第三讲横断面设计道路的横断面,是指中线上各点的法向切面,它是由横断面设计线和地面线所构成的。
其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、分离式路基标准横断面主要包括行车道、路肩、错车道等。
此外,对于城郊混合交通量大,实行快、漫车道分开的路段,其横断面组成可能还有人行道、自行车道等,应根据实际情况确定。
公路直线段与曲线段的宽度有所不同,在曲线段,路幅宽度还应包括行车道的加宽宽度。
为了迅速排除路面和路肩上的降水,将路面和路肩作成有一定横坡的斜面。
直线段的路面为中间高、两边低,呈双向倾斜,称为“路拱”。
在曲线段为了抵消离心力,路面作成向弯道内侧倾斜的单一横坡,称为“超高”。
(二)路幅布置类型1单幅双车道单幅双车道指的是整体式的供双向行车的双车道公路。
这类公路在我国所占比例最大,汽车专用二级公路、一般二级公路、三级公路和一部分四级公路均属此类。
这类公路适应的交通量范围大,最高可达7000辆/昼夜;行车速度可从20~80km/h。
在这类公路上行车,只要各行其道、视距良好,车速一般都不会受到影响。
但当交通量很大,非机动车混入较多时,其车速和通行能力则大大降低。
所以对混合行驶相互干扰较大的路段,可专设非机动车道和人行道,将汽车和其它车辆分开。
2双幅多车道四车道、六车道和更多车道的公路,中间一般都设分隔带或作成分离式路基而构成“双幅”路。
这种类型的公路,其设计车速高、通行能力大、行车顺适、事故率低。
我国《标准》中的高速公路和汽车专用一级公路即属此种类型。
这类公路占地多、造价高,只有在公路网中具有重要的政治、经济意义,且远景交通量较大时才修建。
假如近期交通量不是很大,可采取分期修建的办法,先修一幅路供双向行车使用,当条件具备时,在修建另外一幅。
3单车道对交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路,可机动车辆较多,所以城市道路路线设计中的横断面设计是矛盾的主要方面,一般都放在平面设计和纵断面设计之前进行。
(一)横断面主要构成1 行车道城市道路上供各种车辆行驶的部分统称为行车道,分为机动车道和非机动车道。
(1)机动车道专供汽车、无轨电车、摩托车等机动车行驶的部分称为机动车道。
(2)非机动车道供自行车、三轮车、板车等非机动车行驶的部分称为非机动车道。
2人行道供行人步行使用的部分称为人行道。
3分隔带分隔各种车辆或行人的部分称为分隔带。
4绿化带保持环境和城市的美观。
5路肩6设施带等城市道路各组成部分位置和宽度的确定,首先必须保证车辆和行人的安全畅通,同时要与道路两侧的各种建筑物及自然景观相协调,并能满足地面排水、地下排水和埋设各种管线的要求,还要考虑远景规划的要求,为城市未来道路的建设与发展留有余地。
(二)布置类型城市道路常见的几种断面形式有:1单路幅俗称“一块板”断面,各种车辆在车道上混合行驶。
根据实际情况可以划出快、慢车行驶分车线,快车和静载中间行驶,慢车和非机动车辆靠两侧行驶;也可以不划分车线,自由行驶。
定是否划分快车道和慢车道。
宽度(m) ;ωb―――非机动车车道宽度(m) ;ωpc―――机动车道路面宽度或机动车与非机动车混合行驶的路面宽度(m) ;ωpb―――非机动车道路面宽度(m) ;ωmc―――机动车道路缘带宽度(m) ;ωmb―――非机动车道路缘带宽度(m) ;ω1―――侧向净宽(m) ;ωdm―――中间分隔带宽度(m) ;ωsm―――中间分车带宽度(m) ;ωdb―――两侧分隔带宽度(m) ;ωsb―――两侧分车带宽度(m) ;ωa―――路侧带宽度(m) ;ωp―――人行道宽度(m) ;ωg―――绿化带宽度(m) ;ωf―――设施带宽度(m) ;ωs―――路肩宽度(m) ;ωsh―――硬路肩宽度(m) ;ωsc―――保护性路肩宽度(m) 。
(三)断面形式的选用单幅路占地少,投资省,但各种车辆混合行驶,于交通安全不利。
仅适用于机动车交通量不大、非机动车较少的次干路、支路以及拆迁困难的旧城改建道路。
双幅路断面将对向行驶的车辆分开,减少了行车干扰,提高了车速。
它主要用于机动车交通量较大、而非机动车较少的道路,如有平行道路可供非机动车通行的快速路或郊区道路。
三幅路将机动车和非机动车分开,对交通安全有利。
对于机动车交通量大、非机动车多的城市道路宜优先考虑采用。
但三幅路占地较多,只有红线宽度大于或等于40m时才能满足车道布置的要求。
四幅路不仅将机动车和非机动车分开,而且将对向行驶的机动车分开,对行车安全更为有利,行车速度将更快。
它适用与机动车辆速度高、非机动车多的快速路与主干路。
一条道路宜采用相同形式的横断面。
当道路横断面形式或横断面各组成部分的宽度变化时,应设过渡段。
过渡段的起点和终点宜选择在道路交叉口或结构物处。
第二节行车道宽度一、行车道宽度的确定行车道是道路上供各种车辆行驶部分的总称,包括快车道和慢车道,在一般公路和城市道路上还包括非机动车道。
行车道宽度主要根据车道数、车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度等确定。
公路一般有两条以上的车道,而高速公路或一级公路一般有四条以上的车道。
对于整体式断面或分离式断面的双幅多车道,每侧再划分快车道和慢车道。
城市道路的横断面布置与公路有较大的差别,如城市道路行车道两侧有高出路面的路缘石,而公路两侧则是与路面齐平的路肩;城市道路在路幅布置上比公路更富于变化,行车规律、交通组织与管理与公路也有所不同。
下面取两者有代表性的交通状况,来分析行车道宽度的确定方法。
(一)一般双车道公路行车道宽度的确定双车道公路有两条车道,其宽度包括汽车宽度和富余宽度,可按下式计算,即y大型车辆比例较大时,平原、微丘区的汽车专用二级公路行车道宽度可采用9.0m ;当交通量较大时,平原、微丘区的四级公路行车道宽度可采用6.0m。
车道宽度 表6-3(二)有中央分隔带的行车道宽度49.1000066.02122+-=V V D V 2―――超车的车速 (km/h) ;M ―――后轮外缘与车道内侧之间的安全间隙 (m) ; 46.00103.02+=V Ma 1 、 a 2―――汽车后轮外缘间距,普通车为a 1 =a 2 =1.6m ,大型车为a1 =a2 =2.3m 。
根据上式计算结果得出下列结论:计算行车速度V=120 km/h 时,每条车道的宽度均采用3.75m;当V=100 km/h,且交通量大和大型车混入率高时,内侧车道应为3.75m,外侧车道可采用3.75m或4/37.0V=d+02.0c―――车身边缘与侧石边缘间的横向安全距离(m) ;4/3=c+024.0V.0a1 、a2 、a3 ―――车厢全宽(m) 。
V 、V 1、V 2 ―――实际车速 (km/h) 。
二、车道数的确定车道数可按下式计算,即: 2 力每一车道的设计通行能通量远景年单向设计小时交车道数=(一)基本通行能力基本通行能力指一般道路与交通条件下,道路上某一路段单位时间内通过某一断面最大车辆数。
2121故通行能力N (辆/h )为 N=236003600l kv vt l vL v +++= 取k=)(212i f g K K ±+-ϕ 通行能力最大时的车速为最佳车速。
此时0=dvdN故 k l l v 0+=最佳 规范k 取值:对高速公路取0.125;对公路干线、城市道路取0.0875。
所以,车速为30∽40(km/h )时,一条车道的通行能力约为1200∽1500(辆/h )。
城市道路一条车道通行能力(三)设计小时交通量将全年小时交通量从大到小按序排列,设计小时交通量的位置一年小时交通量小的观测:k值:11-15%,平均13%。
城市道路11%, 公路平原13%,山区15%。
δ值无资料时可采用0.6。
二、平曲线加宽及其过渡(一)加宽值的计算为保证曲线段行车的顺适与安全,曲线段路面宽度应适当增加。
如图所示,普通汽车的加宽值可按下述方法计算:上式第二项以后的数值很小,可省略不计,故一条车道的加宽值为RA b 22=单 (5-14)式中:A ―――汽车后轴至前保险杠的距离 (m) ;R ―――园曲线半径 (m) 。
对于有N 个车道的行车道,其总加宽值为RNA b n 22= (5-15)半挂车的加宽值同理求得:Rb 211= R b '=222式中:b 1―――牵引车的加宽值 (m) ; b 2―――拖车的加宽值 (m) ;A 1―――牵引车保险杠至第二轴的距离 (m) ; A 2―――第二轴至拖车最后轴的距离 (m) 。
由于R b R R ≈-='1,则半挂车的加宽值为RA A b b b 2222121+=+= (5-16)我国《标准》和《城规》对加宽值有如下规定: (1)公路平曲线加宽值见表5-3;装箱运输半挂车的公路,可采用第二类加宽值; (4) 对于R>250m 的园曲线,可以不加宽;(5) 三条以上车道构成的行车道,其加宽值另行计算; (6)各级公路的路面加宽以后,路基也应相应加宽。
但对于四级公路路基采用6.5m以上宽度,且当路面加宽后剩余的路肩宽度不小于0.5m时,则路基可不予加宽;当小于0.5m时,则应加宽路基以保证路肩宽度不小于0.5m ;(7)分道行驶的公路,当园曲线半径较小时,其内侧车道的加不美观。
所以,这种加宽方法只可用于一般二、三、四级公路。
2高次抛物线过渡加宽缓和段的路面边线作成高次抛物线,抛物线上任意点的加宽值为() 3443b k k b X -= (5-19) 式中:k=L X /L 。
用这种方法处理以后的路面内侧边缘圆滑、美观,适用于各级汽车专用公路。
3 回旋线过渡在缓和段上插入回旋线,这样不但在中线上有回旋线,而且路面边线也是回旋线,与行车轨迹相符,保证了行车的顺适与线形的美观。
这种方法可用于汽车专用公路的下列路段: (1) 位于大城市近郊的路段;(2) 桥梁、高架桥、挡土墙、隧道等构造物处; (3)设置各种安全防护设施的路段。
4 二次抛物线过渡对于设有缓和曲线的弯道,如按比例方法处理以后,在加宽缓和段的起点和终点其曲率并不连续。
为了弥补这一缺陷。
可在ZH 和HY 点处各插入一条二次抛物线。
插入二次抛物线以后,缓和段的长度有所增加,但路容有所改进。
缓和段上任意点的加宽值可按下式分段计算,即()24X X L T TL bb +=[]T L T X ≤≤- X X L L bb = []T L L T S X -≤≤()24L L T TLbL L b b X X X -+-= []T L L T L S X S +≤≤- 式中:T ―――二次抛物线的切线长,当L ≥50m 时,可取T =10m ; 当L <50m 时,可取T =5m 。
上述四种方法是常用的加宽过渡方法,除此之外,还有直线与圆弧相切法、修正系数法等。