第五章-城市道路横断面设计

城市道路设计概述概述城市道路设计-在城市规划的基础上，为了满足交通需求并保证交通畅通、安全的有关道路设施的思想，以及将这种思想用图纸和文字表达出来的全过程。这个过程分道路网规划阶段、工程可行性研究阶段（包括预可）、工程方案阶段（初步设计）和工程施工图设计阶段。城市道路设计概述城市道路设计的主要内容：路线设计（道路几何设计）横断面设计平面设计纵断面设计交叉口设计平面交叉口设计立体交叉口设计附属设施设计（排水、照明、无障碍设施设计）路基路面结构设计一、路线的相关概念道路：一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等组成的空间带状构造物。路线：道路中线的空间位置。线形：道路中心线的立体形状。路线平面：路线在水平面上的投影。路线纵断面：沿中线竖直剖切再行展开的断面（展开是指展开平面、纵坡不变）。路线横断面：中线上任一点的法向切面。路线设计：确定路线空间位置和各部分的几何尺寸。（1）分类的依据在城市道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能。（2）城市道路分为四类快速路：为城市中长距离快速交通服务。主干路：以交通功能为主。次干路：集散交通，兼有服务功能。支路：解决局部区域交通，以服务功能为主。二、城市道路分类与技术分级1.城市道路分类（1）分级的依据:城市规模、设计交通量、地形等。（2）城市道路分级:除快速路外，其余各类道路按照分级依据划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。Ⅰ级标准：大城市（指人口50万以上的城市）各类道路采用。Ⅱ级标准：中等城市（20万～50万）各类道路采用Ⅲ级标准：小城市（20万以下）各类道路采用。（3）设计年限:快速路、主干路为20年，次干路为15年，支路10～15年二、城市道路分类与技术分级2.城市道路分级三、城市道路的设计原则1．城市道路的设计必须在城市土地使用规划和道路系统规划的指导下进行。2．经济合理，远近结合、分期发展3．要求满足交通量在一定时期内的发展要求；4．综合考虑道路的平面线形、纵断面线形、横断面布置、道路交叉口、各种道路附属设施、路面类型，满足行人及各种车辆行驶的技术要求；5．设计时应同时兼顾道路两侧城市用地、房屋建筑和各种工程管线设施的高程及功能要求，与周围环境协调，创造好的街道景观；6．合理使用各项技术标准，尽可能采用较高的线形技术标准，除特殊情况外，应避免采用极限标准。四、城市道路的设计步骤1、资料准备进行城市道路设计需要准备下列资料：城市规划确定的道路性质和控制性要求资料；（横断面）道路沿线的地质资料，水文资料和气象资料；（选线定线用）道路沿线现状地形图，其比例按平面图设计要求；现状道路交通量资料和规划交通量资料。（道路等级）2、测设定线(1)先在现状地形图上初步确定道路的走向及平面布置；(2)现场测设道路中心线，并按照道路中心线测量原地面的纵断面和横断面。3、综合进行道路平面、纵断面和横断面及路基路面设计的设计，以及附属设施设计。4、完成设计文件，包括：·设计说明书；·道路设计资料(现状及设计计算资料)；·道路设计图：平面设计图(含横断面)、纵断面设计图、交叉口设计图、道路附属设施设计图(或选用标准图)；·施工横断面图及土方平衡表。（一）设计车辆1.定义：指道路设计所采用的具有代表性车辆。2.作用：汽车的行驶性能、外廓尺寸以及行驶于道路上不同种类车辆的组成对于道路几何设计具有决定作用，比如确定路幅组成、车道宽度、弯道加宽、纵坡大小、行车视距等都与设计车辆有密切关系。3.类型：作为道路设计为依据的可分为四类：小客车、载重汽车、鞍式列车、铰接车（前三者为公路标准）。五、城市道路路线设计的依据轴距后悬前悬我国公路工程技术标准和城市道路设计规范为三种类型的车辆：小客车、卡车和半挂车（铰接车），分别规定了设计车辆的外廓尺寸，作为设计时的控制指标。表列出了有关的规定值。此外，还限定了路上行驶车辆的总长度不得超过20m；总高度不得超过4.3m；宽度不得超过3m。公路和城市道路设计用的设计车辆外廓尺寸（m）车辆类型长度宽度高度前悬后悬轴距小客车6(5)1.8(1.8)2(1.6)0.8(1.0)1.4(1.3)3.8(2.7)卡车12(12)2.5(2.5)4(4)1.5(1.5)4(4)6.5(6.5)半挂车（铰接车）16(18)2.5(2.5)4(4)1.2(1.7)2(3.8)4+8.8(5.8+6.7)（二）设计速度设计速度1.定义：指当气候条件良好、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度。2.作用：设计速度是决定道路几何形状的基本依据。道路的曲线半径、超高、视距等直接与设计速度有关。同时也影响车道宽度、中间带宽度、路肩宽度等指标的确定。3.城市道路设计速度的规定六、道路建筑限界与道路用地1．道路建筑限界（1）定义道路建筑限界又称净空，由净高和净宽两部分组成。（2）作用是为保证道路上各种车辆、人群的正常通行与安全，在一定高度和宽度范围内不允许有任何障碍物侵入的空间界线。道路建筑限界是横断面设计的重要依据，设计时应充分研究组成路幅要素的相互关系及道路各种设施的设置规划，在有限空间内作出合理的安排。（3）净高净空高度:指道路在横断面范围内保证安全通行所必须满足的竖向高度。净高应考虑汽车装载高度、安全高度及路面铺装等因素确定。净空高度规定:公路：高速公路和一级、二级公路的净高为5.0m;三、四级公路为4.5m;城市道路：（4）净宽净宽:指道路在横断面范围内保证安全通行所必须满足的横向宽度。净宽组成:净宽包括行车带、路肩、中间带、绿带等宽度。路肩是在净空范围之内，因此道路上各种设施（标志、护栏等）均应设置在右路肩以外的保护性路肩上，而且必须保证其伸入部分在净高以上。设于中间带和路肩上的桥墩或门式支柱不应紧靠建筑限界设置，应留有设置防护栏位置（不小于0.5m）的余地。净高和净宽要求1．行人净空要求：2.2m；净宽要求：0.75-1.0m。2．自行车净空要求：2.2m；净宽要求：1.0m。3．机动车小汽车的净空要求为1．6m，公共汽车为3．0m，大货车（载货）为4．0m；（限高的依据）小汽车的净宽要求为2．0m，公共汽车为2．6m，大货车（载货）为3.0m。（车道宽度的确定）4．道路桥洞通行限界行人和自行车高度限界为2．5m，有时考虑非机动车桥洞在雨天通行公共汽车，其高度限界控制为3．5m；汽车高度限界为4．5m，超高汽车禁止在桥（洞）下通行。5．铁路通行限界高度限界：电力机车为6．5m，蒸汽和内燃机车为5．5m。6．桥下通航净空限界桥下通航净空限界主要取决于航道等级，并依此决定桥面的高程。2.道路用地（1）道路用地定义是指道路修建、养护及布设沿线各种设施等所需要占用的土地。道路用地必须按国家有关政策办理征地手续。应尽可能从设计和施工等方面节省每一寸土地，不占或少占高产田。（2）公路用地范围规定新建高速公路路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，或路堑坡顶截水沟外缘（无截水沟时为坡顶）以外不少于2m的土地为公路用地范围；一、二、三、四级公路上述边缘线以外不少于1m的土地为公路用地范围。改建公路可参考新建公路确定用地范围。（3）城市道路用地范围规定指道路建筑红线以内的范围。第五章城市道路横断面设计第五章城市道路横断面设计城市道路横断面是指道路中心线法线方向的道路断面。设计内容包括车行道（机动车道和非机动车道）、人行道、分隔带、绿化带、设施带等。道路横断面设计的依据是道路性质、道路类别、道路规划红线以及交通组织方式，同时还要考虑道路红线范围以内的各种地下管线设施的规划与建设情况。道路横断面设计的主要任务是合理确定车行道（机动车道和非机动车道）、人行道、分隔带、绿化带、设施带等各部分的几何尺寸及其相互布置关系。一、横断面布置类型横断面布置类型城市道路交通由机动车交通、非机动车交通和行人交通三部分组成。通常是利用立式缘石把人行道部分和车行道布置在不同的位置和高程上，以分隔行人和车辆交通，保证交通安全。但机动车和非机动车的交通组织是分隔还是混行，则应根据道路和交通的具体情况分析确定。城市道路横断面根据车行道布置型式分为四种基本类型，即单幅路（一块板断面）、双幅路（两块板断面）、三幅路（三块板断面）、四幅路（四块板断面），此外，在某些特殊路段也可有不对称断面的处理型式。（1）单幅路俗称“一块板”断面，各种车辆在车道上混合行驶。交通组织形式：双向不分离、机非不分离；优点：占地少、车道使用灵活；缺点：通行能力低、安全性差。适用于车流量不大、非机动车少、建筑红线较窄的次干路、支路，以及拆迁困难的地段或商业性路段；某些有特殊功能要求的路段也可采用此型式。车行道为机非混合行驶适用：交通量较小的次干路、支路单幅路（一块板）单幅路（交通组织尚不完善）单幅路单幅路（2）双幅路（二块板）交通组织形式：双向分离，机非不分离。优点：消除了对向交通的干扰和影响；中央分隔带可作行人过街安全岛或在交叉口附近通过压缩以开辟左转专用车道；便于绿化、道路照明和市政管线敷设。缺点：机非混行，影响道路通行能力的主要矛盾未解决，且车道使用灵活性降低。适用于单向二车道以上、非机动车较少的路段，快速路多是此形式（但无非机动车道）。横向高差较大的路段也可采用此形式。设中央分隔带，分隔对向车流适用：城市快速路和郊区道路双幅路（两块板）“二块板”横断面压缩中央分隔带开辟左转专用车道非机动车道与人行道共断面的二块板型式（3）三幅路（三块板）交通组织形式：双向不分离，机非分离。优点：消除了混合交通，提高了通行能力；有利于交通安全、绿化、道路照明和市政工程管线的敷设；减弱了交通公害的影响。缺点：占地多、投资大，在公汽停靠站产生上下车乘客与非机动车的相互干扰和影响。适用于机、非车辆多，道路红线较宽（≥40米）的城市主干路。设侧分隔带，分隔机动车与非机动车适用：城市主干路（红线宽度≥40m）三幅路（三块板）三幅路“三块板”横断面“三块板”横断面设中央分隔带和侧分隔带（机非分行，机动车分向行驶）适用：城市快速路与主干路四幅路（四块板）“四块板”横断面“四块板”横断面机动车道对向简易隔离的“准四块板”不对称道路——上海世纪大道一条道路宜采用相同型式的横断面。当道路横断面型式或横断面各组成部分的宽度变化时，应设过渡段，宜以交叉口或结构物为起止点。桥面宽度与路段道路宽度不同时，应在引道范围设置过渡段。路面边缘斜率可采用1:15～1：30。折点处应予以圆顺。横断面布置原则（1）小桥断面型式及总宽度应与道路相同。大、中桥断面型式中车行道及路缘带宽度应与道路相同，分隔带宽度可适当减窄，但应大于或等于1m。计算行车速度小于或等于40km/h时，道路的两侧分隔带可用交通标线代替。快速路和设计车速≥50km/h的主干路应设中央分车带，特殊困难时可采用分隔物，不得采用双黄线。横断面布置原则（2）二、机动车道设计一条车行道宽度V40km/h，车道宽度：3.5mV≥40km/h时，车道宽度：3.75m城市快速路，车道宽度：4m车道条数设计机动车道设计条一条车道设计通行能力单向设计小时交通量双向车道数2Qda——设计年限末的年平均日交通量（考虑车种换算）；k——高峰小时系数，推荐值11%；δ——方向系数，推荐值0.6。kQQdah单向设计小时交通量)1()1(1nQQQQinnin可能通行能力交叉口可能可能)/3600(/3600iitNtN一条车道设计通行能力计算（1）ti——平均车头时距（根据v查表）；α交叉口——平面交叉口修正系数有信号灯控制bvavvlvl2/2///无信号灯控制bvvvavvvvlvlBA2//12//1//设计通行能力：cNN可能设计一条车道设计通行能力计算（2）道路分类快速路主干路次干路支路αc0.750.800.850.90通行能力验算3设计NQh车道数设计条一条车道