城市道路横断面形式问题研究

城市道路横断面形式问题研究摘要城市道路横断面由车行道、人行道和绿化等部分组成，由于道路的功能不同，在规定的道路红线宽度下布置道路横断面，其形式多样。合理的道路横断面设计需要满足交通流良好运行，保障出行者安全，提升城市景观效果，维持良好的道路生态环境，保证雨水的排出，避免地上、地下管线、各种构筑物及人防工程的相互干扰，协调沿路各类型建筑和公用设施的布置，节省建设投资，节约城市用地。众多的因素影响道路横断面形式，城市道路不应出现“千路一面”的现象。本文尝试从道路交通流运行、交通安全、道路景观与生态环境等角度出发，以定性、定量的分析手段，研究城市道路横断面形式与影响因素之间的关系，以期为道路横断面形式选择提供参照依据。一、绪论1.1研究背景城市化水平快速提高，机动化程度迅猛发展，人口向城市快速集中，居民经济、文化活动更加频繁，一方面反映了城市所具有的规模效应与聚集效应对人类社会发展起到了巨大作用，另一方面也给城市交通带来了更大压力，同时也给新时期城市交通发展提出了新的要求。城市交通是城市现代化的重要支撑，同时也是城市现代化的重要标志，一个城市的运转效率很大程度上取决于城市交通效率。城市道路是城市空间形态的主要构架与脉络，是城市交通的主要载体。它是展现城市景观环境的主要窗口，是城市各项基础设施的主要廊道，同时也是城市风貌、特征的突出表现。城市道路横断面是城市道路的重要组成部分。城市交通、城市道路与道路横断面三者关系相辅相成、不可或缺。目前城市道路横断面设计过程中，设计者往往只根据道路等级，机械地布置道路横断面形式，结果出现道路“千路一面”的现象。而我国（CJJ37-90城市道路设计规范）从开始编制到实施目前已有20多年，在这期间，城市道路交通流构成、道路建设标准、道路网等级结构、居民出行需求及出行方式构成都发生了较大改变，道路横断面设计须适应新形势的发展要求。对于道路横断面规划设计存在的问题，国内不少学者结合各个城市的特点提出了自己的观点。张玉轻在探讨北京市道路横断面设计时提出目前道路横断面的设计过于死板，按规范要求设置，道路千篇一律。景国胜在分析广州道路横断面现状时提出满足通行能力和节约土地资源的客观要求，重新布设机动车道宽度。赵国峰在关于横断面的综合布置探讨中具体分析了关于道路断面与路侧建筑物特性，土地利用性质。以交通性道路、生活性道路、商业性道路、景观性道路为主要分析对象进行道路横断面综合布置。同济大学陈小鸿教授在她的论文上海城市道路分级体系研究中对于城市道路横断面设置提出：现代化交通是实现传统观念的转变，从“只有增加机动车道宽度才能适应交通发展需求”转变为合理布设道路网络，辟通主次干道两侧的次干路、支路，分流交通流，使城市交通既畅通又可达。目前国内对于道路横断面的研究观点众多，有道路规划角度的考虑，也有道路设计层面的研究，但缺乏系统的分析。在道路规划、设计和实际建设过程中，城市道路规划往往着眼于未来，依据城市总体规划，道路网规划要求，确定道路的等级及综合功能，指导道路设计。城市道路设计则立足于现状，需要调查规划道路现状用地、居民出行、交通流量及交通设施等状况，并考虑未来年各因素的变化。城市道路实际建设以规划、设计要求为指导，并结合实际情况，建设道路。道路横断面形式的确定贯穿于城市道路规划、设计和建设过程中，由于道路规划、设计和实际建设三者联系紧密但又存在各自的出发点，道路横断面形式有时很难统一协调。1.2研究目的城市道路横断面由车行道、人行道和绿化等部分组成，由于道路的性质不同，在规定的道路红线宽度下布置道路横断面，其形式多变。道路横断面基本形式包括单幅路、双幅路、三幅路与四幅路。合理的道路横断面设计需要满足交通良好运行，保障出行者安全，提升城市景观效果，维持良好的道路生态环境，同时要求保证雨水的排出，避免地上、地下管线、各种构筑物及人防工程的相互干扰，协调沿路各类型建筑和公用设施的布置，节省建设投资，节约城市用地。众多因素影响道路横断面形式，城市道路不应出现“千路一面”的现象。本文尝试从道路交通流运行、交通安全、道路绿化三个主要影响因素的角度出发，以定性、定量的分析手段，研究城市道路横断面形式与三者之间的关系，以期为道路横断面形式选择提供参照依据。文章主要研究的内容包括：分析城市道路横断面形式及交通流运行状况。从道路功能的角度梳理城市道路横断面形式影响因素，分析道路交通流运行特征、交通安全、道路景观与生态环境以及路面排水、地下管线等影响因素与道路横断面形式之间的关系。同时分析城市不同用地区域道路功能及道路横断面设计要求。从道路交通流运行、交通安全、道路绿化三个主要影响因素的角度出发分析城市道路不同横断面形式适应性。对道路横断面部分组成要素合理布置进行研究，主要包括：分析道路改造拓宽与道路横断面形式之间的关系；探讨合理的公交停靠站布置；研究城市道路不同横断面形式的合理衔接。二、城市道路横断面形式及交通流运行分析道路横断面即垂直于道路中心线方向的断面。城市道路横断面布置系在城市总体规划中确定的两侧红线范围内进行，它由车行道、人行道和绿化带等部分组成。依据道路的性质与规定的红线宽度，道路横断面形式多样。2.1道路横断面形式分类目前我国道路横断面形式主要采用单幅路、双幅路、三幅路及四幅路。各种横断面形式服务于不同的交通流，其适用范围也各自不同。2.1.1单幅路次干路、支路中机动车交通量不大，非机动车较少的道路及拆迁困难的旧城市道路采用单幅路。大城市次干路机动车车道设置为4-6车道，支路设置为2-4车道。单幅路交通为机非混合交通流，由于混合交通流中个体在几何尺寸、动力特性、安全需求等方面差异较大，其交通流特征复杂。单幅路机动车交通流一般为间断流，由于道路交叉口间距小且在无信号控制情况下车辆没有优先通行权，车辆在单幅路上运行过程中存在较大的延误。此外交通流沿着单幅路横向车道分布呈不均匀状态，靠近中央的车道易受对向车流的影响，远离中央的车道，易受到同向运行的非机动车和流入流出道路的交通流交织影响。单幅路形式下次干路一般行驶公共交通车辆，其单向车行道最小宽度应能停靠一辆公共汽车，通行一辆大型汽车，然后考虑适当的自行车车行道宽度。单幅路形式道路公交站点的设置形式和路边停车是引起非机动车进入机动车道的重要影响因素。非港湾式公交站点的公交进站和路边停车由于占用了非机动车的行驶空间，往往使得非机动车被迫进入机动车道，绕过这些障碍物后再返回非机动车道行驶。单幅路由于道路断面较窄，有利于行人过街。同时由于单幅路没有中央分隔带，在路段上不能实现对向机动车分流，在交通量较大的路段易发生交通拥堵和交通事故。2.1.2双幅路双幅路是在车行道中心用分隔带或隔离墩将车行道分成两半，对向机动车分向行驶。双幅路适用于机动车交通量较大、车速较高的道路，如城市快速路、主干道等。双幅路解决了对向机动车流的相互干扰问题，提高了道路的通行能力和行车安全性。同时，中央分隔带可以设置绿化带，美化道路环境，减少噪音和尾气污染。然而，双幅路形式下机动车和非机动车仍为混合行驶，在交通量较大时，机非之间的干扰依然存在。此外，双幅路需要设置中央分隔带，增加了道路的建设成本和用地面积。2.1.3三幅路三幅路中间为双向行驶的机动车道，两侧设置分隔带将机动车和非机动车分隔，分隔带外侧为非机动车道和人行道。适用于机动车和非机动车交通量均较大且道路红线大于或等于40米的城市主干路和次干路。三幅路实现了机非分离，减少了机动车与非机动车之间的相互干扰，提高了车辆的行驶速度和交通安全。同时，分隔带上可以布置多层次的绿化，改善道路景观。但是，三幅路对向机动车仍存在相互干扰，机动车与沿街用地之间、自行车与街道另一侧的联系不方便。而且道路较宽，占地大，投资高，车辆通过交叉口的距离加大，交叉口的通行效率受到影响。2.1.4四幅路四幅路在三幅路的基础上，设置中央分隔带将对向行驶的机动车进行分隔，实现机动车、非机动车、行人各行其道。四幅路进一步提高了道路的通行能力和交通安全，渠化交通效果显著。但由于四块板道路设有低速的自行车道，存在自行车流不时穿越机动车道的情况；如果限制非机动车横穿道路，则在少数允许过街口可能出现交通过于集中的现象，从而影响机动车流的车速、畅通和安全。同时，四块板道路的占地和投资都很大，交叉口通行能力也较低，并不经济。所以，一般在城市道路中不宜采用这种横断面类型。2.2道路等级分类及不同断面形式路段通行能力分析城市道路按照道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能等，分为快速路、主干路、次干路和支路四个等级。2.2.1快速路快速路主要为交通功能服务，是解决城市长距离快速交通的主要道路。其两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的出入口，道路红线宽度一般为50-70米，设计时速为60-100km/h。快速路以快速交通为主，需考虑对向车辆的交通安全问题，一般采用两块板和四块板的形式，设置中央分隔带来提高快速车辆的安全性。快速路车流量较大，以货运车辆居多，在仙桃中心城区一般采用的是四块板的形式，主要通过设置辅路来分流交通。快速路采用四块板时，其机动车道通行能力比其他断面形式高，非机动车道通行能力较其他断面形式低，其人行道通行能力与其他断面形式通行能力一致。2.2.2主干路主干路分为交通性主干路（两边无商业）和生活性主干路（两边有商业）。因其交通量较大，一般情况下，采用四块板的形式，按单向3车道，其机动车车行道宽度至少为11米。生活性主干路（两边有商业）相对于交通性主干路而言，车速较低，设计时速以40-50km/h为主。一般的生活性主干路，主要满足人们的生活需求，一般采用三块板的形式，实现机非分离，在其断面的空间尺寸上，人行道和非机动车道宽度是适当加宽的；老城区土地集约式的生活性主干路，其通常采用的是一块板的形式，空间尺寸与一般的生活性主干路基本相同；新城区景观性的生活性主干路，为了体现其道路的景观性以及整体良好风貌通常在一般的生活性主干路的基础上增加中央分隔带，采用四块板的形式。2.2.3次干路次干路为城市区域交通集散服务，兼有服务功能，配合主干路组成道路网，起到连接与集散交通的作用。同主干路一样，次干路根据功能性质不同，也可分为交通性次干路（两边无商业）和生活性次干路（两边有商业）。其道路红线宽度为20-40米，设计时速一般为30-50km/h。因其交通量不大，一般情况下，采用一块板或三块板的形式，高层建筑退道路红线一般为8-10米，多层建筑退道路红线一般为4-6米。生活性次干路两侧若有大型商业，其建筑退道路红线宽度一般为10-15米，主要为人们的生活使用，以人的活动为主，退界内设置步行道、休闲绿化带等，建筑退界比交通性次干路相对大些。2.2.4支路支路以服务功能为主，多与次干路和居住区、工业区、交通设施等内部道路相连接。支路也可分为一般性支路（两边无商业）和生活性支路（两边有商业）。当支路设置为双向四车道时，采用单幅路机动车通行能力最低；非机动车道通行能力较三幅路、四幅路高，比双幅路低；人行道通行能力较三幅路、四幅路高，三幅路、四幅路的非机动车通行能力仅为单幅路的50%。综合分析，总的来说，在既定的道路宽度和道路等级下，不同的横断面形式设置同等数量的机动车道，其通行能力存在一定的差距，差距尽在10%之内。而设置了相同的机动车道的前提下，不同横断面形式其非机动车道通行能力、人行道通行能力差距较大。三、城市道路横断面形式影响因素分析3.1交通流运行特征对城市道路横断面形式的影响一般而言，城市道路交通流主要由机动车交通流、非机动车交通流和行人交通流组成。不同类型的交通流具有不同的运行特征，这些特征对道路横断面形式的选择有着重要影响。机动车交通流的流量、流向、车速等因素决定了机动车道的数量和宽度。交通量较大且车速较高的道路，需要设置较多的机动车道和较宽的车道宽度，以满足机动车快速通行的需求。例如，城市快速路和主干道通常需要设置多车道来应对大量的机动车交通。非机动车交通流在我国城市交通中占有重要地位，尤其是自行车交通。非机动车的行驶速度相对较慢，占用空间较小，但数量众多。在非机动车交通量大的地区，如城市的商业区、学校、居住区附近，需要设置专门的非机动车道，并保证其宽度和连续性，以保障非机动车的安全和顺畅通行。行人交通流的流量和分布情况影响着人行道的宽度和设置位置。在人流密集的区域，如商业中心、交通枢纽等，需要设置较宽的人行道，并且要考虑行人过街的便利性，合理设置过街设施。此外，交通流的组成结构也会影响道路横断面形式。如果某一区域机动车、非机动车和行人的比例较为均衡，可能需要采用能够实现机非分离、人车分离的横断面形式，如三块板或四块板道路；而在机动车交通量较小、非机动车和行人交通量相对较大的支路或次干路，一块板道路可能更为合适。3.2交通安全对城市道路横断面形式的影响交通安全是道路设计的重要目标之一，道路横断面形式与交通安全密切相关。合理的横断面形式可以减少交通冲突点，降低交通事故的发生概率。例如，设置中央分隔带可以避免对向机动车之间的正面碰撞，提高行车安全性，因此在车速较高的道路上（如快速路、主干道）常采用两块板或四块板的形式。机非分离的横断面形式（如三块板、四块板道路）能够减少机动车与非机动车之间的相互干扰，降低事故风险。人行道的设置和宽度对于行人安全至关重要。足够宽的人行道可以保证行人有足够的行走空间，避免行人与车辆混行。同时，合理设置的人行过街设施，如斑马线、过街天桥、地下通道等，也能提高行人过街的安全性。道路横断面中的绿化分隔带不仅具有美化环境的作用，还能在一定程度上起到缓冲作用，减少车辆碰撞时的冲击力，保护行人和车辆的安全。此外，良好的道路照明设施也是保障交通安全的重要因素，在道路横断面设计中应考虑照明设施的布置位置和照明效果。3.3道路景观与生态环