城市道路与交通规划第三章

第3章城市道路平面线形规划设计城市道路与交通规划（1）第3章城市道路平面线形规划设计3.1平面线形规划设计的内容•道路线形----道路路幅中心线的立体形状。•道路平面线形----道路中线在平面上的投影形状。•山体、丘陵、河流和建筑以及地址条件的影响城市道路或公路要发生转折，需要在平面上设置曲线。平面线形有直线和曲线组合而成。第3章城市道路平面线形规划设计3.1平面线形规划设计的内容•城市道路转折角度不大：把转折点设在交叉口，使道路呈折线状。减少道路上的弯道，便于道路施工和管线埋设，有利于道路两侧建筑的布置。•转折点必须设于路段上：根据车辆运行要求设置成曲线。第3章城市道路平面线形规划设计3.1平面线形规划设计的内容•平曲线通常由圆曲线及两端缓和曲线组成。圆曲线半径足够大：直线和圆曲线直接衔接（相切）；设计车速较高、圆曲线半径较小：直线与圆曲线直接以及圆曲线之间要插设缓和曲线。圆曲线：曲率半径为常数。缓和曲线：曲率半径为变数。第3章城市道路平面线形规划设计3.1平面线形规划设计的内容•道路平面线形规划设计的主要任务根据道路网规划确定的道路走向和道路之间的方位关系，以道路中线为准，考虑地形、地物、城市建设用地的影响；根据行车技术要求确定道路用地范围内的平面线形，以及组成这些线形的直线、曲线和他们之间的衔接关系。对于小半径曲线，还应考虑行车视距、路段的加宽和道路超高设置等要求。第3章城市道路平面线形规划设计3.1平面线形规划设计的内容•道路平面线形规划分类总体规划阶段：根据城市主要交通联系方向确定城市主要道路中心线的走向，并进一步确定城市路网。详细规划阶段：在上一层次已经确定的城市道路网规划基础上进行，进一步详细确定用地范围内各级道路主要特征点的坐标、曲线要素等内容，便于进一步的道路方案设计。第3章城市道路平面线形规划设计3.2平曲线规划设计•城市道路规划设计中，一般采用圆弧曲线连接直线路段。必须是切点相连，以保证线形平顺。3.2.1圆曲线的半径与长度•汽车在弯道上行驶，汽车作圆周运动，受离心力作用，可能产生横向滑移。•分解汽车受力，将离心力所提供的、指向运动轨迹外侧的水平力称为横向力。单位车重的横向力称为横向力系数。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.1圆曲线的半径与长度•横向力过大，人感觉不舒服，横向不稳定。横向力系数的大小是判定道路设计转弯半径是否符合要求的基本条件。若横向力系数的大小对汽车不产生横向滑移或倾覆，道路转弯半径设计符合基本要求。横向力≤轮胎与路面间的摩阻力，即横向力系数≤横向摩阻系数。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.1圆曲线的半径与长度•横向摩阻系数与车速、路面种类及状态、轮胎状态等有关。•汽车行驶于弯道时的轮胎磨损与燃料消耗也大于直线段。为保证车辆行驶稳定、经济，应选定合理的圆曲线半径。圆曲线半径的选取，要结合当地地形、经济等条件，尽量采用大半径曲线，以提高道路使用质量。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.1圆曲线的半径与长度•圆曲线半径分为不设超高的最小半径、极限最小半径和一般最小半径。不设超高的最小半径----道路半径较大，离心力较小时，汽车若沿双向路拱外侧行驶时，路面的摩擦力足以保证汽车安全行驶所采用的最小半径。一般公路横向力系数采用0.035，城市道路采用0.067。城市建成区，道路两侧建筑物已经形成，尽可能不设超高。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.1圆曲线的半径与长度•圆曲线半径分为不设超高的最小半径、极限最小半径和一般最小半径。极限最小半径----圆曲线半径采用的极限最小值。在当地地形困难或条件收限制时方可使用。采用极限最小半径时设置最大超高。城市道路在郊区的超高横坡度可采用2%~6%，横向力系数一般采用0.15。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.1圆曲线的半径与长度•圆曲线半径分为不设超高的最小半径、极限最小半径和一般最小半径。一般最小半径----设超高时的推荐半径。数值介于不设超高的最小半径和极限最小半径之间。超高值随半径增大而按比例减少。•一般从道路设计规范查取数据，选用合适的半径。只有在设计条件苛刻的情况下才通过计算确定弯道半径。最大半径不宜超过10000m。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.1圆曲线的半径与长度城市道路圆曲线最小半径与最小长度计算行车速度（km/h）806050403020不设超高的最小半径（m）100060040030015070设超高的推荐半径（m）4003002001508540设超高的极限半径（m）250150100704020圆曲线最小长度（m）705040352520平曲线最小长度（m）14010085705040第3章城市道路平面线形规划设计3.2.2小半径弯道路面的超高与加宽3.2.2.1超高设置•当因地形、地物原因，道路实际允许的最大转弯半径小于某值时，车辆在弯道外侧行驶时就要减速，否则会产生过大横向力。•超高横坡度i超（%）----为减少横向力，需要把弯道外侧横坡做成与内侧同向的单向横坡。•设置超高可使重力的水平分力与离心力方向相反，从而使横向力减少。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.2小半径弯道路面的超高与加宽3.2.2.1超高设置•超高横坡的设置当计算所得超高横坡度小于路拱横坡度时，宜选用等于路拱横坡的超高。超高不能无限增大。超高的最大值存在合理的范围，我国一般取2%~6%。城市道路设计车速与最大超高横坡的选取计算行车速度（km/h）8060,5040,30,20最大超高横坡度（%）642第3章城市道路平面线形规划设计3.2.2小半径弯道路面的超高与加宽3.2.2.1超高设置•超高横坡的设置城市道路一般较宽，设置超高会导致道路两侧用地高差变大，很少设置超高，一般通过增大道路转弯半径的办法解决车辆行驶要求。立交的匝道和山地风景区道路上一般设置超高。超高缓和段----为了使道路从直线段的双坡面顺利转换到具有超高的单坡面，需要一个渐变的过渡段。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.2小半径弯道路面的超高与加宽3.2.2.1超高设置•超高缓和段的设置----绕内边缘旋转先将外侧车道绕路中线旋转，当达到与内侧车道同样的单向横坡后，整个断面绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至超高横坡值。应注意：中心线标高设计应符合超高横坡过渡的要求。PiBl超超第3章城市道路平面线形规划设计3.2.2小半径弯道路面的超高与加宽3.2.2.1超高设置•超高缓和段的设置----绕中线旋转先将外侧车道绕路中线旋转，当达到与内侧车道构成单向横坡时，整个断面一同绕路中线旋转，直至达到超高横坡值。多用于旧路改建工程。Pi超超0i2Bl第3章城市道路平面线形规划设计3.2.2小半径弯道路面的超高与加宽3.2.2.1超高设置•超高缓和段的设置----绕中线旋转在同样超高值下，缓和段长度较短，但内缘减低较多，在纵坡不大的挖方路段不利于排水。绕中线旋转方式对纵断面线性设计标高无影响。设计时应综合考虑边沟排水、构造物控制标高等因素，合理选择旋转方式。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.2小半径弯道路面的超高与加宽3.2.2.2加宽设置•汽车在弯道上行驶时，各个车轮的行驶轨迹不同，当弯道半径较小时，尤为突出。为保证汽车在转弯时不侵占相邻车道，凡小于250m半径的曲线路段均需要加宽。双车道路面总加宽值：三四条车道时，按e的1.5倍、2倍来计算车道总加宽值。更多车道依次类推。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.2小半径弯道路面的超高与加宽3.2.2.2加宽设置•城市道路中，机动车、非机动车混合行驶时，一般不考虑加宽。车道加宽一般仅限于快速交通干道、山城道路、郊区道路以及立交的匝道。•通常公路的加宽设在弯道内侧，城市道路为了便于拆迁和实施，有时两侧同时加宽。•圆曲线内加宽为不变的全加宽值，两端设置的加宽缓和段有直线段加宽为0逐步按比例增加到圆曲线的全加宽值。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.2小半径弯道路面的超高与加宽3.2.2.2加宽设置•当设缓和曲线和超高缓和段时，加宽缓和段与其相等。否则加宽缓和段长度按渐变率1:15设置，且长度不小于10m。•为了提高行车安全性，道路设计中考虑超高与加宽的同时，要考虑里面要素的引导作用，将道路线形的形象突出表现出来，诱导驾驶员视线，减少交通事故的发生。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.3缓和曲线•城市道路，尤其是快速路上，不同等级道路的衔接，对道路平面线形设计有较大影响，需要设置缓和曲线。•通过曲率逐渐变化，适应车辆转向操作的行驶轨迹和路线的顺畅，缓和行车方向的突变和离心力的骤增，使离心加速度逐渐变化，并可作为缓和超高变化的过渡段，从而使汽车从直线段安全、迅速的驶入小半径弯道。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.3缓和曲线•缓和曲线段----理想的缓和曲线应符合汽车转向行驶轨迹和离心力逐渐增加的要求，使汽车在从直线段驶入平曲线时，不降低车速又能徐缓均衡转向，使汽车回转的曲率半径能有规律的逐渐减小。这一变化路段即缓和曲线段。•缓和曲线多采用回旋线（或辐射螺旋线）、三次抛物线、双纽线等形式。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.3.1缓和曲线的作用•曲率连续变化，便于车辆遵循车道行驶。高速行驶或曲率急变时，汽车有可能超出自己的车道，考虑安全，有必要设置一条易于驾驶者遵循的路线，使车辆不致侵入相邻车道。•离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适。•超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳。•与圆曲线配合得当，增加线形美观。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.3.2缓和曲线长度•缓和曲线要有足够长度，一般考虑：旅客感觉舒适：根据实际情况选取不同的离心加速度变化率。高速路小，低速路大；平原城市小，山地城市大，直通路小，交叉口大。按视觉条件计算：L=R/9~R，缓和曲线长度应取较大值，一般取5的整数倍。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.3.2缓和曲线长度行驶时间不过短：至少3s，参考《城市道路设计规范》3.2.3.3缓和曲线的省略•若圆曲线半径很大，圆曲线内移值甚微，已包括在路面的富余宽度中。城市道路缓和曲线最小长度计算行车速度（km/h）806050403020缓和曲线最小长度（m）705045302520第3章城市道路平面线形规划设计3.2.3.3缓和曲线的省略•《城市道路设计规范》规定可不设缓和曲线：计算行车速度小于40km/h时，可用直线代替缓和曲线；圆曲线半径大于规定值，直线与圆曲线可直接连接。不设缓和曲线的最小圆曲线半径计算行车速度（km/h）80605040不设缓和曲线的最小圆曲线半径（m）20001000700500第3章城市道路平面线形规划设计3.2.3.4缓和曲线的设置和要素•缓和曲线的设置：设在直线与圆曲线间，在起点处与直线段相切，在终点处与圆曲线相切，圆曲线位置必须向内移动，通常采用圆曲线圆心不动，使半径略微减小而向内移动的方法；设置缓和曲线后，将减小圆曲线的中心角，因而设置缓和曲线的可能条件为α2β。若α2β则不能设置，必须缩短缓和曲线长度或增大圆曲线半径。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.3.4缓和曲线的设置和要素•缓和曲线的要素：通过计算可得出。切线总长；外矢距；曲线总长；超距。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.4平面线形的组合与衔接•城市道路上，道路平面线形可能出现连续转折，产生道路平曲线相连的现象。•为了车辆行驶安全与平稳，曲线与曲线、直线与曲线应当在切点部位衔接；道路定线时，衔接点必须给出坐标。同向曲线----转向相同的曲线；反向曲线----转向相反的曲线；复曲线----不同半径的两同向曲线直接相连、组合而成的曲线。第3章城市道路平面线形规划设计3.2.4平面线形的组合与衔接•计算行车速度大于或等于40km/h，半径不同的圆曲线连接处应设缓和曲线。若：小圆半径大于不设缓和曲线的最小圆曲线半径；小圆半径小于不设缓和曲线的最小圆曲线半