山区城市道路规划设计要点分析

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摘要：文章结合山区的具体特征，采用经验总结、定性分析与定量分析相结合等方法，从山区城市道路设计与规划的衔接、山区城市道路网的布局、“低影响”设计、道路与市政管线的统筹设计、桥涵标准的选取、交叉口的竖向规划设计等方面进行了论述，以东黄山谭家桥国际小镇和承德临空经济区市政基础设施工程为例，总结山区城市道路规划设计要点，以期对类似工作提供一些技术参考。

关键词：山区；城市道路；规划；设计

1引言

我国山地面积占国土面积的2/3，山区城镇约占全国城镇总数的一半，山区城市道路规划建设过程中如何与生态环境和谐共生是面临的不可回避的问题。目前关于山区城市道路的规划设计研究还较少。本文以东黄山谭家桥国际小镇和承德临空经济区市政工程项目规划设计为例，总结了山区城市道路规划设计要点，以期对类似工作提供技术参考。

2山区城市道路规划要点

2.1山区城市道路网的规划布局。许多山区和丘陵地形起伏大，道路选线时为了减少纵坡，常常沿山麓和河岸布置便形成了自由式的干路网格局[1]。山区城市道路网可以采用“大自由、小规整”的总体布局，即以城市干路网结合地形地貌为主，在地势平缓、起伏较小的地区，则尽量使道路网规则平整，便于地块开发。自由式的路网优点在于充分地结合了城市的自然地形，最大限度的保护山区环境不被破坏，同时节约道路工程费用。道路网规模指标对指导城市道路网规划、进行城市道路建设水平评价具有重要作用，道路网包括路网密度、道路面积率、干道密度等。山区城市道路应根据自身城市特点，合理确定道路宽度、路网布局、街区尺度、用地强度等指标，在规范《城市道路交通规划设计规范》（GB50220-95）推荐值的基础上适当放宽道路网规模指标。东黄山谭家桥国际小镇（图1）位于群山环抱的山间谷地，紧邻黄山脚下。由于地形起伏较大，道路网规划采用“大自由、小规整”的布局原则，依据地形地貌，规划构建“一轻轨、两高速、多放射”的对外交通骨架，镇区内部规划主、次、支道路网密度分别为3.35km/km2、2.76km/km2、5.59km/km2，相比于《城市道路交通规划设计规范》（GB50220-95）推荐值的路网密度指标有所放宽，而是通过增加公共交通供给，规划客运中心站、集散中心等，合理引导过境交通及旅游交通，改善出行环境。2.2重视截洪沟、泄洪沟等防洪设施。山区洪水具有汇流时间快、洪峰形成时间短、流量大、冲击力强、破坏力大等特点，截洪沟、泄洪沟等防洪设施是山区城市道路规划过程中的重要内容之一。截洪沟一般设置在山坡上，基本都在规划用地范围以外，所以在规划阶段往往容易被忽略。例如承德临空经济区项目坐落于承德市普宁机场附近的潜山区，基地位于东西走向的沟谷地带，北侧为山地，南侧为区域防洪旱河，自然地势北高南低，山区雨水汇入旱河后排走。起步区规划地块位于北侧山体与旱河之间相对平坦地带，北侧山地现状共有三个自然冲沟，其中两个冲沟汇水面积较大，一个汇水面积较小，高程分析如图2所示。项目在规划过程中并未考虑自然冲沟的泄洪通道以及北侧截洪等设施，北侧山地洪水需经过项目地块才能汇入旱河。虽然在市政工程设计阶段，增设了截洪沟、泄洪沟等防洪设施，并进行了防洪评价，遗憾的是基地改变了冲沟的自然形态，未能体现人与自然的和谐统一。2.3道路交叉口纵坡不宜过大。道路网竖向规划是对规划区域，按其自然地形、地质条件、排水要求、平面规划布局等所作的垂直方向的高程规划，以便在尽量减少破坏现状环境的前提下满足日后地块开发建设的需求，使其同时满足使用、经济、安全和景观方面的要求[2]。我国现行的《城市规划编制办法》中对竖向规划方面的内容提及很少，指导性不强。目前路网竖向规划中普遍缺乏对交叉口范围纵段面的关注，特别是山区城市道路，地形起伏较大，相交道路在交叉口标高衔接多存在纵坡突破规范的情况，为后期道路设计及运营带来很大困难，不利于行车安全。

3山区城市道路设计要点

3.1“低影响”的设计理念。山区道路路线布设时，路线平面及纵断面线形尽量与地形、地貌有机结合，避免大填大挖。设计时应进行多方案比选设计，并组织专项专家论证，做经济技术比选，综合评价各个方案的优缺点。例如东黄山谭家桥镇东山下路工程临河路段（图4），规划道路红线宽24m，现状为四级公路，路面宽6m，现状道路左侧为麻川河，右侧紧靠山脚，且山体陡峭，山顶至路面高差约190m。为降低道路工程改造影响，取消靠山一侧人行道，横断面采用单侧人行道布置方案。具体做了三个比选方案，方案一：道路左侧以河道蓝线作为控制线，向山体一侧拓宽，涉及开挖山体长度约170m，设置一级挡墙和两级边坡，高约18m，削山面积约4000m2（图5）。方案二：半路半桥方案，但是局部需新建全幅桥梁长约70m，半路半桥段长约170m，避免右侧山体开挖（图6）。方案三：道路右侧以现状山脚作为控制线，向河道一侧拓宽，占压河道长度160m，最宽处占压18m，需向河道左侧开挖滩地补偿河道，并新建510m左侧堤防（图7）。根据地质调查，山体基岩为钙质泥岩，具有遇水软化、强度降低的特点，此外，岩体节理裂隙极为发育，稳定性差。经过四次专家现场踏勘及咨询会，一致认为开挖对现状山体扰动较大，现状植被破坏，失去保护作用，在暴雨冲刷的情况下，会进一步引发较大规模的地质灾害。坡顶距离陡坡距离约23m，施工过程一旦发生滑塌，易连带上部发生大规模滑塌，风险将不可控制。因半路半桥方案，局部需新建全幅桥梁，并且上下游衔接挡墙、不利用断面行洪，桥下空间易堆积垃圾、景观效果差等问题，因此，在进行洪水影响评价后，报规划、水利部门同意确定执行方案三即改河方案。3.2道路与市政管线的统筹设计。3.2.1边坡排水与市政雨水管线的结合。山区地质环境复杂，市政管线的施工开挖、边坡防护难度大，工程投资大，道路的边坡排水与市政排水需统筹考虑，因此山区城市道路设计与市政管线的统筹衔接是非常重要的环节。结合工程经验，边坡排水与市政排水的结合主要有两个方面：①在区间联系路段，道路两侧为山体、河流等无城市开发用地时，为节省工程投资，可以取消市政雨水管线，采用纵横坡排水；当设置人行道时，可以每隔20m~30m设置一处雨水口，在凹曲线最低点处增设一处雨水口，因人行道高出车行道路面15cm~20cm，可以通过在雨水口位置设置横向暗管排至边沟或排水沟，就近排入山涧或河道，交叉口范围的雨水口结合交叉口竖向布置。②在规划有市政排水管线路段，规划区范围内的市政排水系统与规划区域外的山坡汇水应统筹考虑，进行区域排水分析及计算，区域内的雨水管线与泄洪沟等统筹设计，避免“各自为政”。3.2.2横断面设计综合考虑地下管线布设。在山区城市道路，市政管线的系统规划尽量避开地形地质复杂路段，特别是埋深较大的主干管线，尽量选择地势平缓的道路布置路由，降低施工风险及工程投资。在具体道路横断面设计时应综合考虑各方面因素，灵活布置管线。例如承德临空经济区起步区市政工程项目，其中纬六路规划为城市主干路，道路红线宽30m，现状为刚竣工完成的二级公路，路基宽度12m，纬六路规划有雨、污水管道、再生水管道、燃气中压管道、热力管道、给水管道、通信管道、电力管道等共计8种管道，道路横断面设计时为不破坏刚竣工完成的二级公路路面，在现状基础上向北侧拓宽18m，为满足地下管线布置空间，利用道路北侧绿线空间布置电力电信管线，避免了破除现状二级公路，降低工程投资（图8）。3.3桥涵标准的选取。3.3.1公路桥涵防洪标准。《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）第3.2.9条公路桥涵的设计洪水频率应符合表1的规定[3]，此外，《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）、《防洪标准》（GB50201—2014）、《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30—2015）等规范关于公路桥涵设计洪水频率的规定与《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）基本一致。3.3.2城市桥梁防洪标准。《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）（2019版）第3.0.3城市桥梁设计宜采用百年一遇的洪水频率，对特别重要的桥梁可提高到三百年一遇。城市中防洪标准较低的地区，当按百年一遇或三百年一遇的洪水频率设计。导致桥面高程较高而引起困难时，可按相交河道或排洪沟渠的规划洪水频率设计，但应确保桥梁结构在百年一遇或三百年一遇洪水频率下的安全[4]（表1）。3.3.3标准选取。山区城市道路与山区公路存在很多相同的特性，因两者防洪标准存在差异，导致在规划设计中选用的标准不一。我国的城市防洪标准是按照人口规模确定，山区城市规划人口规模一般较小，规划防洪标准往往较低，以东黄山谭家桥国际小镇市政工程项目规划设计为例，谭家桥镇镇域规划期末2030年镇域总人口6.9万人，包括镇域常住人口1.69万人，镇域旅游人口5.21万人，谭家桥镇防洪标准应为10年~20年一遇，考虑谭家桥镇定位为国际旅游小镇，其防洪标准取上限，确定规划镇区防洪标准按20年一遇。按照城市防洪标准和公路规范设计的桥梁洪水频率相差较大，一级公路国道G205在镇区外公路段跨越麻川河的支流大坞河，按照公路相关规范设计洪水频率为1/100，而国道G205途径镇区内主干麻川河时，按照城市相关规范设计洪水频率仅为1/20，存在城镇内外桥梁防洪标准不统一的问题。最后经过专家多次讨论，按防洪评价确定国道G205在镇区内承担主干路功能，在路网骨架体系中，是与镇区外一级公路的联系主通道，同时承担一级公路功能，在整个市域甚至省域公路网体系中具有重要的连通作用，最终确定城镇范围内也采用的1/100设计洪水频率。通过上述分析，山区城镇范围的桥梁设计洪水频率尽量避免一刀切的按照《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011），建议综合考虑道路等级、功能、竖向限制条件、所跨河流受灾后的影响程度、受灾害后是否有替代路由等因素确定其标准。城市周边地区的公路路基设计洪水频率应结合城市防洪标准，考虑救灾通道、排洪和泄洪需求综合确定[5]，避免出现交通干道的阻断造成一个地区的交通隔绝。此外，所有的城市道路相关规范均未规定涵洞的设计洪水频率，而山区涵洞较为常见，山区城市道路涵洞的设计洪水频率选取也需综合考虑道路等级、功能、受灾后的影响程度等因素综合确定。

4山区交叉口的竖向设计

山区城市道路的纵坡一般都比较大，经常出现交叉口纵坡突破规范的情况。根据《城市道路路线设计规范》（CJJ193-2012）第9.2.8条规定，平面交叉口范围内的道路纵坡不宜大于2.5%，困难情况下不应大于3.0%。山区城市道路等特殊情况，在保证行车安全的前提下可适当增加[6]，但具体增加多少规范并没有明确。龚华凤[7]在《山区城市道路交叉口竖向设计》中提出可在交叉口插入缓坡段的方式，减小交叉口范围纵坡，即采用小纵坡短坡长的方式，从而使交叉口更加匀顺。但小纵坡短坡长的方式克服高差会有所降低，在实际工程中因工程条件限制有时很难按照3%控制。重庆市地方标准《重庆市城市道路交通规划及路线设计规范》（DBJ50-064-2007）第6.4.7条规定，交叉口设计范围内的纵坡度，宜小于或等于3%。困难情况下应小于或等于4%。支路接主干路，且支路右道出口时，不受此限。项目工程东黄山谭家桥国际小镇和承德临空经济区市政均遇到多个交叉口纵坡大于规范要求的情况。有些因为规划的路网竖向标高不合理造成，这种可以通过完善方案报规划部门审批后调整。有些确实受工程实际条件制约，交叉口纵坡难以满足规范要求的情况。根据工程经验，可以通过以下两个方面改善因纵坡过大导致的安全问题：①借鉴重庆市地方经验，合理组织交通流线，设计右进右出、禁止左转、掉头等方式，通过路网组织交通流线，减少大坡度交叉口的交通冲突点，减少车流交织；②设置纵向和横向减速标线、白色菱形、白色倒三角减速让行线、震荡标线等交通标线标牌，提示驾驶人提前减速。

5公路与城市道路线形的衔接过渡

由于公路主要服务对象是机动车，技术指标主要考虑汽车的荷载及动力特性，是一种“以车为本”设计理念。城市道路其服务对象包括机动车、非机动车和行人，强调人的安全舒适，是一种“以人为本”的设计理念。在城市边缘区域，城市道路与公路的衔接路段，往往会存在城市道路规范与公路规范的选取问题。例如东黄山谭家桥镇谭家桥南路工程，规划的城市道路与公路的分界正好位于S形曲线路段，圆曲线半径分别为410m和380m，根据城市道路路线设计规范，设计速度40km/h圆曲线不设超高的最小圆曲线半径为300m，而公路路线设计规范设计速度40km/h圆曲线不设超高的最小圆曲线半径为600m。此段城市道路范围两侧为山林用地及绿地，并且无相交路口，此段交通特性更趋近于公路，设置曲线超高有利于行车安全，因此，此段城市范围路线参照公路规范也设置了曲线超高。在公路与城市道路线形的衔接设计中，应该从车辆行驶的舒适性和安全性角度出发，综合考虑道路的功能定位、交通组成、服务对象等因素，确定路线的圆曲线半径、缓和曲线长度、纵坡等技术指标，做好线形指标的衔接和过渡，避免一刀切的硬套相关规范。

6结语

山区城市道路的规划设计工作是一项系统工程，需要设计人员怀有高度的责任心，在设计中遵循以人为本、尊重自然、注重可持续发展的理念，在保证安全的前提下，尽量减小地貌改变，减少水土流失，合理的节约工程投资。文章结合东黄山谭家桥国际小镇和承德临空经济区市政道路工程等工程经验，总结归纳山区城市道路规划设计要点，结论主要如下：①山区自然条件复杂，城市道路规划和设计之间往往存在明显的差异性，需要一个动态协调统一的过程，才能实现两者之间有效的衔接，推动项目的顺利实施。②山区城市道路网可以采用“大自由、小规整”的总体布局，即城市干路网以结合地形地貌为主，在地势平缓、起伏较小的地区，则尽量使道路网规则平整，便于地块开发。最大限度的保护山区环境不被破坏，同时节约道路工程费用。③重视截洪沟、泄洪沟等防洪设施的布置，路网竖向规划需考虑道路交叉口纵坡不宜过大，避免后期设计无法弥补的缺陷。④提出“低影响”的设计理念，力求设计与自然的融合，降低道路工程建设对自然环境的影响。⑤从道路工程与市政管线工程的统筹设计角度出发，论证了边坡排水与市政雨水管线的结合、横断面设计时综合考虑地下管线布设，降低工程投资。⑥由于缺乏相关规范指导或规范标准的差异性，山区城镇范围的桥涵设计洪水频率应综合考虑道路等级、功能、竖向限制条件、所跨河流受灾后的影响程度以及受灾害后是否有替代路等因素。⑦通过合理的组织交通流线，减少大坡度交叉口的冲突点、设置减速交通标志标线等方式提高大坡度交叉口的安全性。⑧从车辆行驶的舒适性和安全性角度出发，综合考虑道路的功能定位、交通组成、服务对象等因素，确定路线的圆曲线半径、缓和曲线长度、纵坡等技术指标，做好线形指标的衔接和过渡。

参考文献

[1]过秀成.城市交通规划[M].南京:东南大学出版社,2010.

[2]张琪.谈控制性详细规划阶段的竖向规划[J].山西建筑，2015，41（22）：1-1.

[3]JTGD60-2015，公路桥涵设计通用规范[S].

[4]CJJ11-2011，城市桥梁设计规范[S].

[5]JTGD20-2017，公路路线设计规范[S].

[6]CJJ152-2010，城市道路交叉口设计规程[S].

[7]龚华凤.山区城市道路交叉口竖向设计[J].四川建筑，2001，（21）:2-2.

作者:耿占宇 王文红 王山川 单位:北京城建设计发展集团股份有限公司