第十章 城市快速路规划10.1 快速路构造型式与车道设置研究10.1.1 快速路的构造型式城市快速路一般由主路和辅路构成，根据主路与辅路位置关系不同，快速路的构造型式可分为：高架式、路堤式、路堑式、地平式和隧道式 高架式——在地面以上修建高架桥，桥上空间作为快速路的主路，高架桥下面或两侧修建辅路，上下通过匝道桥连接高架式快速路往往修建在原有道路上方或在跨越河道、铁路时采用高架式快速路的优点是占地少、通道通行能力大；缺点是造价高，对高架桥沿线建筑的噪音污染和汽车尾气污染较大，对城市景观有一定的破坏作用具体如图3－1所示图10-1-1 高架式快速路 路堤式——在地面以上铺设路基和路面，路堤作为快速路主路，两侧或一侧修建辅路，主、辅路通过简易上下匝道联系路堤式快速路适合修建在地质松软的平原地区其优点是造价低，主、辅路之间联系方便；缺点是占地很大如图10-1-2所示图10-1-路堑式——在地面以下开挖路堑修建的城市道路，一般主路在地面以下，地面两侧或一侧修建辅路，主、辅路通过上下匝道联系路堑式快速路适合修建在排水无问题的山丘城市其优点是方便与其它城市道路立体交叉；缺点是排水困难，占地较大如图3－3所示。
图10-1-地平式——主路与辅路及两侧建筑地坪基本位于同一平面层次，车辆通过主路与辅路之间的绿化隔离带（或设施带）的进出口驶入或驶出主路地平式快速路适用于地势平坦的平原城市，以及规划红线较宽、横向交叉道路间距较大的城市外围与等级公路相连接的地区，新建城区用地比较富裕或结合城市改造拆迁较少的路段其优点是主路与辅路之间的交通转换比较方便，工程造价较低；缺点是占地较多如图10-1-4所示图10-1-隧道式——在地面道路以下开挖修建隧道作为快速路的主路，地面道路作为快速路辅路，一般通过立交或与地面辅路的交织实现与其它城市道路的联系在大城市主城区内，车流量很大，而道路红线较窄，拆迁困难的时候可考虑建设隧道式快速路隧道式快速路的优点是对沿线建筑的噪音、尾气和景观影响较少，与辅路结合后，通道通行能力很大；缺点是造价很高，与其它城市道路衔接困难如图10-1-5所示图10-1-需要指出的是，在工程设计中，进行快速路构造型式的选择时，要考虑具体地形地质、其它构筑物以及交通、投资等诸多因素实际总往往是针对不同路段的特点选用不同的构造型式因此具体快速路的构造型式往往是组合型的，即同一条快速路中常采用多种构造型式。
比如南京市的快速内环西线，采用的是高架式+地平式的组合型式，而快速内环东线则采用了高架式+地平式+隧道式的组合型式 总体而言，在城市快速路的构造选择中，高架式、隧道式比较常见这主要是因为快速路的修建很多情况下是针对大城市中心区边缘的长距离、大流量的交通，而在这些地方往往用地紧张，拆迁困难，而高架式和隧道式被选用的情况更多另外一方面，快速路之所以具备几倍于主干道的通行能力，主要是消除了交叉口对路段通行能力的影响，因此很多城市在考虑修建快速路时，是逢路口上跨或下穿，路段保留原有道路断面，即采用地平式因此在资金约束条件下，地平式快速路也是很多城市的选择10.1.2 车道设置研究10.1.2.1 车道数 快速路主路的车道数主要根据规划年预测交通量、通行能力及设计服务水平而定快速路的设计车速一般在每小时60～80公里之间，这是因为快速路一般规划在城市建成区，用地条件受限制，往往采取高架、隧道或其与地平式的组合构造型式但对于组团型城市，当快速路用于连接各组团之间时，或与过境高速公路对接时，特别是特大城市在城郊结合部建高速环路时，设计车速可放宽至100km/h比如法国巴黎的高速外环设计车速达100km/h，华盛顿的外环则为88km/h，伦敦的M25环城高速公路以及我国天津的快速外环，其设计车速均≥80km/h[25]。
在《城市道路设计规范（CJJ-90）》中，对于设计速度大于50km/h的通行能力没有规定《交通工程手册》推荐高速公路设计时速为80km/h时，一条车道的基本通行能力为1900pcu/h；《公路工程技术标准（JTG B01-2003）》推荐高速公路基本通行能力和设计通行能力如表10-1-1所示表10-1-1 高速公路的基本通行能力与设计通行能力设计时速（km/h）12010080基本通行能力（pcu/h/ln）220021002000设计通行能力（pcu/h/ln）160014001200 城市快速路虽然是控制出入口间距及型式，实现了交通流的连续性，但是出入口间距要远小于高速公路，车辆的交织及进出对通行能力有一定的影响；此外一般城市快速路的车流密度要远高于高速公路，在高峰时段更是超出其最佳密度，因此对通行能力也有一定影响根据上海、北京等地的观测数据，推荐快速路一条车道的基本通行能力如表3－2所示表10-1-2 快速路的基本通行能力与设计通行能力设计时速（km/h）1008060基本通行能力（pcu/h/ln）200018001700 快速路上的交通属于连续流，因此单向车道设计通行能力可按下式计算[54]： （10-1-1）式中：——单向车道的设计通行能力（pcu/h）； ——基本通行能力（pcu/h），根据设计车速不同而异； ——设计服务水平系数，快速路取三级，设计车速为60km/h、80km/h和100km/h时，分别取为0.80、0.75、0.70； ——单向车道数； ——车道宽度和侧向净宽对通行能力的修正系数； ——大型车辆对通行能力的修正系数； ——驾驶员修正系数。
根据规划年预测交通量和式（10-1-1）即可确定满足设计服务水平下的主路单向车道数从以往的快速路交通量预测来看，双向四车道足以满足车流正常运行，但是从上海等地的实际运行看，原来的双向四车道的城市快速路越来越显示出其可靠性方面的缺陷[55]由图10-1-6a可以看出，当采用单向两车道，如果某一车道上的一辆车抛锚或发生交通事故，快速路的单向通行能力立刻锐减为原来的1/2，起初是两个车道变成一个车道通行，但很快将演变为两个车队的头车互不相让而导致全线瘫痪的局面，可见单向双车道快速路运行可靠性是比较差的而若采用单向三车道或以上，当一个车道出现了事故，其通行能力还保留了原来的2/3，在交通量不大的情况下，交通流可以演变为较大的饱和度的较低的交通流，尚能维持道路的通畅图 10-1-图 10-1- 因此，城市快速路主路车道数一般应按规划年预测交通量与其通行能力来确定，高架路的双向车道数以六车道为宜，至少应为4车道，当设四车道时，应考虑增设紧急停车带 另外城市快速路出入口设置还应注意保持主线基本车道的连续性，同时在出入口分、合流处维持车道数的平衡我国城市道路相关设计规范并没有给出城市快速路设置出入口时如何保持连续与平衡的标准，公路相关设计规范互通式立交设计要点中明确给出了车道数平衡的概念和出入口分、合流出车道数平衡公式： （10-1-2）式中：——分流前或合流后的主线车道数； ——分流后或合流前的主线车道数； ——匝道车道数。
城市道路网较密、出入口间距比公路小，如果采用Nc＝Nf＋Ne－1来控制分流前或合流后的主线车道数，则在分、合流端口处由于交通紊流影响必将造成主线基本车道中最外侧一条车道通行能力大大降低；如果采用Nc＝Nf＋Ne来确定车道数，则出入口处分、合流条件较好，有利于车流有序运行在设置双车道匝道时，尤其要注意不要缩减车道数，可利用变速车道来调整出入口前后快速路主线的道路设施宽度10.1.2.2 车道宽度 《交通工程手册》中规定：城市道路上供各种车辆行驶的路面部分，统称为机动车道，在道路上提供每一纵列车辆安全行驶的地带，称为一个车道它的宽度决定于车辆的车身宽度，以及车辆在横向的安全距离[54] 目前，我国大多数城市进行道路车道宽度确定时，采用的是《城市道路规划设计规范（CJJ3790）》推荐的标准（见表5-3）然而，该规范制定时，是以80年代末期的城市道路车辆运行特征为依据的，十多年后的今天，城市道路上的车辆运行状况发生了很大的变化一方面，车辆构成发生了变化，上世纪八十年代，许多城市道路允许大重型载货汽车通行，而现在基本以小型汽车和公交车为主，车体宽度整体变小（参见图5-7，引自文献[55]）；另一方面随着现代汽车技术的发展，ABS、EBD等整车稳定的先进技术的应用，车辆的侧向摆动日趋减少。
因此前述的决定车道宽度的两个影响因素都发生了变化表5-3 机动车道宽度车型及行驶状态计算行车速度（km/h）车道宽度（m）大型汽车或大小型汽车混行≥403.75＜403.50小型汽车专用线3.50公共汽车停靠站3.00注：1.大型汽车包括普通汽车及铰接车 2.小型汽车包括2t以下的载货汽车、小型旅行车、吉普车、小客车及摩托车等图5-7 我国城市道路上各种品牌车辆外形尺寸汇总 根据前苏联的A·A·波良可夫公式，计算安全距离的公式如下： （5-3）式中：x ——对向行车的横向安全距离； d ——同向行车的横向安全距离； c ——车辆与路缘石之间的横向安全距离； v1、v2、v ——车速 城市道路车道宽度各组成部分如图5-8所示图5-8 城市道路的车道宽度计算示意图 根据以上公式，城市道路的行车道宽度计算式分别如下所列[56]： （1）靠路边的车道宽度： 一侧靠边，另一侧为反向行驶的车道，其车道宽度为： （3－4）一侧靠边，另一侧为同向行驶的车道，其宽度为： （3－5） （2）靠中心线行驶的车道，其宽度为： （3－6） （3）同向行驶的中间车道，其宽度为： （3－7） 根据公式5-3～5-7，即可算出车道宽度。
一般城市快速路主路上的车辆以小客车为主，以图5-7可知，一般车宽不超过2.0米，所以计算时a取2.0；如果快速路主路的边侧车道开辟为公交车道（具体见3.3节），则a可取为2.5因为快速路主路一般有中央分隔设施，所以计算过程中，不涉及x值的计算计算结果如表5-4所示表5-4 快速路主路不同位置车道宽度的计算结果车道宽度计算公式车速V（km/h）60801001.11.21.30.80.91.0小客车（车宽＝2.0m）车道宽（中间）3.13.23.3车道宽（靠路边或中央隔离带）3.43.53.7大客车（车宽＝2.5m）车道宽（中间）3.63.73.8车道宽（靠路边或中央隔离带）3.94.04.2在我国，城市快速路一般设计车速为60km/h，从计算结果看，这时中间车道可规范中的3.50米缩减至3.1米，在上海、南京等地的快速路工程设计中，将这一宽度设为3.25米，从实施效果来看，完全能满足行车的安全性与舒适性；另外，如果快速路主路上设置边侧式公交专用道，车道宽度可设置为4.0米10.2 快速路网规模与布局方法10.2。