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山地城鎮在我國城鎮數量中占50%以上,山地城鎮地質條件較復雜,地形地貌起伏波動大,是山地城鎮經濟發展的不利因素之一。伴隨經濟快速發展,山地城鎮交通網絡建設成為研究建設熱點,山地道路不僅是交通建設需求更是其他基礎建設載體。文章通過對山地交通特點及影響因素進行分析,對山地城市概念進行敘述,分析山地城市布局和山地城市交通建設需求和交通組成特點,總結山地城鎮地理及環境特征。找出道路建設中土地資源矛盾、地質復雜多變,排水系統不易排查等不利影響因素,提出道路等級和速度、橫縱切面設計等措施。提出道路三維設計應用、高架道路應用、地下道路應用等道路設計應用新措施。望本文所提技術觀點,為山地道路設計提供相應科學指導,為道路高效合理建設提供幫助。伴隨城鄉一體化進程和西部大開發,我國山地城鎮經濟發展越來越受到關注,而道路建設是經濟發展的基礎。山地道路與平坦城市道路施工設計區別較大,設計標準,建設規模、交通構成都有自己獨立的標準。山地道路建設標準更高,對道路設計和施工技術都有高要求,信息化時代的到來,三維設計和動態建模在道路設計中的應用越來越多,山地道路建設應適應時代、融合新技術,為山地地區經濟發展提供保障。
一、山地交通特點與影響因素
山地城市是指分布在丘陵、溝壑,山體多的地區與平原地區的城市空間結構,地質環境不同的城市。因其地質條件的復雜性和巖體結構的多樣性,使得山地道路建設與城市道路建設相比在其安全性、實用性方面要更加突出因地制宜。目前中國的重慶和香港兩座城市就為我國山地城鎮道路建設提供很好的指導意義?!敖M團式、帶狀式、分散式”是山地城市空間布局的組成特點,不同布局需要不同交通體系,一般組團式布局城市由于地塊分割較遠,分散度高,這種空間往往依靠城市干路網系統進行連接。帶狀布局受地貌限制較多,多呈現狹長帶狀、細線狀地帶,交通易擁堵,要結合地貌進行道路設計。分散式片區布局各區相對獨立,聯系較少,以內部交通出行為主,片區與片區交通主要依靠鐵路為主。綜上,山地城市道路受空間布局和出行需求限制,山地道路設計應考慮以下幾方面的影響:1.因為山地地形、空間分布不集中等問題,片內的局部出行為主,距離較短,步行、非機動車是主要出行方式,公交和小汽車很少。2.山地城市地貌地形多在復雜地區,城市依山而建,道路設計要隨山就勢。3.道路設計“高山流水”,溝壑縱橫的自然地理條件,受邊坡和沿途性質條件影響,山地區域山崩、滑坡、泥石流等自然災害時有發生。水文地質條件的復雜性,使道路排水問題變復雜。4.山地道路設計最為棘手的問題是“山體等高線”的變化,垂直山體等高線布設的道路,其高程、坡度設計。5.道路工程建設應考慮當地人文自然環境,在克服自然條件的同時滿足當地居民的需求,道路設計要讓居民滿意。
二、山地道路設計不利因素
1.土地資源矛盾較為突出,平坦有利地勢少,建設用地使用困難,道路寬度受限于土地資源。2.山地道路內部聯系多,片區和片區道路建設要有針對性、目的性,做到合理、經濟。3.山地的形成與發展,多與地殼運動、流水沖刷、風化等自然現象有關,由此所帶來的地質條件也各不相同。4.山地灰巖較多,水文地質條件不容易勘察,含水層位置不明確,山地邊坡穩定性結構差,邊坡治理防護成本高。道路設計不合理容易引起安全隱患。
三、山地城市道路設計關鍵技術指標
1.道路等級與設計速度山地城市道路設計中,要根據地形靈活設計,滿足實際生活需要,不要一味追求某一道路等級連續性。進行設計時要以當地實際地質條件、施工難點進行設計,公路等級和速度靈活制定,綜合相應實例進行分析、對方案論證調解,充分利用山地城市路網密度高這一特點,減少規模的增加和對當地條件改變,公路應達到功能、交通量與周邊條件的整體平衡。2.平面線形設計山地城市道路平面線型設計在設計過程中應遵循以下幾點原則:(1)不局限于速度設計選擇。(2)可適當減小曲線半徑,但要避免突變情況。(3)在線形曲折、變化頻繁的路段,慎用直線。重視由于曲線變化增多而帶來的“通行能力”以及“運行速度”的變化。3.縱斷面設計道路坡度、坡長是縱斷面設計的兩大關鍵技術指標,這兩項關鍵技術指標主要根據車輛爬坡性能、行駛安全、通行能力等因素確定。山地城市道路平面線型設計在設計過程中應遵循以下幾點原則:坡長指標要超實際使用、設定極限值標準要結合當地自然和人為條件,重視由于曲線變化增多而帶來的“通行能力”以及“運行速度”的變化。4.平面、縱斷面線形組合設計與運營安全檢驗道路平面、縱斷面線形組合以及運行速度、安全視距等方面的檢驗,是山地城市道路設計中的重要環節。視距檢驗過程,由于地塊建筑與道路紅線距離較小,車輛或行人從地塊進入道路內的時間較短,對行駛于道路內的車輛而言較為突然,容易造成車輛制動距離不足,發生危險。因此,在山地城市道路設計中,除保證視距要求條件外,還應注重其他輔助設施(如反光鏡、減速帶、隔離欄等)的設置,以改善車輛視距條件,減少車輛制動距離,進一步保證車輛及行人安全。5.橫斷面設計特點山地城市道路的橫斷面設計要解決道路空間問題,使橫斷面設計與道路平面、縱斷面之間的聯系更為緊密,在道路橫斷面變化點段,應處理好前后橫斷面之間的漸變過渡,并采取必要的視線引導措施,保證車輛行駛安全與順暢。
四、山地城市道路設計新措施
1.道路三維設計的應用伴隨信息化時代的到來,山地公路設計應結合計算機建模、大數據等新的科學技術來設計。在山地公路設計時可利用三維技術對道路平面、縱斷面、橫斷面等進行組合設計,并利用三維數字地理模型,最終直觀地反映出道路平面、縱斷面、橫斷面組合狀態及道路與周邊場地的關系。實現道路與周邊環境、建筑的實景模擬,給城市建設決策者提供生動、全面的決策依據。2.使用城市高架道路路側干擾少、通行能力強的高架道路是緩解山地城市用地緊張、交通容量不足的有效辦法。高架道路在山地城市應用有如下優點:(1)高架道路受路側交通影響很小,車輛在其行駛連通性能好,能達到高效運輸、便捷實用的需求。(2)山地城市土地資源一般緊張,高架道路對土地資源要求少,實現了道路可用土地的最大集約化,并且能夠使通道具有較大的通行能力,無疑是解決道路占地有限、交通通行能力不足等問題最為直接的措施。(3)高架道路對地形要求不高,地質條件復雜地形可發揮其更高優勢,減少穿山隧道和斷頭路的出現,發揮道路網整體性,同時可以跨越山谷、河道、低洼以及地質條件較差地帶的能力,能夠有效打通交通瓶頸點段,增加道路的通達性,使路網系統更加健全。(4)對密集區處理選擇性更多,保障主干路和支路之間相互轉換的能力。
五、結語
對山地城市道路設計進行研究,是我國城市道路設計逐漸進入“專業時代”的趨勢。山地城鎮交通網絡建設成為研究建設熱點,山地道路不僅是交通建設需求更是其他基礎建設載體。文章通過對山地交通特點及影響因素進行分析,對山地城市概念進行敘述,分析山地城市布局和山地城市交通建設需求和交通組成特點,總結山地城鎮地理及環境特征。找出道路建設中土地資源矛盾、地質復雜多變,排水系統不易排查等不利影響因素,提出道路等級和速度、橫縱切面設計等措施。提出道路三維設計應用、高架道路應用、地下道路應用等道路設計應用新措施。
作者:李國俊 單位:云南省城鄉規劃設計研究院