建为快速干道系统对缓解城市中心的交通压力促使 城市转向沿交通干线向外发展起了十分重要的作用 ? 自由式道路系统 自由式道路常是由于地形起伏变化较大道路结合自然地形呈不规则状布置而 形成的这种类型的路网没有一定的格式变化很多非直线系数较大如果综合 考虑城市用地的布局建筑的布置道路工程及创造城市景观等因素精心规划不 但能取得良好的经济效果和人车分流效果而且可以形成活泼丰富的景观效果国 外很多新城的规划都采用自由式的道路系统美国阿肯色州 1970 年规划的新城茅美 尔maumelle城市选在一片丘陵地在交通干道的一例布置了工业区另一侧则 结合地形河湖水面和绿地安排城市用地道路呈自由式布置形成很好的居住环 境我国山区和丘陵地区的一些城市也常采用自由式的道路系统道路沿山麓或河 岸布置如青岛重庆等城市但这种布置多是从工程因素出发有的道路仿照盘 山公路修建不十分自然而且在传统的规划思想下只要有一些平地都尽可 能采用方格式的道路系统这是不可取的 ? 混合式道路系统 由于历史的原因城市的发展经历了不同的阶段在这些不同的发展阶段中 14 有的发展区受地形条件约束形成了不同的道路形式有的则是在不同的规划建设 思想包括半殖民地时期外国的影响下形成了不同的路网在同一城市中存在几 种类型的道路网组合而成为混合式的道路系统还有一些城市在现代城市规划 思想的影响下结合城市用地的条件和各种类型道路网的优点有意识地对原有道 路结构进行调整和改造形成为新型的混合式的道路系统 常见的方格网加环形放射式的道路系统是大城市发展后期形成的效果较好的一 种道路网形式如北京还有一种常见的链式道路网是由一两条主要交通干道作 为纽带链好象脊骨一样联系着各类较小范围的道路网而形成的常见于组合型 城市或带状发展的组团式城市如兰州等城市 15 3 对环射路网的研究 3.1 对环射路网相关规定及分析 城市道路交通规划设计规范以下简称规范正文中对城市环路有如下 规定13 ? 内环路应设置在老城区或市中心区的外围 ? 外环路宜设置在城市用地的边界内 12km 处当城市放射的干路与外环路 相交时应规划好交叉口上的左转交通 ? 大城市的外环路应是汽车专用道路其它车辆应在环路外的道路上行驶 ? 环路设置应根据城市地形交通的流量流向确定可采用半环或全环 ? 环路的等级不宜低于主干路 规范对于内环路外环路设置的具体位置射路与外环相交时左转交通的 处理外环路服务对象整个环路形状采用半环还是全环环路设置的等级等问题 进行了规定 而在规范条文说明中又有如下更进一步说明城市的中心区一般是在旧 城的基础上发展起来的道路狭窄交通密集为避免不必要的交通穿越其间建 造内环路是十分需要的环路与直径线比较路程较长外环路离市中心越远行 程越长为了使外环路对过境车辆有吸引力必须提高车速设置汽车专用道城 市中是否要设置中环路应根据市内客货交通的需要和城市用地规模而定 城市环路与放射路相交时由于禁止车辆进入市中心地区在交叉口上的左转 车比重较高在高峰小时机动车和自行车的交通量都很大时往往会相互干扰甚 至切断对向车流使道路通行能力明显下降这在国内外的许多大城市都已发生 所以规划时实行交通系统分流处理好交叉口的左转交通可使交叉简化并提 高道路通行能力 规范条文说明对于建设内环路的必要性外环路设置汽车专用道的原因 16 城市环路与射路相交时存在的问题进行了详细的分析 通过规范中相关规定及条文说明结合国内外的实际情况我们试图对城 市路网中设置的环路进行定义城市路网的环路即道路等级在主干道以上形状上 是全环或者半环与射路相配合通过为交通提供较快行驶速度绕行以避免其直接 穿越其间的道路体系 大城市的外环路基本为公路外环路设置为汽车专用道而大城市的城市环路 往往会设置为快速路或准快速路如广州内环路是高架形式的快速路系统北京的 二环三环是平面道路加立交形式的快速路系统而武汉市也通过在原本属于主干 道的内环线主要交叉口建设立交使其形成准快速路系统同时我们发现越来越多的 城市的环路建设已不仅仅局限在城市内环路和公路外环的建设上了在内环和外环 之间会建设一条或几条环路构成多层环路系统而规范中对除内环和外环外 的环路建设仅用了“城市中是否要设置中环路应根据市内客货交通的需要和城市 用地规模而定”这样含糊的语句说明如何对多层环路系统进行优化如何对于环路 的设置进行评价如何对城市环路进行定位等等一系列问题将在后面的文章中进行 探讨 3.2 环路与城市土地利用 环路系统的发展伴随着城市用地的拓展两者互相影响环路的发展过程不是 简单的从内到外或者从外到内而是由内到外再向内的跳越式发展当城市发展到 一定规模市中心往往会汇聚很大的交通量出现严重的交通堵塞为了疏导中心 过于集中的交通压力减少穿越中心的交通量保护内核往往会连接中心区外围 已有道路来建设内环路在我国城市总体规划确定了城市未来发展的规模为防 止城市用地无限蔓延往往会在规划区的周边形成半径较大的环路一方面成为城 市集中发展区的边界另一方面将郊区之间的客货运输和过境交通先行阻挡在城市 外围 对于特大城市来说内外环之间用地面积较大城市功能逐步向内外环之间疏 散旧城区的交通问题逐步向外蔓延为适应城市的发展在内环与外环之间会逐 17 步形成一个或者多个环路形成多层环路系统具体参见图 3.1 图3 . 1 环线建设与用地拓展的互动关系 郊区中心高强度土地利用区域 3.3 射路与城市用地发展 射线道路通过最短的空间距离连接两中心点满足了车辆直达的要求减少了车 辆的绕行射线道路加强了城市与外界中心城与郊区新城之间的联系将有利于 促进城市“一元多心”的布局结构的形成 “一元”是指在城市强中心的基础上 城市用 地及功能逐步向外疏散并且将城市蔓延控制在一定范围内形成相对集中的中心 城“多心”是指在中心城之外设置相对独立和分散的功能区形成组团式发展格 局城市的活力体现在便利的交通联系尽管郊区各组团中心具备相对独立的功能 但是依然依托中心城的支持射路建设与用地拓展的关系可见图 3.2 18 郊区中心高强度土地利用区域 图3 . 2 射路建设与用地拓展的关系 3.4 射路与环路相互的影响 射路满足了车辆直达的要求以减少车辆的绕行距离射路的作用是承担市中心 与外界联系的交通方便车辆快捷进出良好的射路体系能够改善市中心与城市外 围的交通联系但同时可能将外围车辆引到市中心甚至形成穿越之势从而加剧 中心区原本已很紧张的交通压力反过来也会影响射路的直达作用与之对应环 路吸引车辆以较高速度绕行较长距离以缓解环内的交通压力但当环路吸引了过多 短途交通或者环路内部交通后很可能会造成环路上新的拥堵这就违背了环路建 设的初衷射路与环路的作用即是矛盾也是互补的环路将射路联系起来使射路 上的车辆逐层分流减少其对中心区的交通压力同样射路也加强了多层环路之 间的联系减少了车辆的绕行距离 总而言之环路和射路是城市干道系统的两个重要元素只有相互配合协同 考虑才能使城市交通变得有序便捷在第 5 章将通过对多层环路系统的分析研 究来进一步说明环路与射路的相互影响 19 4 设置环路必要性分析 4.1 环路的成因 城市环状道路一直受到国内外城市交通规划部门的高度重视发达国家目前大 多数城市都建有环状道路,欧美 10 万人以上的城市中平均 56%建有环路,30 万人以上 城市环路拥有率达到 85%我国的北京上海广州武汉等大城市都相继规划 建设了一定规模的市区环状道路及环城公路对于环状道路的成因国内有学者归 纳了如下三条 14 1. 解决过境交通绕行交通区间交通及市际交通的需要 放射状道路是很多大城市干线路网基本的布局模式,这种布局结构不仅使中心城 区吸引了大量的人流物流,还导致城市核心区大量过境交通流的产生这些过境交 通流直接造成中心城区交通状况的恶化,妨碍城市等功能区的正常运作另外, 长距离的绕行交通不同区间的跨区交通以及市际交通等也占据城市交通流的很大 比例,是城市拥挤的重要因素市区环状道路及环城公路的建设,将过境交通流引出中 心城区,同时分流部分绕行交通和其他交通流,能够有效地减缓城市的交通压力 2. 城市空间结构合理布局和扩张发展的需要 随着工业化城市化进程的加快,现代大都市(圈)由于区域城市社会经济环境及 空间形态合理发展的需要,趋向“多中心多层次组团式”方向发展环状公路能为 中心城与卫星城及卫星城之间提供便利替代灵活的通道(即可达性),因而能对城市 形态的调整起引导作用上世纪 70 年代前后,伦敦巴黎华盛顿等都沿环状公路发 展起规模可观的工业区居住区;东京干线道路网规划建设的“三环九射”及上海规划 实施的“三环十射”都是考虑到这种道路形态与区域城市形态发展的协调作用 3. 行政原因 有的区域出于行政管理可达性的需求,往往在辖区边缘内侧将相关结点连接形成 道路环线,以消去断头路但在市场经济的环境中,这种“行政型”环线的原始功能渐 弱 20 以上简单总结了环路的成因实际上建设环路的原因是多种多样但无论是什 么原因建设环路建设环路最重要的作用是为了给环路以内的交通提供保护壳不 仅是为了保持城市交通的通达性而且要维护城市中心的功能避免交通流量过于 集中到中心区域下面将对环路的这种交通保护作用进行详细分析 4.2 环路交通功能分析 我们对于环路上的交通流量进行分析后不难发现根据交通流量起点和终点的 位置在环路以内还是以外可以大致把利用环路的交通量分为三类而这三类交通 量体现了环路交通保护功能中起到的三种作用按照交通量起点和终点的不同 环路的保护功能可分为 3 类15 (1) 穿越截流 当交通量的起点和终点都在环路外时此类交通基本会被吸引到环路上环路 会像一道屏障对过境交通起到穿越截留的作用能够有效避免过境交通占有城市内 部道路提高环内交通运行效率 (2) 进出分流 当交通量的一个端点在环内一个端点在环外时此类交通会被部分吸引到环 路上环路对进出市中心的交通起到进出分流的作用环路一方面减少进出车辆对 环路道路的占有另一方面将交通流量分散到多条放射道路上避免交通集中涌入 和涌出 (3) 内部疏散 当交通量的终点和起点都在环内时此类交通的中长距离的部分会吸引到环路 上为城市内部交通提供快速绕行的选择不过环路也可能会吸引短距离的内部交 通到环线上如果环路上集结了大量短距离的内部交通环路特有的交通功能就会 逐步丧失仅能成为形式上的环路其功能与多条径向线相交围成的矩形网络相当 主要起到通达交通的作用 对于环路这三种交通保护作用所占比例及其随着用地拓展发生的变化将在第 五章进行详细说明 21 4.3 路网设置环路必要性 规范中并没有明确规定什么样的城市应该修建环路环路应修建多少层 环路建设的规模应有多大让我们回头看看现实的情况随着我国最近几年公路建 设的飞速发展现在几乎所有的大城市都建设了城市外围的公路环路相当多的大 城市也建设了内环路现在大城市环路建设的问题是该不该建设城市内环和公路外 环之间的城市环路如果要建各环路间要如何更好的相互配合对规划的环路如 何进行评价各环路间合理间距是多少等问题是广大城市规划和交通规划工作者关 注的问题而对于广大中小城市特别是小城市很多还没有环路对于中小城市路 网设置环路的问题并不重视下面将对于大城市路网设置多层环路的问题和中小城 市路网设置环路的问题分布进行讨论 4.3.1中小城市路网设置环路必要性研究 对于中小城市路网设置环路的问题可以借鉴日本学者在交通工学1994 no 4 的研究 日本的学者 地方城市道路网模式评价和环状道路必要性考察同时 日本学者的研究对于本文的研究也极具参考价值16 假定环状道路是以市区核心为中心的正方形组成所有道路网模式中构成城 市周围外框的道路正好形成一个环状道路因此在进行道路网评价时所有的 道路网模式均有这样一个环状道路 以放射状环状网格状为基础拟定出图 4.1 所示的 15 种不同道路网模式 假定环状道路是以市区核心为中心的正方形组成所有道路网模式中构成城市周 边外框的道路正好形成一个环状道路因此在进行道路网评价时所有的道路 网模型中均有这样一个环状道路通过对出行效率评价值的计算分析来评价不同路 网建设环路后的效果定义出行效率评价值为各区域出行的最短路径距离合计值与 直线距离合计值之比显然出行效率评价值越小道路网性能越好 22 模式1模式2 模式3模式4模式5 模式6 模式 模式8模式9模式1 0 模式1 1模式1 2模式1 3模式1 4 模式1 5 图4.1 存在环路的15种道路网模式 表 4.1 出行效率评价时的交通出行条件与路网状况 示例 交通发生 区域 交通集中 区域 环形道路 运行速度 市中心道路 运行速度 1 全部 全部 相同 相同 2 全部 全部 其他路的 2 倍 相同 3 全部 全部 相同 其他路的 1/2 倍 4 南端一侧 北端一侧 相同 相同 5 南端一侧 北端一侧 其他路的 2 倍 相同 6 南端一侧