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  • 2021-05-14 发布

城镇道路平面线形设计修改资料

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§ 3-1 设计车速 道路设计车速 ,也称 计算行车速度 ,是指道路几何设计所依据的车速。 设计车速的大小对道路弯道半径、弯道超高、行车视距等线形要素的取值及设计起着决定作用。 表 3-1 城市道路设计车速 道路类别 快速路 主干路 次干路 支 路 道路级别 —— Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 设计车速 km/h 80,60 60,50 50,40 40,30 50,40 40,30 30,20 40,30 30,20 20 注:条件许可时,宜采用大值 返回 上一页 下一页 退出 § 3-2 道路平面设计 一、平面设计原则及主要内容 (一)平面设计的原则 1.道路平面位置应按城市总体规划道路网布设,即平面设计应遵循城市道路网规划。 2.道路平面线形设计应与地形、地质、水文等结合起来,并应符合各类各级道路的技术指标。 3.道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接,合理地设置缓和曲线、超高、加宽等,合理地确定行车视距并予以适当的保证措施。 4.应根据道路类别、等级,合理地设置交叉口、沿线建筑物出入口、停车场出入口、分隔带断口、公共交通停靠站位置等。 5.平面线形标准需分期实施时,应满足近期使用要求,兼顾远期发展,使远期工尽可以减少对前期工程的废弃。 返回 上一页 下一页 退出 (二)平面设计的主要内容 1.平面线形设计,包括直线、圆曲线、缓和曲线各自的设计及其组合设计,同时要考虑行车视距问题。 2 .弯道部分的特别设计,如弯道加宽、弯道超高等。 3 .沿线桥梁、隧道、道口、平面交叉口、广场和停车场等的平面布设,还有分隔带以及其断口的平面布置、路侧带缘石断口的平面布置。 4 .道路照明及道路绿化的平面布置。 二、平面线形设计 平面线形 是指道路中心线在平面上的投影线形,一般由直线和平面曲线(简称平曲线)组成。 (一)直线 直线在城市道路平面线形中用得最多,也最简单。直线设计应注意两个问题:一个是一次直线长度不能太短,如在两个邻近的的圆曲线之间的直线,就存在这样的问题;另一个是一次直线不能太长,这主要是指车速较高的快速路上,因为长直线容易引起驾驶员的疲劳。 返回 上一页 下一页 退出 当设计车速 V ≥ 60km/h 时,直线长度宜满足下列要求: 1 .同向曲线间的最小直线长度( m ) 宜大于或等于设计车速 ( km/h) 数值的 6 倍; 2 .反向曲线间的最小直线长度( m ) 宜大于或等于设计车速 ( km/h) 数值的 2 倍; 当设计车速小于 60 km/h , 地形条件困难时,直线长度可不受上述限制,但应满足设置缓和曲线的需要。 关于一次直线最大长度还没有统一的认识,国外有资料表明,直线最大长度以小于 180 秒(即 3 分钟)行程为限比较理想。另外,在长直线段还应通过变化周围环境,设置纵坡和竖曲线等措施来改善行车视觉效果,使驾驶人员不致很快疲劳。 (二)圆曲线 主要内容是合理确定曲线半径和曲线长度。 1 .圆曲线上车辆的受力特性 返回 上一页 下一页 退出 式中: F —— 离力力( N ); G ——汽车的重量( N ); v ——汽车行驶速度( m/s ); R ——圆曲线半径( m ); g —— 重力加速度(≈ 9.81 m/s 2 ) 将离心力与汽车重力分解为平行于路面的横向力( X ) 和垂直于路面的竖向力( Y ), 得: 是路面的超高横坡度,于是 返回 上一页 下一页 退出 将车速化为 V(km/h): 式中: V ——车辆行驶速度( km/h ); R —— 道路圆曲线半径( m ); ——弯道超高横坡度。 值愈大,汽车在圆曲线路上的稳定性愈差,反之,稳定性愈好。 2 .圆曲线半径的确定 为保证汽车在弯道上行车的安全和舒适,在确定圆曲线半径时,必须控制横力系数 的大小,同时适当设置圆曲线超高 。圆曲线最小半径的计算式可由公式( 3-2 )变换得来: 返回 上一页 下一页 退出 当的朝向背向圆心方向时为负值。 1 ) 值的确定 在干燥状态的路面上, =0.4~0.8, 潮湿的沥青类路面上高速行驶时, =0.25~0.40, 路面积积雪结冰时,降至0.2以下。 2 ) 值的确定 《城市道路设计规范》规定的最大超高横坡度为 2%~6% ,详见表 3-4 。 返回 上一页 下一页 退出 3 )圆曲线最小半径的计算 弯道上道路横断面的形式 有两种: 是设超高,超高倾向圆曲线圆心,这时,车行道顶面为单向坡面; 是与直线路段一样,做成路拱状双向坡面。 3 .圆曲线长度的确定 对于直线与圆曲线直接切向连接的平面线形来说,圆曲线起着改变行车方向,缓和折线突变的作用,因此其长度不得太短。参照国外和国内的经验,圆曲线最小长度为车辆在设计车速状态下的 3 S 行程。 (三)缓和曲线 设计的缓和曲线必须是:( 1 )有足够的长度; ( 2 )有合理的曲线形式。 1 .缓和曲线的长度 确定缓和曲线的长度一般从以下几方面去考虑: 返回 上一页 下一页 退出 1)曲率逐渐变化,乘客感觉舒适 由于 , ,故: 由上述公式,可以推出缓和曲线的长度公式之一: 我国城市道路设计时, 仍采用 0.6 ,代入公式( 3-8 )有: 返回 上一页 下一页 退出 2)行车时间不宜太短 3)超高的过渡宜平稳 关于缓和曲线长度的确定,理论上应该兼顾上述三方面因素的要求。城市道路缓和曲线最小长度的计算详见表 3-6 。 2 .缓和曲线的形式 1 )缓和曲线的一般方程 ——前轮转角,以弧度计; A ——汽车前后轴的距离 ( m) ; r ——汽车重心轨迹的曲率半径 ( m) ; k ——汽车重心轨迹的曲率, ( 1/ m )。 返回 上一页 下一页 退出 2 )回旋线的直角坐标方式 回旋线为曲率半径随曲线长度增加而减小的曲线,其直角坐标表达式推导过程如下(图 3-3 ): 由图可知,回旋线微分参数方程为: 将式 代入 得: 即 … 3 )回旋线参数 c 的确定 回旋线是缓和曲线的常用形式 。所有的回旋线在几何上都是相似的,参数 c 可以认为是回旋线长度的放大倍率,当 R 一定时, c 愈大,则曲线愈长,弯曲度愈缓。 C 值的大小,直接关系到回旋线的实用效果,因此,应根据下述几个方面因素综合考虑最后加以确定。 返回 上一页 下一页 退出 1.应考虑曲线上离心加速度的变化率 ; 2.需考虑缓和曲线的视觉交果; 3.不设缓和曲线的圆曲线半径 。 (四)行车视距 所谓 行车视距 是指从驾驶员视线高度(1.1~1.2 m), 能见到汽车前方车道上高度为 10cm 的物体顶点的距离内,沿行车道中心线量得的长度,计算位常用米( m )。 1. 停车视距 S 停 汽车在道路上行驶时,司机从发现前方障碍物,紧急制动到与障碍物保持一定安全间距,整个过程所需要的最短行车距离停车视距 S 停 。 停车视距大致可分为三个部分参见图( 3-5 ) 图 3-5 停车视距 S 停 = S 1 +S 2 + ( m ) 返回 上一页 下一页 退出 2 .会车视距 当车辆汽车在同一条行车道上相对行驶,发现时来不及或无法错车,只能双方采取制动措施,使车辆在未相撞之前安全停车的最短距离称为 会车视距 。 会车视距也由三部分组成(图 3-6 ): ( 1 )双方司机反应时间所行驶的距离; ( 2 )双方汽车的制动滑行距离; ( 3 )安全距离。 图 3-6 会车距离 返回 上一页 下一页 退出 3 .超车视距 全超车视距 = 最小坡车视距 = 图 3-7 超车视距 ( 1 )加速行驶距离 返回 上一页 下一页 退出 ( 2 )超车汽车在对向车道上行驶的距离 : ( m) ( 3 ) 超车完成时,超车汽车对向汽车之间的距离 S 3 S 3 =15 ~ 60 ( m ) ( 4 ) 超车汽车从开始加速到超车完成,对向汽车的行驶距离 S 4 S 4 可以近似取2/3 S 2 ,因为超汽车在对向车道上加速追上被超汽车后,一旦发现对向有来车且距离不足以实现超车时,可以减速退回原来的车道上。 4 .视距的保证 道路上视距可能不足的情况有两类: 一是 平面曲线路段,即弯道内侧由于路侧的树木、建筑物、路暂边坡等的遮挡而引起的; 二是 纵向上坡接下坡的上坡路段或有立交桥(隧道)的路段上因视线受阻而产生的。 返回 上一页 下一页 退出 图 3-8 弯道平面视距离障碍的清除 ( 1 )最大横净距的计算 ( 2 )视距包络线或视距曲线的绘制 1.将弯道平面图以 1 : 500 ~ 1 : 200 的比例尺展绘在图纸上,标出内侧车道的中心线如图 3-9 中的虚线。 2.从直线路段开始,在虚线上隔适当的距离,量一个视距 S , 并标上首尾点,如图 3-9 的 1 ~ 1 , 2 ~ 2 , 3 ~ 3 ,……, 10 ~ 10 。间隔的距离视曲线半径大小和曲线长而定,通常能将半个曲线分 10 等分也就行了。 3.将上面标准的视距长度线的首尾点连以直线(表示司机的视线)。 4.作直线族的内切包络线,该线即为视距曲线。 返回 上一页 下一页 退出 (五)平曲线的计算 城市道路上的平曲线主要是 单圆曲线 和带 缓和曲线的圆曲线 两种。下面就分别介绍这两种曲线的计算问题。 1 .单圆曲线 ( 1 )曲线要素计算(已知曲线半径 R 和曲线转角 a ) 圆曲线长 切线长 外距 超距 返回 上一页 下一页 退出 (六)平曲线最小长度 平曲线包括 圆曲线和缓和曲线 。 1 .平曲线最小长度 2 .圆曲线最小长度 对于不设缓和曲线的圆曲线,其最小长度也不宜太短,根据国内外资料表明,宜保证 3 s 行程,否则驾驶操作不便,乘客感觉极不舒适。规范值是探险 3 s 行程来确定,详见表 3-9 。 3 .小转角平曲线小最长度 道路设计时,在地形条件许可的情况下,路线的转角争取用得小一些,以便达到路线顺直的目的,但转角太小也有问题。各国基本上认为转角小于7°时,容易引起驾驶员的错觉,把曲线长度误认为又红又比实际的短,这对于车辆行驶安全显然是不利的,而且这种现象转角越小越明显。所以,转角越小越要插入长一些的曲线,使其产生道路在顺适转变的感觉。小转角曲线的最小长度与转角 a 成反比,规范值详见表 3-10 。当路线转角<2°时,采用2°计算其长度,以避免曲线过长而产生负面效果。 返回 上一页 下一页 退出 三、弯道特殊设计设计 (一 ) 弯道超高设计 1 .超高缓和段的长度 2.超高缓和段纵向过渡形式 返回 上一页 下一页 退出 (二)弯道加宽设计 1 .双车道路面加宽值的计算 汽车在弯道上行驶时,其车体(车厢)实际上与道路轴线成一定夹角,故所占道路宽比直线路段为宽。因此,弯道上路面必须加宽以适应这种要求。 加宽值的大小与车型、弯道半径有关 。 2.多车道路面加宽值的计算 3.铰接式车辆在弯道上的加宽计算 4 .弯道加宽过渡段形式 加宽部分通常是放在圆曲线路段的内侧,直线路段是不加宽的,其间必须设置一加宽过渡段(也称加宽缓和段)。加宽缓和段长度应采用与缓和曲线或超高缓和段长度相同值。 加宽缓和段的形式有直接型和曲线型两大类 。对于一般的城市道路,其加宽缓和段 多采用直接线型 ,而对于城市快速路或大型立交桥上则采用曲线型。 ( 2 )曲线型 直线型加宽缓和段总的问题是,路面内侧边缘线不够圆顺。为了解决这个问题,便提出了曲线型加宽和段。 返回 上一页 下一页 退出 四、平面定线 (一)纸上定线 1 .注意贯彻执行有关的方针政策 2 .掌握好各项技术标准 3 .正确选定平面控制点 4 .合理布设直线和曲线 5 .综合考虑其它因素 ( 1 )参照交通量调查资料,布设路线时让尽可能多的客货流量走最短的路线; ( 2 )在选择路线方位时,适当考虑风向和日照的影响; ( 3 )为道路绿化、市政杆线、管道的布设提供有利条件; ( 4 )为城市或道路所在区将来的发展留有余地。 (二)实地定线(实地放线) 实地定线操作方法通常有两种,即图解法和解析法(坐标法)。 返回 上一页 下一页 退出 1 .图解法 所谓 图解法 即是根据纸上定线已确定的设计路线与其附近地物的相对关系,在实地先找到地物参照点,然后据此放线的定线方法。其工作步骤如下: ( 1 )定直线。 ( 2 )定交点。 ( 3 )量测各交点间的距离。 ( 4 )检核控制点和控制路线。 ( 5 )测设曲线。 ( 6 )编制里程桩号。 (7)进行路线固定。 返回 上一页 下一页 退出 返回 上一页 下一页 退出 返回 上一页 下一页 退出 2 .解析法(坐标法) 解析法的具体步骤如下: ( 1 )收集路线附近导线点的坐标和方位角资料,或者沿线敷设临时导线。 ( 2 )将路线起、止点和中间特征点与上述导线联测,取得距离和方位角等相对关系数据。 ( 3 )计算路线起、止点和中间特征点的坐标,作为路线实地定线的基本依据。 ( 4 )根据相交路线的方位角,算出路线各交叉口的相交角度。 ( 5 )编制测点的里程桩号。 返回 上一页 下一页 退出 返回 上一页 下一页 退出 五、城市道路平面设计图的绘制 返回 上一页 下一页 退出 返回 上一页 下一页 退出 返回 上一页 下一页 退出