城市道路超高与加宽设计

城市道路规划与设计一、弯道超高（一）超高及其作用定义：超高是指路面做成向内侧倾斜的单向横坡的断面形式。（当RRbmin时设超高）当汽车在弯道上行驶时，将受横向力的作用，其值大小可用横向力系数μ表示；iRV1272作用：为了让汽车在圆曲线上行驶时能获的一个向圆心内侧的横向分力，用以克服离心力，减小横向力。全超高：在圆曲线上从起点至终点超高横坡度应是一个不变的定值，此定值即为全超高。在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。道路超高及加宽减小横向力的方法：增大曲线半径：有时是困难的降低车速：设计中不推荐增大向内侧倾斜的横坡——设置超高横坡：（成本低、效果好）设置超高后：hiRV1272（二）超高横坡度的计算1．最大超高和最小超高超高横坡度ih应按计算行车速度、半径大小、结合路面种类、自然条件和车辆组成等情况确定。Ihmax公路最大超高值RVih1272RVih1272最小超高：ihmin等于路面拱度ig。2．超高横坡度计算公式（V取设计车速，μ取路面摩阻系数）公路等级高速公路一二三四一般地区10%8%积雪、严寒地区6%hiR1不设超高最小半径minhi超高横坡度计算图式曲线半径越小，超高横坡越大min1Rmaxhimax2127,0hViVRVR1AR1max2127hAAiVR曲线半径与超高坡度曲线半径与超高坡度1.无中间带道路的超高过渡绕路面内边缘旋转：一般用于新建公路与深路堑。绕路面中心线旋转：一般用于改建工程绕路面外边缘旋转：可在高路堤与标高受限等特殊设计时采用。（三）超高过渡方式：2.有中间带公路的超高过渡绕中间带的中心线旋转：中间带宽度较窄（≤4.5m）的公路可采用；绕中央分隔带边缘旋转：各种宽度中间带的均可采用绕各自行车道中线旋转：车道数大于4条的公路可采用（三）超高过渡方式：zi1.绕路面内边缘线旋：（四）超高缓和段长度LcbiLcHih22iHpbiibiLchh2p—超高渐变率附加纵坡:b超高缓和段：从直线上的双向横坡渐变到圆曲线的单向横坡（全超高）所需的过渡段长度，叫超高缓和段。即旋转轴与行车外侧边缘线之间的相对坡度。2iHzibhi2.绕路面中线旋转：（四）超高缓和段长度附加纵坡:LciibLcHih2)(12212)(iiibLchpiibLch2)(13.《规范》推荐公式：式中：Lc——超高缓和段长（m）；B′——旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m）；B′=B：绕路面内边缘线旋转B′=B/2：绕路中线旋转Δi——超高坡度与路拱坡度的代数差（%）；Δi=ih：绕路面内边缘线旋转Δi=ih+i1：绕路中线旋转p——超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间的相对坡度。piBLC'超高渐变率绕边线时：绕中线时：多车道公路的超高缓和段长度，视车道数按上式计算之值乘以下列系数：从旋转轴到行车带边缘的距离系数2车道1.53车道2.0pibLccpiibLgcc)(2超高过渡段计算ZHHY1.超高形成过程：(1)绕路面内边缘线旋转（五）横断面上超高值的计算提肩双坡阶段全超高阶段旋转阶段ZHHY提肩双坡阶段全超高阶段旋转阶段1.超高形成过程：(1)绕路面内边缘线旋转(2)绕路面中线旋转（五）横断面上超高值的计算(1)正常断面：02肩面中hibhiBibhJJGJJ2.绕路面内边缘线旋转超高值计算方法BiJbJiGbJGiiJh中h右h左路线设计高程定义：超高值就是指设置超高后路中线、路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。（2）起始断面：ZH（HZ）)(2'GJJccGJJciibhhiBibhBiJbJiGbJGihc'hchc（3）全超高断面：hJJJchJJchJJJcibbibhiBibhibBibh)(2)('BiJbJbiGiGihbJchcch'路线设计高程旋转轴h0=bJiG（4）双坡断面：（x≤x0）LciixhG0B双坡阶段长度x0(临界长度)计算：超高过渡原则：路面外边缘高程按正比例升高，直到超高横坡断面。路面横坡度按正比例增加，直到超高横坡度。BiBiLcxhG0《规范》7.5.6条规定，当线形设计须采用较长的回旋线时，横坡度由2%（或1.5%）过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1/330（0.3%）。003.001xBipG这时，不利于路面横向排水，应限制x0的长度。可按p1=0.3%计算x0：BipBixGG33010超高缓和段长度Lc计算：《规范》规定：（1）超高的过渡应在回旋线全长范围内进行：Lc=Lh（2）当超高渐变率过小时，超高的过渡亦可设在回旋线的某一区段范围之内，则LcLh。按p1=0.3%计算Lc：BixG3300BiBiiixiiLhGGhGhc3303300hGiiLcx0BiJbJbxiGiGbJhcxhcxcxh'(B+2b)iGJiG双坡断面超高值计算：（x≤x0）GJGJJcxibBxxiibh)2()(0GJJcxiBibh2'GxJJJcxibbibh)(双坡断面超高值计算：（x≤x0）GJGJJcxibBxxiibh)2()(0GJJcxiBibh2'GxJJJcxibbibh)(式中：x——计算里程桩号离开超高缓和段起点的距离。x=Lcz-ZH或x=HZ–Lcz当超高的过渡设在回旋线的某一区段范围之内时，l0=Lh-Lc，x=lcz-ZH-l0或x=HZ-lcz-l0。加宽值计算：正比例过渡：bLcxbx高次抛物线过渡：bx=(4k3-3k4)bBiJbJbbxiGiGixihbJhcxhcxcxh'（5）旋转断面：（x≥x0）hxiLcxi)(00xxxLciiiiGhGx旋转阶段横坡度ix：当双坡阶段的渐变率p1小于0.3%时：BiJbJbbxiGiGixihbJhcxhcxcxh'旋转阶段超高值：xJJJcxibBibh)(xJJcxiBibh2'xxjJJcxibbibh)(3.绕分隔带边缘旋转超高值的计算(设计高程）3.绕分隔带边缘旋转超高值的计算硬路肩边缘：h2=h1-b2×i2土路肩边缘：h3=h2-b3×i3（1）直线路段断面：行车道边缘：111ibh（2）全超高断面：外侧路肩按向外侧倾斜：(硬路肩宽度≥2.25m）（4-19）hiihiihiibhhibhhibbh32321211,,)(hoohoohoibhhibhhibh32321211,,33232212,ibhhibhhooOo（3）双坡断面：（x≤x0）双坡阶段长度x0计算：Lciiixh1102时，当003.020111xbip1111106602bipbix外侧路肩按向外侧倾斜：(硬路肩宽度≥2.25m）33232212111,,)(ibhhibhhibbhiiiixi132103))(12(ibbbxxho33232212,ibhhibhhoooo1101)12(ibxxho12102))(12(ibbxxho（3）旋转断面：（xx0）hxiLcxi旋转阶段横坡度ix：当双坡阶段的渐变率p1小于0.3%时：外侧路肩按向外侧倾斜：(硬路肩宽度≥2.25m）)(00xxxLciiiiGhGxxiixiixxiibhhibhhibbh32321211,,)(xooxooxoibhhibhhibh32321211,,33232212,ibhhibhhoooo路面超高方式图就是指路面横坡度沿路线纵向的变化图。应用：纵断面图中“超高”栏设计文件组成部分之一：超高方式图（六）路面超高方式图的绘制方法（1）按比例绘制一条水平基线，代表路中心线，并认为基线的路面横坡度为零。（2）绘制两侧路面边缘线。用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘线，用虚线绘出左侧路面边缘线。若路面边缘高于路中线，则绘于基线上方，反之；绘于下方。路边缘线离开基线的距离，代表横坡度的大小（比例尺可不同于基线）。（3）标注路拱横坡度。向前进方向右侧倾斜的路拱坡度为正，向左倾斜为负。路面超高方式图就是指路面横坡度沿路线纵向的变化图。应用：纵断面图中“超高”栏设计文件组成部分之一：超高方式图超高方式图绘图规则：（六）路面超高方式图的绘制方法二、平曲线路面加宽及其过渡平曲线加宽原因：（1）汽车在曲线上行驶时，前后轮轨迹不重合，占路面宽度大。（2）由于横向力影响，汽车出现横向摆动。汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。全加宽：是圆曲线上固定不变的定值。1.普通汽车的加宽值计算方法：b=R-（R1+B）（一）加宽值的确定(包括几何加宽和摆动加宽)32221R8AR2ARARBR32R8AR2AbR2Ab2式中：A——汽车后轴至前保险杠的距离（m）：R——圆曲线半径（m）。对于有N个车道的行车道：R2NAb2)(05.0mRVb2.鞍式列车的加宽值计算方法：式中：b1——牵引车的加宽值；b2——拖车的加宽值；A1——牵引车保险杠至第二轴的距离（m）；A2——第二轴至拖车最后轴的距离（m）；R2Ab211'R2Ab222由于R’=R-b1，而b1与R相比甚微，可取R’=R。令A12+A22=A2，上式仍旧归纳成为：R2AA'R2AR2Abbb2221222121R2NAb22.鞍式列车的加宽值计算方法：3.平曲线加宽标准：《标准》规定，平曲线半径等于或小于250m时，应在平曲线内侧加宽。3.平曲线加宽标准：双车道路面的加宽值规定见表；单车道路面加宽值按表列数值的1/2采用。双车道路面的加宽值规定见表；单车道路面加宽值按表列数值的1/2采用。三类加宽值的采用：四级公路和V=30km/h的三级公路采用第一类加宽值；二级及二级以上和V=40km/h的三级公路公路采用第3类加宽值。对不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第2类加宽值。由三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。3.平曲线加宽标准：路面应在曲线内侧进行加宽。路面加宽后，路基也应相应加宽。四级公路路基采用6.5m以上宽度时，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；小于0.5m时，则应加宽路基以保证路肩宽度不小于0.5m。分道行驶公路，当圆曲线半径较小时，其内侧车道的加宽值应大于外侧车道的加宽值，设计时应通过计算确定其差值。4.平曲线加宽要求：（二）加宽的过渡：加宽缓和段：路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上加宽后的宽度的渐变段。1．比例过渡：在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。加宽缓和段内任意点的加宽值：（二）加宽的过渡：加宽缓和段：路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上加宽后的宽度的渐变段。1．比例过渡：在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。加宽缓和段内任意点的加宽值：加宽缓和段：路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上加宽后的宽度的渐变段。1．比例过渡：适用于二、三、四级公路在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。加宽缓和段内任意点的加宽值：（二）加宽的过渡：bLLbxx式中：Lx——任意点距缓和段起点的距离（m）；L——加宽缓和段长（m）；b——圆曲线上的全加宽在加宽缓和段上插入一条高次抛物线，抛物线上任意点的加宽值：bx＝（4k3-3k4）b式中：2．高次抛物线过渡适用于适用于高速、一级公路及对路容有要求的二级公路。LLkx3．回旋线过渡在缓和段上插入回旋线，这样不但中线上有回