道路网规划与设计

道路网规划与设计研究

【摘要】道路系统的规划是城市交通规划的主要方面。道路网络是城市综合交通网中最基本的网络,其他网络往往是依附于道路网而存在,例如公交网、轨道交通网、货运网等,道路网的功能结构必须为其他网络的敷设创造必要的基础。城市道路网络规划是否科学合理直接影响到道路交通系统是否能适应社会经济的发展、各交通方式是否能相互协调并密切配合、道路网布局是否能产生最佳的社会经济效益、人和物的出行是否方便、迅速、舒适、经济和安全。合理规划城市道路网结构将会对改善居民出行条件、解决城市交通拥堵、节约土地资源、促进节能减排、引导城市布局调整、推动城市经济发展发挥重要作用。

【关键词】城市道路功能结构等级结构轨道交通道路密度道路级配路网布局路网容量

引言

道路网络是城市综合交通网中最基本的网络，其他网络往往是依附于道路网而存在，例如公交网、轨道交通网、货运网等，道路网的功能结构必须为其他网络的敷设创造必要的基础。道路网规划指的是在交通规划基础上，对道路网的干、支道路的路线位置、技术等级、方案比较、投资效益和实现期限的测算等的系统规划工作。城市道路网在城市社会经济发展过程中的重要性是不容质疑的，对城市道路网布局规划的研究也很多，总的来说，主要有道路密度、道路级配、路网布局、路网容量。城镇道路网规划根据交通量（客运与货运）大小，按道路功能分类，分别主次，合理规划，组成系统，保证交通运输。道路网分城市道路网和公路网。城市道路网由城镇管辖范围内的各种不同功能的干道和区域性道路所组成，它是城市总体规划布局的骨架，可为各种交通工具提供安全、迅速、经济、舒适的行驶条件。城市道路对于城市的通风、日照、绿化、排水、公用事业管线敷设和建筑面貌等多方面起着重要作用，在城市总体规划中必须合理解决好道路网布局。

1 路网结构的含义

兴起于1960 年代中期并波及世界的结构主义认为，任何客观的研究对象都有

着复杂的层次结构，而人们对于它们的主观反映和表述，也必须具备相应的层次结构。这种结构模式具备一定的规律性，可以把错综复杂的现象归结为基本单元的组合。在分析研究问题时首先要从整体出发，通过找到其结构而发现其内部的规律性。城市中的路网同样具备结构特征。道路系统只有在内部相互联系的各要素间形成合理的稳定的组合形态（如总体形态、等级配置、排列方式、衔接方式等），才能有效发挥道路系统的整体性能。本质上，路网结构是一个综合性的概念，具体地讲，从组成路网的不同角度，可以衍生出不同的路网结构。本文将一一分析路网的功能结构、等级结构以及布局结构，以三大结构特点论述城市路网结构的本质特征。路网结构的含义并非单指以上三种结构中的任何一种，不同功能、不同等级的道路在城市中的空间布局共同组成路网结构，路网结构是这三种结构的有机结合体，并且三种结构之间还存在某些必然联系和复杂关系。

2 路网功能结构分析

2.1道路等级与道路功能

城市的道路网络骨架往往和城市形态的形成和发展、城市组团间的联系密切相关。相应的，这部分道路在城市交通中的地位较高，通常承担着出入境、过境、城市组团间的交通量，这些道路既是城市各分区、组团和各类城市用地的分界线，又是联系各分区、组团和各类城市用地的通道。其特点是行车速度快、车辆多、车道宽、行人少，道路线型要符合高速形式需要，对道路两旁要求避免布置吸引大量人流的公共建筑。如果将路网骨架比作人体内的动脉，则除去路网骨架外的其它道路则相当于人体的毛细血管，虽然地位不及骨架级道路，但在路网中的作用仍是不容忽视的，因为“毛细血管”的畅通与否直接关系到路网整体功能能否康、有效地发挥。其特点是车速较慢、行人较多、车道宽度较窄，道路两旁多布置为生活服务的人流较多的公共建筑和停车场地。因此，无论道路等级、无论道路在城市所处的区位和地位，它们都应成为组成路网整体结构，发挥路网整体性能的重要部分。

2.2出行距离与道路功能

城市内部的出行，其距离短到三、五百米，长到几公里、十几公里，这些交通流都由城市道路承担。另一方面，道路与道路的交叉是不可避免的，各式各样的交叉口间距从几十米到几百米都是有其可能性的。也就是说，道路系统承担的交通流，其出行距离覆盖范围要远远高于交叉口间距。倘若长距离出行的交通流行驶在交叉

口间距仅几十米的道路上，那么它的路段延误和交叉口延误总和会相当大；同样，倘若短距离出行的交通量行驶在交叉口间距七、八百米的道路上，则它会比走小间距道路多耗费时间。以上都是我们不愿意看到的。换个角度讲，远距离出行者相对于近距离出行者，更在乎出行时间的增加，即伴随出行距离的增长，出行时间的边际成本上升。因此，设计速度快、相交交叉口密度低的道路就成为远距离出行的首选。对于不同的交通流出行距离，相应地配置与其在距离上相匹配的道路功能。

2.3 通达性与道路功能

通过性交通，顾名思义是要求交通流能够顺利、高效地通过某一道路，强调的是“通”。为了满足“通”的需求，道路和道路两侧用地应尽量少发生或不发生关系，以避免驶入驶出交通流对通过性交通的影响。相反，另一类为出入性交通，或称集散性交通，它的功能不在于“通”，而是道路与道路两侧用地发生和吸引的交通量之间的满足关系，即“达”。“通”和“达”是一对矛盾，在实现道路功能时，二者是相互制约和相互影响的。不同等级道路的通达性能是有差异的，不能混淆。交通量对通达性的不同需求决定了道路功能存在着通达性的差异。很多城市的道路交通发展历程表明：盲目地拓宽和改善道路条件，不但增加了道路的可达性，同时还增加了道路的通过性，其后果是到达性出行和过境交通的混行造成车辆交换车道频繁、启动刹车频繁，车速难以提高，延误增大。可达性增加，土地价值增加，土地利用强度增大，产生更大的交通需求，又进一步产生对改善道路本身状况和条件的需求，从而形成良性促动和循环。但与此同时我们不能忘记增加的通过性，道路条件好了，自然会引更多的中远距离的出行，而这些交通与道路两侧建筑并无联系。道路的“通”和“达”是一个不可分割的矛盾体，如果对此没有合理的定位，则道路交通运营情况难以满足规划需要，即规划意图无法得以体现。同步增加的“通”和“达”也遇到了这种矛盾（图1）。因此，在促进道路条件和两侧用地互动的前提下，一定要充分考虑改善道路条件所产生的这种矛盾。很多城市的新建、改建道路之初并没有意识到这个问题，因此，有必要对道路的通达性能和功能定位进行综合分析，避免重蹈覆辙。

2.4快慢分离与道路功能

不同交通方式的特性不同、速度不同。合理分离不同交通方式有利于提高交通效率，道路系统应当为不同交通方式的分离提供硬件支持。机动化出行与非机动化

出行对速度的要求不同，出行本身的距离差异也较大，这就需要分别建立机动车路网和非机动车路网，以满足适合不同交通方式特点的出行需要。

2.5 各级道路功能特性对比

根据以上道路功能分类的思路，可以看出城市道路功能的基本层次主要有三级：第一级（如主干路），承担出入境、过境和组团间的长距离、通过性极强、机动化出行为主、道路两侧严禁开口的道路；第三级（如支路），主要以到达和出入为服务目的，允许在道路两侧开口，短距离、集散性极强的道路，同时满足非机动车形式需要；第二级（如次干路），介于第一级和第三级道路之间，通过性交通和集散性交通并重，道路两侧可少量开口，既达到一定度上的“通”，又满足一定程度上的“达”。从出行效率的角度也许可以更好地解释各级道路在功能、特性方面的区别。中远距离或生存性出行从时间经济性的角度必然要求行驶车速尽可能快，这就必须减少或严格禁止道路两侧的开口，在交叉口实行本道路优先通行措施等保障手段来达到中远距离出行的高效。对于以生活性为主或短距离出行，则要求是低速、安全、舒适和高度的可达性，适当数量的开口和低速行驶的道路恰好满足这类出行的需求。

3 道路网布局中存在的主要问题

3.1 城市道路供给缺乏与高强度交通需求严重不平衡

城市化进程的推进使得城市人口迅速增加，带来城市私人汽车数量增加，城市中心区、交通干道沿线高强度、高密度的用地开发。城市交通需求呈现量大且分布不均衡的特点。与此同时，城市道路网面积不足，且高架桥、立交桥、人行天桥和过江隧道等设施缺乏，交通立体化程度不高。

3.2 城市道路功能不明晰，道路等级级配不合理

城市道路功能不明晰的表现形式是多样的，如主干路开口过多，交叉口间距较短，吸引了较多短距离生活性出行需求，通过性交通不能快速通过，使主干道承担通过性功能不明显。在道路网规划建设中，国内一些城市重快速路、主干路建设，轻次干路、支路建设，导致城市道路网级配不合理。若缺乏次干路和支路一级道路，城市交通集中在几条贯通性干路上，不利于不同距离出行的相互分离，也不利于不同级别道路系统交通功能的发挥。表现为长距离交通与短距离交通重叠，快速交通流与常速交通流重叠。

4 道路网规划布局研究

《城市道路交通规划设计规范》在城市道路网布局一节中提出城市道路网的平均密度应符合规定的指标要求。土地开发的容积率应与交通网的运输能力和道路网的通行能力相协调。这条规定对城市道路网布局从宏观上进行了把握，说明虽然城市规模、形态各异，但是城市道路网布局中必须考虑各级道路密度、道路和土地利用互动关系。

4.1 城市道路密度

城市道路密度是城市道路建设的主要指标，基本要求的路网密度或道路数量是规划合理功能结构路网的基础。确定城市道路网密度指标可以从多方面因素分析。如出行时耗、公交线网布置，交通信号控制系统、城市功能分区等[2]。工程实践中常用从出行起点驶入主干路的时耗作为研究主干路网密度基本思路。假设主干路围合的区域，以区域中心为起点的出行在5min 内能够到达主干路，假设低等级道路的行程速度15km/h，则主干路的间距应该为2.5km，密度为0.8km/km2。若时耗控制在3min，则间距为1.5km，密度为1.3km/km2。因此，主干路密度0.8～1.3km/km2。为使公交网中的公交路线能让乘客方便搭乘，公交路网应遍布在全市所有能行驶公交车的道路上，使公交路网能覆盖所有的街坊用地。设街坊四周方格形街道上都布置有公交路线，居民步行速度1.1m/s，要求步行时间不超过4min，则干路网间距500 米，密度不小于4km/km2。信号控制系统通车效益与相邻信号交叉口间距的关系可一般化地概括为：间距400m 时，控制系统可有实效；600m 时，低效；800m 时；失效。相应于这种干道交叉口间距的干道网密度是大于5km/km2，不小于4km/km2。城市中不同功能的地区，干路系统服务的对象不同，交通需求也各不相同，干路网密度也应有差别。一般越远离公务、商贸中心区，交通需求越小，干道网密度可较市中心区为小；公务、商贸中心区是交通高度集中的地区，干道网密度必须取大值；居住区应以方便居民乘公交出行为主，干道网密度以使居民从家到车站的步行时间不超过4min 为宜。

4.2 城市道路级配

我国《城市道路设计规范》表明各级道路性质不同、功能各异，在总路网中所占里程与所承担的运输工作量也各不相同，里程比重呈现“金字塔”形结构和运输工作呈现“倒三角”形结构，交通流由低级向高级汇集，同时交通流又由高级向

低级疏散。各级道路密度均随城市规模减小而增大。由于城市规模越小，人的平均出行距离越短，对低等级道路的需求也越大。由于大城市、带状城市或组团式城市具备建设快速路的条件，而中小城市只有通过加大干路密度，才能疏导那部分通过快速路疏导的过境交通及组团间交通。因此，中小城市干路密度应大于大城市，且增幅大于支路密度的增幅。城市规模、城市形状是影响城市道路级配的首要因素，在诸多研究文献中，一般通过城市居民出行距离指标能够来体现这两个因素。根据“供需平衡”原理，居民出行距离反映了城市交通需求，另外，还需要反映城市交通供给的指标，道路通行能力通常用于反映城市道路的供给能力。以“居民出行距离”和“道路通行能力”两个指标为主轴来寻找城市道路级配的影响因素。第一个指标居民出行距离的响因素有城市建成区面积、城市形状、城市功能分区。城市建成区面积越大，城市形状越不规则，城市的最大出行距离越大，城市出行距离的分布范围越广，势必要求提高城市高等级道路的比例。城市越小，出行对低等级道路需求就越大，自然低等级道路的密度也更大。不同的城市功能分区，由于用地模式各异，会导致各级道路密度、道路级配等方面很大的差异。

一般的规律是支路和次干路密度，商业区>居住区>工业区；主干路密度各功能分区相差不大；快速路密度，商业区<居住区<工业区。第二个指标各级道路通行能力有诸多影响因素，如交叉口修正系数、非机动车修正系数，路内停车、车道数量。需要特别说明的是路内停车和车道数量。若配建和路外公共停车场匮乏，则必然依靠支路和次干路作为路内停车设施，这样会严重影响该区域支路和次干路的通行能力，显然，某等级道路作停车场用必然降低路段通行能力，对该等级道路长度的需求也随之增长。倘若某城市古城范围较大，支路宽度较窄(但能基本满足机动车通行)，则支路的平均车道数就很难达到二了，必须作进一步修正。显然，当支路的平均车道数降低，必然要求支路长度升高，密度加大，支路级配比例也随之升高。

4.3 城市道路网布局

城市规模从小到大的扩大过程中，一般经历“紧凑型城市”、“单中心分散组团城市”、“多中心组团城市”三个阶段，在不同的阶段，形成不同布局形式的路网与城市发展相匹配。紧凑型城市对“棋盘＋环形”道路网布局的选择。紧凑型城市空间扩展一般采用同心圆圈层式的集中发展模式，具有较高的城市土地利用强度。为了适应土地利用布局的要求，并出于节约土地资源、减少通勤距离，节约

交通能耗的考虑，城市道路网布局通常采用简单的“棋盘＋环形”路网布局模式。通过东西、南北走向的棋盘状主干道以解决内部交通，同时为了对到市中心换乘的交通进行截流、减轻市中心穿越交通的压力，疏散中心区内部交通，修建环形道路来联络市区主干道。单中心分散组团城市对选择“棋盘＋环形＋放射”道路网布局的选择。随着城市建设步伐的加快，工业、科教文化及生活居住用地的迅速发展，在城市外围形成了一定规模的新工业区、工人生活集聚区、科教文化区，城市布局由紧凑型发展为分散组团型，对路网布局产生了新的要求。分散组团间的交通需求促进了放射状道路的建设。旧城区组团人口规模、用地规模和功能规模最大，基础设施比其他组团优越，其他组团对旧城组团有很大的依赖性，导致旧城组团与其他组团间存在较大的交通流量。为满足分散组团之间的交通需求，通过联系通道建设，形成了组团间放射状道路网。这样城市路道路网由联系各城市组团间的放射状通道及旧城区“棋盘＋环形”路网共同组成，形成“棋盘＋环形＋放射”道路网布局。另外，有些城市受地形条件限制，城市沿着自然屏障向外铺开，表现出单中心带状分散组团式城市布局。多中心组团城市对“棋盘＋多环＋放射”道路网布局的选择。随着旧城区不断向外发展，地理位置相互靠近的小组团组成多个大组团，城市土地利用布局形态更加复杂，对城市道路网络布局提出一些新要求。城市由单中心向多中心转变，城市组团相互靠近，组团之间的空置用地被逐渐开发，组团间的放射型道路因为周围用地的大量开发，承担了部分短距离交通，跨区域交通功能开始弱化。因此，从大区域的角度，客观上要求在城市用地空间外围形成更大的外环，解决城市对外交通和组团之间交通的联系，城市道路网布局发展为“棋盘＋多环＋放射”。

4.4 城市路网容量

城市路网容量定义为交通设施在时空总资源的约束下，单位空间、时间内所能服务的最大车辆数。城市路网容量研究是道路密度、道路等级级配、道路网布局研究的落脚点，提高道路密度、合理调配道路等级级配的目的就是为了城市路网增容，同时满足短距离出行和中长距离跨区域出行。

我国大城市在提高城市路网容量方面，采取了各种不同的措施，除新扩建路网外，整治交通秩序、城市区域差别收费等交通管理措施也是常见的手段。因此，路网容量的影响因素众多，从交通供需的角度，在道路供给方面有道路密度、道路等级、道路网布局、路段和交叉口通行能力覆盖了道路网研究从微观到宏观的全部内

容；在道路需求方面有交通方式结构、交通个体的路径选择行为等。

在道路供给方面，道路网络规模越大，城市交通系统的容量也越大，在一定的道路网络规模条件下，道路网络的布局与等级结构就成为影响城市交通系统容量的主导因素。城市道路网由快速路、主干路、次干路、支路组成，如果城市道路网级配不合理，道路功能混杂，各级道路不能各司其职，长短距离交通混合，显然虽然城市有足够的路网设施，但是不能发挥路网的最大容量。对城市路网布局而言，一般说来，不同的路网布局形式对交通疏解或容纳能力是不一样的。放射式路网完成单位数目的出行效率最低、交通联系平均距离最长、交通非直线系数最大，且所有出行均经过市中心，增加市中心交通压力；与之相比，放射环式路网的指标明显改善，且平均非直线系数很小；棋盘式路网的交通联系平均距离和非直线系数较环行放射式略有增加，但其经过市中心的比例极小，且对角线之间的联系较弱。

在道路需求方面，由于不同交通工具的额定载客人数的差异，各种交通方式运送单位乘客占用的道路面积也就存在着明显不同。因此，公交优先和发展大运量客运交通方式有利于提高城市道路网容量。每一个用路者在出行过程中获得的交通信息不同；对出行费用的承受能力不同；出行习惯不同及对同一路径的行程时间认识不同，导致交通个体的路径选择行为是一种随机模糊的行为。于是，交通出行者在利用道路网资源时因为信息不对称而导致部分道路拥挤、部分路段通行能力不能充分发挥。

5 路网功能、等级及布局结构的相关关系

交通需求特征决定了路网应当按照功能进行分类，不同功能侧重决定了道路等级分类，进而决定道路等级配置，道路等级结构又直接反映在路网布局中；相反，路网布局结构实际上反映了道路等级结构的配置情况，依据道路间距或道路密度可以推算道路等级结构，道路等级结构又进一步反映了城市中交通需求的特征以及这些特征对不同功能道路的需求。前者是决定作用，后者是反馈作用，路网的各种结构模式相互联系、相互配合、相互影响，共同促进路网结构的合理化和供需平衡化。

单从路网等级结构出发，首先必须搞清楚的是有多少交通量利用某一等级道路出行，因为从起点A 到终点B 的出行距离是固定不变的，但所经过的道路等级却是可变的，或者说是由各级道路密度、布局来决定的。这其中正反映了等级结构和布局结构的紧密联系，同时等级结构和布局结构还不能太离谱，因为对于这次出行本

身，它的特征（生存性或生活性、通过性或可达性、长距离或中短距离等）已经确定，它对道路功能的要求和道路的等级的要求也已经确定，因此，这也反映了路网功能结构和等级、布局结构的联系。举例说明。如果支路密度高，上一层次道路次干路的间距较大，则出行起终点可能同时处于次干路包围的区域内，那么该出行就没有利用到支路以上等级的道路。如果次干路密度并没有上面说的那么稀，出行起终点间有次干路相隔，则出行极有可能利用次干路。若利用到次干路，则出行对支路的占用就没有先前情况那么多。也即两种情况下，出行对支路和次干路道路系统的利用率不同。如果这次出行距离较长，出行者更多的希望能利用高一等级道路以减小出行时耗，则不得不考虑在出行起迄点之间合理布置高一等级道路，显然这已同时影响到路网等级结构和路网布局结构了。

因此，道路的功能结构、等级结构、布局结构有“三位一体”的研究关系。脱离道路功能分析的路网等级结构无法满足实际需求；合理的功能结构需要合理的等级结构来支撑；路网等级结构影响路网布局结构，路网布局结构又反作用于路网等级结构；路网功能结构影响路网布局结构；道路功能通过等级道路体现，布局促使形成合理的等级结构和合理的功能结构。脱离路网结构体系的研究将导致交通负荷的不均衡。

6 城市路网结构的研究展望

目前的道路网规划，多在确立了用地功能、布局的基础上进行，很少考虑道路网功能层次、道路布局与出行需求特征的适应性，对于交通需求与路网布局、等级、密度等的关系缺乏足够的认识。实践中发现，两个相同规模的交通网络，由于路网功能结构、路网等级结构和路网布局结构的不同，所“释放”出来的交通容量大不相同。城市交通问题的整治与改善固然与交通发展政策、交通需求管理等“软件”密切相关，但作为城市交通的载体，对“硬件”，即城市道路系统的规划建设和更新改造更是我国城市面临的紧迫任务。如果不从全局的、系统的观点改造与更新城市道路，再先进的“软件”，在先天不足的“硬件”上，也难以充分发挥作用。道路建设是百年大计，一旦确定，发现问题后再拆迁重建，将耗资巨大，而且会极大阻碍城市的发展，加剧城市拥堵。路网结构是一个有别于路网容量的概念，但和路网容量同属一个事物的两个方面。我们对城市交通发展的属性特征及其自身发展的内在规律还缺乏足够的、准确的认识。也许以前我们过多地注重路网容量是否能够

满足需求，但现在我们发觉只注重“量”的研究还远远不够，“量”只是决定路网合理与否的一个方面，更重要的是路网的“质”，即“结构”，只有在“质”的配合下的“量”才能真正发挥路网的功效，缺乏“质”的“量”只能导致对路网问题低层次的认识和理解。《城市道路交通规划设计规范（GB50220-95》对道路密度、间距和级配的建议值具备一定的参考价值，也体现了在城市规模方面的某些细微差别，但这个参考值并没有反映城市交通需求特征，在实际应用中是用上限、下限还是二者均值，也没有一定的说明，即不具备决定意义。因此，应正确对待道路网规划和相关规范的规定，加深对路网结构的理解，把总量增加与路网结构调整统一起来，将路网功能结构、路网等级结构和路网布局结构统筹考虑，提高交通设施供给的有效性，建立符合科学发展观的道路网规划和分析程序，形成布局合理、等级协调、功能清晰、层次分明的城市道路网系统。

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