道路交通设计5第五章 道路横断面设计.ppt

第五章 道路横断面,5.1 概 述,所谓道路的横断面是指垂直于道路中线的横截面，横断面上的图形称为横断面图。 5.1.1 公路横断面 公路按路幅可分为单幅公路和双幅公路。 公路横断面设计包括行车道设计、路肩设计、边坡边沟设计等内容。,5.1.2 城市道路横断面,城市道路为机动车、非机动车、行人等交通对象服务，路上交通主体构成复杂。 城市道路按横断面布置形式分为一块板、两块板、三块板和四块板，包括行车道、非机动车道、人行道、绿化带、分隔带、地上杆线、地下管线等部分。,城市道路横断面设计的主要任务是在满足交通、环境、公用设施管线敷设以及消防、排水、抗震等要求的前提下，经济合理地确定各组成部分的宽度及相互之间的位置和高差。设计要点包括行车道设计、非机动车道设计、人行道设计以及横断面的综合布置等内容。,5.2 横断面组成,5.2.1 公路横断面组成 公路横断面由很多部分组成，如行车道、路肩、分隔带、边坡、边沟、截水沟、护坡道，高速公路上还可能有爬坡车道、变速车道、紧急停车带、慢车道和路上设施等。 一、各级公路横断面形式,1、四级公路标准低，一般为单车道,2、二、三级公路为我国常见公路，一般为双车道。,3、 一级公路和高速公路通行能力大，一般为四车道，中间用分隔带将两个方向行驶的车辆分开，以保证行车安全。,二、路基宽度,表5.1 各级公路路基宽度,二、车道宽度,表5.2 公路车道宽度,注：高速公路为八车道，当设置左侧硬路肩时，内侧车 道宽度可采用3.5米。,三、附加车道 1、爬坡车道,中间带,硬路肩,土路肩,行车道,合流渐变段,分流渐变段,全宽爬坡车道,高速公路爬坡车道示意图,表5.3 爬坡车道渐变段长 度,2、加减速车道,高速公路、一级公路的互通式立体交叉、服务区、停车区、公共汽车停靠站、管理与养护设施等与主线衔接出入口处，应设置加减速车道，其宽度应为3.50m。枢纽互通式立体交叉的加减速车道宽度宜为3.75m。,加减速车道横断面组成,3、错车道,四级公路路基宽度采用4.5m时，应在不大于300m的距离内选择有利地点设置错车道，并使驾驶者能看到相邻两错车道之间的车辆。设置错车道路段的路基宽度应不小于6.5m，有效长度应不小于20m。,错车道示意图,4、紧急停车带,高速公路和一级公路，当右侧硬路肩的宽度小于2.50m时，应设紧急停车带。紧急停车带的设置间距不宜大于500m，紧急停车带的宽度包括硬路肩在内为3.5m，有效长度不小于30m。,紧急停车带,5、避险车道 连续长陡下坡路段，宜设置避险车道，宽度不小于4.5米。,阻滞式,重力式,2009年7月27日下午4时，神池县境内山西阳河公路开发有限公司龙泉收费站西100米处的避险车道发生的一起事故,避险车道长70米，宽4.5米，断头处离地高9米，道上铺有十来厘米厚的砂石，顶端只有半米多高的水泥薄墙 避险车道是为避免刹车失灵的车辆发生事故，不得已而为之的最后一道应急公路设施，根据交通部公路司2005年出版的公路设计指南要求，避险车道的坡长应在90米到240米，入口处的坡长应为30米，然后逐级加陡。坡床的材料应选用碎砾石、砾石、砂、豆砾石等松散材料，铺设厚度应在0.3至0.9米，更主要的是车道顶端应设置高度在0.6米至1.5米的砂袋或旧轮胎墙，以防车辆撞击，出现人员受伤和车辆严重损坏的后果。,四、分隔带（分车带） 1、中间带,中间带由两条路缘带和中央分隔带组成。高速公路、一级公路整体式断面必须设置中间带。,表5.4 公路中间带宽度,中央分隔带,路缘带,2、两侧带 布置在横断面两侧的分车带叫两侧带，作用同中间带。常用于城市道路的横断面设计中，分隔快车道与慢车道、机动车道与非机动车道、行车道与人行道等。最小宽度为2.02.5米。,3、路侧带 位于城市道路行车道两侧的人行道、绿化带、公用设施带等统称为路侧带。,五、路肩 公路和郊区道路上位于车行道外缘至路基外缘，具有一定宽度的带状部分称为路肩，分为硬路肩和土路肩。 其作用是保护车行道的功能、供临时停放故障车辆，并作为路面的横向支承，以及供行人通行。,表5.5 路肩宽度,六、路缘石： 设在路面边缘与横断面其他组成部分分界处的标石（分为立式、斜式和平式）。如人行道边缘、分隔带、交通岛、安全岛等四周的缘石。,七、边沟： 排除地面及边坡处汇集的地表水。 八、路拱： 路面做出中间高并向两侧倾斜的拱形成为路拱。 注意：路拱和道路横坡的关系 （路拱各点间坡度的平均值称为横坡。）,表5.6 路面面层类型与路拱坡度,5.2.2 城市道路横断面组成,城市道路横断面包括机动车道、非机动车道、人行道、分隔带、绿化带、排水设施和各种管线工程等部分。城市道路横断面的基本型式有以下四种：单幅路、双幅路、三幅路、四幅路，或称一块板、两块板、三块板和四块板。,一、单幅路（一块板） 一般适用于道路宽度较窄(小于40米)，混合行驶，交通量不大，非机动车不多的情况；占地困难，大量拆迁地段，出入口较多的繁华道路；主要用于次干路和支路。,二、双幅路（两块板） 适用于郊区机动车多、非机动车很少及车速要求高的道路，可减少对向行驶的机动车之间的互相干扰，尤其是夜间；附近有辅路可供非机动车行驶的大中城市主干路或快速路。由于此种形式的道路不能保障机动车与非机动车同向行驶的安全，车辆行驶时机动灵活性较差。,三、三幅路（三块板） 适用于路幅宽度较宽(大于40米)，非机动车多，交通量大，混合行驶四车道已不能满足要求，车速高及分期修建的主要干道。 不适用两个方向交通量过分悬殊或机动车和非机动车高峰小时不在同一时间出现的道路。,四、四幅路（四块板） 适用于路幅宽，机动车速度高，交通量大，机动车之间和机动车与非机动车之间需要分离的情况，常用于城市快速路与近郊区的过境道路。,北京广安门内大街横断面示意图,5.3 机动车道设计,机动车车行道主要供各种机动车辆行驶。 机动车道设计涉及问题有： 机动车与非机动车交通如何组织？ 一条机动车道需要多宽？ 需要几条车道才能满足设计年限交通量的要求？ 车行道总宽以及布置等。 机动车车行道宽度的确定，理论上是需要的车道数和一条车道数标准宽度的乘积。而所需要的车道数则等于远景年设计小时交通量与一条车道的通行能力之比。,5.3.1 道路交通量的估算,对于完全新建的城市或地区，拟建道路的交通量可用有关的规划资料或比照已有类似的城市和地区进行估算。而对于已建城市的新建或改建的道路，一般采用对现有交通量及行车情况的观测资料，或对城市各区之间吸引车流的调查数据，根据一定的规划年限和运输的增长比例，估算出远景可大的交通量。,1远景交通量的估算方法 远景交通量是根据现行交通量和选定远景年限的推测增加量而算得。远景交通量包括两部分： （1）现行的交通量，包括道路的现有交通量和道路建成后从其他道路吸引过来的吸引交通量。 （2）增加的交通量，包括正常交通增长量及由规划变化而引起的交通增加量，所谓发展交通量。,所谓吸引交通量是道路改善或新路出现时从相关道路吸引过来的交通量，12年内可能在不断增加，这部分的交通量应从各项有关交通资料的综合分析中取得。 所谓正常增长交通量，是由于车辆保有量增加而增长，可按下列公式计算：,式中：Nt 设计年限第 t 年的交通量 （pcu/d）； Ni 起算年份的交通量 （pcu/d）； 交通量的年递增率； t 设计年限。,发展交通量是沿道路两侧建筑物发展而增加的交通量，在城市建成区内修路可不考虑此值，发展交通量可由规划部门提供或根据道路红线两侧建筑物布局预估。,式中： N年限 设计年限交通量（辆昼夜 或辆小时）； N 最后统计年度的交通量（辆昼夜或辆小时）； n 计算年限（年）； N 平均年增长量（辆昼夜或辆小时）。,N年限NnN,现介绍两种远景交通量的估算方法： （1）根据以往年度交通量平均增长值来估算。,【例1】 某城市道路五年的交通量统计资料如表5.7所示，试求2015年的远景年设计交通量。,表5.7 某城市道路的交通量记录,2015年（13年后）的远景设计交通量为： N133074132446246（辆昼夜）,（2）按每年增长一定的百分率来估算。根据过去的增长情况，并考虑今后可能的发展程度（根据国民经济的发展及城市交通运输规划等）来确定一定增长率。 N年限N（1K）n1 式中 ： K 年平均增长率（）； 其他符号意义同前。 【例2】按表5.中数据，计算2015年的远景设计交通量。 N133074（10.10）1319648（辆昼夜）,2设计小时交通量 设计小时交通量是道路设计中作为依据的小时交通量。交通量在各条道路上具有不同的时间变化规律与不同方向分布特性，因而设计时须考虑这些因素。设计小时交通量可按下式计算：,式中：Nh 设计小时交通量（pcu/h）； Nda 设计年限年平均日交通量（pcu/d）； K 设计高峰小时交通量与年平均日交通量比值，一般可取11%。当不能取得年平均日交通量时，可用有代表性的平均日交通量代替。 主要方向交通量与断面交通量比，可采用0.6。,取一年的第30位最大小时交通量作为设计小时交通量。即将一年中测得的8760小时交通量按大小顺序排列，取序号为30位的小时交通量作为设计交通量。 第30位小时交通量与年平均日交通量的比值，称为第30位小时交通量系数，以K表示。 K取值：城市道路11%；公路：平原13%，山区15%，近郊公路8.511%，城间公路1215%。,3混合行驶交通量的换算 由于道路上行驶的车辆类型比较复杂，故估算设计交通量时，需要明确以哪种车辆作为计算的标准。各种不同类型的车辆是以平均车头时距的比值作为换算系数，换算成统一的小客车或普通汽车。车种换算系数见表5.8 。,表5.8 各种车辆对标准车的换算系数,5.3.2 一条车道的通行能力计算,道路的通行能力，即道路在一小时内能够通过多少辆车，是道路设计的重要问题。检验一条道路通行能力的基本单元是一条车道的通行能力。,表5.9 城市道路一条车道平均最大通行能力,表5.10 一级公路每车道设计通行能力（pcu/h/ln）,5.3.3 一条车道宽度的确定 一条车道宽度取决于车身宽度、横向安全距离及不同车速行驶时的车辆摆动宽度等。 1车身宽度：由车辆结构尺寸所决定，并取决于各种交通工具中尺寸最大者。如铰接车车身宽度采用2.5m；小客车采用1.8m。 2横向安全距离：决定于车辆在行驶时摆动和偏移的宽度，与车速、路面类型和质量、驾驶员技术和交通秩序等有关。,表5.11 城市道路机动车车道宽度,5.3.4 机动车车行道宽度的确定 1机动车车行道宽度是所有机动车道宽度总和 在实际确定车行道宽度时，需要根据交通资料（交通量、行车速度、车辆类型和组成）和可能开拓的路幅宽度，并结合考虑路段上最合理的交通组织方案（采用混合行驶还是分流行驶，是否可能超车或允许超车等）等因素进行具体分析。 例1-3-1,表5.12 服务水平分级,机动车车行道宽度的设计，可按下述步骤进行： 1）根据道路交通量和车道的通行能力大致估计车道数。 2）以行驶在该路上的主要车辆按一定交通组织方案在横断面上进行排列组合，初步确定机动车车行道宽度。 3）求算机动车车行道的总通行能力与要求通行的交通量相比较，如果两者相适应，则此排列组合的机动车车行道宽度即可作为设计的机动车车行道宽度。否则要重新考虑车道数的增减在横断面再次进行排列组合，计算车行道的通行能力，并核算交通量，直至两者相适应为止，最后求得设计的机动车车行道宽度。,2城市道路机动车车行道宽度的问题 （1）车道宽度的相互调剂与相互搭配 我国城市交通车型繁杂、混合行驶，根据车辆实际行驶条件，在选用车道时可以采用相互搭配的办法。如3.5m的车道与 3.75m 车道及 3.3m车道在计算时可酌情搭配。 根据经验，双车道多采用7.5 8.0m；三车道用10 11m；四车道用13 15m；六车道用19 22m。采用双车道时，需要考虑可能有比较大型的车辆同时错车，因而车道要定得宽些。在市区内车辆行驶的车速有一定的限制，可以选用得窄些。,（2）车道数的问题 一般车道总数是偶数，有利于车速和行车安全。 道路双方向合计车道数一般不宜超过 4 6条。车道过多会引起行车紊乱，行人过马路不方便，增加驾驶员操作的紧张，同时过多的车道也不经济。 机动车道路面的宽度（三幅路）为缘石至缘石间的距离，包括机动车车行道宽度与两侧路缘带宽度。如道路中线画双黄线（或有隔离带）时，尚应包括双黄线（或分隔带）宽度。,适用于三块板道路的公交专用道方案及行人过街交通的处理,5.4 非机动车道设计,非机动车道主要是专供自行车、电动车、平板车、三轮车和兽力车等车辆行驶的车道，其中以自行车所占比重最大。 具备条件的城市，宜考虑规划设计专用的非机动车道路系统；交通组织和横断面的布置应尽可能是非机动车与机动车分流行驶；非机动车道宽度的设计，宁可宽些，应适当留有余地。,5.4.1 非机动车道宽度的确定 1单一非机动车道的宽度 非机动车道单一车道宽度，是根据车身宽度及两侧与其它非机动车之间的横向安全距离而定。 各类非机动车之间在行驶中所必需的横向安全距离，根据观测资料，当车辆在超车或并行时， 速度较快的自行车与三轮车间的净空为0.801.00m； 兽力车与板车之间净空为0.400.50m； 车身边缘离侧石边缘的安全距离约为0.75m。 各类非机动车的单一车道宽度见表5.13。,表5.13 各类非机动车特性及所需单一车道,人骑在自行车上的通行净空如下图所示，净高为2.50米，车把宽度为0.50米，加两侧各0.25米的横向摆动安全净空，故一条自行车道宽度为1.0米。自行车道的两侧还应留有0.25米的安全距离，故单一车道宽度为1.5米。 2非机动车道宽度的确定 根据交通量大小，还可相应加宽，最好以各种类型非机动车道的共同倍数增加。其基本宽度推荐采用5.0m（或4.5m）；6.5m（或6.0m）；8.0m（或7.5m）。,自行车车行道标准宽度,5.4.2 非机动车道通行能力 各种单一非机动车道的通行能力，建议采用以下值：三轮车为300veh/h；大板车为200 veh/h；小板车为380 veh/h；兽力车为150 veh/h；路面标线划分机动车道与非机动车道时，一条自行车道的路段通行能力，规范推荐值为800 1000veh/(h.m)。 对于非机动车混和车道（4.5或5.0m）平均通行能力，建议采用以下值：在干道路口间距为300 600m情况下为 400 600veh/h， 自行车比例较大（60%以上，板车15%以下）时采用高限；板车比例较大（15%以上）时采用低限，不计兽力车。,5.4.3 非机动车道在横断面上的布置 非机动车道，一般沿道路两侧布置在机动车道和人行道之间。布置形式主要有： 非机动车道和机动车道在同一平面，而人行道高于非机动车道的二阶式布置方式 非机动车道高于机动车道而与人行道在同一平面上的二阶式布置； 非机动车道高于机动车道而低于人行道的三阶式布置； 非机动车道、机动车道和人行道在同一平面的布置形式。,5.5 人行道设计,城市交通主要由车辆和行人交通组成，人行道是城市道路基本组成部分。其主要功能是满足行人步行交通的需要，同时也应满足绿化布置、地上杆线、地下管线、交通标志、信号设施、护栏、邮筒及消防栓等公用附属设施安排的需要。 人行道宽度的设计应首先满足人流通畅的要求；其次为城市管线和绿化种植的布置提供良好的条件。,5.5.1人行道宽度 一、行人步行道宽度 和计算车行道宽度的方法相似，步行道的宽度等于一条步行带的宽度乘以步行带条数；而步行带条数则取决于要求通过的高峰小时行人流量（人小时）和一条步行带的通行能力（人小时），可表示为： 一侧行人步行道宽度单