第六章城市道路平面設(shè)計(jì)

1、第六章 城市道路的平面與縱斷面設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 平面線形設(shè)計(jì)（直線、圓曲線、緩和曲線設(shè)計(jì)） 彎道設(shè)計(jì)：彎道加寬、彎道超高 第一節(jié) 城市道路的平面設(shè)計(jì) 道路設(shè)計(jì)車速，也稱計(jì)算行車速度，是指道路幾何設(shè)計(jì)所依據(jù)的車速。 設(shè)計(jì)車速的大小對(duì)道路彎道半徑、彎道超高、行車視距等線形要素的取值及設(shè)計(jì)起著決定作用。一、平面線形分類表 城市道路設(shè)計(jì)車速 道路類別快速路主干路次干路支 路道路級(jí)別設(shè)計(jì)車速km/h80，6060，5050，4040，3050，4040，3030，2040，3030，2020注：條件許可時(shí)，宜采用大值 1、設(shè)計(jì)車速平面線形：道路中心線在平面上的投影線。2、平面基本線形 直線：曲率K=

2、0 圓曲線：曲率K=常數(shù) 緩和曲線：曲率K=變數(shù) 道路平面線形由直線、圓曲線和緩和曲線三種組合而成，“平面線形三要素”。（1）直線2、平面基本線形 直線適用于地形平坦、視線目標(biāo)無障礙處。在平原區(qū)，直線作為主要線形要素是適宜的。直線有測(cè)設(shè)簡(jiǎn)單、前進(jìn)方向明確、路線短捷等優(yōu)點(diǎn)，直線路段能提供較好的超車條件。 但直線過長(zhǎng)、景色單調(diào)，往往會(huì)出現(xiàn)過高的車速或司機(jī)由于缺乏警覺易疲勞而發(fā)生事故。n 直線的優(yōu)點(diǎn)里程最短定線、設(shè)計(jì)、量距、繪圖、計(jì)算、放樣方便無視距障礙駕駛方便車輛不受離心力作用，乘車舒適n 直線的缺點(diǎn)對(duì)地形適應(yīng)性差行車單調(diào)，易產(chǎn)生疲勞n 描述直線的指標(biāo) 最大直線長(zhǎng)度 最大直線長(zhǎng)度的量化還是一個(gè)需要

3、研究的課題，目前各國(guó)有不同的處理方法。德國(guó)和日本規(guī)定20V(單位為米，V為計(jì)算行車速度，用公里/小時(shí)為單位)，美國(guó)為180s的行程。 最大直線長(zhǎng)度不必太拘泥，最小長(zhǎng)度應(yīng)該保證。n 描述直線的指標(biāo) 同向曲線間最小長(zhǎng)度 設(shè)計(jì)速度60km/h，同向曲線間直線的最小長(zhǎng)度(m)以不小于設(shè)計(jì)車速的6倍為宜。n 描述直線的指標(biāo) 反向曲線間最小長(zhǎng)度 設(shè)計(jì)速度60km/h，反向曲線間直線的最小長(zhǎng)度(m)以不小于設(shè)計(jì)車速的2倍為宜。n 確定圓曲線最小半徑的原則 圓曲線最小半徑是以汽車在曲線部分能安全而又順適地行駛所需要的條件，而確定的圓曲線最小半徑的實(shí)質(zhì)是汽車行駛在公路曲線部分時(shí)所產(chǎn)生的離心力等橫向力不超過輪胎與

4、路面的摩阻力所允許的界限。不產(chǎn)生橫向滑移。（2）圓曲線p 極限最小半徑（設(shè)超高最小半徑） 車輛在設(shè)置超高的曲線上安全行駛，滿足最低舒適性要求的半徑規(guī)定值。盡量避免使用，只有當(dāng)路線受地形或其他條件限制時(shí)方可使用。計(jì)算車速(km/h)806050403020設(shè)超高最小半徑250150100704020p 設(shè)超高推薦半徑 通常情況下采用的最小半徑，兼顧汽車行駛的要求與使用上的可能，設(shè)計(jì)時(shí)建議的最小值，設(shè)超高。計(jì)算車速(km/h)806050403020設(shè)超高推薦半徑4003002001508540p 不設(shè)超高最小半徑 道路曲線半徑越大、離心力越小時(shí)，汽車沿雙向路拱（不設(shè)超高）外側(cè)行駛的路面摩擦力，足

5、以保證汽車行駛安全穩(wěn)定采用的最小半徑。計(jì)算車速(km/h)806050403020不設(shè)超高最小半徑100060040030015070n 圓曲線半徑的確定 道路的圓曲線半徑，宜不設(shè)超高最小半徑。 當(dāng)受地形條件限制時(shí)，可采用設(shè)超高推薦半徑值； 當(dāng)?shù)匦螚l件特別困難時(shí)，可采用設(shè)超高最小半徑值。計(jì)算車速(km/h)不設(shè)超高最小半徑設(shè)超高推薦半徑值設(shè)超高最小半徑值60600300150n 描述圓曲線的指標(biāo)p 最小圓曲線長(zhǎng)度 汽車在道路曲線段行駛時(shí)，如果曲線很短，司機(jī)操作方向盤頻繁，在高速駕駛的情況下是危險(xiǎn)的，圓曲線宜有大于3s的行程。 計(jì)算車速(km/h)806050403020最小圓曲線長(zhǎng)度70504

6、0352520n 圓曲線的優(yōu)點(diǎn)測(cè)設(shè)簡(jiǎn)單，曲率固定符合地形、布線靈活線形優(yōu)美n 圓曲線的缺點(diǎn)路線較直線長(zhǎng)行車受力復(fù)雜視距受阻施工等工作量大、計(jì)算復(fù)雜 設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個(gè)圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。使直線和圓曲線之間過渡平穩(wěn)，行車舒適，作為超高、加寬的緩和帶。 （3）緩和曲線 設(shè)計(jì)車速大于40km/h時(shí)，圓曲線半徑大于不設(shè)緩和曲線的最小圓曲線半徑時(shí)，直線與圓曲線可直接連接。 n 緩和曲線的指標(biāo) 不設(shè)緩和曲線的最小圓曲線半徑計(jì)算車速(km/h)80605040規(guī)范值20001000700500 緩和曲線最小長(zhǎng)度應(yīng)滿足三方面要求：曲率逐漸變化，乘客感覺舒適；行車時(shí)間不宜

7、太短；超高過渡宜平緩 。 n 緩和曲線的指標(biāo) 緩和曲線最小長(zhǎng)度計(jì)算車速(km/h)806050403020規(guī)范值705045352520 平面線形，過去多采用長(zhǎng)直線、短曲線的形式，一般是首先設(shè)置直線，然后用曲線連接。 隨著車速的提高及交通量的增長(zhǎng)，對(duì)于高等級(jí)道路已趨于以曲線為主的設(shè)計(jì)，即結(jié)合地形擬定曲線，再連以緩和曲線或直線的方法，使路線在滿足行車動(dòng)力要求的條件和視覺舒順前提下，增加了結(jié)合地形設(shè)置線形的自由，使線形的經(jīng)濟(jì)效益較為顯著，并保證行車的高速和安全。二、平面線形的組合p 在寬闊的平原微丘區(qū)，路線應(yīng)直捷順暢。 p 在起伏的山嶺和丘陵地區(qū)，線形以曲線為主。 p 在沒有任何障礙物的戈壁、草原

8、等開闊地區(qū)，應(yīng)以直線為主。 設(shè)計(jì)車速40km/h，可不設(shè)緩和曲線； 設(shè)計(jì)車速40km/h，圓曲線半徑大于不設(shè)緩和曲線的最小圓曲線半徑時(shí)，直線與圓曲線可直接連接。n 直線與曲線的組合方式 直線+圓曲線R V=60km/h, R1000mn 直線與曲線的組合方式 設(shè)計(jì)車速40km/h，圓曲線半徑小于不設(shè)緩和曲線的最小圓曲線半徑時(shí)采用。 直線+緩和曲線+圓曲線 V=60km/h, R600m設(shè)計(jì)車速40km/h，符合下列條件之一時(shí)，可采用復(fù)曲線。 小圓半徑大于或等于不設(shè)緩和曲線的最小圓曲線半徑； 小圓半徑小于不設(shè)緩和曲線的最小曲線半徑，但大圓與小圓的內(nèi)移值之差0.1m； 大圓半徑與小圓半徑之比值1.

9、5。n 曲線與曲線的組合方式 設(shè)緩和曲線的復(fù)曲線 V=60km/h, R1000m 行車視距是指從駕駛員視線高度(1.11.2m)，能見到汽車前方車道上高為0.1m的物體頂點(diǎn)的距離內(nèi)，沿行車道中心線量得的長(zhǎng)度，計(jì)算單位常用米(m)。一定的行車視距是安全行車必要的保證條件。 按車輛行駛狀態(tài)要求，行車視距分為停車視距、會(huì)車視距和超車視距三種。三、行車視距行車視距h2=0.1mh1= 1.11.2m 汽車在道路上行駛時(shí)，司機(jī)從發(fā)現(xiàn)前方障礙物、緊急制動(dòng)、到停車后且與障礙物保持一定安全間距，整個(gè)過程所需要的最短行車距離稱停車視距S停。1、停車視距S停反應(yīng)距離制動(dòng)距離安全距離停車視距 S停1、停車視距S停

10、計(jì)算車速(km/h)806050403020S停規(guī)范值1107060403020p 為使高速公路上車輛之間保持安全距離，通常采用200米，150米，100米，50米等距離法，將標(biāo)志放在右側(cè)。p 為使高速公路上車輛之間保持安全距離，通常采用200米，150米，100米，50米等距離法，將標(biāo)志放在右側(cè)。p 英國(guó)公路上最近采用路面劃標(biāo)線的辦法，使車輛保持兩個(gè)波距。p 英國(guó)公路上最近采用路面劃標(biāo)線的辦法，使車輛保持兩個(gè)波距。 當(dāng)兩輛汽車在同一條行車道上相對(duì)行駛，發(fā)現(xiàn)時(shí)來不及或無法錯(cuò)車，只能雙方采取制動(dòng)措施，使車輛在未相撞之前安全停車的最短距離稱為會(huì)車視距。 在實(shí)際應(yīng)用中取會(huì)車視距為停車視距的2倍。2、

11、會(huì)車視距S會(huì)反應(yīng)距離制動(dòng)距離安全距離會(huì)車視距 S會(huì)121212制動(dòng)距離反應(yīng)距離計(jì)算車速(km/h)806050403020S停規(guī)范值1107060403020S會(huì)規(guī)范值2201401208060402、會(huì)車視距S會(huì) 汽車行駛時(shí)為超越前車所必需的視距。 城市道路設(shè)計(jì)中通常不考慮超車視距。3、超車視距S超 道路上視距保證的問題分為兩類：一類是平面曲線路段，即彎道內(nèi)側(cè)由于路側(cè)的樹木、建筑物、路塹邊坡等遮擋而引起的，即道路平面視距保證問題；4、平面視距的保證另一類是縱向上坡接下坡的上坡路段或有立交橋(隧道)的路段上因視線受阻而產(chǎn)生的，即道路縱斷面視距保證問題。橫凈距：平曲線上，行車視距長(zhǎng)度內(nèi)，行車軌跡

12、線與行車視距兩端點(diǎn)連線間的垂直距離，其中最大值為最大橫凈距。4、平面視距的保證最大橫凈距一般橫凈距 在彎道上，當(dāng)汽車在雙向橫坡的車道外側(cè)行駛時(shí)，車重的水平分力將增大橫向側(cè)滑力。當(dāng)采用的圓曲線半徑小于不設(shè)超高的最小半徑時(shí)，為抵消車輛在曲線路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力，將曲線段的外側(cè)路面橫坡做成與內(nèi)側(cè)路面同坡度的單坡橫斷面，稱為超高。 四、彎道超高與加寬 1、彎道超高 汽車在彎道上行駛時(shí)，其車體實(shí)際上與道路軸線成一定夾角，所以所占道寬度比直線路段要寬，必須加寬車輛有足夠的安全凈距。 2、彎道加寬1汽車在圓曲線上行駛時(shí)，各個(gè)車輪的軌跡半徑是不相等的，后軸內(nèi)側(cè)車輪的行駛軌跡半徑最小，前軸外側(cè)車輪的行駛軌

13、跡半徑最大。因而在圓曲線半徑較小時(shí)，車道內(nèi)側(cè)需要更寬一些的路面以滿足后軸外側(cè)車輪的行駛軌跡要求，故當(dāng)曲線半徑小時(shí)需要加寬曲線上的行車道寬度。汽車在圓曲線上行駛時(shí)，駕駛員不可能將前軸中心的軌跡操縱的完全符合理論軌跡，而是有一定的擺幅（其擺幅值的大小與實(shí)際行車速度有關(guān)），汽車在圓曲線上行駛時(shí)的擺幅要比直線上大。所以，當(dāng)圓曲線半徑小時(shí)，要加寬曲線上的行車道寬度，以利于安全。n 圓曲線上設(shè)置加寬的原因p 圓曲線上彎道加寬圓曲線半徑250m時(shí)，應(yīng)在圓曲線內(nèi)側(cè)加寬。n 彎道加寬值R(200,250(150,200(100,150(60,100(50,60(40,50(30,40小客車加寬值0.280.30

14、0.320.350.390.40.45 內(nèi)側(cè)加寬：直線路段（不加寬）加寬緩和段（內(nèi)側(cè)）圓曲線路段（內(nèi)側(cè)加寬） 對(duì)稱加寬：小半徑彎道時(shí)，考慮到對(duì)稱于中心線上設(shè)置加寬較為有利，可采用彎道內(nèi)外兩側(cè)同時(shí)加寬，其每側(cè)的加寬值為全加寬值的1/2。n 彎道加寬過渡形式1、一般原則五、平面圖繪制2、設(shè)計(jì)步驟p 道路平面線形設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)步驟 由于自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性考慮，路線縱斷面總是空間上有起伏的。路線縱斷面設(shè)計(jì)：在路線縱斷面圖上研究路線線位高度及坡段變化的過程，確定縱斷面線形的幾何構(gòu)成及有關(guān)尺寸。路線縱斷面圖：沿道路中線所作的豎向剖面圖。它反映沿途地面和路線在豎向的高低起伏情況和有關(guān)數(shù)據(jù)。依據(jù)：汽車的動(dòng)

15、力特性，道路等級(jí)，沿線地形、地質(zhì)、水文、土地利用，路基穩(wěn)定、排水，工程經(jīng)濟(jì)性等。第二節(jié) 城市道路的縱斷面設(shè)計(jì)一、縱斷面基本概念與術(shù)語地面線：根據(jù)各中樁地面高程而點(diǎn)繪成的一條不規(guī)則的折線。它反映了原地面的起伏情況；設(shè)計(jì)線：它是根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算后確定出來的一條形狀規(guī)則的幾何線形。它反映了道路的起伏和高程，由直線和豎曲線構(gòu)成。n 路線縱斷面圖構(gòu)成 原地面線用細(xì)實(shí)線將相鄰點(diǎn)連成，設(shè)計(jì)線用粗實(shí)線繪制。 原地面線與設(shè)計(jì)線離開越多，反映填挖數(shù)值越大，工程量也越大。地面高程：中樁所在地面點(diǎn)的高程；設(shè)計(jì)高程：設(shè)計(jì)線的高程；填挖高度：同一樁號(hào)處設(shè)計(jì)高程與地面高程之差，填、挖應(yīng)分開填寫；路基高度：路基邊緣高程與地面高程

16、的高差。坡度及距離：各坡段的坡度及相鄰變坡點(diǎn)之間的距離；直線與平曲線：標(biāo)明平面線形。主要用于平縱協(xié)調(diào)之用；豎曲線圖標(biāo)：標(biāo)注豎曲線的位置及參數(shù)。n 基本術(shù)語n 道路設(shè)計(jì)高程所指向位置的規(guī)定n 一塊板、三塊板： 路面中心線處城市道路、改建公路（二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)公路） 路基邊緣新建公路（二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)公路）。在平曲線段指設(shè)立超高、加寬前的路基邊緣標(biāo)高。n 二塊板、四塊板： 中央分隔帶外側(cè)邊緣城市道路（少用），新建或改建高速公路、一級(jí)公路（常用） 中央分隔帶中線（綠化帶表面）改建公路高速公路、一級(jí)公路（罕用）。 中央分隔帶中線（路面延伸至中線處）城市道路（常用），改建公路高速公路、一級(jí)公路（少用）。

17、二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 縱坡設(shè)計(jì)：包括坡度設(shè)計(jì)和坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)； 豎曲線設(shè)計(jì)：在兩條相鄰坡度線的交匯處即變坡點(diǎn)處，設(shè)置適當(dāng)曲率和適當(dāng)長(zhǎng)度的豎向曲線，以緩和坡度的變化，保證行車的平穩(wěn)和舒適； 視距驗(yàn)算：縱斷面上產(chǎn)生視距不足的情況主要在小半徑的凸形曲線處和設(shè)置立交橋的凹形曲線路段，在這些地方應(yīng)進(jìn)行視距驗(yàn)算，避免視距不足的情況發(fā)生； 鋸齒形街溝的設(shè)計(jì)：在道路縱坡小于0.3時(shí)，其街溝的縱向排水能力很差，為此，需要人為調(diào)整加大街溝溝底縱坡，鋸齒形街溝(或稱齒形街溝)便是一種好的辦法； 平面及縱斷面組合設(shè)計(jì)。三、縱坡 道路中線兩點(diǎn)間的高差與水平距離的比值（以 %計(jì)）稱為縱坡或坡度。 從路線起點(diǎn)至止點(diǎn)的方向看，路線升高為上

18、坡，降低為下坡。規(guī)定：縱坡上坡為“+”，下坡為“-”。 例如：5.3%為上坡， - 2.8%為下坡。n 縱坡的定義 指在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)各級(jí)道路允許使用的最大坡度值。它是道路設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo)。它關(guān)乎到汽車行駛速度、運(yùn)輸效益、行車安全、道路工程量與造價(jià)等。n 最大縱坡 1、高原為什么最大縱坡要折減？ 在高海拔地區(qū)，因空氣密度下降而使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、汽車的驅(qū)動(dòng)力以及空氣阻力降低，導(dǎo)致汽車的爬坡能力下降。另外，汽車水箱中的水易于沸騰而破壞冷卻系統(tǒng)。 2、怎么折減？ 位于海拔3000m以上的高原地區(qū)，對(duì)道路最大縱坡度折減。n 最大縱坡的高原縱坡折減 在為保證路面、邊溝排水順暢，道路一般應(yīng)考慮設(shè)置不宜小

19、于0.3%的縱坡 。n 最小縱坡 坡段起止點(diǎn)間（即前后變坡點(diǎn)之間）的水平距離稱為坡長(zhǎng)。1、 最大坡長(zhǎng)限制 長(zhǎng)距離大坡對(duì)行車不利。持續(xù)上坡易使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱影響機(jī)械效率；持續(xù)下坡剎車頻繁危及安全。n 坡長(zhǎng)限制 非機(jī)動(dòng)車車行道縱坡度宜小于2.5%。大于或等于2.5%時(shí)，應(yīng)按下表規(guī)定限制坡長(zhǎng)。 坡長(zhǎng)過短，行車頻繁顛簸；坡差較大時(shí)易造成視線中斷；不易設(shè)置豎曲線。n 最小坡長(zhǎng)1、城市道路 當(dāng)?shù)缆房v坡度超過5%，應(yīng)在不大于最大坡長(zhǎng)的坡段之間設(shè)置緩和坡段。緩和段的坡度為3%，長(zhǎng)度應(yīng)符合最小坡長(zhǎng)的規(guī)定。2、公路 連續(xù)上坡或下坡時(shí)，應(yīng)在不大于最大坡長(zhǎng)的坡段之間設(shè)置緩和坡段。 緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于3，其長(zhǎng)度應(yīng)符合縱坡長(zhǎng)度的規(guī)定。n 緩和坡段 由多個(gè)坡段組成的一段路線，其起止點(diǎn)高差與路線總長(zhǎng)的比值。它是衡量縱斷面線形質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。n 平均縱坡 在平曲線路段，最大坡度既不在縱坡方向上，也不在超高方向上，而是在縱坡和超高的合成方向上。這個(gè)最大坡度稱為合成坡度，又叫做流水線坡度。n 合成坡度 當(dāng)合成坡度過大時(shí)，易產(chǎn)生附加阻力（上坡時(shí)），或使汽車重心