道路工程-路線設計要素

路線設計中平縱橫三個設計相關要素及其極值限制一、平面線形要素：直線最大直線長度：直線過長，景色單調(diào)，往往會出現(xiàn)過高的車速或由于駕駛員缺乏警覺易疲勞而發(fā)生事故，而且在地形變化復雜地段，工程費用高。同向曲線間的最小長度：假設在轉(zhuǎn)向相同的兩個同向曲線間插入短直線，易于產(chǎn)生把直線和兩端的曲線看成反向曲線的錯覺，當直線過短時甚至可能把兩個曲線看成一個曲線，容易造成駕駛員的判斷錯誤。反向曲線間最小長度：在轉(zhuǎn)向相反的兩個圓曲線之間，如果沒有設置緩和曲線，考慮到設置超高、加寬緩和段以及駕駛人員轉(zhuǎn)向操作的需要，已設置一定長度的直線。圓曲線最小圓曲線半徑：由a=v2/r，圓曲線半徑越小，汽車需要克服的離心力越大，即與路面的摩擦力越大?？紤]到汽車在曲線上以設計速度或者以接近設計速度行駛時，乘客有充分的舒適感以及地形復雜的情況下不過多增加工程量。最大圓曲線半徑：在選用圓曲線半徑時，由于地形、經(jīng)濟等條件相適應，并盡可能采用大半徑；但半徑到達一定程度是，其幾何性質(zhì)和行車條件與直線霧太大區(qū)別，容易給駕駛員造成錯誤反而帶來不良后果，所以大半徑不宜超過10000m。最小圓曲線長度：汽車在道路曲線段行駛時，如果曲線很短，駕駛員操作轉(zhuǎn)向盤頻繁，在高速駕駛的情況下是危險的。路線轉(zhuǎn)角的大小反映了路線的舒適程度。但轉(zhuǎn)角過小，即使設置了較大的半徑也容易把曲線看成比實際的短，易造成急轉(zhuǎn)彎的錯覺，這種情況轉(zhuǎn)角越小越明顯，一直造成駕駛員枉做減速的操作，因此在小轉(zhuǎn)彎彎道應設置較長的平曲線〔包括圓曲線及其兩端的緩和曲線〕。緩和曲線緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個同向圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。除四級公路可不設緩和曲線外，其余各級公路都應設置緩和曲線。緩和曲線最小長度：由于車輛要再緩和曲線上完成不同曲率的過渡行駛，所以要求緩和曲線有足夠的長度，以使駕駛員可以沉著的打轉(zhuǎn)向盤，使得乘客感覺舒適，線形美觀流暢，圓曲線上的超高和加寬的過渡也能在緩和曲線內(nèi)完成。所以應規(guī)定緩和曲線的最小長度，其影響因素主要有乘客感覺舒適、超高加寬漸變率適中以及在緩和曲線上的行程時間不少于3s等方便。二、縱斷面用一曲面將道路中線豎直剖切，再展開為豎直平面，即為道路的縱斷面。它反映自然地形和設計路線在豎直斷面上的幾何形狀、位置、尺寸?？v斷面的設計相關要素及極值限制如下：縱坡道路中線兩點間的高差與水平距離的比值〔以%計〕稱為縱坡。從路線起點至止點的方向看，路線升高為上坡，降低為下坡。最大縱坡：縱坡過大或陡坡過長，會使汽車沿陡坡上駛時車速降低、水箱水沸騰、氣阻等情況，嚴重時發(fā)動機熄火，使駕駛條件惡化；沿陡坡下行時，又因制動次數(shù)多、制動器發(fā)熱甚至使制動失效而引起車禍。根據(jù)汽車行駛理論，考慮自然條件，在保證平安的前提下充分發(fā)揮汽車的機械效率，?標準?規(guī)定如下表：最小縱坡：在挖方、低填方路段以及其他橫向排水不暢路段，為保證路塹排水順暢，均應設置不小于0.3%的最小縱坡。當遇到特殊情況必須設置平坡或小于0.3%的縱坡時，其邊溝應做縱向排水設計。坡長坡段起止點間的水平距離稱為坡長。其設計相關要素及極值限制如下：最大坡長：當車速下降到最低允許速度時所行駛的距離。長距離大坡對行車不利。持續(xù)上坡易使發(fā)動機過熱影響機械效率；持續(xù)下坡剎車頻繁危及平安。線。豎曲線采用二次拋物線。豎曲線最小半徑：限制理由1.汽車在豎曲線局部行駛時受離心力作用；2.駕駛員視線受到限制。汽車行駛在豎曲線上時，將產(chǎn)生徑向力心力。這個力在凹形豎曲線上是增重，在凸形豎曲線上是減重，這種增重與減重到達某種程度時，旅客就會有不舒適的感覺，同時對汽車的懸掛系統(tǒng)也有不利影響。半徑太小還會產(chǎn)生視距問題，凸形會阻擋駕駛員的視線，凹形前燈照射距離近，影響行車速度和平安。豎曲線最小長度：限制理由1.豎曲線過短易產(chǎn)生急促變坡感覺；2.豎曲線過短易對行車造成沖擊。三、橫斷面橫斷面的組成和各局部的尺寸要根據(jù)設計交通量、交通組成、設計速度、地形條件等因素確定。路幅路幅是指公路路基頂面兩路肩外側邊緣之間的局部。車道寬度根據(jù)車輛寬度、設計總交通量、交通組成和汽車行駛來確定。各級公路行車道寬度：路肩高速公路、一級公路的平原微丘區(qū)，有條件時路肩寬度宜采用≥2.50的硬路肩。其它各級公路和城市道路的路肩寬度根據(jù)條件可采用2.25m、2.00、1.75m、1.50m、1.00m、0.75m，最窄不能<0.50m。各級公路路肩寬度:中間帶、兩側帶中間帶：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。中間帶寬度隨公路等級、地形條件變化在2.50~4.50m之間，特殊情況下可減至2.00m。左側路緣帶常用寬度為0.50或0.75m。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。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，還應考慮能否臨時堆放積雪的要求。路側帶城市道路行車道兩側的人行道，綠帶，公用設施帶等統(tǒng)稱路側帶。人行道：人行道主要是供行人步行之用，同時也是植物、立桿的場地。人行道的地下還可埋設管線等。一條人行道的寬度在0.75—0.9米之間，通常在設計中取1米。人行道寬度取決于行人交通量和人行道的通行能力。人行道的可能通行能力表：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。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。常用寬度為：護欄0.25m~0.50m，欄柱1.0m~1.5m。路緣石路緣石是設置在路面與其它構造物之間的標石，區(qū)分車行道、人行道、綠地之間的界線，其功用為：作車行道〔路面〕兩側的支撐；分隔行人和車輛交通；作街溝排水。路緣石可采用混凝土預制塊〔側石和平石〕、方塊石、條石等材料鋪砌而成。路拱及超高路拱：路拱即路面的橫向斷面做成中央高于兩側，具有一定坡度的拱起形狀。路面外表做成直線或拋物線型，其作用是利用路面橫向排水。是擴建和改建的快速路、主干路、次干路及支路機動車道與非機動車道一般路段的路拱橫坡和路拱曲線設計。路拱橫坡坡度：超