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文檔簡介
1、道路勘測設(shè)計daolu kance sheji(公路與城市道路工程專業(yè)用) 第五章 橫斷面設(shè)計the design of transect 道路的橫斷面,是指中線上各點的法向切面,它是由橫斷面設(shè)計線和地面線所構(gòu)成的。其中橫斷面設(shè)計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、護坡道以及取土坑、棄土堆、環(huán)境保護等設(shè)施。城市道路的橫斷面組成中,還包括機動車道、非機動車道、人行道、綠化帶、分車帶等。而橫斷面中的地面線是表征地面起伏變化的那條線,可通過現(xiàn)場實測、大比例尺地形圖、航測照片等途徑確定。橫斷面設(shè)計有時也稱“路幅設(shè)計”。 第一節(jié) 道路橫斷面組成 (the form of road transect)一
2、、 公路橫斷面組成 (一) 路幅的構(gòu)成 在圖51中,列出幾種公路的典型橫斷面組成。(a)為高速公路、一級公路路基標準斷面圖;(b)為汽車專用二級公路和二、三級公路路基標準斷面圖;(c)為四級公路標準斷面圖。 1 整體式斷面(見圖51 a) 對于等級高、交通量大的公路(如高速公路、一級公路),通常是將上行與下行的車輛分開。分隔的方式有兩種,其中一種是用分隔帶分隔,稱為整體式斷面。該斷面形式主要包括:行車道、中間帶、路肩以及緊急停車帶、爬坡車道等。土路肩加固部分車道加固路肩時車道一般情況行車道中線行車道外側(cè)線路基路肩行車道路肩 2 分離式斷面 另一種分隔方式是將上行與下行車道放在不同的平面上加以分
3、隔,稱為分離式斷面。該斷面形式主要包括:行車道、路肩以及緊急停車帶、爬坡車道等。 3 不設(shè)分隔帶的整體式斷面(見圖5 1 b 、c) 主要包括行車道、路肩、錯車道等此外,對于城郊混合交通量大,實行快、漫車道分開的路段,其橫斷面組成可能還有人行道、自行車道等,應根據(jù)實際情況確定。 公路直線段與曲線段的寬度有所不同,在曲線段,路幅寬度還應包括行車道的加寬寬度。 為了迅速排除路面和路肩上的降水,將路面和路肩作成有一定橫坡的斜面。直線段的路面為中間高、兩邊低,呈雙向傾斜,稱為“路拱”。在曲線段為了抵消離心力,路面作成向彎道內(nèi)側(cè)傾斜的單一橫坡,稱為“超高”。(二)路幅布置類型 1 單幅雙車道 單幅雙車道
4、指的是整體式的供雙向行車的雙車道公路。這類公路在我國所占比例最大,汽車專用二級公路、一般二級公路、三級公路和一部分四級公路均屬此類。這類公路適應的交通量范圍大,最高可達7000輛/晝夜;行車速度可從2080km/h。在這類公路上行車,只要各行其道、視距良好,車速一般都不會受到影響。但當交通量很大,非機動車混入較多時, 其車速和通行能力則大大降低。所以對混合行駛相互干擾較大的路段,可專設(shè)非機動車道和人行道,將汽車和其它車輛分開。 2 雙幅多車道 四車道、六車道和更多車道的公路,中間一般都設(shè)分隔帶或作成分離式路基而構(gòu)成“雙幅”路,圖52為分離式的兩條獨立的單向行車的道路。 這種類型的公路,其設(shè)計車
5、速高、通行能力大、行車順適、事故率低。我國標準中的高速公路和汽車專用一級公路即屬此種類型。這類公路占地多、造價高,只有在公路網(wǎng)中具有重要的政治、經(jīng)濟意義,且遠景交通量較大時才修建。假如近期交通量不是很大,可采取分期修建的辦法,先修一幅路供雙向行車使用,當條件具備時,在修建另外一幅。 3 單車道 對交通量小、地形復雜、工程艱巨的山區(qū)公路或地方性道路,可采用單車道,如我國標準中的山區(qū)四級公路就屬于此類,其路基寬度為4.5m,路面寬度為3.5m。這類公路雖然交通量小,但仍然會出現(xiàn)錯車和超車的問題。為此,應在不大于300m的距離內(nèi)選擇有利地點設(shè)置錯車道,如圖53所示。錯車道處的路基寬度應不小于6.5m
6、,有效長度不小于20 m。路肩行車道路肩二、 城市道路橫斷面組成 (the form of the city road transect) 城市道路的交通性質(zhì)和組成比較復雜,尤其表現(xiàn)在行人和各種非機動車輛較多,所以城市道路路線設(shè)計中的橫斷面設(shè)計是矛盾的主要方面,一般都放在平面設(shè)計和縱斷面設(shè)計之前進行。 (一)橫斷面主要構(gòu)成 1 行車道 城市道路上供各種車輛行駛的部分統(tǒng)稱為行車道,分為機動車道和非機動車道。 (1)機動車道 專供汽車、無軌電車、摩托車等機動車行駛的部分稱為機動車道。 (2)非機動車道 供自行車、三輪車、板車等非機動車行駛的部分稱為非機動車道。 2 人行道 供行人步行使用的部分稱為
7、人行道。 3 分隔帶 分隔各種車輛或行人的部分稱為分隔帶。 4 綠化帶 保持環(huán)境和城市的美觀。 此外還包括路肩和設(shè)施帶等。 城市道路各組成部分位置和寬度的確定,首先必須保證車輛和行人的安全暢通,同時要與道路兩側(cè)的各種建筑物及自然景觀相協(xié)調(diào),并能滿足地面排水、地下排水和埋設(shè)各種管線的要求,還要考慮遠景規(guī)劃的要求,為城市未來道路的建設(shè)與發(fā)展留有余地。(二) 布置類型 城市道路常見的幾種斷面形式有: 1 單幅路(見圖54 a ) 俗稱“一塊板”斷面,各種車輛在車道上混合行駛。根據(jù)實際情況可以劃出快、慢車行駛分車線,快車和靜載中間行駛,慢車和非機動車輛靠兩側(cè)行駛;也可以不劃分車線,自由行駛。 2 雙幅
8、路(見圖54 b) 俗稱“兩塊板”斷面。在車道中心用分隔帶或分隔墩將行車道分為兩半,上行車輛和下行車輛分向行駛,各自再根據(jù)需要決定是否劃分快車道和慢車道。 3 三幅路(見圖54 c) 俗稱“三塊板”斷面。中間為雙向行駛的機動車道,兩側(cè)為靠右側(cè)行駛的非機動車道。 4 四幅路(見圖54 d) 俗稱“四塊板”斷面,在三幅路的基上,再將中間機動車道分隔為二,分向行駛。圖54中各符號含義如下: r紅線寬度 (m) ; c機動車車道寬度或機動車與非機動車混合行駛的車道寬度 (m) ;b非機動車車道寬度 (m) ;pc機動車道路面寬度或機動車與非機動 車混合行駛的l路面寬度 (m) ;pb非機動車道路面寬度
9、 (m) ; mc機動車道路緣帶寬度 (m) ;mb非機動車道路緣帶寬度 (m) ;1 側(cè)向凈寬 (m) ;dm中間分隔帶寬度 (m) ;sm中間分車帶寬度 (m) ;db兩側(cè)分隔帶寬度 (m) ;sb兩側(cè)分車帶寬度 (m) ; a路側(cè)帶寬度 (m) ; p人行道寬度 (m) ; g綠化帶寬度 (m) ; f設(shè)施帶寬度 (m) ; s路肩寬度 (m) ; sh硬路肩寬度 (m) ; sc保護性路肩寬度 (m) 。(三) 斷面形式的選用 單幅路占地少,投資省,但各種車輛混合行駛,于交通安全不利。僅適用于機動車交通量不大、非機動車較少的次干路、支路以及拆遷困難的舊城改建道路。 雙幅路斷面將對向行駛
10、的車輛分開,減少了行車干擾,提高了車速。它主要用于機動車交通量較大、而非機動車較少的道路,如有平行道路可供非機動車通行的快速路或郊區(qū)道路。 三幅路將機動車和非機動車分開,對交通安全有利。對于機動車交通量大、非機動車多的城市道路宜優(yōu)先考慮采用。但三幅路占地較多,只有紅線寬度大于或等于40m時才能滿足車道布置的要求。 四幅路不僅將機動車和非機動車分開,而且將對向行駛的機動車分開,對行車安全更為有利,行車速度將更快。它適用與機動車輛速度高、非機動車多的快速路與主干路。 一條道路宜采用相同形式的橫斷面。當?shù)缆窓M斷面形式或橫斷面各組成部分的寬度變化時,應設(shè)過渡段。過渡段的起點和終點宜選擇在道路交叉口或結(jié)
11、構(gòu)物處。 第二節(jié) 行車道寬度thebreadth of driveway一、行車道寬度的確定 the confirm of driveway breadth 行車道是道路上供各種車輛行駛部分的總稱,包括快車道和慢車道,在一般公路和城市道路上還包括非機動車道。行車道寬度主要根據(jù)車道數(shù)、車輛寬度、設(shè)計交通量、交通組成和汽車行駛速度等確定。 公路一般有兩條以上的車道,而高速公路或一級公路一般有四條以上的車道。對于整體式斷面或分離式斷面的雙幅多車道,每側(cè)再劃分快車道和慢車道。 城市道路的橫斷面布置與公路有較大的差別,如城市道路行車道兩側(cè)有高出路面的路緣石,而公路兩側(cè)則是與路面齊平的路肩;城市道路在路幅
12、布置上比公路更富于變化,行車規(guī)律、交通組織與管理與公路也有所不同。下面取兩者有代表性的交通狀況,來分析行車道寬度的確定方法。(一) 一般雙車道公路行車道寬度的確定 (見圖55) 雙車道公路有兩條車道,其寬度包括汽車寬度和富余寬度,可按下式計算, 即: (51) yxcab2單yxcab22雙單雙式中:a車箱寬度,取載重汽車車廂的總寬度,為2.5m。 c汽車輪距 (m) ; 2x兩車廂安全間隙 (m) ; y輪胎與路面邊緣之間的安全距離 (m) 。 根據(jù)大量試驗觀測,得出計算x、y的經(jīng)驗公式為 x=y=0.5+0.005v (52) 式中:v行車速度 (km/h) 。 我國標準規(guī)定的各級公路行車
13、道寬度見表63。標準還規(guī)定:當高速公路的交通量超過四個車道的通行能力時,其車道數(shù)可按雙數(shù)增加,行車道寬度也相應增加,為23.75m;當車輛組成中大型車輛比例較大時,平原、微丘區(qū)的汽車專用二級公路行車道寬度可采用9.0m ;當交通量較大時,平原、微丘區(qū)的四級公路行車道寬度可采用6.0m。(二)有中央分隔帶的行車道寬度(見圖56) 對于有四條以上車道的高速公路、一級公路,一般都設(shè)置中央分隔帶。分隔帶兩側(cè)的行車道只有同向行駛的汽車,則單側(cè)行車帶寬度可按下式計算, 即:s=0.0103v1+0.56 (53) d=0.000066(v22 v12) (54) m=0.0103v2+0.46 (55)
14、b=s+d+m+a1+a2 (5-6) 行 車 道分 隔 帶行 車 道路緣帶路緣帶車 速車 速式中:s后輪邊緣與車道外側(cè)之間的安全間隙 (m) ; v1被超車的車速 (km/h) ; d兩汽車后輪外緣之間的安全間隙 (m) ; v2超車的車速 (km/h) ; m后輪外緣與車道內(nèi)側(cè)之間的安全間隙 (m) ; a1 、 a2汽車后輪外緣間距。 普通車為a1 =a2 =1.6m, 大型車為a1 =a2 =2.3m 。 根據(jù)上式計算結(jié)果得出下列結(jié)論:計算行車速度v120 km/h時,每條車道的寬度均采用3.75m;當v100 km/h,且交通量大和大型車混入率高時,內(nèi)側(cè)車道應為3.75m,外側(cè)車道可
15、采用3.75m或3.5m。(三) 城市道路的行車道寬度 如圖57所示,圖中各符號含義如下:x為反向行駛汽車間安全間隙,d為同向行駛汽車間的安全間隙,c為車身邊緣與側(cè)石邊緣間的橫向安全距離 , a1 、a2 、a3 為車廂全寬。 1 靠路邊的車道寬(1)一側(cè)靠邊、另一側(cè)為同向行駛的車道,其車道寬度:b1=x/2+a1+c (5-7) (2)一側(cè)靠邊、另一側(cè)為反向行駛的車道: b1=d/2+a1+c (5-8) 2 同向行駛的中間車道寬度 b2=d/2+a2+d/2 (59) 3 靠路中心線的車道寬度 b2=x/2+a2+d/2 (510) 式中:x反向行駛汽車間的安全間隙 (m) ; d同向行駛
16、汽車間的安全間隙 (m) ; c車身邊緣與側(cè)石邊緣間的橫向安全距離 (m) ; 二、平曲線加寬及其過渡the widen and transition of plane curve (一) 加寬值的計算 為保證曲線段行車的順適與安全,曲線段路面寬度應適當增加。 如圖58所示,普通汽車的加寬值可按下述方法計算: b = r- ( r1 + b ) 而 故 上式第二項以后的數(shù)值很小,可省略不計,故一條車道的加寬值為: (5-14)34222182rarararbr34282rarabrab22單式中:a汽車后軸至前保險杠的距離 (m) ; r園曲線半徑 (m) 。對于有n個車道的行車道,其總加寬值
17、為 (5-15)rnabn22半掛車的加寬值可由圖59的關(guān)系求得: 式中:b1牽引車的加寬值 (m) ; b2拖車的加寬值 (m) ;rabrnab22222211 a1牽引車保險杠至第二軸的距離 (m) ;a2第二軸至拖車最后軸的距離 (m) 。由于 ,則半掛車的加寬值為: (5-16)1brrraabbb2222121rnab22我國標準和城規(guī)對加寬值有如下規(guī)定:(1)公路平曲線加寬值見表53;(2)城市道路園曲線每條車道的加寬值見表54;(3)四級公路和山嶺、重丘區(qū)的三級公路采用第一類加寬值;其余各級公路均采用第三類加寬值;對不經(jīng)常通行集裝箱運輸半掛車的公路,可采用第二類加寬值。(4)對
18、于r250m的園曲線,可以不加寬;(5)三條以上車道構(gòu)成的行車道,其加寬值另行計算;(6)各級公路的路面加寬以后,路基也應相應加寬。但對于四級公路路基采用6.5m以上寬度,且當路面加寬后剩余的路肩寬度不小于0.5m時,則路基可不予加寬;當小于0.5m時,則應加寬路基以保證路肩寬度不小于0.5m ; (7)分道行駛的公路,當園曲線半徑較小時,其內(nèi)側(cè)車道的加寬值應大于外側(cè)車道的加寬值。(二) 加寬的過渡 為了使路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上的加寬寬度,需設(shè)置加寬緩和段。在加寬緩和段上,路面具有逐漸變化的寬度。加寬過渡主要有下述幾種方法: 1 比例過渡 如圖510所示,在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其
19、長度成比例逐漸加寬,則加寬緩和段內(nèi)任意點的加寬值為: (5-18)bllbxx式中:lx任意點至緩和段起點的距離 (m) l加寬緩和段長 (m) ; b園曲線上的全加寬 (m) 。 比例過渡簡單,容易實現(xiàn),但經(jīng)加寬以后的路面內(nèi)側(cè)與行車軌跡不符,在緩和段的起點和終點出現(xiàn)破折,對行車稍有不利,于路容也不美觀。所以,這種加寬方法只可用于一般二、三、四級公路。 2 高次拋物線過渡 加寬緩和段的路面邊線作成高次拋物線,拋物線上任意點的加寬值為: (5-19) 式中:k=lx/l 。 用這種方法處理以后的路面內(nèi)側(cè)邊緣圓滑、美觀,適用于各級汽車專用公路。 bkkbx4334 3 回旋線過渡 在緩和段上插入回
20、旋線,這樣不但在中線上有回旋線,而且路面邊線也是回旋線,與行車軌跡相符,保證了行車的順適與線形的美觀。這種方法可用于汽車專用公路的下列路段: (1) 位于大城市近郊的路段; (2) 橋梁、高架橋、擋土墻、隧道等構(gòu)造物處; (3) 設(shè)置各種安全防護設(shè)施的路段。 4 二次拋物線過渡 對于設(shè)有緩和曲線的彎道,如按比例方法處理以后,在加寬緩和段的起點和終點其曲率并不連續(xù)。為了彌補這一缺陷??稍趜h和hy點處各插入一條二次拋物線,如圖511所示。插入二次拋物線以后,緩和段的長度有所增加,但路容有所改進。緩和段上任意點的加寬值可按下式分段計算,即: 24xxlttlbbtltxxxllbbtlltx24t
21、lltlbllbbxxxtlltlx 式中:t二次拋物線的切線長,當l50m時, 可取t10m; 當l50m時,可取t5m。 上述四種方法是常用的加寬過渡方法,除此之外,還有直線與圓弧相切法、修正系數(shù)法等。設(shè)計者可根據(jù)實際情況來選擇對線形有利的方法。 (三)加寬緩和段的長度 1 對于設(shè)置有緩和曲線的平曲線,加寬緩和段應采用與緩和曲線相同的長度。 2 對于不設(shè)緩和曲線、但設(shè)置有超高緩和段的平曲線,加寬緩和段長度應與超高緩和段長度相同。 3 既不設(shè)緩和曲線、又不設(shè)超高的平曲線,加寬緩和段長度應按漸變率為1:15來確定,且總長度不小于10m。 第三節(jié)路肩、分車帶、路側(cè)帶和路緣石肩一、路肩(肩) 1路
22、肩的作用(使用肩的) 路肩是位于行車道外緣至路基邊緣,具有一定寬度的帶狀結(jié)構(gòu)部分。 各級公路都要設(shè)置路肩,其主要作用有: ( 1 )由于路肩緊靠在路面的兩側(cè)布置,具有保護和支撐路面結(jié)構(gòu)的作用; ( 2 )供發(fā)生故障的車輛臨時停放之用,有利于防止交通事故和避免交通紊亂;( 3 )作為側(cè)向余寬的一部分,能增進駕駛的安全感和舒適感,這對保證設(shè)計車速是必要的尤其在填挖方路段,填方路段有利于路基的穩(wěn)定,挖方路段可增加彎道視距,減少交通事故;。 ( 4 )提供道路養(yǎng)護作業(yè)、埋設(shè)地下管線的場地對未設(shè)人行道的道路,可供行人和非機動車使用;。( 5 )精心養(yǎng)護路肩,能增加公路的美觀。2路肩的分類 (肩區(qū)分的)
23、從構(gòu)造上可將路肩分為硬路肩和土路肩。 ( 1 )硬路肩 是指進行了鋪裝的路肩它可以承受汽車荷載在混合交通的公路上便于非機動車和行人的通行。在填方路段,為使路肩能匯集路面積水,在路肩邊緣應設(shè)置路緣石。 ( 2 )土路肩 是指不加鋪裝的土質(zhì)路肩,它起保護路面和路基的作用,并提供側(cè)向余寬。 路肩通常包括:右側(cè)路緣帶(高速公路和一級公路才設(shè)置)、硬路肩和土路肩三部分。 3 路肩寬度 由于我國土地利用比較緊張,因此在滿足路肩使用功能要求的前提下,盡量采用較窄寬度的原則進行確定。 高速公路和一級公路為分離式斷面時,應設(shè)置左側(cè)硬路肩,但不考慮停放車輛,只需保證行車所需側(cè)向余寬其寬度一般為:高速公路平原微丘區(qū)
24、 1.25m,重丘區(qū) 1.00m,山嶺區(qū) 0.75m;一級公路平原微丘區(qū) 1.00m,山嶺重丘區(qū) 0.75m。 高速公路和一級公路,應在路肩寬度范圍內(nèi)設(shè)右側(cè)路緣帶右側(cè)路緣帶是路肩的一部分并與行車道相連接,其寬度一般為 0.5m。 高速公路和一級公路,當右側(cè)硬路肩寬度小于 2.25m時,應設(shè)緊急停車帶設(shè)置間距為:平原微丘區(qū)為 300 m 左右,山嶺重丘區(qū)為 500 m 左右。緊急停車帶寬度包括硬路肩在內(nèi)為 3 m ,有效長度不小于 30 m 。 路肩寬度變化處,應有圓順的過渡段,其漸變率一般為1:30。路肩的坡度應保證排水,對直線段一般比路面橫坡大12,對彎道超高路段可與橫向超高坡度相同。二、分
25、隔帶分離地域(一)中間帶中間剝 四條和四條以上車道的公路應設(shè)置中間帶中間帶由兩條左側(cè)路緣帶和中央分隔帶組成。 中間帶的作用 ( 1 )?將上行和下行車流分開,防止對向車輛相撞,減少交通事故; ( 2 )減少公路中心線附近的交通阻力,保證車速,從而提高通行能力; ( 3 )可作為設(shè)置公路標志牌及其它交通管理設(shè)施的場地,也可作為行人的安全島使用; ( 4 )種植花草灌木或設(shè)置防眩網(wǎng),可防止對向車輛燈光眩目,還可起到美化路容和環(huán)境的作用; ( 5 )設(shè)于分隔帶兩側(cè)的路緣帶增加了行車所必須的側(cè)向余寬,從而提高行車的安全性和舒適性。 1 中間帶寬度 中間帶寬度主要根據(jù)側(cè)向余寬和設(shè)置護欄,種植,防眩網(wǎng),交
26、叉公路的橋墩等所需的設(shè)施帶寬度而定我國土地資源十分寶貴,要采用較寬的中間帶是不符合國情的,所以在我國基本上采用窄的中間帶。標準規(guī)定最小中間帶寬度一般為 2.5m4.5m,隨公路等級和地形條件而改變,特殊情況下可減至 2.0m 2.0m 3.0m。 一條道路上不得頻繁地變化中間帶的寬度,以保持良好的線形和視覺不得已需改變中間帶寬度時,應設(shè)置漸變過渡段,使車道中心線的線形圓滑,順適。過渡段以設(shè)在回旋線范圍內(nèi)為宜,其長度應與回旋線長度相等。對于寬度4.5m的中間帶,其過渡段宜設(shè)在半徑較大的平曲線路段。圖 5 12 是幾種變寬設(shè)計的例子。 3 中央分隔帶的開口部 為了便于養(yǎng)護作業(yè)和某些車輛在必要時駛向
27、反向車道,中央分隔帶應按一定距離設(shè)置開口部一般情況下,開口部以每 2km的間距設(shè)置為宜,并應設(shè)置在通視良好的直線段。若在曲線上開口,其曲線半徑宜大于 700m。在互通式立體交叉,隧道,特大橋,服務區(qū)等設(shè)施的前后必須設(shè)置開口。城市道路可根據(jù)橫向交通情況,按需要而設(shè)置。開口部的形狀,常用的有兩種:( 1 )半圓形,適用于窄分隔帶( m4.5m的中間帶,一般種植花草樹木; ( 2 )凸形,適用于寬度 4.5m的中間帶,一般可鋪面封閉。 (二)兩側(cè)帶路的邊 布置在橫斷面兩側(cè)的分車帶稱為兩側(cè)帶,其作用與中間帶相同,只是設(shè)置的位置不同而已兩側(cè)帶常用于城市道路的橫斷面設(shè)計中,它可以分隔快車道和慢車道、機動車
28、道和非機動車道、車行道和人行道等。 兩側(cè)帶的最小寬度規(guī)定為 2.0m2.25m在北方寒冷積雪地區(qū),在滿足最小寬度的前提下,還應考慮能否滿足臨時堆放積雪的要求。 三、城市道路的路側(cè)帶 位于城市道路車行道兩側(cè)的人行道、綠帶、公用設(shè)施帶等統(tǒng)稱為路側(cè)帶。路側(cè)帶的寬度應根據(jù)道路類別、功能、行人流量、綠化、沿街建筑物與構(gòu)筑物情況、以及布設(shè)公用設(shè)施等要求綜合確定。 (一) 人行道 人行道主要供行人步行交通,應能滿足行人的安全與通暢,保證高峰小時的行人流量。同時也是植物、立桿的場地,其地下空間還可埋設(shè)管線等。 1 行人步行道寬度人行道寬必須滿足行人通行的安全與暢通,可按下式計算: p= nw/ nw1 (52
29、0) 式中:p人行道寬度 (m) ; nw人行道高峰小時行人流量 (p/h) ; nw1單位寬度人行道的設(shè)計通行能力 (p/h.m) 。 上式中的人行道高峰小時行人流量nw 需根據(jù)交通調(diào)查結(jié)果確定,下面主要介紹設(shè)計通行能力nw1的確定方法。 (1)一條人行帶的通行能力 一條人行帶是指一個步行的人所占用人行道的寬度。主要與人的肩寬、手中攜帶物品的大小、以及攜帶方式有關(guān),一般為0.6m0.9m。一條人行帶的通行能力可按下式計算,即 n p = 1000v/l(p/h) (521)式中:np1條人行帶的通行能力 (p/h) ; v行人步行速度,在一般城市道路上為34km/h,供散步與休息的路段為12
30、km/h,在行人急速行走的路段可達6km/h。 l行人間距,一般為24m。 (2) 單位寬度人行道的可能通行能力 按上式計算的一條人行帶通行能力為3001800 p/h,換算成1 m寬度并取較大值即得可能通行能力,見表55。 人行道的可通行能力表 表5-5 類別 人行道(p(h*m)) 人行橫道p/(tgh*m) 人行天橋,人行地道(p/(h*m) 車站,碼頭的人行天橋,人行地道(p/(h*m) 可通行能力 2400270024001850 (3)單位寬度人行道的設(shè)計通行能力 設(shè)計上所采用的通行能力是在可能通行能力的基礎(chǔ)上乘以折減系數(shù)而得。折減系數(shù)取值如下:全市性的車站、碼頭、商場、公園、劇場
31、及市中心處的人行道、人行橫道、人行天橋、人行地道等采用0.75;大商場、商店、公共文化中心及區(qū)中心處的人行道、人行橫道等采用0.8;區(qū)域性地帶采用0.85 ;支路、住宅區(qū)采用0.9。折減后得到的設(shè)計通行能力如表56所示。 人行道的設(shè)計通行能力 表5-6 類別 0.75 0.80 0.85 0.90 人行道 1800 1900 2000 2100 人行橫道 2000 2100 2300 2400 人行天橋道,地下人行道 1800 1900 2000 按式(520)可以確定出人行道寬度,為保持街道各部分寬度的均衡,一般認為:街道總寬與單側(cè)人行道寬度之比,在5:17:1之間是合適的。 2 人行道坡度
32、 人行道橫坡為單向坡。一般為1.5%2.0%,并向路緣石一側(cè)傾斜,高出行車道0.10.2m。 (二) 綠化帶 人行道上靠行車道一側(cè)種植行道樹,其株距一般為46m,樹池采用1.5m的正方形或1.2m1.8m的矩形。也有種植草皮和花叢的。各類種植的綠帶凈寬見第十章第四節(jié)。(三) 設(shè)施帶 設(shè)施帶寬度包括行人護欄、照明燈柱、標志牌、信號燈等的寬度。對于紅線寬度較窄及條件困難時,設(shè)施帶可與綠帶合并,但應避免各種設(shè)施與樹木間的干擾。常見寬度為:護欄0.250.5m,桿柱1.01.5m。 按上述求得的人行道寬、綠帶寬與設(shè)施帶寬之和即為路側(cè)帶寬度。此外,還應人行道下埋設(shè)管線所需要的寬度。 四、 路緣石 路緣石
33、是設(shè)置在路面與其它構(gòu)造物之間的標石。在分隔帶與路面之間,人行道與路面之間一般都需要設(shè)置路緣石。 路緣石的形狀有立式、斜式和曲線式三種類型,見圖514。 高速公路和一級公路中央分隔帶上的路緣石主要起導向和排水作用,高度不宜太高,因為高的路緣石(高度20cm)會使高速行駛的汽車一旦駛?cè)雽a(chǎn)生飛躍甚至翻車的副作用。所以高速公路和一級公路的分隔帶因排水必須設(shè)置路緣石時,應采用低矮光滑的路緣石,以采用斜式或曲線式較好,且其高度不應超過12cm。 城市道路的人行道及人行橫道寬度范圍內(nèi)的路緣石宜作成低矮、平緩的,以便與兒童車、輪椅及殘疾人通行,以采用斜式為宜。在分隔帶的端頭和交叉口處,路緣石以采用曲線式為宜
34、。 路緣石應高出地面1012cm,橋上、隧道內(nèi)或陡峻路段,可高出路面2540cm,并應有足夠的埋置深度,以保證穩(wěn)定。路緣石寬度一般為1015cm 。 第四節(jié) 路拱及超高 road camber and freeboard 一、路拱、路肩及路側(cè)帶的橫坡度 1. 路拱的橫坡度 為了迅速排除路面上的雨水,路面表面做成中間高、兩邊低的拱形,稱之為路拱。 路拱對排水有利,但對行車不利。路拱坡度所產(chǎn)生的水平分力增加了行車的不穩(wěn)定性,同時也給乘客帶來不舒適的感覺。當車輛在有冰、雪、水或潮濕路面上制動時,還會增加側(cè)向滑移的危險。為此,對路拱的橫向坡度在滿足橫向排水的要求下,應盡量采用低值,見表57。 路拱橫坡
35、度表 表5-7路面類型 路拱橫坡度(%) 水泥混凝土路面,瀝青混凝土路面 1.0-2.0 其他黑色路面,整齊石塊 1.5-2.0 半整齊石塊,不整齊石塊 2.0-3.0 碎,礫石等粒料路面 2.5-3.5 低級路面 3.0-4.0 高速公路和一級公路由于其路面較寬,迅速排除路面降水尤為重要。所以,當高速公路和一級公路處于降雨強度較大的地區(qū)時,應采用高值。反之,對于處于降雨量較少地區(qū)的公路或低等級公路可采用低值。對于分離式斷面,每側(cè)行車道可設(shè)置雙向路拱,這樣對排除路面積水有利。在個別情況下,對降雨量不大的南方地區(qū)也可采用單向橫坡,并向路基外側(cè)傾斜。 2 路肩橫坡度 土路肩排水能力遠低于路面。其橫
36、向坡度應較路面增大1.02.0;硬路肩可與路面同一坡度,也可稍大于路面。 3 路側(cè)帶的橫坡度 路側(cè)帶的橫坡宜采用單面坡,其坡度為1.02.0。 4 邊坡坡度 路基邊坡坡度,應根據(jù)當?shù)刈匀粭l件、巖土性質(zhì)、填挖類型、邊坡高度、使用要求和施工方法等確定。邊坡過陡,穩(wěn)定性就差,雨水沖刷力也大,易出現(xiàn)崩塌等事故;邊坡過緩,土石方數(shù)量增加,工程成本提高。因此,選擇邊坡坡度時,要權(quán)衡利弊,力求合理。 5 邊溝 邊溝的主要作用是排除路面及邊坡處匯集的地表水,以確保路基與邊坡的穩(wěn)定。一般在公路路塹及低填方路段設(shè)置邊溝。邊溝的斷面形狀主要取決于排水流量的大小、公路的性質(zhì)、土質(zhì)情況及施工方法等。一般情況下,在排水量
37、小石質(zhì)地段多采用三角形;在排水量大的路段多采用梯形。邊溝設(shè)計宜遵循如下規(guī)定: (1)底寬與深度不小于0.4m; (2)溝底縱坡一般不小于0.5%,特殊困難路段 也不得小于0.2%;當陡坡路段溝底坡度較大時,為防止沖刷,邊溝應采取加固措施; (3)邊溝邊坡:梯形邊溝內(nèi)側(cè)一般為1:11:1.5;三角形邊溝內(nèi)側(cè)一般為1:21:4 ; (4)邊溝長度不宜過長,一般不超過500m即應選擇適當?shù)攸c設(shè)置出水口,多雨地區(qū)不宜超過300m。三角形邊溝長度一般不宜超過200m。 二、 曲線超高 (一) 超高及其作用 為抵消車輛在曲線路段上所產(chǎn)生的離心力,將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡,這就是曲線上的超高。合理地
38、設(shè)置超高,可以全部或部分地抵消離心力,提高汽車行駛的穩(wěn)定性與舒適性。 當汽車等速行駛時,在園曲線上所產(chǎn)生的離心力是常數(shù);而在回旋線上行駛時,由于回旋線曲率是變化的,其離心力也是變化的。因此,超高橫坡度在園曲線上應是全超高,在緩和曲線上應是逐漸變化的超高。從直線上的雙向橫坡逐漸過渡到園曲線上的單向橫坡的路段,稱為超高緩和段或超高過渡段。四級公路一般不設(shè)回旋線,但當曲線上設(shè)置超高時,從構(gòu)造的角度也應有超高緩和段。 (二) 超高率的計算 1 最大超高和最小超高 關(guān)于最大超高在第三章中以講過了,其規(guī)定見表31和表32(p42)。園曲線部分的最小超高值應是該道路直線部分的路拱坡度。另外,大園曲線半徑較大
39、時,可不設(shè)超高,這時的曲線路段與直線路段一樣,做成雙向傾斜的路拱。 2 計算公式 由汽車行駛在曲線上的力平衡方程式(233),得 i+= v/127r (5-23) 式中:r平曲線半徑(m) 橫向力系數(shù),單位車重的橫向力; v行車速度(km/h) i橫向超高坡度。 上式右邊是汽車在彎道上行駛時所產(chǎn)生的離心加速度,而左邊是抵抗該離心加速度的超高i和剩余的橫向力系數(shù),該是由路面與輪胎之間的摩擦系數(shù)與之抗衡的。也就是說,路面超高和輪胎與路面之間的摩擦力共同分擔汽車在彎道上行駛時所產(chǎn)生的離心力。 那么,超高i分擔多少才是合適的呢?一般采用下述方法確定: 在最大超高(ih(max))下大多數(shù)車輛橫向力系
40、數(shù)為零的曲線半徑為 ra = va /127ih(max) (5-24) 式中:va實際車速 (km/h) ,見表58; ra最大超高下橫向力系數(shù)為零的曲線半徑 (m) 。 實際車速與設(shè)計車速的比較表5-8設(shè)計車速vd(km/h) 120100 80 60 50 40 30 20實際車速va (km/h) 817464 52 45 37 28 19 如圖516所示,令所對應的點為b;令所對應的點為d。將ob的中點a與bd的中點c相連接,然后分別在oae和ecd兩個轉(zhuǎn)折處作與直線相切的兩條二次拋物線,取拋物線上的縱坐標為各種r的設(shè)計超高值。 為便于應用,路線設(shè)計規(guī)范按上述方法計算并列出曲線半徑的
41、范圍和相應的超高值。(三) 超高的過渡 1 無中間帶道路的超高過渡 對于無中間帶道路的行車道,無論是單車道還是雙車道,在直線段的橫斷面均為以中線為脊、向兩側(cè)傾斜的路拱。路面要由雙向傾斜的路拱形式過渡到具有超高的單向傾斜的超高形式,外側(cè)需逐漸抬高。在抬高過程中,行車道外側(cè)是繞中線旋轉(zhuǎn)的,如圖517所示。若超高橫坡度等于路拱坡度,則直至與內(nèi)側(cè)橫坡相等為止。 當超高坡度大于路拱坡度時,可采用下述三種不同的過渡方式: (1)繞內(nèi)側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn) 如圖518 a 所示,先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn),待達到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡后,整個斷面再繞未加寬前的內(nèi)側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡度。這種方法由于行車道內(nèi)側(cè)不降低
42、,有利于路基的縱向排水,一般新建工程多用此法。 (2)繞中線旋轉(zhuǎn) 如圖518 b所示,先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn),待達到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡后,整個斷面繼續(xù)繞中線旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡度。這種方法可保持中線標高不變,且在超高坡度一定的情況下,外側(cè)邊緣的抬高值較小,多用于舊路改建工程。 (3)繞外邊緣旋轉(zhuǎn) 如圖518 c所示,將外側(cè)車道繞外邊緣旋轉(zhuǎn),與此同時,道路的中線和內(nèi)側(cè)邊緣線都相應降低,中線降低較快。待達到單向橫坡后,整個斷面仍繞外側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡度。這種方法屬于比較特殊的過渡方法,僅用于某些為改善路容的地點。 2 有中間帶道路的超高過渡 主要有如下三種過渡方法: (1)繞中間帶的
43、中心線旋轉(zhuǎn) 如圖519 a所示,先將外側(cè)行車道繞中間帶的中線旋轉(zhuǎn),待達到與內(nèi)側(cè)行車道構(gòu)成單向橫坡后,整個斷面一同繼續(xù)繞中線旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡度。此時,中央分隔帶呈傾斜狀。這種方法可保持中線標高不變,且在超高坡度一定的情況下,外側(cè)邊緣的抬高值較小,多用于中間帶寬度較窄(4.5m)的情況。 (2)繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn) 如圖519 b所示,將兩側(cè)行車道分別繞中央分隔帶的邊緣旋轉(zhuǎn),使之各自成為獨立的單向超高斷面,此時中央分隔帶維持原水平狀態(tài)。這種方法應用較廣,適用于各種中間帶寬度。 (3)繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn) 如圖519 c所示,將兩側(cè)行車道分別繞各自的中心線旋轉(zhuǎn),使之各自成為獨立的單向超高斷面,此時
44、中央分隔帶兩側(cè)邊緣分別升高和降低,而成為傾斜斷面。這種方法使用較少,對于車道數(shù)大于4條的公路可采用此法。 對于分離式斷面的道路,由于其上行車道和下行車道是各自獨立的,其超高的設(shè)置及其過渡可按兩條無分隔帶的道路分別予以處理。(四) 超高緩和段長度 為了行車的安全舒適、路容的美觀和排水的通暢,必須設(shè)置一定長度的超高緩和段,超高過渡則是在超高緩和段全長范圍內(nèi)進行的。雙車道公路超高緩和段長度可按下式計算:rlc= / i /p (5-25) r式中:l超高緩和段長 (m) ;r 旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣的寬度 (m) ;r / i 超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差();r p超高漸變率,見表59。 超高漸變率
45、 表5-9計算行車速(km/h) 中線 邊線 1201/2501/2001001/2251/175801/2001/150601/1751/125401/1501/100301/1251/75201/1001/25 根據(jù)上式計算的超高緩和段長度,應湊成5 m的整數(shù)倍,并應不小于10 m為宜。多車道公路的超高緩和段長度,按上式計算之值在乘以下列系數(shù): 從旋轉(zhuǎn)軸到行車 系數(shù) 帶邊緣的距離 2車道 1.5 3車道 2.0 如第三章所述,在確定緩和曲線最小長度時,已經(jīng)考慮了超高緩和段所需的最短長度。所以在一般情況下,超高緩和段長度與緩和曲線長度相等。但當平曲線中設(shè)置了較長的回旋線時,則超高的過渡可僅在
46、回旋線的某一區(qū)段內(nèi)進行。因為過小的漸變率不利于路面排水,一般超高漸變率不得小于1/330。橫斷面上超高值的計算(自學)第三個主題。 第五節(jié) 視距的保證 stadia pledge 在道路的彎道設(shè)計中,除了要考慮曲線半徑r、回旋線參數(shù)a、曲線超高與加寬等因素外,還必須注意路線內(nèi)側(cè)是否有樹林、房屋、邊坡等阻礙司機的視線,這種處于隱蔽地段的彎道被稱之為“暗彎”。凡屬“暗彎”都必須進行視距檢查,如不能滿足最短視距的要求,應將阻礙視線的障礙物清除。如果是因為曲線內(nèi)側(cè)及中間帶設(shè)置護欄或其它人工構(gòu)造物等而不能保證視距時,可采取加寬路肩或中間帶,或?qū)?gòu)造物后移等措施予以處理;如果是因挖方邊坡防礙了視線,則應開
47、挖視距臺,如圖522所示(陰影部分挖掉) 一、視距曲線 stadia banked crown 如圖523所示,ab是行車軌跡線,s是行車所需的最短視距。汽車行駛在軌跡線上不同位置(圖中的1、2、3等各點)時,將引出一系列視線(圖中的11/、22/、33/等),它們的視距都等于s,與這些視線相切的曲線(包絡線)稱為視距曲線。在視距曲線與軌跡線之間的空間范圍,是應保證通視的區(qū)域,在這個區(qū)域內(nèi)如有障礙物則應予以清除。 二、橫凈距及其計算 across clear dimension and count 在彎道各點的橫斷面上,汽車軌跡線與視距曲線之間的距離稱為橫凈距,用h表示。橫凈距可按下述方法計算
48、。 1 不設(shè)回旋線的橫凈距計算 (1) 當ls時(見圖524) (526)式中:h最大橫凈距 (m) ; rs曲線內(nèi)側(cè)行駛軌跡半徑 (m) ,其值為未加寬前路面內(nèi)緣半徑加上1.5m ( 1.5m是司機位置距路面內(nèi)緣的距離); 視距所對應的圓心角,(度),可按下式計算; s視距 (m) 。2cos12cos1rrrrrhsss(1) ls時當(見圖525)因 , ,則 (5-27) 式中:公路轉(zhuǎn)角,(度); l平曲線長度 (m)。 1 設(shè)回旋線的橫凈距計算 2cos1ssrrh2sin22lsh2sin212cos121lsrhhhs (1) 當園曲線長度ls時 同式(526),即 (5-28)
49、 2cos1srhr圖 24 不設(shè)回旋線時橫凈距計算圖ls(1) 當ls l/時(見圖526) (529) llrhhhs2sin22cos1212/slls216llllrlarctgs式中:l曲線內(nèi)側(cè)行駛軌跡的長度 (m) ; l回旋線長度 (m) ; 回旋線轉(zhuǎn)角,(度)。aa圖1) 當ls時(見圖527) (530) 2sin22sin22cos1321sslslrhhhh 按上述公式計算出橫凈距h以后,把彎道內(nèi)側(cè)障礙物與行車線之間的距離加以比較,則可知道該彎道是否能滿足視距的要求,若不滿足可進一步確定清除范圍。但h是曲線上最大的橫凈距,若清除的是重要建筑物或巖石邊坡,則可用圖解法或解析
50、法求出彎道上不同斷面上的清除界限,并繪制一些橫斷面以作為計算土石方和施工時的依據(jù)。 srarctg61圖2-7 設(shè)回旋線時橫凈距計算圖(l1m時,e =1m; c當計算行車速度v100km/h時,c=0.5m;當 v100km/h 時,c=0.25m。 圖528 a (2)為分離式斷面,圖中符號含義如下: w行車道寬度; l1左側(cè)硬路肩寬度; l2右側(cè)硬路肩或緊急停車帶寬度; s1左側(cè)路緣帶寬度; s2右側(cè)路緣帶寬度; h凈高; e建筑限界頂角寬度。 (2)分離式a)高速公路,一級公路建筑界限 圖528 b 為汽車專用二級公路、一般公路建筑限界,其中(1)為一般路段,圖中符號含義如下: w行車
51、道寬度; l側(cè)向?qū)挾龋瑸槁芳鐚挾葴p去0.25m; h凈高; e建筑限界頂角寬度。 圖528 b (2)為隧道的建筑限界,圖中符號含義如前。(1)一般路段(2)隧道 圖528 b (3)為設(shè)人行道時道路的建筑限界,圖中符號含義如下: w行車道寬度; f人行道、自行車道寬度; g設(shè)施帶寬度。圖公路的建筑界限(單位:m) (3)設(shè)人行道時b)汽車專用二級公路、一般公路建筑界限 圖529為城市道路建筑限界,圖中符號含義如下: g無中間帶 hb自行車道、人行道及其它非機動車行車道的最小凈高; hc機動車行車道的最小凈高; sm中間分車帶寬度 (m) ; dm中間分隔帶寬度 (m) ; sc保護性路肩寬度 ,即機動車行車道安全帶寬度(m) 。 e頂角抹角寬度。ewscw1wmcwscw1ewdmwsmwmc0.5mhcwf有中間帶圖5-29 城市道路建筑限界 二、 道路用地 road right of way 修建道路、養(yǎng)護道路和布置道路的各種設(shè)施都需要占用土地。這些土地的征用必須要
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