道路規(guī)劃與幾何設計四

道路規(guī)劃與幾何設計四第一頁，共73頁。

道路規(guī)劃與幾何設計

第二頁，共73頁。本章主要內容（4次課）：一、公路與城市道路橫斷面組成（1）二、行車道寬度的確定（1）三、平面線加寬及其過渡（1）四、路肩、分車帶、路側帶與路緣石（2）五、路拱、超高及超高漸變率的計算（2）六、曲線段視距的保證（3）七、道路建筑界限與道路用地（3）八、橫斷面設計方法及成果（4）九、路基土石方數量計算及調配（4）第五章橫斷面設計設計任務：1.橫斷面尺寸，2.橫斷面布置，3.邊坡處理設計成果：1.標準橫斷面圖，2.施工橫斷面圖，3.路基設計表，4.土石方數量計算表第三頁，共73頁。一、公路與城市道路橫斷面組成1、公路橫斷面第四頁，共73頁。第五頁，共73頁。單幅雙車道公路：單幅雙車道公路指的是整體式的供雙向行車的雙車道公路。這類公路在我國公路總里程中占的比重最大。二級路、三級路和一部分四級路均屬這一類。這類公路在交通量不大時，車速一般都不會受到影響。雙幅多車道公路：四車道、六車道以及更多車道的公路，中間一般都設置分隔帶或做成分離式路基而構成“雙幅路”。有些分離式路基為了利用地形或處于風景區(qū)等原因甚至做成兩條獨立的單向行車的道路。這種類型的公路的設計車速高、通行能力大，每條車道能負擔的交通量比一條雙車道公路的還多，而且行車順適、事故率低。我國《標準》中的高速公路和一級公路即屬此種類型。高速公路和一級公路占地多、造價高，只有在公路網中具有非常重要的政治、經濟意義，遠景交通量很大時才修建。假如近期交通量很大，則應采取分期修建的辦法，先建一幅供雙向行車使用，當條件具備時再建另一幅。第六頁，共73頁。第七頁，共73頁。第八頁，共73頁。2、城市道路橫斷面（1）單幅路,俗稱“一塊板”斷面。各種車輛在車道上混合行駛。在交通組織上可以有以兩種方式：劃出快、慢車行駛分車線，快車和機動車車輛在中間行駛，慢車和非機動車靠兩側行駛或者不劃分車線，車道的使用可以在不影響安全的條件下予以調整。如只允許機動車輛沿同一方向行駛的“單行道”；限制載重汽車和非機動車行駛，只允許小客車和公共汽車通行的街道；限制各種機動車輛、只允許行人通行的“步行道”等。上述措施，可以是相對不變的，也可以按規(guī)定的周期變換。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、支路以及用地不足拆遷困難的舊城改建的城市道路。第九頁，共73頁。（2）雙幅路,俗稱“兩塊板”斷面。在車道中心用分隔帶或分隔墩將車行道分為兩半，上、下行車輛分向行駛。各自在根據需要決定是否劃分快、慢車道。雙幅路斷面將對向行駛的車輛分開，減少了行車干擾，提高了車速，分隔帶上還可以用作綠化、布置照明和敷設管線等。它主要用于各向兩條機動車道以上，非機動車較少的道路、地形地物特殊，或有平行道路可供非機動車通行的快速路和郊區(qū)道路。第十頁，共73頁。（3）三幅路,俗稱“三塊板”斷面。中間為雙向行駛的機動車車道，兩側為靠右側行駛的非機動車車道。三幅路將機動車與非機動車分開，對交通安全有利；在分隔帶上布置綠帶，有利于夏天遮陰防曬、減少噪音和布置照明等。對于機動車交通量大、非機動車多的城市道義上宜優(yōu)先考慮采用。但三幅式斷面占地較多，只有當紅線寬度等于或大于40m時才能滿足車道布置的要求。第十一頁，共73頁。（4）四幅路,俗稱“四塊板”斷面，在三幅路的基礎上，再將中間機動車車道分隔為二，分向行駛。四幅路不但將機動車和非機動車分開，還將對向行駛的機動車分開，于安全和車速較三幅路更為有利。它適用于機動車輛車速較高，各向兩條機動車道以上，非機動車多的快速路與主干路。第十二頁，共73頁。第十三頁，共73頁。二、行車道寬度1、一般雙車道公路行車寬度第十四頁，共73頁。2、有中央分隔帶公路行車寬度第十五頁，共73頁。3、城市道路的行車道寬度第十六頁，共73頁。第十七頁，共73頁。4、非機動車道寬度(1)通行能力①.有分隔帶N1=1000～1200veh/h.m（1米，一個車道）②.無分隔帶N1=800～1000veh/h.m(2)寬度間距：自行車與自行車0.5三輪與自行車0.8～1.0非機動車與路緣0.5～0.7推薦每條車道寬度：自行車1m三輪2.0獸力車2.5板車1.5～2.0△非機動車道最小寬度一般為4.5m～5.0m（考慮管線）第十八頁，共73頁。第十九頁，共73頁。三、平面線加寬及其過渡1、加寬值計算單車道：N車道：普通情況第二十頁，共73頁。半掛車第二十一頁，共73頁。2、加寬的有關規(guī)定R<=250M時，在曲線內側加寬3、加寬的過渡(1)比例加寬過渡本加寬方式適用于二、三、四公路有緩和曲線時，將緩和曲線作為加寬緩和段，無緩和曲線時用直線作為加寬緩和段。第二十二頁，共73頁。(2)高次拋物線加寬過渡本加寬方式適用各級公路,高速、一級應該采用該加寬過渡方法。第二十三頁，共73頁。(3)回旋線加寬過渡除中線外，加寬邊線也用回旋線過渡，適用于特殊路段。(4)二次拋物線加寬過渡對第1次加寬方法進行光滑。L>=50時，T=10,L<50時，T=5第二十四頁，共73頁。4、加寬緩和過渡段長度(1)有緩和曲線時，加寬緩和過渡段采用緩和曲線。(2)沒有緩和曲線但有超高緩和段，取兩緩和段長者(3)沒有緩和曲線也沒有超高緩和段，用直線做加寬緩和段,按1：15計算，最小不小于20米。以上最小不小于20米，漸變率不大于1：15第二十五頁，共73頁。作業(yè)：P129的5-1的一部分第二十六頁，共73頁。四、路肩、分車帶、路側帶與路緣石1、路肩各級公路都要設置路肩。路肩的作用是：（1）由于路肩緊靠在路面的兩側設置，具有保護及支撐路面結構的作用。（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）作為側向余寬的一部分，能增進駕駛的安全和舒適感，這對保證設計車速是必要的，尤其在挖方路段，還可以增加彎道視距，減小行車事故。（4）提供道路養(yǎng)護作業(yè)、埋設地下管線的場地。對未設人行道的道路，可供行人及非機動車等使用。（5）精心養(yǎng)護的路肩，能增加公路的美觀。根據上述路肩之功能，從構造上又可分為硬路肩、土路肩。硬路肩是指進行了鋪裝的路肩，它可以承受汽車荷載的作用力，在混合交通的公路上便于非機動車、行人通行。在填方路段，為使路肩能匯集路面積水，在路肩邊緣應設置緣石。土路肩是指不加鋪裝的土質路肩，它起保護路面和路基的作用，并提供側向余寬。第二十七頁，共73頁。硬路肩土路肩分隔帶行車道第二十八頁，共73頁。第二十九頁，共73頁。2、分隔帶(1)中間帶，四條和四條以上車道的公路應設置中間帶。中間帶由兩條左側路緣帶和中央分隔帶組成，其作用是：將上、下行車流分開，既可防止因快車駛入對向行車帶造成車禍，又能減少公路中心線附近的交通阻力，從而提高通行能力?？勺髟O置公路標志牌及其它交通管理設施的場地，也可作為行人的安全島使用。設置一定寬度的中間帶并種植花草灌木或設置防眩網，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。設于分隔帶兩側的路緣帶，由于有一定寬度且顏色醒目，既引導駕駛員視線，又增加行車所必須的側向余寬，從而提高行車的安全性和舒適性。第三十頁，共73頁。第三十一頁，共73頁。中間帶的寬度一般情況下應保持等寬，若需要變寬時，在寬度變化的地點，應設置過渡段。過渡段以設在回旋線范圍內為宜，其長度應與回旋線長度相等。寬度＞4.50m的中間帶過渡段以設在半徑較大的平曲線路段為宜。中央分隔帶的表面形式有凹形和凸形兩種，前者用于寬度＞4.5m的中間帶，后者用于寬度≤4.5m的中間帶。寬度＞4.5m的，一般植草皮、栽灌木，寬度≤4.5m的可鋪面封閉。為了便于養(yǎng)護作業(yè)和某些車輛在必要時駛向反向車道，中央分隔帶應按一定距離設置開口部。開口部一般情況下以每2km的間距設置為宜，太密將會造成交通的紊亂。城市道路可根據橫向交通（車輛和行人）的需要設置。中央分隔帶的開口應設置在通視良好的路段，若在曲線上開口，其曲線半徑宜大于600m。在互通式立體交叉、隧道、特大橋、服務區(qū)等設施的前后必須設置開口。開口端部的形狀，常用的有兩種：半圓形和彈頭形。對于窄的分隔帶（M<3.0m）可用半圓形，寬的（M≥3.0m）可用彈頭形。第三十二頁，共73頁。第三十三頁，共73頁。(2)兩側帶，布置在橫斷面兩側的分車帶叫兩側帶，其作用與中間帶相同，只是設置的位置不同而已。兩側帶常用于城市道路的橫斷面設計中，它可以分隔快車道與慢車道、機動車道與非機動車道、車行道與人行道等。兩側帶的最小寬度規(guī)定為2.0m至2.25m。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。降雪初期容許將路面積雪臨時堆放在分隔帶上，所以分隔帶的寬度應大于或等于堆雪寬度。兩側分隔帶的寬度可按臨時堆放機動車道路面寬度之半的積雪量計算，其余允許堆放到路側帶上。3、路側帶位于城市道路行車道兩側的人行道、綠化帶、公用設施帶等統(tǒng)稱為路側帶。路側帶的寬度應根據道路類別、功能、行人數量、綠化、沿街建筑性質及布設公用設施要求等確定。(1)人行道，人行道主要供行人步行交通，應能滿足行人通行的安全和通暢，保證高峰小時的行人流量，并用來設置綠化、照明、地下管線等。人行道橫坡為單向坡，一般為1.5～2.0%，向路緣石一側傾斜，高出車行道0.10～0.20米。第三十四頁，共73頁。人行道的寬度最小寬度：大城市中小各級道路32商業(yè)中心53火車站、碼頭54長途汽車站44(2)種植帶，人行道上靠行車道一側種植行道樹。行道樹的株距一般為4m～6m，樹池采用1.5m的正方形或1.2m×1.8m的矩形。也有種植草皮與花叢的。(3)設施帶，設施帶寬度包括設置行人護欄、照明燈柱、標志牌、信號燈等的寬度。紅線寬度較窄及條件困難時，設施帶可與種植帶合并，但應避免各種設施與樹木間的干擾。常用寬度為：護欄0.25m～0.50m，桿柱1.0m～1.5m。按上述所求得的步行帶寬，綠帶寬與設施帶寬之和即為人行道寬。此外，還要考慮人行道下面埋設管線所需要的寬度。為了使街道各部分寬度相互協調，符合視覺上的正常比例，再將計算的人行道寬度與整個街道寬度相比較。一般認為街道寬與單側人行道寬之比在5：1～6：1的范圍內是比較合理的。第三十五頁，共73頁。4、路緣石路緣石是設置在路面與其它構造物之間的標石。在分隔帶與路面之間，人行道與路面之間一般都需要設置路緣石。路緣石的形狀有立式、斜式和曲線式等幾種。高速公路和一級公路中央分隔帶上的路緣石起導向、連接和便于排水的作用，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入將產生飛躍甚至翻車的副作用。所以高速公路的分隔帶因排水必須設置路緣石時，應使用低矮光滑的斜式或曲線式的，高度宜小于12cm。城市道路的人行道及人行橫道寬度范圍內緣石宜做成為低矮的，而且坡面是較為平緩的斜式，便于兒童車、輪椅及殘疾人通行。在分隔帶端頭或交叉口的小半徑處，緣石宜做成曲線式。緣石宜高出路面10cm～20cm，隧道內線形彎曲線段或陡峻路段等處，可高出25cm～40cm，并應有足夠的埋置深度，以保證穩(wěn)定。緣石寬度宜為10cm～15cm。第三十六頁，共73頁。第三十七頁，共73頁。四、路拱、超高及超高漸變率的計算為了迅速排除路面的雨水，路面表面做成中間高兩邊低的拱型，稱之為路拱。不同路面的路拱橫坡應用根據路面類型、當地自然條件、有利于路面排水和行車的安全平穩(wěn)規(guī)定選用。在具體選用時，應注意在干旱和有積雪、浮水地區(qū)采用低值，多雨地區(qū)采用高值；當道路縱坡較大、或路面較寬、或行車速度較高、或交通量和車輛載重量較大、或常有拖掛車行駛時，應采用低值，反之則采用高值。土路肩的橫向坡度較路面橫坡大1.5%～2.0%。路拱的型式依路面寬度、路拱坡度及施工便利等決定。通常對低級公路大多采用直線形，對城市道路及等級高、路面寬的公路則大多采用拋物線形或雙曲線形。城市道路的非機動車道，以及地形適合、寬度不大的車行道上，可采用單向橫坡的形式。當次要道路或地形適宜、路面兩側標高不等時，也可采用不對稱路拱，但測設、施工比較煩。1、路拱第三十八頁，共73頁。2、路拱形式①.直線路拱：特點：⑴中間有屋脊形、⑵橫坡一致適用：⑴路拱橫坡小的水泥路面，⑵有中央分隔帶的路面，⑶寬度較小的低等級公路②.直線加曲線（拋物線）特點：兩側較平緩、中間改善。適用：＞20m柔性路面③.折線形路拱：特點：坡度從中到邊逐步增大利于排水，橫坡變化緩、對行車。適用：多車道水泥混凝土路面。④.拋物線路拱⑴二次拋物線方程特點：中間平，兩邊陡有利于行車、排水。但當路寬大時，邊緣坡度過大。適用：＜12m黑色路面。⑵改進的二次拋物線方程特點：中間平，兩邊適中。適用：一塊板＜20m黑色路面。第三十九頁，共73頁。第四十頁，共73頁。3、超高在彎道上，當汽車在雙向橫坡的車道外側行駛時，車重的水平分力將增大橫向側滑力，所以，當采用的圓曲線半徑小于不設超高的最小半徑時，為抵消車輛在曲線路段上行駛時所產生的離心力，將曲線段的外側路面橫坡做成與內側路面同坡度的單坡橫斷面，這樣的設置稱為超高。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質是汽車行駛在公路曲線部分時所產生的離心力等橫向力不超過輪胎與路面的摩阻力所允許的界限。①.超高設置與超高值第四十一頁，共73頁。第四十二頁，共73頁。②.超高率的計算第四十三頁，共73頁。③.超高過渡（一）無中分帶（1）繞內邊緣旋轉先將外側車道繞中線旋轉，當達到與內側車道構成單向橫坡后，整個斷面再繞未加寬前的內側車道邊緣旋轉，直至達到超高橫坡值為止。一般新建工程多采用此種方式。第四十四頁，共73頁。（2）繞中線旋轉先將外側車道繞中線旋轉，當達到與內側車道構成單向橫坡后，整個斷面一同繞路中線旋轉，直至達到超高橫坡值為止。一般多用于舊路改建工程。第四十五頁，共73頁。（3）繞外邊緣旋轉先將外側車道繞外側車道邊緣旋轉，內側車道隨中心降低，待構成單向橫坡后，整個斷面一同繞外側車道邊緣，直至達到超高橫坡值為止。一般多用于特殊設計，不大使用。（二）有中分帶（1）繞中間帶中心線旋轉，先將外側行車道繞中間帶的中心線旋轉，待達到與內側行車道構成單向橫坡后，整個斷面一同繞中心線旋轉，直至達到超高橫坡值為止。此時中央分隔帶呈傾斜狀。采用窄中間帶的公路可選用此種方式。（2）繞中分帶邊緣旋轉，將兩側行車道分別繞中央分隔帶邊緣旋轉，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)。各種寬度中間帶的公路均可選用此方式。第四十六頁，共73頁。（3）繞各行車道中線旋轉，將兩側行車道分別繞各自的中線旋轉，使之各自成為獨立的單向超高斷面。此時中央分隔帶兩邊緣分別升高與降低而成為傾斜斷面。車道數大于4的公路可采用此種方式。對于城市道路、單幅路及三幅路機動車道宜繞路中線旋轉；雙幅路及四幅路機動車宜繞中央分隔帶邊緣旋轉，使兩側行車道各自成為獨立的超高橫斷面。第四十七頁，共73頁。④.超高緩和段和超高漸變率超高緩和段長(m)旋轉軸至行車道外邊緣的寬度(m)超高與路拱的代數差（%）超高漸變率雙車道繞內邊緣第四十八頁，共73頁。繞中心第四十九頁，共73頁。（5）.橫斷面上超高的計算繞內邊緣旋轉第五十頁，共73頁。繞中間帶中心線旋轉第五十一頁，共73頁。1、邊溝（排水溝）(1)作用：排除路面及邊坡上的地表水。(2)形式：①三角：石質、低等級公路。②梯形：土質③矩形：砌石(3)尺寸：①底寬及深度≥0.4m②邊坡≤3‰③300～500設出水口(4)街溝—城市道路4、邊溝、邊坡第五十二頁，共73頁。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。一般在公路路塹及高度小于邊溝深度的低填方地段設置邊溝。邊溝的斷面形狀主要取決于排水流量的大小、公路的性質、土壤情況及施工方法等。一般情況下邊溝在石質地段多做成三角形，而在排水量大的路段多采用梯形。邊溝的設置宜遵循如下規(guī)定：（1）底寬與深度不小于0.4m。（2）溝底縱坡一般不應小于0.5%，特殊困難路段亦不得小于0.2%；當陡坡路段溝底縱坡較大時，為防止邊溝沖刷，應采取加固措施（3）邊溝邊坡。梯形邊溝內側一般為1：1～1：1.5，邊坡外側：路堤段邊坡與內側邊坡相同，路塹段邊坡與挖方邊坡一致；三角形邊溝內側邊坡一般為1：2～1：4，外側邊坡一般為1：1～1：2。（4）邊溝長度不宜過長，一般不宜超過500m即應選擇適當地點設置出水口，多雨地區(qū)不宜超過300m。三角形邊溝長度一般不宜超過200m。第五十三頁，共73頁。2、邊坡㈠填方（路堤）(1)決定因素①填料的物理力學性質②邊坡高度③氣候水文地質(2)采用值—見規(guī)范或路基設計手冊。(3)護坡道㈡挖方（路塹）(1)決定因素：①挖方處土、石種類、巖性及密實風化程度，②邊坡高度③水文情況，(2)采用值,(3)碎石臺路基邊坡坡度，應根據當地自然條件、巖土性質、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，易出現崩坍等病害；邊坡過緩，土石方數量增加，雨水滲入坡體內的可能性也變大。因此，選擇邊坡坡度時，要權衡利弊，力求合理。第五十四頁，共73頁。六、曲線段視距的保證曲線路段由于曲線半徑、超高、加寬會引起曲線內側暗彎，要進行視距檢查，清除障礙物，方法是計算橫凈距Z，繪制包絡線（視距曲線）第五十五頁，共73頁。（1）不設緩和曲線S視距，Rs未加寬內側半徑+1.5M(司機位置)a曲線長L>視距S（一）橫凈距計算第五十六頁，共73頁。b曲線長L<視距S第五十七頁，共73頁。（2）設