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道路工程

城市道路设计思路与技术要点

本站     2018/1/6 10:00:00    

 摘 要:传统的城市道路设计多以满足机动车交通需求为核心,不仅缺少对交通主体—“人”的关注,也不利于实现城市的可持续发展。首先从城市用地、道路空间、路权分配、交通设计、风貌控制等方面对城市道路设计提出基本要求。在此基础上,对城市道路规划设计流程进行重新梳理,提出传统的路网规划与土木工程设计之间应融入“概念设计”环节,交通设计、道路空间综合布局和道路附属设施设计是其中的重要内容。最后,以《深圳市城市道路建设指引》为例,阐述如何将所提出的城市道路设计要点应用于整个编制过程。

    关键词:城市道路设计;道路空间;综合布局


    Key Points in Urban Roadway Design

    Abstract:Conventional urban roadway design often focuses on motorized traffic demand, ignores roadway users’ needs, which does not help the sustainable urban development. This paper first discusses the basic requirements of urban roadway design in several aspects: land use, road space, right-of-way allocation, transportation design, landscape control, and etc. By examining the existing methodology for urban roadway design, the paper stresses that the “concept design” should be introduced between conventional roadway network planning and civil engineering design, which integrates the key components of space and facilities of transportation. Finally, taking “urban roadway construction guidelines in Shenzhen City” as an example, the paper elaborates how to prepare the guideline using the proposed urban roadway design methodology.

    Key words:urban road design; road space; integrated arrangement


    引言

    城市道路设计是交通工程、道路工程、市政工程、景观绿化设计、城市设计等多专业的综合,而不是简单的道路几何设计。然而,中国传统的城市道路设计较多地参照了公路设计的思路,重点考虑机动车交通,过分注重车辆行驶线形几何指标,而行人和公交空间路权分配不足、通行安全性得不到保障,致使整个城市交通运行效率偏低,产生交通拥堵、交通安全等多方面的问题,无法较好地体现以人为本、公交优先,这与新形势下国家整体的交通发展政策也不太吻合。许多发达国家已经充分认识到“以车为本”的城市交通发展模式的弊端,探讨适合本国特点的合理的道路设计方法,但是由于国情存在差异,相关成果无法在中国直接引用。因此,有必要针对中国实际情况,反思城市道路设计中存在的问题,探讨新形势下中国城市道路设计思路和方法。


    1 城市道路设计基本要求

    交通的作用从本质上分析是实现人或物的空间移动,道路只是载体,车辆是工具,因此,城市道路服务的对象是“人”,这与公路特性有所不同[1–2]。因此,在整个规划设计过程中,应始终将人作为根本出发点,保证多种交通方式的安全性,创造安全、通畅、舒适、宜人的交通环境,实现以交通促进城市的可持续发展。因此,城市道路设计应重点考虑以下要求:

    1) 用地要求

    良好的道路设计应紧密结合城市用地和功能区,根据用地性质和功能区的要求提供不同的交通服务模式[1–2]。

    2) 空间要求

    城市道路空间应充分考虑地面、地下以及高架立体空间的综合使用,以为道路使用者提供综合服务为立足点和出发点,除承担传统意义上的交通功能,还应承担生活功能、管线载体功能及景观功能,统筹考虑整个空间范围内道路所承载的功能,合理布置各种设施(包含高架、地面、地下空间设施),这一点与传统意义上道路设计的内涵有所不同。依据空间功能将道路红线范围内的空间划分为步行、自行车及公共设施空间,公共交通空间,机动车空间,道路地下与其他空间,实现空间划分与系统功能的紧密结合[3]。


     3) 路权分配要求

    城市道路设计应从以机动车交通为中心转变为综合考虑行人、公共交通、自行车、机动车等多种交通方式,应根据道路等级及服务对象优先权的不同,合理分配各种交通设施所占有的路权资源,保障各种交通参与主体的安全,体现路权资源分配公平、公正、合理。


    4) 交通设计要求

    交通设计不同于交通工程设计,必须充分体现交通功能。交通功能作为城市道路最基本的功能应在道路设计中予以重视,传统的道路设计过于强调单个设施的功能而缺乏对各个系统的详细量化分析,致使道路方案设计重点不突出。交通设计通过量化分析各交通系统设施的供应能力,提出合理的交通组织设计方案,为后续道路工程方案设计提供依据。


    5) 风貌控制要求

    城市道路设计中应加强景观设计与城市设计的衔接,充分结合城市自身特点,根据规划提出的远期控制目标和对近期实施提出的指导性要求,针对空间组合、景观风貌、建筑特色、道路宽度甚至断面布局等进行综合设计。通过对道路路面结构、主题色彩、照明、绿化、小品等设计,使道路与建筑物间组成的空间轮廓、尺寸比例、色彩、线条相互协调,和谐美观,达到提升城市整体环境水平的目的。

    6) 精细化和人性化要求

    城市道路设计应充分考虑城市公共空间的主体—人,设施设计要体现对人的关怀,如无障碍设施、行人二次过街、交通稳静化设计等要求,集功能与环境景观于一体,关注人在其中的生理需求和心理感受,使人们获得舒适、方便、自然、和谐且美好的感受;同时注重细部构造物设计,如挡土墙、台阶、树池等,体现精细化设计的要求。


    2 城市道路设计思路

    中国城市道路设计过于重视后期初步设计和施工图设计,针对前期研究总体深度不够。在以往的城市道路设计中,工程方案侧重于支撑土木工程建设,并未从整个交通系统的角度去考虑,而规划阶段只是侧重于道路红线控制,对道路的交通功能并未阐述清楚。因此,现有的道路规划方案很难做到量化分析,不能全面反映道路建设涉及的交通系统问题,致使对工程实施方案的指导性不强,这一问题在重大工程的建设中体现得尤为突出。而工程方案设计着眼细微之处,无法从宏观上对整个道路建设产生的影响进行估计,并且缺乏对交通问题的研究,因此方案设计重点不明确,得出的结论缺乏有力度的研究支持,并且浪费了大量的人力、物力和财力。造成这一现象的原因是路网规划与土木工程设计之间缺乏必要的环节——概念设计。

    概念设计在国外工程建设中非常普遍,是沟通规划和土木工程设计的桥梁。概念设计不同于简单的工程方案设计,其运用系统学原理,以上位路网规划为依据,采用一体化设计思想,联系规划和土木工程设计,能够较好地实现规划意图。结合前文提出的城市道路设计基本要求,以目前中国城市道路基本设计流程为基础,融入概念设计思想,提出城市道路规划设计工作的新思路。


    交通设计是概念设计的重要内容之一,也是指导道路系统设计的核心环节。路网规划条件确定的道路红线是保证道路空间资源合理配置的前提条件,交通设计是从交通功能出发,通过详细的交通需求分析明确系统中各部分组成元素的功能以及相互之间的功能衔接。道路系统方案依据交通设计的相关要求逐步落实交通系统中的元素,合理分配空间资源,同时做好与相关专业的配合,形成可以实施的方案。因而,以交通设计指导道路系统设计,提出设计要点和具体要求,具有非常重要的作用和意义。

    道路系统设计作为概念设计的一部分内容,在交通设计的指导下,针对道路系统中包含的具体设施进行设计,属于微观层次的内容。道路系统设计主要包括道路空间综合布局及道路附属设施设计两部分内容。传统的道路系统设计只是将地面部分作为重点考虑对象,未能从道路地面、地下、高架空间综合考虑。道路空间综合布局是以交通设计结论为基础,从立体空间的角度出发实现道路各部分空间资源(步行、自行车及公共设施空间,公共交通空间,机动车空间,道路地下及其他空间)合理分配,系统功能最优,这实际上优先保证了道路主体功能的实现,突出了工程方案设计的重点内容。在满足功能要求的前提下还需要进行道路附属设施设计,主要包括传统的路基路面、桥梁隧道、交通安全与管理设施、道路其他市政设施、道路绿化与景观设计等,结合项目工程投资,最终确定工程实施方案,从而能够较好地保证实施方案的科学性和有效性。


    3 应用案例

    本文尝试将上述思路及方法应用于《深圳市城市道路建设地方标准指引》(以下简称《指引》)编制过程,以下内容主要针对相关技术要点进行详细说明。

    3.1 编制理念

    近年来,深圳市提出以建设“全球性物流枢纽城市”、打造“国际水准公交都市”、构建“国际化、现代化、一体化综合交通运输体系”为目标,实现“五大转变”:运输方式由相对分散向综合高效转变、出行结构由个体交通和公共交通并行向公共交通主导转变、交通服务由保障型向优质型转变、交通发展由粗放型向集约型转变、交通排放由高耗低效向低碳环保转变。上述目标无论对城市道路设计还是管理均提出了较高的要求,传统的道路设计思路及工作方法难以实现上述目标。因此,结合城市道路未来的发展趋势,提出“六个坚持,六个树立”的创新理念指导《指引》编制:

    1)坚持以人为本,树立安全至上的理念;

    2)坚持公共交通引导城市发展,树立公交优先的理念;

    3)坚持低碳生态城市发展,树立绿色交通的理念;

    4)坚持城市可持续发展,树立土地集约利用的理念;

    5)坚持合理营造城市风貌,树立景观创作的理念;

    6)坚持科技为城市发展服务,树立技术创新的理念。

    3.2 重点控制要素

    结合深圳市城市道路特点,重点选取10 个相关方面作为道路设计的重点控制要素(见表1)。其中,道路空间综合布局应结合道路两侧用地背景、道路网络连通性、道路安全、环境风貌、生态环保等方面综合考虑,具体的空间设计应从各种交通方式的设施配置上考虑。


    表1:深圳市城市道路设计重点控制要素

    Tab.1 key elements consideration for urban road design

    重点控制要素 主要内容

    用地背景 是否考虑道路沿线的土地利用性质?道路功能是否能满足沿线出行需求?道路周边建筑开发与道路承载力之间的关系怎样?

    道路网络连通性 路段、交叉口通行能力是否匹配?次干路及以下等级道路是否考虑了道路微循环?

    交通安全 是否保证行人过街安全?是否对无障碍设施进行考虑?是否采取机动车安全防护措施?

    环境风貌 整体景观与周边用地、建筑是否匹配?绿化是否符合当地气候?城市设计中所提道路建设与周边建筑环境之间的要求是否落实到道路设计中?

    生态环保 隔音和降噪措施是否完善?雨水回收利用如何?是否采取交通稳静化措施?环保、低碳材料的使用情况如何?是否采取降低污染、保护公众健康的措施?

    步行和自行车及服务设施 行人通行是否连续、便利?遮荫设施是否完善?过街设施通过哪些手段保障?轨道交通和公交车站周边是否设置自行车接驳设施?是否有行人夜间照明?

    公交及换乘设施 公交行驶路权是否得到保障?港湾尺寸是否符合要求?换乘设施布置是否合理?是否与轨道交通接驳良好?

    机动车设施 交叉口渠化对时间和空间分配是否合理?主辅路进出口、建筑沿线开口是否合理?桥下空间利用情况如何?是否有路边停车设施?管线检查井是否避让车轮行驶轨迹?

    附属设施 针对路基、路面是否考虑采用新材料、新工艺?抗车辙和降噪措施是否采用?是否考虑雨水利用?是否考虑夜景照明?

    投资与保障 投资安排是否合理?工程总规模控制是否与功能适应?施工期间的交通疏解方案是否完善?拆迁存在困难时对道路空间利用如何改善?

    3.3 道路空间综合布局

    从道路立体空间构成的角度出发,《指引》分别从道路空间构成、功能划分、道路设计优先次序、道路横断面布置、道路功能设计等方面开展了更为细致的研究。下面选取其中体现设计思路的内容进行说明。

    3.3.1 道路设计优先次序

    深圳市城市人口密度高,外来人口多、流动性大,行人活动应作为城市道路设计的关注重点,保障行人通行安全、舒适、便捷,使整个城市道路成为公共的活动空间。《指引》充分考虑了上述特点,结合《深圳市城市总体规划(2010—2020 年)》明确道路建设要优先为公共交通、步行和自行车交通创造良好条件的发展策略,提出将道路设计的优先次序从目前以机动车交通为中心转变为综合考虑行人、公共交通、自行车及机动车等各方面需求的思路,并结合不同等级道路服务对象的差异,确定道路设计应按照行人—公共交通—自行车—机动车的顺序考虑,实现从面向机动车转变成多种交通方式融合,同时顺应深圳公交都市的建设。

    深圳市目前有大量道路由于建设标准不统一面临改建或者扩建的问题。这些道路位于建成区,周边配套设施开发已较为完善,土地资源较为紧张,致使总的道路建设用地资源较少,在这种情况下对原有道路设施的改扩建难以达到理想状态的横断面。鉴于此,规定道路在用地受限时的设计优先次序,确定道路横断面布置时组成元素宽度压缩的顺序和原则,如《指引》中提出按照压缩分隔带—绿化带—机动车道—行人和非机动车交通空间宽度来实施。

    3.3.2 道路横断面布置

    道路横断面布置是道路路权分配的空间体现,与道路等级及要实现的功能密切相关。深圳市将城市道路划分为快速路、干线性主干路、普通主干路、次干路和支路五个等级,结合《指引》中提出的道路设计优先次序,将道路功能实现与道路等级紧密结合,提出对应五个道路等级的典型横断面布置。考虑道路功能实现与沿线用地开发之间存在紧密联系,针对《深圳市城市总体规划(2010—2020 年)》中提出的密度分区确定各分区道路横断面布置时重点考虑的因素,如《指引》中提出针对高密度开发区要优先考虑公共交通以及步行和自行车交通,保障行人和自行车通行的安全和畅通。同时,《指引》针对特殊道路交通如潮汐交通、单向交通及公路城市化改造时道路横断面布置要点进行了详细规定。


    3.4 步行、自行车及公共设施空间设计

    3.4.1 设计内容

    步行、自行车及公共设施空间历来是道路设计中容易被忽视的部分,此项设计包括步行和自行车设施设计以及公共设施设计。其中,步行和自行车设施设计重点从功能考虑满足行人和自行车交通需求;公共设施设计重点从环境设计角度统筹考虑各种设施的配置,提升活动空间品质[4]。


    3.4.2 相关要求

    1) 特殊地点的考虑。

    《指引》编制过程中充分调研了深圳市步行和自行车交通需求,分别从路权保证、宽度要求、与周边建筑的衔接、铺装绿化、与轨道交通和常规公交的衔接、人行道照明遮阴、自行车停车等方面进行详细规定,提出相应的指标参数;针对一些特殊点的处理给予提示,如重要交叉口、大型公共建筑出入口、交通枢纽、轨道交通车站出入口等处,应设计一定宽度的人流集散空间,面积应根据客流状况确定;针对行人与自行车路权发生矛盾时,提出保障行人通行安全的相关要求,如非机动车道与人行道布置在同一平面时,人行道应设置在非机动车道外侧,建议采用不同颜色的铺装、标志区分,有条件的情况下宜采用绿化隔离等措施,保证行人通行的安全,非机动车道与人行道布置在同一个平面上时,宽度一般不宜低于3.0 m;针对非机动车“最后一公里”问题,提出轨道交通车站、公交枢纽附近应优先考虑设置自行车停车设施以加强接驳;考虑到风景区自行车交通具有健身休闲的功能,提出景区、旅游区在条件允许的情况下结合非机动车道建设同步考虑自行车租赁,如深圳大梅沙景区已经开始提供公共自行车服务,取得了不错的效果。


    2) 行人过街设施。

    针对行人过街和无障碍设施建设给予充分关注,体现公平、合理、以人为本的交通理念。以调查为基础提出行人过街安全岛的关键技术指标,不仅考虑行人短暂停留的要求,同时考虑未来骑车者过街的需要。《指引》提出,新建安全岛宽度应大于2.0 m,特殊情况下最小宽度不宜小于1.75 m,这与标准规定一般城市安全岛的最小宽度1.5 m[5]的要求有所提升;改建、治理交叉口的安全岛宽度应大于1.0 m,长度不宜小于连接处人行横道宽度。

    3) 无障碍设施。

    城市道路是一个综合性、开放性的空间,除满足普通出行者的使用需求外,也要考虑特殊人群的需求,体现城市的包容和关怀。在《指引》编制过程中,针对道路无障碍设施的布置进行了专题研究。目前,深圳市无障碍设施建设水平虽然有所提高,但也存在一些问题,如系统性和连续性有待加强。通过无障碍设施的系统化布置,形成道路通行范围的无障碍环境;尤其在一些重要地点如轨道交通车站出入口、公交车站、过街设施之间及人行道,合理设置缘石坡道、轮椅坡道、垂直电梯及盲道,形成通行的连续性;同时,为提高服务水平,通过设置无障碍卫生间、低位电话和盲文地图,保证相关群体平等参与的权利。

    4) 交通稳静化措施。

    近年来由于机动化快速增长引发了居住区人与车之间的矛盾增加,降低了居住生活质量,使得街道空间交通以外的功能正在逐步丧失。如何缓和交通给居民带来的冲击,还居民安全、宁静的生活环境,保证行人在移动时获得良好的道路品质是《指引》编制过程中思考的重要问题。《指引》提出采用4类交通稳静化措施改善人居环境,寻求交通安全与交通运输功能之间的平衡。4类措施包括:抬高人行横道、设置减速装置、交叉口压缩设计以及窄点设计(在居住区通过种植树木、设置相关排水设施等将多车道变为单车道)等。这些措施可以有效降低居住区周边道路机动车车速、保障行人安全。

    5) 交通环境改善。

    《指引》针对公共设施(包括公共服务设施、遮挡设施、地上杆线及箱柜、公共艺术)以及各种设施之间的整合提出了相关要求。考虑到深圳市夏季气温较高且多雨,在一些人行道及有特殊需求的位置(二次过街、轨道交通车站、公交车站)设置风雨廊,为行人创造舒适的交通环境。同时,针对以往人行道上设置多种公共服务设施影响道路市容环境及行人通行安全的问题,《指引》中规定设置于人行道上的各种设施应采取共架、集约化、代用、兼用、改用等措施促使设施之间整合,减少对道路空间的占用,同时也有利于形成良好的市容环境。


    3.5 公共交通空间设计

    公共交通空间设计是体现公交优先的重要原则,也是道路设计中的重要环节。《指引》结合深圳市三层次公交线网划分,重点从设施层面提出相应的设计要求,保障公交优先具体落实。主要内容包括公交专用车道、公交车站设置要求以及接驳换乘的相关要求,具体体现在以下方面:

    1) 在路权空间分配上逐渐向公交倾斜。分别从需求(公交客流量、公交车流量、公交客流比例)和道路条件上量化公交专用车道的设置条件和要求,明确了公交专用车道的横断面布置型式及其适用性,如提出高峰小时断面公共汽车搭载乘客不少于2 000 人或单向3 车道以上应设置公交专用车道。

    2) 明确公交车站的相关配套设施建设要求。《指引》提出设置港湾、深港湾公交车站的条件,明确了候车站台及其配套设施的要求。如在多条公交线路分站扩容时为提高公交车站容量应增设公交深港湾车站;结合智能信息化发展要求,对候车站台配套设施提出在有条件的情况下宜增设公交信息查询设备和电子预告板等。


    3) 加强轨道交通与常规公交、常规公交自身之间的换乘衔接,系统推进公共交通一体化发展。《指引》提出换乘车站的选择尽可能考虑人的需求,体现换乘便捷,将换乘需求大的线路放在同一车站布置,减少换乘距离;交叉口换乘车站布置尽可能接近交叉口,并结合行人过街综合考虑,换乘距离不宜大于50 m。鉴于以往在立体交叉口设计中对于行人换乘考虑较少,《指引》提出立体交叉口设计中优先考虑行人流线,并安排相应的公交设施,重点考虑垂直换乘;与轨道交通车站接驳的设施应考虑公交车站、自行车停车棚、出租汽车停靠站的建设,远离中心城的接驳设施可以考虑机动车停车换乘(P&R)。


    3.6 道路绿化与景观设计

    城市道路景观作为城市景观的重要组成部分,是体现城市风貌、历史文脉的重要名片。《指引》将城市设计与道路设计紧密结合,突出道路风貌控制的最新发展趋势,主要从道路整体风貌控制、道路绿化、夜景、铺装等方面进行说明。


    4 结语

    城市道路作为城市的脉络和骨架,除了承担交通功能外,还具有生活功能、管线载体、景观功能等。但究其本质最终是为“人”服务,因此,道路设计中应将“人”作为根本的出发点。结合《深圳市城市道路建设指引》研究,本文尝试从道路空间综合布局的思路探讨城市道路设计,通过空间合理布局来引导道路设计中资源的合理分配和使用,帮助实现由“车本位”向“人本位”思路的根本转变,从而实现道路总体功能最优。然而,道路设计只是城市道路建设中的一个重要环节,只有紧密衔接上位规划和下位科学管理,才能真正实现道路建设可持续发展,真正落实以人为本、公交优先。


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