（交通运输规划与管理专业论文）大城市快速路规划与设计关键问题研究.pdf

摘要 摘要 为缓解越来越大的城市交通压力，既保护大城市中心城区交通畅通，又保障一定规模的 中长距离交通能与短距离交通进行有效的分离，同时让城市内部道路与城市外围的过境高速 公路之间能有一个合理的过渡与衔接，我国很多大城市开始了城市快速路的规划与建设。在 这过程中如何确定快速路的规模、如何进行路网布局，选择何种快速路型式，快速路节点如 何规划设计等等，成为快速路规划设计的关键阀题。 本文首先阐述了城市快速路的起源与成因，全面回顾了快速路在西方城市及我国城市的 发展历程，分析了快速路在城市道路网系统中的功能，研究快速路的交通特性和快速路的建 设条件。然后论文对快速路的构造型式进行了分类，并指出各自的优缺点和适用范围；从交 通安全和通行能力角度，研究快速路车道数及车道宽度；为提高快速路的利用效率，分别针 对地平式快速路和高架式快速路共提出了五种b r t 在快速路上的设置方法。 本文总结并提出了确定城市快速路网合理规模的三种方法，即密度法、供需平衡法和类 比法；同时提出了基于交通单元划分的快速路网布局规划方法，并给出了快速路网布局规划 的具体流程。 对于快速路节点的规划与设计，本文总结了快速路互通立交的常见类璎，分析它们的优 缺点，并提出了改善措施；研究匝道之间的展小距离，同时运用可接受间隙理论，提出了主 路地面交织段设计长度的计算方法；从交通设计角度，对出入口与辅路之间的交通衔接进行 了优化设计。 本文还建立了快速路网规划方案评价的指标体系，对这些指标进行了分析并给出计算方 法；同时以熵值法和模糊综合评价法为基础，建立了城市快速路网规划方案的评价方法。 最后，论文以天津市快速路网布局规划进行了示例分析。 关键词：大城市；快速路；构造型式；布局规划；立交；匝道；评价方法 a b s t r a c t t o t h eg r o w i n gp r e s s u r eo nu r b a n 缸a 伍c 。p r o t e c tf i l ec a i 岫o f b i gc i t i e s ，a n dt ok e e p 舳 e f f e c t i v es e p a r a t i o nb e l w c e l lt h ei o n g - d i s t a n e a 伽c 舭dt h e 出o r t - d i s t a n e et r a 仿c a l l o wt h ec i t y r o a d sa n dt r a n s i th i g h w a y st ob ear e a s o n a b l et r a n s i t i o na n dc o n v e r g e n c e ，m a n yc i t i e sb e g a nt h e p l a n n i n g a n dq 7 o n s l l - 删o n o f e x p r e s s w a y s i n t h i s p r o c e s s w e w i l l f a c e m a n y k e y p r o b l e m ss u e h 鹊 h o wt od e t e r m i n ef i l es c a l eo fe x p r e s s w a y , l l o wl op l a nt h er o a dn e t w o r k 也ec h o i c eo fr o a d p a t t e r n s , h o wt op l a n 觚dd e s i g nt h en o d c s e t c f i r s t l y , t h ep a p e re x p o u n do i lt h eo r i g i na n dc l l u s o ft h ee x p r e s s w a y , l 自，i e wt h ec o u l o f d e v e l o p m e - a to fu r b 衄e x p r e s s w a yi nt h ew e s tt i t l e sa n do l l l l tc i t i e s , a n a l y z et h e f l m c t i o n so f e x p r e s s w a ys y s t e mi nt h eu r b a nr o a dn e t w o r k , r e s e a r c ht r a f f i cc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h ec o n s l l 1 1 甜o n c o n d i t i o n so fe x p r e s s w a y , a n dt h c nt h ep a p e rc l a s s i f yt h ep a t t e r n so fe x p r e s s w a y , n o t et h e p a t t e r n s r e s p e c t i v ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e s ；r e s e a r c ht h el a n en u m b e r sa n dw i d t hf r o mt h e p e r s p 硎v eo ft r a t t i es a f e t ya n d 自m 伍cc a p a c i t y ；t oe n h a n c et h ee f f i c i e n c yo fe x p r e s s w a y , t h e p a p e rb r i n gu pf i v e1 3 r tl a y o u tp a t t e r n sf o rt h ev i a d u c t 卸dg r o t m de x t n m s w a y t h i sp a p e rs u m m a r i z ea n db r i n gu pt h r e em e t h o d st h a tc o n f i r mt h er e a s o n a b l es c a l eo f u r b a n e x p r e s s w a y ：t h ed e n s i t yl a w , t h el a wo fs u p p l ya n dd e m a n db a l a n c ea n da n a l o g yl a w ；a n dt h e n b r i n gu pt h el a y o u tm e t h o do ft b a ne x p r e s s w a yn e t w o r k ，w h i c hb a s e do nt l a f f i eu n i ta e v l d l n g , a n dt h es p e c i f i cl a y o u tp l a n n i n gp r o c $ o f 砒b a ne x p r e s s w a yn e t w o r k t h ep a p e rs u m m a r i z e st h er a y m l l l o l n t y p e so fe x p r e s s w a yi n t e r c h a n g e ，a n a l y z e st h e i r a d v a n t a g e s d i s a d v a n t a g e s t h e nb r i n gu pi m p r o v e m e n t s i tr e s e a r e l a 8t h es m a l l e s td j s t l u l c e b e t w e e , l lr a m p s , a n d 蛐u pam e t h o d o l o g yb a s e do l lg a pa c c e p t a n c et h e o r y , w h i c hd e c i d et h e d e s i g nl e n g t ho ft h eg r o t m di n t m v e a v er o a d f r o mt h ep 盱s p 硎v eo ft r a t f i cd e s i g n , i l l l l k e st h e 0 l 坩m i z e dd e s i g n st oc o n n e c tt h et r a t t eb e t w e e nr a m p 锄da u x i l i a r yr o a d i ta l s oe s t a b l i s h s i n d e xs y s t e mf o re v a l u a t i n gt h ep l a n n i n gp r o g r a m m e so fe x p r e s s w a y n e t w o r k d a n a l y z e sd e t a i l e d l y t h e s e i n d i c e s m a d p r o v i d e s t h e m e t h o d o l o g i e s ；a n d t h e n e s t a b l i s h s ae v a l u t i o nm e t h o dw h i c h b a s e do i le n t r o p ym e t h o da n dc o m p r e h e n s i v ef 1 1 珂o f i n a l l y , t h ep a p e rg i v e s 耵删i n 船e x a m p l e k e y w o r d s ：b i gc i t y ；e x p r e s s w a y ；c o n s l l i c t i o l lt y p e ；l a y o u tp l a n n i n g ；i n t e r c h a n g e ；r a m p ；e v a l u a t i o n 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得东南丈学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同忠对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 7 彩 学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印 件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅可以公布( 包括 刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 、 研究生签名：础导师签名： 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 勒柯布两耶( l ec o r b u s i e r ) 曾在城市规划一书中断吉：“拥有速度的城市将赢 得成功”l j 。事实上，中外城市发展与变革的进程可以沿着城市交通 具( 轮子、马车、 机动车，现代汽车) 及道路设施( 土路、碎石路、渤青路、水泥路) 的发展史而展开。对 速度与效率的无限追求，既是源白人类犬然的本性，也是 业文明和城市文明演进的内因 与动力。然而随着1 ：业化与城市化浪潮的兴起，许多城市的规模与布局发生了深刻的变化， 城市交通速度的提升时候到了瓶敛阶段，尤其是部分大城市的交通速度甚至出现了f 降的 趋势，主要表现为交通拥堵，车速下降。为解决这个困扰，世界各国从规划、设计、管理 等方面入手采取了许多交通政策，! 1 1 结起来大概有四点：一是大力发展包拓轨道交通及 b r t 在内的公共交通；二是麻h j 智能交通技术，提高交通控制与管理水平：三是强化交通 设旌与i 十地利用的相互协调；四是建设快速返输系统。其中的快速运输系统的建设就包括 快速道路网的建设，从美国的纽约、洛杉机、底特律到日本的东京，名占屋，再剑欧洲的 巴黎、萸斯科、伦敦等等大城市，目煎都建立了一个完整的快速路系统。 菡影 椭 d 自裙 图i - 1 不同交通方式影响f 的城市布局形态 ( a ) 步行时期( b ) 马车时期( c ) 有轨电车时期( d ) 小汽车作为休闲工具时期 ( e ) 高速公路时期( f ) 外邵路和郊区中心时期 目前我国城市化水平已进入快速发展阶段，在将来2 0 3 0 年内要城市化率要从现在的 4 2 达到7 5 ，即每年要有1 0 0 0 多万人移居到城市【2 j 。这种巨大的人口转移给城市交通 带来的冲击是非常大的，主要表现在三个方面：一是城市人口剧增导致出行需求总肇的快 速上升；二是由于城市规模变大，引起中长距离出行比例的增加；三是居民出行结构向机 动化方向转变。机动车和机动车出行总督开始儿何级的增长。在我国许多大城市由于二既有 城市规模和人口都较大，因而上述儿点对城市交通产生的影响就开始显现出来，最明显的 一个现象就是许多大城市的交通已经开始由局部节点堵塞开始蔓延剑人面积、整体式的路 网拥堵，堵车时间由高峰时段蔓延剑平峰时段为缓解越来越人的城市交通压力，在保护 蹙蓬 东南大学硕士学位论文 大城市中心城区交通畅通的同时，又使中长距离交通能与短距离交通进行有效的分离，又 让城市内部道路与城市外围的过境高速公路之间能有一个合理的过渡与衔接，国内很多丈 城市开始规划，设计、建设城市快速路网。国内城市早期的快速路典聚是北京的二环路， 其源头可以追溯剑1 9 7 4 年修建的复兴门立交 ：程，到1 9 9 2 年形成了完整的快速路。截至 目前，国内已有北京、上海、广州、天津、郑州、南京等数十个城市的快速路建成投入使 用，其中北京、上海、广州等城市的快速路已经成网，能发挥快速路网的整体效应。比如 2 0 0 1 年北京市的二环，三环快速路，高峰流鼍已达到1 2 0 0 0 辆4 , 时，二、三环道路流最 占市区三环以内交通流每的4 7 t 3 1 ；2 0 0 0 年上海市高架道路全日吸引的总车流量达剑7 4 2 万车次，约占到了市中心区机动车出行总量的4 0 6 ，大大提高了路网的运输效率【4 】。快 速路的建设在一定稃度上缓解了丈城市的交通压力，但各地快速路实际运营中，随着交通 量的增加，逐渐暴露出一些问题，主要表现在； ( 1 ) 快速路上短距离交通避过大，出入交通量大且频繁，引起车速下降，整体服务水 平降低： ( 2 ) 快速路与常规道路衔接处交通组织困难，容易导致快速路出入口处的交通堵塞， 形成交通瓶颈。 产生这些问题的原因是复杂的，既有快速路网规划自身的原因，也与快速路的交通设 计失误有很大的关联。这些在实践中出现的问题从一个侧面反映了国内规划与设计部门对 快速路的认识和理解还是不够深刻的。事实上，快速路在我国城市火量的涌现才是近十几 年的事情，国内关于快速路的实践积累和理论研究还是不够成熟的。 在上述的背景f ，本论文选题为大城市快速路规划与设计关键问题研究，旨在全面深 入地考察国内关于快速路规划与设计研究的基础上，针对国内快速路运行中存在的问题， 从宏观剑微观，从布局规划到交通设计，层层展开分析研究，为城市快速路的规划与设计 提供理论参考，使快速路系统能得以完整的发挥。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 快速路是2 0 世纪城市化运动的产物，也是汽车交通迅猛发展的结果。欧洲作为近代工 业革命和城市化兴起的源地，最早出现了快速路的雏形，欧洲的政府和专家学者也是早对 快速路展开了研究。早在1 8 8 2 年，欧洲的s o d aym m a 就建议发展一种沿一条高速度高 运颦的轴线发展的带形城市；e h o w a r d ( 1 9 0 3 年) 在莱契、沃尔思和韦林的新城建设中， 提出了连接各城镇设置市际铁路的快速干道建设思想：u n w i n 和p a r k e r 发展了其思想，提 出了建设园林大道的通畅快速干道的规划设计( 1 9 1 2 年) ；c p e r r y ，s t e i n ，t r i p p 等倡导 以邻里单位思想规划城镇，建议步行道与汽车道分行隔开，按“尽端路原则” ( c u l - d e s a c - p r i n c i p l e ) 设计快速干道与其他次等级道路的连接 e g e d d e s 进一步提出在一 个比较广阔的范闱进行城市快速道路综合规划( 1 9 1 5 年) ，既研究快速路网的设计，又考 虑人与环境的关系，系统地研究了决定现代城市成长和变化的动力”。二战之后，西方国 家小汽车拥有量快速上升，快速路的建设规模也不断扩大。与此相关的研究也得到了深入 的展开：j a c k el e i s c h 等对城市快速路的交织间距进行了研究1 6 1 ；p i g n a t a r o l j 等对交织区 的设计进行了研究分析川；w a t t l e w o r t h j a 等对入口匝道合流区几何影响分析展开了研究 聊；w 撕o m l ，a t 9 和l 佐佐木纲等学者提出了系统控制城市快速路的思想，并以快速路 上主线备医阋的交通鼋不超过其通行能力为约束，以流入快速路流草最大为目标函数构筑 - 2 第一章绪论 了最早的优化控制理论；g l e nd e 醴e l l o 对放射性主干道的交通分配进行了研究等等。 目前，国外关于快速路的研究主要集中于以下几个方面： ( i ) 快速路的司机驾驶行为及交通事故检测研究l l l h 删； ( 2 ) 快速路交通流特征研究 1 6 h ”】； ( 3 ) 快速路系统的交通控制与管理技术研究【1 q 叶1 9 1 ； 欧美发达国家大城市路网骨架已经基本定型，当前很少有大规模的城市快速路建设， 困而研究的重点已转向快速路的智能交通控制方面。对上述资料的分析可知，西方国家对 快速路的许多研究领域是处于领先地位的，这既与城市的发展阶段有关，也与交通 ：程学 在艏方国家的发展历史相对较长有关。然而，欧美国家大城市与我国大城市无论从形态、 布局还是经济、文化都有很大著异，因而将它们对快速路的规划设计经验完全照搬宝我国 大城市的快速路建设未必合适：再者，欧美国家大城市在建设快速路系统时，现代交通规 划理论还不是很成熟( 交通i ：拌学作为一门学科出现于上世纪4 0 年代，而目前常用的四阶 段法的交通规划方法也是剑上世纪六七十年代才发展起来的1 2 0 i ) ，特别是早期的快速路布 局规划主要是城市规划的结果，缺乏交通方面的论证。这也是本论文开展快速路研究的意 义之一。 1 2 2 国内研究现状 我国快速路建设比西方发达国家晚仁个多世纪，对快速路的研究，无论在布局理念、 规划理论，还是l 稃设计、交通控制研究，都相对落后于西方国家。随着快速路在我国城 市的逐步发展，关丁城市快速路规划与设计的理论研究开始逐渐引起学者重视。关于城市 快速路的布局，苗挣明提出了以城市布局结构和速度分区为基础，以交通区域划分为核心 的快速路布局规划理论与方法1 2 ”，胡国军将城市形态分为集中型和群组犁两大类，对与之 适应的快速路布局形态做了分析，并运用交通单元划分及速度分区原理对快速路布局进行 了研究田l ，郝小妮提出了基于城市交通区仲论及环线问隔、射线密度的城市环形放射式快 速路线网的布局方法田】，刘洋通过建立模拟网络，在对环形放射式等快速道路系统进行了 网络流分析的基础上，提出了城市交通区域聚类分析的网络结构优化方法，对城市快速路 系统的网络结构规划理论进行了研究j 。关丁二城市快速路网的规模，李泽民提出以快速干 道总通行容量与规划年末士城区预测拥有的机动车日均出行总茸两者是否匹配协调来校核 规划快速路规模的方法瞄1 ，胡国军等从交通需求的角度出发，提出了基于供给与需求平衡 原理的快速路合理规模算式嘲。另外城市道路交通规划设计规范( g b5 0 2 2 0 一_ 9 5 ) 给 出了大城市快速路网的规划密度指标，许多城市以此为依据，得剑了规划快速路网的规模。 关于快速路的节点( 立交设置、出入口匝道与其它道路的衔接等) 研究，郝小妮对立交选 型进行了分析，井给出了计算出入口合理间距的理论公式1 2 3 l ，刘洋通过非集聚模型分析了 快速路立体交叉的影响范围l ，邓可e 娟提出了快速路立交及其出入口绝对最小间距，一般 最小间距和最仕擐小间距的概念及其确定方法1 2 7 j ，朱胜跃对城市快速路出入口设置进行了 研究口q ，贺玉龙等根据道路使用者的心理特性，考虑驾驶员的晟不利# 驶状况，并与交通 条件相结合，根据实测数据，提出了城市快速路互通立交的最小间距的计算方法1 2 9 ，张海 军等从交通组织管理角度出发，对城市快遮路的内部及其周边路网之间的衔接编织问题进 行分析，提出了系统化的优化方法 3 0 i ，龙科军等建立了不同匝道组合模式卜t 的匝道最小间 距模犁p 1 1 ，金治富田】对确保城市快速路出入口交通安全与畅通的渠化设计展开了研究等 等。其它的研究还有，孙宇星等研究了北京市城市快速环路交通流运行特祉，建立了速度 一密度模刑印j ，杨晓光对城市快速道路的交通流仿真方法进行了研究i 州，唐辉等对城市快 速路交通流进行建模4 3 1 - 线性最优控制研究m j ，唐汉芳对快速路上的o d 流估算进行了研 3 - 东南人学坝十学位论史 究1 3 田，覃蓠等对城市快速路的运输有效性评价方法进行了研究i 韧，陈德望等利用理论推导 币i 系统仿真等方法对城市快速路的控制与管理手段进行了分析闻，王华荣等将灰色聚类法 运用于评价快速路基本路段的服务水平嗍，杨兆升等提出了基于f u z z y 同门的快速路行程 时间预测模犁1 4 0 l ，杨晓光提出了考虑进出口匝道排队约束的城市快速道路交通系统动态控 制方法1 4 “，钟连德等对快速路交通流中的车速特性进行了研究( 4 2 】等等。 以上关于快速路研究，或借鉴国外经验，或基于我国城市实际，但是总体上实践性要 强于理论性，在具体进行快速路网的布局规划或一r 手旱设计时，或缺乏理论指导，或相关理 论操作性不强。另一方面，既有的理论介绍和实证研究往往是规划与设计分离，或者单论 规划，或者单谈设计，而缺少规划与设计之间的交通设计，缺少从规划剑设计、再剑规划 设计方案评价的系统性研究，各种研究成果之间还缺少整合。因此，系统地比较和总结各 种模型和方法，深入研究快速路规划和设计中的一些关键问题，是具有一定的理论和实践 意义的。 1 3 研究内容 本论文针对目前国内大城市进行城市综合交通规划和快速路建设的实际，将研究的方 向定为快速路规划和设计两大方面。在快速路网的规划过程，最土要的问题是厘清快速路 的功能与特性，提出符合城市发展实际和规划远景的快速路网规模及其布局，并提出这些 规划快速路的总体构造型式；而本文所涉及的快速路设计犬键问题研究，不是面向j 稃设 计，而是介于规划和设计之问，为服务于1 稃设计的交通设计，因而本论文所研究的 快速路设计主要指向快速路的立交选氆及布设，出入口匝道的交通设计，快速路横断面优 化等。因此，本论文研究的内容主要有以l - ) l 个方面： ( 1 ) 快速路的功能与特性研究 分析快速路在城市道路网系统中的功能，研究快速路交通特性和快速路的建设条件。 ( 2 ) 快速路构造型式和车道设置研究 研究快速路的构造型式种类，对各种类型的快速路型式分析各自的优缺点；从交通安 全和通行能力角度，研究快速路车道数及车道宽度；研究b r t 在快速路上的布局形式。 ( 3 ) 快速路的规模及规划布局方法 研究确定城市快速路网合理规模的方法，以及大城市的快速路网布局方法，提出快速 路布局规划的具体流程。 ( 4 ) 快速路节点规划与设计 研究快速路互通立交类犁及各种类型优缺点：研究匝道之间的的最小距离，同时运用 可接受间隙理论，提出了主路地面交织段设计长度的计算方法；从交通设计角度，优化出 入口与辅路交通之间的衔接。 ( 5 ) 快速路网规划方案评价方法的研究 建立快速路网规划方案评价的指标体系，提出快速路网规划方案的综合评价方法。 - 4 - 第一章快速路功能b 特性 第二章快速路功能与特性 快速路布局规划之前，对快速路的产生的背景、发展沿革等要有大体的了解，对快速 路的功能与特性等本质特征要有深刻的认识。惟此，方能做出科学理性的快速路网规划方 案，然后层层展开再做好快速路的交通设计。闻此本章将从回顾快速路的发展背景入手， 然后剖析快速路的功能，研究其交通特性，并提出快速路的建设条件，即何种规模或空间 布局形态之下的城市可以建设快速路。 2 1 快速路的发展背景 世界上第一条现代意义的快速路建成于1 9 4 1 年的美国洛杉机，至1 9 7 0 年洛杉机中心 城市的1 2 0 2 k m 2 范围内，已建成了2 2 5 k m 的快速路。而更早于1 9 2 1 年开放的布朗克斯滨 河花同公路( 据称是“限制出入口的公路”的第一个样板) 和1 9 3 1 年制定的“立体交叉 花闻公路( g r a d es e p a r a t e d p a r k w a y s ) ”规划1 q ，都可视为现代快速路的雏形。如果探寻“城 市快速道路”晟初概念的源头，似乎可追溯剑索里弧伊- 马塔( a r t u r os o r i a y m a t a ) 带 形城市理论。1 8 8 2 年西班牙一c 稃师索里弧伊马塔在马德里出版的进步杂志上，发 表了他带形城市( l i n e a rc i t y ) 设想( 图1 - 1 ) ，使城市沿一条高速度、高运茸的轴线向前 发展。他认为那种传统的从核心向外一圈罔扩展的城市形态已经过时。它会使城市拥挤、 卫生恶化。他提山，在新的集约运输形式的影响卜，城市将发展成带形的。具体理论描述 是：城市府有一条宽阔的道路千f 为脊椎，城市宽度应有限制，但长度可以无限。沿道路脊 椎可布置一条或多条电气化铁路_ i 垒输线，可铺设供水、供电等各种地下工稗管线。最理想 的方案是沿着道路两边进行建设，城市宽度5 0 0 米，城市长度无限，道路两侧每隔3 0 0 m 开辟横向道路，形成一系列6 0 0 0 0 1 1 1 2 面积的街坊，然后再分为若干个由绿化分隔的小块建 筑场地。按照这种方法建设的城市既能接近自然，义能将文明的设施带剑乡间，还便于交 通。马塔的这种理论虽然过丁理想主义色彩，但从城市交通发展理念的角度而言，仍具有 一定的积极性。它一反人城市罔状拓展的传统思维，并捉出高速度、高容量的发展轴线， 这些是后来的城市分散主义理论源泉之一。 图2 - 1 索里耶伊马塔的带穆城市 从快速路的理论与实践源头来看，西方国家快速路发展离不开工业革命和城市化的历 史背景。1 7 8 2 年，格拉斯哥火学的技师詹姆斯瓦特发明了经过改进的蒸汽机，极大的扩 大了蒸汽机在 业中的_ l j 途，成为t 业毕命开始的标志。由于一e 梭”“多轴纺纱机”“水 力纺纱机”等技术性发明的推动，棉纺织i 业首先实现机械化。新发明的棉纺机引起对动 力的需要，这种动力较传统的水车和马所能提供的动力更充裕、更可靠，这时候瓦特蒸汽 机出现了。新的棉纺机和蒸汽机需要铁、钢和煤的供应量增加，而这种需求推动了采矿和 冶金j ：业的技术改进。纺织1 业、采矿工业和冶金1 ：业的发展引发了运输系统的变革，返 东南人学琐上学位论立 河、公路、铁路、蒸汽机驱动的轮船等开始出现。1 8 7 0 年以后，科学取代优秀的技r = 开始 大大影响上业，大量的生产的技术得剑了改善和应用。发电技术、无线电、打油、汽油和 化学药品等不断发现并广泛应用于工业与民用市场。与此同时。标准化、规模化的生产管 理方法引入工业生产过程，最典犁的是亨利福特对其桶特汽车生产流程的改造，使汽车 开始进入人众生活，并深刻地影响世界的发展与演进。大规模的工业生产需要大罩的劳动 力，这就使工人数帚开始集聚上升，城市规模不断扩丈。 尽管城市从新行器时代就有了。但= 业革命所引起的近代世界范围内的城市化要重要 得多。“由于工厂系统取代了分散在家庭加工的制度，大批的人涌入新的t 业中心。巨大的 新的城市人口因为能从世界箨地取得粮食而得剑供养，冈而，世界各地的城市以极快 的速度发展，到1 9 3 0 年它们已包括4 1 ，5 0 0 万人口即人类的五分之一。这是人类历史上 的一个巨大的社会变化，因为居住城市意味着一种全新的生活方式。两方的许多国家如英 国、比利时、德国和美国，到1 9 1 4 年时，已使它们的绝大多数人民生活在城市里【埘】。” 然而城市人口和规模的增大并没有带来所谓的城市文明。由于城市缺乏基础设施，没 有进行科学的城市规划，加之对卫生、环境等公共问题的忽视，这个时期城市的居住和环 境条作带常恶劣。在英国，几乎所有的城市都坐落在煤矿、铁矿、港口、棉花产区附近， 由于缺乏廉价的大运量的公共交通j 二具，大多数人不得不居住在1 ：厂附近，人口高度集中。 随着大量失地农民和移民涌入城市，房地产主开始进行十地投机，将毫城原有的一户一家 的住宅改为兵营式住宅，在城市的边缘地带则以行列式、小间距或无间距的排列进行布置， 这些住宅空间狭小，光线不足，拥挤不堪：削同是阴沉沉的，遍地垃圾。在这些地区，除 了缺少必不可少的公园、绿化、儿童游乐场等公共设施之外，甚至连起码的供水、摊水设 施也没有，饮水、洗涤用水的缺乏导致污物积聚。帕特里克格迪斯对当时城市的评价是 “贫民席、次贫民窟、超级贫民窟”p 。 面对城市化引起的种种凼境，早期的城市规划师进行了各种探索，主要可分为三个流 派，其中都可以找到快速路的影子。 ( 1 ) 以e 霍华德( e b e n e z e rh o w a r d ) 为代表的强调城市分散的“田阔城市”规划思 想。e 霍华德在其若作明天一条引向改革的币i 平道路( 1 8 9 8 ) 提出“城乡磁体”， 认为建设理想的城市，应兼有城与乡二者的优点，并使城市生活和乡村生活像磁体那样相 互吸引、麸同结合，这个城乡结合体称为田园城市。他提出田园城市由一系列同心圆组成， 6 条各3 6 米宽的大道从圆心( 花园) 放射出去，把城市分为6 个相等部分。如果说e 簌华 德的田同城市方案中的发射性大道是对快速路无意识的规划结果的话，那么前文所提剑的 索里孤伊马塔的“带形城市”己明显体现快速路意识了。 ( 2 ) 以勒柯布西埃( l ec o u b u s i e r ) 为代表的主张利用先进的丁业技术强化城市集 中的规划思想。1 9 2 2 年勒柯布西坎发表了明日的城市一书书中提出了一个3 0 0 万 人口的城市规划方案，城市中有适合现代交通的道路网，中心区为巨犁摩天人楼，外围是 高层楼房，楼房之间有大片绿地，各种交通上具在不同的平面上行驶，交叉口采用立体交 叉。1 9 2 5 年他提出的巴黎改建新设想方案中，还论证了新的城市布局形式可以容纳一个新 璋i 的、高效率的城市交通系统。这种系统由铁路和人车完全分离的高架道路结合起来，布 置在地面上( 图2 - 2 ) 。勒柯布西埃的方案虽从未实现，但方案中的快速路思想已经非常 清晰，对战后欧洲币i 其它地区的城市发展产生了广泛的影响。 ( 3 ) 以伊利尔沙里宁( e l i e ls a a r i n e n ) 为代表的倡导遵循城市发展规律、实行有机 疏散的规划思想。在1 9 1 8 年的人赫尔辛基规划方案中，伊利尔沙里宁j “泛地研究了交通 系统的组织、居住与工作的关系、建筑与自然的关系，把城市分解为一个既统一又分散的 城市有机整体，各部分布置有住宅、商j 占，学校以及生产车间等，形成相对半独立的单元。 这些单元各自拥有绿化带分开、用高速交通联系起来的中心。伊利尔沙里宁提出的这种 6 第二章快速路j j j 能l 丁特性 比e 霍华德的田园城市更为紧凑的结构关系，半独立的联盟方式保持了原有城市备部分的 完整性，减少了对旧城中心的依附和依赖。 图2 2 勒柯布西埃的明日的城市规划方案图2 3 伊利尔沙里宁的大赫尔辛基规 划 至此可以看出，早期城市规划师对于城市规划的广泛的探索与讨论中，我们都能从中 找到快速路的影子和雏形。这些探索不仅为现代城市规划理论的发展和实践奠定了坚实基 础从快速路发展历程来看，也为现代城市快速路的规划提供了科学的指导。下面将以几 个现代城市规划为案例，从实践角度描摹一条城市快速路在现代城市中的发展轨迹。 1 ) 大伦敦规划( 1 9 4 4 ) 1 9 4 1 年英国政府采纳了m 巴洛( m o n t a g n eb a r l o w ) 的建议，决定成立一个中央规划 机构来统筹战后的重建工作。1 9 4 2 年，英国著名规划师p 艾伯格隆比( p a t r i c k a b e r c r o m b i e ) 主持了“大伦敦规划”的编制，1 9 4 4 年完成了大伦敦规划雨f 题为“伦敦市的重建”的研究 报告。报告提出了“以区域概念解决大城市问题”的规划思想，大伦敦规划为由内城罔， 近郊圈、绿带圈与外圈构成的圈层式结构，规划范围约6 7 0 0 m 2 ，人1 2 1 约为1 2 5 0 万人规 划设置8 个卫星城，并扩建原有的2 0 多座旧城镇，用以疏散伦敦的 业企业和剩余人口。 在人伦敦规划中，还贯彻了屈普以快速干道划分城市环境区的思想，如建立交通区，减少 穿越交通带米的危险和干扰，将不必要的r 业迁出居住区，交通区由此成为生活村区或邻 里等。在采用有机疏散城市原则下，艾伯格隆比认为建立道路等级及特定的干线路阏形式， 对有效改善交通和加强城市有效结构具有重要意义 y l 。 图2 4 人伦敦规划图 - 7 来南人学坝十学位论义 由于战后的投资政策，英国城府首先拨资修建了城市与城市之间的公路，而对于城市 快速干道则预留用地。到1 9 6 0 年代初期，由丁政府政党轮替以及伦敦区域行政机构重组， 伦敦再次进行了交通研究( l 1 瞎) ，规划以艾伯格隆比的规划为基础，包括了4 条环路和1 2 条放射路，放射道路到1 环为i e ，1 环路是最里面的一条环路，离市中心4 5 公里，共长 4 9 公里。2 环路在内伦敦边缘，与原有北环路相连，3 环路穿过外伦敦，4 环路即外环住大 伦敦地区外j 。然而由丁资金缺口、民众反对以及规划本身的某些缺陷，使得这个规划快 速路网难以实现。事实上，这个规模约为5 6 0 k i n 的规划快速路网剑1 9 7 3 年只建成了6 9 公 里。其中包括围绕市中心区的l 环路( 1 9 k m ，1 9 7 2 年民众通过了该项修建计划) ，主要任 务是改善内伦敦地区的交通。一直到1 9 8 6 年，才在距市中心2 1 3 5 公里半径处修建了 1 8 8 k m 的m 2 5 外罔高速环行公路，将九条自中心城向外放射的高速公路连接起来。 2 ) 人巴黎规划( 1 9 6 5 ) 1 9 6 4 年巴黎地区作为一级行政建制正式成立，辖区面积扩大到1 2 0 0 0 多k m 2 ，甏年由 保尔德鲁弗里领衔的规划小组制定了巴黎地区国土开发与城市规划指导纲要( 1 9 6 5 2 0 0 0 ) ) ( 简称s d a u l 心规划) 。面对2 0 世纪6 0 年代后的巴黎地区城市化加速、经济和人 口双重增长的现实，新规划认为，城市建设埘地继续扩人是可能的，也是必然的趋势。对 此保尔德鲁弗里提出了一个打破旧概念的创新构想，即巴黎i 趸域规划采熠“保护i 开市区， 重建副中心发展新城镇，爱护自然村”的方针。规划建议：在新城市化的区内人力发展 多功能的城市中心，形成多种新的区域空间布局；利用公路、铁路、r e r ( 快速轨道交通) 等交通基础设施引导城市建设，并且作为城市优先发展轴地区的主要交通手段。规划在塞 纳、马恩和鲁瓦茨河谷规划两条儿乎平行的城市优先发展轴线，从现状城市建成区的南北 两侧相切而过，重点发展八个规模为几十万人口的新城和1 1 个规模为数万至十儿万人口的 副中心，以此缓解市区人口的增长压力，疏解制造业、商业和服务设施。但由于建设投资 太大，2 0 世纪6 0 年代末的萧条迫使其规模削减，仅形成距巴黎市中心8 1 0 k m 的九个副 在红心，在距市中心2 5 3 0 k m 的外圈建设了五个新城。 图2 - 5 大巴黎地区规划示意圈 3 ) 莫斯科总规( 1 9 7 1 ) 4 7 1 1 9 6 0 年苏维埃政府发布命令，扩大莫斯科市界，市区面积增加至8 7 8 8 k m 2 。由于城市 规模的扩大和行政区域界线的调整，苏维埃政府开始着手制定新的莫斯科总体规划。1 9 6 3 年莫斯科市委和市执委会根据国家计委和j 建委的建议制定了莫斯科发展的技术经济论证， 在此基础上于1 9 7 1 年6 月完成总体规划并得剑批准。 1 9 7 1 年的莫斯科总体规划有两个特点，一是城市规划结构从单中心演变为多中心，即 划分为以克里姆林、红场所在地区为核心片的八人规划片；二是协调莫斯科市区与莫斯科 - 0 - 第一章快速婚功能与特性 市和莫斯科州的发展关系，综合考虑社会、经济和技术诸方面问题，制定了地区和郊区的 规划。 为了适廊“多中心八大片”的规划布局，规划城市干道由十几条主要放射路和6 条环 路组成，主要放射干道和花列环路改建为连续交通干道。为改善交通全市设有一套绕行 市中心的“井”字形高速道路和穿越市中心的地下通道的道路系统，加上扩大的地铁网， 使多数居民乘车上班时间缩短到3 0 3 5 分钟。每个规划片内部都有一条或两条重要的放射 干道作为该片的布局轴线。沿着这些轴线布置公共中心，使其不仅交通方便，而且同自然 环境有良好的结合。 一 一t - - t i t t 舄s - t 啊t l t 。_ t t - t t 黼l l # h 由虫平 一h 奄千量籼囊# 置纛t 崎s - - t t t t t 图2 - 6 莫斯科城市干道规划示意图 从上述早期城市规划理论及随后的曲欧大城市总体规划可以看出，快速路或作为城市 向外疏散的交通轴线，或作为大都市区( m e t r o p o l i sa r e a ) 各个组团或城市中心之间的联系 通道，而少有作为人城市( b i gc i t y ) 自身改善交通途径。欧洲大城市快速路这种布局特征 深层原因有两个，一是欧洲人城市一般具有悠久的历史和文化传承，主城区历史遗留建筑 很多且往往密集分布，而伸入主城的快速路对于城市景观、文脉和环境的破坏是1 f 常严重 的，这对民众而言是难以接受的；二是战后各国经济还处于上升期，巨大快速路交通投资 在没有彻底改变城市交通拥挤状况的预期规划结果下，市政当局和民众难以同意予以这些 庞大的修建计划足够的财政支持。 与国外发展历史不同，我国大城市快速路发展的历史比较短，不管是理论研究还是具 体实践都起步较晚。一方面是因为国内现代城市发展的历史较短，其次由于频繁战乱和政 治运动破坏了城市规划的实施。国内早期的快速路规划是2 0 付纪3 0 年代南京国【屯政府时 候开始的，但基本是一种受雅典宪章影响的蓝图式的描绘，对当时及后来的市政当局 而言，缺乏实施的可行性。比如1 9 3 5 年1 月青岛市r 务局推出的青岛市实施都市计划方 案初稿，提出了以火港为中心，采_ h j 放射式和棋盘式相结合的形式构造通达全市的道路网， 明确了道路的功能分工划分为快速路、干路、支路三个等次。“至路面之划分，务使缓行 与疚弛分道前进，各不相犯”；“干道沿途尽最减少支路加入，以畅交通”。市内快速交通则 采_ 【 j 从市中心向四处放射，互相环绕而成“8 ”字形，总长计4 3 公里，把市中心与大商业 区、浮山所人住宅区、四沧 业区和李村联系起来；市中心采用地卜式，市中心以外采用 i 自i 架式这些快速道路布局构想无论在当时还是在今天霜来都是具有一定积极性的，然 9 东南人学颅十学位论且= 而各种历史原因，这些快速路布局方案和城市规划方案一起都束之高阁，未付实施。 一直到2 0 世纪7 0 年代，我国人城市才开始陆续出现快速路雏形，而快速路规划设计 理论直剑8 0 年代才广泛兴起。1 9 8 0 年原国家城建总局委托北京市政设计院编制城市道 路设计规范，1 9 9 1 年该规范得剑批准施行，该规范第一次明确了快速路的地位和各种设 计依据。回顾我国= 十年以来的快速路发展史可以发现，我国早期快速路的形成，是因为 城市规模不断膨胀，土地利_ h j 密度很高，致使道路交通负荷越来越严重，道路功能愈来愈 突出其对两侧心地的集散服务，而区域联通功能却越来越弱化；特别是随着机动乍保有量 的飞速增长，大城市道路供给和需求矛盾也变得更加突出。在此背景下，一些大城市将部 分主干道进行改建，用全立交、全封闭、机非车辆严格分离、出入控制或部分控制的方法， 以达到“消灭红绿灯”、“减少出入口”的目的。这种道路虽然是由城市主干道改造而米， 但是由于其形成了连续交通流，冈而能通过能力和行车速度丈人提高，工程标准更为严格， 交通管理自成体系因此这种道路已同城市主干道有了本质区别，成为城市道路分级体系 的新层次城市快速路【4 q 。也就是说我国快速路发展的实践，是在城市规模大到一定规 模f j 槛稃度之后出现的，其次最初的快速路建设是一种“自f 而上”的，从交通管理部门 和市政部门的开始的而非从规划部j 开始，不像前述西方快速路的发展，有规划理论的 支撑。至于规划层面快速路发展史，一方面是部分大城市开始出现主干道升级的这个实践， 由此产生理论总结提升的需求，另一方面，随着区域经济增长，城市问的交通联系不断增 加，一些交通枢纽犁城市的过境交通压力骤升，这就产生了大城市如何布局快速过境通道 及其联系通道的问题。两种动力机制的作用f ，1 9 8 0 年代许多人城市总体规划和肇始于 1 9 9 0 年代的首轮城市交通规划开始了快速路布局规划的研究，专业人员也逐渐加入快速路 规划设计的理论探索，相关规范及教科书开始引介快速路的布局规划及：i 稃设计。 2 2 快速路的功能 本文在上一节分析了国内外大城市快速路发展的背景差异，可以看出国