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摘要：随着我国基础建设的日益完善，公路系统与城市道路系统均发挥着重要地位，本文综合比较了干线公路与城市快速路的设计思路差别，并探讨具体设计要点之间的不同之处进行一些对比对及详细分析。
关键词：干线公路；快速路设计；设计车速；设计指标
引言
随着经济的快速发展，道路建设工程在国民经济中充当越来越重要的角色，成为联系我国生产、运输及消费的重要纽带。干线公路主要服务于长距离运输系统，一般位于城市外围区域。而城市道路主要服务于城市内部，是构成城市基础建设、交通运输的骨架元素。笔者曾参与公路及城市道路设计，对两者有一定实践经验，下面结合工作中的体会，以一级公路作干线公路为例，从设计的角度与城市快速路相对比做一些讨论。
1、设计思路区别
一级公路作为干线公路，其设计要点主要是根据道路的功能、交通量以及在路网中的地位和作用，并考虑综合运输体系和项目影响区的产业布局，确定走廊带、控制点、路线走向等，其主要功能是满足沿线乡镇居民便捷出行，同时促进区域经济发展。
城市快速路在设计过程中，主要考虑规划区域路网布局，道路红线及交通量等影响，针对出入口位置、间距、形式进行综合设计，以达到均衡的系统通行能力。城市快速路主要为了便捷城市区域内道路，同时也为周边地块服务，因此城市快速路除满足区域路网快速通行的功能要求外，客观上也是城市附属设施的重要载体，快速路设计应与绿化、排水、照明协调统一，与城市景观，环境做好整体规划。
2、交通特征分析
干线公路的交通出行主要以中、长距离为主、短途为辅，而城市快速交通出行以短途交通为主，中、长距离为辅。在车型的组成上，干线公路小客车比例相对城市快速路要少，货车、大客的数量明显增加。
表1 干线公路与城市快速路交通特征差异分析
3、设计速度分析
干线公路与城市快速路在设计速度上均需要满足快速出行的服务功能，公路和城市快速路的设计规范都对各自的设计车速进行了规定，其中《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）中规定各级公路设计速度应根据公路的功能、等级、交通量，并结合沿线地形、地质等状况，经论证确定，并规定一级公路作为干线公路，且纵、横向干扰小时，设计速度宜采用100km/h或80km/h，当一级公路作为集散型公路，且混行量较大时可采用60km/h。
《城市快速路设计规程》（CJJ 129-2009）规定快速路的设计车速采用100km/h、80km/h 或 60km/h。在快速路设计中应充分考虑辅道设计速度与主线设计速度之间的关系，如果主线设计车速过高、辅道设计车速过低，主辅之间交通转换需要设置长匝道，并且，速差过大，对主路车辆及辅道车辆都会造成很大的安全隐患。相关研究表明，当辅道车速在30km/h以下时，主线出口的通行能力随辅道速度明显呈正相关性，而辅道车速大于30km/h时，主线出口的通行能力和辅道速度的关系基本保持稳定，因此在辅道设计速度的选取中，辅道设计速度宜为主线的0.4~0.6倍，宜控制在30km/h以上。
表2快速路设计速度
4设计指标分析
4.1平面设计直线的运用
公路规范中规定直线段不宜过长，受地形条件或其他特殊情况限制而采用长直线型时，应结合具体情况采取相应的技术措施；两圆曲线间以直线相连接时，直线长度不宜过短，设计速度应大于60km/h，同向圆曲线间最小直线长度以不小于设计时速6倍为宜，反向圆曲线间直线长度以不小于设计速度2倍为宜。
城市道路规定，同向曲线为圆曲线时，最小直线长度应不小于两侧最小回旋线长度，而同向曲线为平曲线时，只需不小于相邻回旋线最小长度即可；反向曲线为圆曲线时，最小直线长度应不小于两侧最小回旋线长度。
城市快速路设计体系规定如下表：
表3 城市快速路直线长度
4.2平面设计圆曲线的运用
由影响圆曲线的因素分析出发，根据汽车行驶的曲线上力的平衡式得：
式中：R——平曲线半径，m；
v——汽车运行速度，km/h；
μ——横向力系数；
i——超高横坡度，为代数值，正超高i为正，反超高为负。
由上式可知，影响道路圆曲线最小半径的因素有运行车速v、横向力系数μ和超高横坡度i。在运行速度一定的情况下根据不同的横向力系数和超高横坡度，圆曲线半径分为不设超高的圆曲线半径、设超高的圆曲线半径（一般值和极限值）和不设回旋线的圆曲线半径。为保证道路线型的连续性和驾驶安全性，公路与城市道路对圆曲线长度做了相关规定
表4 相关规范对圆曲线的规定
从上表可以看出，公路设计体系和城市道路设计体现在圆曲线最小半径、不设超高（回旋线）圆曲线最小半径、不设回旋线的最小圆曲线半径等均存在差异。
5、交叉及出入口布局分析
干线公路一般为开放式公路，交叉口较多，从经济与沿线利用的角度考虑，对于交通量较小的交叉口，设计中应考虑整体布局进行归并。笔者曾对干线公路设置间距与通行能力关系进行分析，以一级公路为例，设计速度为80km/h，在实际运行速度、交通组成、车道状况、路侧干扰都确定的情况下，假设平交口停车延误实际为15s，不同交叉间距所对应的实际通行能力如图1所示。
图1 实际通行能力与平交间距关系示意图
从图中可以看出，一般路段的实际通行能力随着平面交叉间距减小而减小，但二者并不构成比例关系，当平面交叉间距大于5km时，实际通行能力影响较小，当平面间距小于5km时，尤其小于2km时，其变化路段的实际通行能力产生很大影响，因此在设计中应尽量考虑将交叉间距控制在2km以上。
城市快速路中对于道路等级较低的交叉口，一般考虑与辅道设置右进右出，通过辅道引导至较大平交口，进入主线或跨越快速路。快速路设计中与被交道交叉形式主要以上跨、下穿、互通等形式组成。交叉的最小间距主要从车辆运行的交织长度、附加左转弯车道及减速车道长度、交通运行和管理，事故率等多方面相结合综合分析确定。相邻立体交叉的最小间距应满足上游立交加速车道渐变段终点至下游立交减速车道渐变段起点之间的距离不得小于500m,市区范围立体交叉的最小间距不宜小于1.5km。在快速路设计工作中应合理选择出入口位置及形式，在出入口布置中，应充分考虑出入口间距，对于主辅车道合并处，要注意留有足够的交织段，快速路相邻两出入口端部直接距离应满足下表要求。
表5 出入口最小间距（m）
结束语：
以交通为纽带干线公路与快速路均能满足交通快速通达的需求，同时为地方建设服务的要求，本文从干线公路与快速路设计的总体思路、设计速度、及设计指标的选取上进行了讨论和对比分析，提出了设计之间的不同之处及相关性，并提出了设计中宜考虑采用的建议值，为干线公路及城市快速路设计提供参考。
参考文献：
[1] 徐志强, 潘虹. 干线公路快速化改造方案研究[J]. 黑龙江交通科技, 2015(3).
[2] 顾叶华. 干线公路快速化改造关键技术研究[D]. 2014.
[3] JTG D20-2017，公路路线设计规范[S].
[4] CJJ 129-2009,城市快速路设计规程[S].
论文作者:刘茹瑜
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/7/18
标签：公路论文; 快速论文; 曲线论文; 干线论文; 城市论文; 间距论文; 速度论文; 《城镇建设》2019年第8期论文;