城镇道路平面线形设计修改资料 29页

§ 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