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- 2022-05-12 10:03:48 发布
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JTG中华人民共和国行业推荐性标准JTG/TD20-200X公路路线设计细则(总校稿)200X发布200X实施中华人民共和国交通运输部发布
前言根据交通部《关于下达2004年度公路工程标准制修订项目计划的通知》(厅公路字[2004]165号)精神,《公路路线设计细则》的编制工作开始立项实施,我们随即联系参编单位成立编写组,按照《公路工程行业标准管理导则》的要求,制定编制大纲报部。2006年5月23日,交通部公路司在西安主持召开了《公路路线设计细则》编制大纲审查会,编写组根据会议精神,确定了为编写细则所配套进行的“公路路线运行速度设计方法”和“山区高速公路平均纵坡研究”等专题研究,对编制大纲进行了修改、补充和完善,并于2006年8日16日将修改完善后的编制大纲报部。在《公路路线设计细则》初稿完成后,2007年3月30日,编写组在西安组织召开了《公路路线设计细则》初稿协调会,通过对《细则》初稿存在问题的分析研究和广泛征求意见,明确了进一步修改的原则、重点内容和基本要求。2007年7月18日编写组在西安召开了《细则》配套的2个专题研究项目“公路路线运行速度设计方法”和“山区高速公路平均纵坡研究”审查会,将专题研究结论吸收到《公路路线设计细则》的编写中,完成了《细则》征求意见稿并开始广泛征求意见。2008年5月28~30日,在西安召开《公路路线设计细则》送审稿院内初审会,2008年8月9~13日,在西安召开《公路路线设计细则》送审稿院内终审会。2008年12月3~5日,交通运输部公路司在西安组织召开了《公路路线设计细则》(送审稿)审查会。《公路路线设计细则》作为公路工程行业标准《公路路线设计规范》的细化、扩展、延伸和补充,在编写和专题研究过程中进行了大量的调研和征求意见工作,采纳吸收了2000年以来交通部公路司组织的“公路通行能力研究”、“高速公路运行速度设计方法与标准”和“公路货车停车视距”等10多项相关研究成果,为送审稿的完成奠定了良好的基础。请各有关单位在应用中,将发现的问题和建议,函告中交第一公路勘察设计研究院有限公司(西安市高新区科技二路63号,邮编710075),以便下次修订时参考。1
参加《公路路线设计细则》编写单位及编写组成员:主编单位:中交第一公路勘察设计研究院有限公司参编单位:长安大学交通部公路科学研究院中交第二公路勘察设计研究院有限公司编写组人员如下:主编:霍明副主编:王安惠、廖朝华、杨少伟、周荣贵秘书:王安惠、叶莉、罗满良成员:丁小军任艺宏、林宣财、张永刚、高宣德、王佐许金良张碧琴杨崇民、李宏斌、杨晓东、郭腾峰、李祝龙、汪继泉徐邦凯王家强叶莉罗满良2
目录1总则...........................................................................................................................12术语、符号................................................................................................................22.1术语......................................................................................................................22.2符号.....................................................................................................................33公路功能与分级........................................................................................................43.1公路功能.............................................................................................................43.2公路技术分级.....................................................................................................53.3公路等级选用.....................................................................................................54设计控制因素............................................................................................................74.1设计车辆.............................................................................................................74.2交通量换算..........................................................................................................74.3设计速度.............................................................................................................74.4交通流特性参数..................................................................................................84.5服务水平............................................................................................................104.6公路接入............................................................................................................125总体设计.................................................................................................................145.1一般规定...........................................................................................................145.2总体设计的基础工作.......................................................................................145.3总体设计的主要内容.......................................................................................156公路路线方案研究..................................................................................................186.1一般规定............................................................................................................186.2预可行性研究阶段路线走向方案研究............................................................186.3工程可行性研究阶段的路线走廊方案研究....................................................227选线.........................................................................................................................257.1一般规定...........................................................................................................257.2选线、定线原则................................................................................................267.3选线、定线要点................................................................................................278平面设计.................................................................................................................401
8.1一般规定...........................................................................................................408.2平面线形要素...................................................................................................408.3平曲线超高.......................................................................................................418.4平曲线加宽.......................................................................................................468.5平曲线长度.......................................................................................................478.6视距...................................................................................................................488.7回头曲线...........................................................................................................538.8线形设计............................................................................................................549纵断面设计.............................................................................................................609.1一般规定...........................................................................................................609.2纵坡...................................................................................................................609.3坡长...................................................................................................................629.4合成坡度...........................................................................................................639.5竖曲线...............................................................................................................639.6爬坡车道............................................................................................................649.7避险车道...........................................................................................................669.8线形设计............................................................................................................6910横断面设计...........................................................................................................7210.1一般规定.........................................................................................................7210.2车道.................................................................................................................7410.3硬路肩.............................................................................................................7710.4土路肩.............................................................................................................7910.5路拱横坡.........................................................................................................7910.6中间带.............................................................................................................8010.7缘石.................................................................................................................8210.8边坡.................................................................................................................8210.9护坡道与碎落台.............................................................................................8210.10排水构造物....................................................................................................8310.11辅道与外分隔带............................................................................................842
10.12公路建筑界线................................................................................................8410.13公路用地范围................................................................................................8710.14横断面设计....................................................................................................8710.15路基、桥梁与隧道的横断面过渡................................................................8811平、纵、横综合设计...........................................................................................8911.1一般规定.........................................................................................................8911.2平、纵、横综合设计的原则..........................................................................8911.3平、纵、横综合设计的工作步骤..................................................................9211.4平、纵、横综合设计检验..............................................................................9312公路与公路平面交叉............................................................................................9412.1一般规定.........................................................................................................9412.2平面交叉设计应考虑的基本因素..................................................................9512.3平面交叉设计应收集的基本设计资料..........................................................9512.4设计交通量与通行能力..................................................................................9612.5平面交叉类型及其适用条件........................................................................10312.6平面交叉口设计............................................................................................11312.7其它设计要点................................................................................................13213公路与铁路、乡村道路、管线等交叉..............................................................14113.1一般规定.......................................................................................................14113.2公路与铁路交叉............................................................................................14113.3公路与乡村道路交叉....................................................................................14413.4公路与管线等交叉........................................................................................14614立体交叉..............................................................................................................14914.1分离式立体交叉............................................................................................14914.2互通式立体交叉............................................................................................15114.3互通式立交运行影响因素............................................................................15914.4设计交通量与交通容量................................................................................16514.5匝道设计........................................................................................................16614.6匝道端部设计................................................................................................1793
14.7收费广场几何设计........................................................................................21518.8其它设计要点................................................................................................20115环境保护设计......................................................................................................20415.1一般规定.......................................................................................................20415.2路线设计与环境保护....................................................................................20415.3取弃土及临时占地的环境保护....................................................................20616公路景观设计......................................................................................................20916.1一般规定.......................................................................................................20916.2公路景观设计要点........................................................................................20917公路改扩建设计..................................................................................................21317.1一般规定.......................................................................................................21317.2公路改扩建总体设计....................................................................................21417.3改扩建方案的比选和论证............................................................................21417.4公路横断面....................................................................................................21517.5公路平面........................................................................................................21517.6公路纵断面....................................................................................................21717.7线形设计........................................................................................................21817.8公路与公路立体交叉....................................................................................21817.9公路改扩建的施工方案及交通组织............................................................21917.10相关设计要点..............................................................................................22018交通工程及沿线设施设计..................................................................................22218.1一般规定.......................................................................................................22218.2交通安全设施几何设计要点........................................................................22218.3服务设施设计................................................................................................22618.4管理、养护设施设计....................................................................................23019路线设计安全性检验..........................................................................................24119.1一般规定.......................................................................................................24119.2安全性检验内容............................................................................................241附录一本细则用词说明.........................................................................................2544
附录二平面交叉口立面设计.................................................................................255附录三公路计算机辅助设计技术与应用.............................................................264附录四公路路线运行速度设计方法.....................................................................272附录五条文说明.....................................................................................................2915
《公路路线设计细则》(总校稿)1总则1.0.1为准确理解和执行《公路工程技术标准》和《公路路线设计规范》,提高设计水平,保证设计质量,制定本细则。1.0.2本细则适用于新建或改(扩)建的各级公路。1.0.3公路路线设计应贯彻“以人为本、节约资源、保护环境”的设计原则,树立可持续发展的指导思想。1.0.4公路路线设计应倡导全寿命周期设计思想,处理好公路路线设计与建设、运营管理、养护维修的关系。1.0.5公路路线设计应根据公路的功能、交通量、及其在路网中的地位和作用,并考虑综合运输体系以及项目影响区的产业布局,正确选择技术标准,确定公路等级、路线走向、走廊和主要控制点,提出建设规模,为项目立项提供依据。1.0.6在深入调查沿线地形、地质、水文气象,自然环境和生态环境,建筑材料等资料的基础上,选择路线方案,确定路线线位,合理运用技术指标进行公路路线设计,为项目建设提供依据。1.0.7深入调查了解项目沿线城镇、土地利用、铁路、航道、水利、管道、矿产、电力电讯、文物、自然景点等基础资料和发展与保护规划,并协调处理好相互关系;综合协调路线与路基路面、桥涵、隧道、交叉、交通工程和环境景观等相互关系,提出总体设计方案,保证设计的完整性、系统性、先进性。1.0.8协调工程项目与周围社会环境、自然环境和人文环境的关系,构建和谐的路域环境。1.0.9建立工程项目数据库,为工程项目的建设养护运营管理提供基础信息和基本平台。1.0.10路线设计应在遵守标准、规范的前提下,积极应用被实践证明已经成熟的新理论、新方法、新技术,不断提高设计水平。1.0.11公路路线设计主要技术指标,除应符合本指南外,尚应符合国家和交通运输部现行的有关标准、规范和规程的规定。-1-
《公路路线设计细则》(总校稿)2术语、符号2.1术语2.1.1公路功能highwayfunctinal公路在公路网中的地位和作用。2.1.2运行速度(V85)operatingspeed在天气良好、路面干净而潮湿、自有流状态下,路段上第85%位的车辆行驶速度。2.1.3期望车速expectingspeed对于给定的公路条件,在自有流状态下,85%的驾驶员所期望达到的行车速度。2.1.4V/C在理想条件下,最大服务交通量与基本通行能力之比,基本通行能力是四级服务水平上半部的最大交通量。2.1.5平面交叉intersectionatgrade公路与公路(或其他线形工程)在同一平面上相互交叉。2.1.6信号控制交叉口intersectionofsignalcontrol采用交通信号控制灯方式,对平面交叉路口的交通流实施动态控制和调节。2.1.7主路优先权priorityofchieflyroad在主、次公路相交的交叉口,主路车辆可优先通行,次路车辆必须减速或停车让行。2.1.8U形转弯U-turning为了分散交叉口的冲突点,利用壶柄式、环形等匝道,间接实现车辆左转弯或折返运行的方式。2.1.9岔数numberofbyroad以交叉口为参考点,公路分岔的条数。2.1.10道口railroadcrossing公路与铁路平面相交处的总称,也称铁路交叉口。2.1.11瞭望视距sightdistanceofoutlook汽车驾驶员(或列车司机)在距道口规定距离处,能看到两侧铁路上列车(或公路上汽车)的通视范围。-2-
《公路路线设计细则》(总校稿)2.2符号2.2.1交通量PHF—高峰小时系数;Q—小时交通量(veh/h);Q15—在高峰小时内高峰15分钟期间的交通量(veh/15分钟);DDHV—定向设计小时交通量(veh/h);AADT—预测年度的年平均日交通量(veh/d);D—方向不均匀系数;K—设计小时交通量系数(%)。2.2.2速度V—设计速度(km/h);V85—运行速度(km/h)。2.2.3曲线参数R—曲线半径(m);L-曲线长度(m);T—曲线切线长度(m);E-曲线外距(m);A—回旋线的参数;r—回旋线上任意点的曲率半径(m)。2.2.4曲线超高ih-超高横坡度(%);μ-横向力系数;Lc─最小超高过渡段长度(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);△i─超高坡度与路拱坡度代数差(%);P─超高渐变率。2.2.5避险车道SZ——避险车道长度(m);v——进入避险车道的速度(m/s);V——进入避险车道的速度(km/h);iZ——避险车道坡度;fZ——坡床材料滚动阻力系数。2.2.6出、入口处的车道数平衡Nc——分流前或汇流后的主线车道数;NF——分流后或汇流前的主线车道数;NE——匝道车道数-3-
《公路路线设计细则》(总校稿)3公路功能与分级3.1公路功能3.1.1在规划与设计阶段,应根据公路的功能指导公路等级、设计速度等路线设计技术标准的选用。3.1.2公路功能可根据公路在公路网中的不同地位与作用,结合人们出行特点和需求特征,分为干线公路、集散公路和农村公路三种功能。1干线公路又可分为主干线公路和次干线公路,主干线公路可再细分为国家高速公路网和主干线公路;次干线公路可分为省际公路和省内干线公路。2集散公路可分为主集散公路和次集散公路。3农村公路不宜再分层次。3.1.3主干线公路应为用路者提供高效的机动性,尽量减少出入口、支路汇入和平面交叉的数量,实行与其功能相匹配的“接入控制”。3.1.4集散公路应以汇集地方交通,疏散主干交通为主,承担衔接与过渡性道路的作用,宜在机动性与通达性之间寻求平衡,既要构建一定的出入口、支路汇入和平面交叉口,又要对出入口、支路汇入和平面交叉口的数量进行一定的限制。3.1.5农村公路应直接与用路者的出行源点相衔接,以提供通达性为主,应开放出入口、支路汇入和平面交叉。3.1.6不同功能公路的设计速度应根据公路的功能,在保障行车安全的前提下,综合考虑地形、地质、工程经济、预期运行车速和沿线的土地利用等科学确定。一般宜按表3.1.6选择。表3.1.6不同功能公路对应的设计速度范围功能分类20km/h30km/h40km/h60km/h80km/h100km/h120km/h主干线√√√次干线√√√√集散道√√√√农村公路√√√3.1.7公路按照其行政管理的层次可划分为国道、省道、县乡道三个行政等级。公路功能分类与公路行政等级的对应关系规定如表3.1.7所示。-4-
《公路路线设计细则》(总校稿)表3.1.7公路功能分类与公路行政等级的对应关系公路功能公路层次层次细分行政区域行政等级国家高速公路网国家主干线国道主干线公路国家干线省际公路国家与省次干线省道省内干线公路省、直辖市主集散路省、直辖市省道集散次集散路省、直辖市县道农村公路县、乡、村乡村道3.2公路技术分级3.2.1公路技术分级应遵守现行《公路工程技术标准》的规定。根据公路功能和适应的交通量,公路可分为以下五个等级:1高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000~55000辆;六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量45000~80000辆;八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000~100000辆。2一级公路为供汽车分向、分车道行驶,并可根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000~30000辆;六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000~55000辆。3二级公路为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000~15000辆。4三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2000~6000辆。5四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2000辆以下;单车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量400辆以下。3.3公路等级的选用3.3.1公路的功能分级应根据公路项目影响范围内城市节点连缀网络的连通性、区域出行特点和项目的交通特征,通过分析项目在公路网络运输活动中所承-5-
《公路路线设计细则》(总校稿)担的主干、集散或局部等职能综合确定。3.3.2各级公路设计交通量的预测年限应参照现行的《公路路线设计规范》确定。3.3.3公路等级的选用应根据公路功能、交通量,结合公路工程项目所在地区的综合交通运输体系和路网布局、远景发展规划等参照现行《公路路线设计规范》确定。3.3.4公路功能与各级公路对应的设计速度参照表3.3.4的规定选择。表3.3.4公路功能与各级公路对应的设计速度(km/h)四级公路功能高速公路一级公路二级公路三级公路公路主要干线12010080次要干线10080100808060主要集散806060次要集散604030农村公路4030203.3.5公路等级的确定还应根据公路项目的设计小时交通量以及交通构成、公路设计方案等,定量测算公路各类设施的通行能力和服务水平,以通行能力和服务水平作为选取公路行车道宽度和车道数的重要指标。-6-
《公路路线设计细则》(总校稿)4设计控制要素4.1设计车辆4.1.1公路路线与交叉几何设计所采用的设计车辆应符合现行《公路路线设计规范》的规定,其外廓尺寸规定如表4.1.1所示。表4.1.1设计车辆外廓尺寸总长总宽总高前悬轴距后悬车辆类型(m)(m)(m)(m)(m)(m)小客车61.820.83.81.4载重汽车122.541.56.54鞍式列车162.541.24+8.824.1.2公路路线设计应考虑公路车辆组成的特点,当有特殊车辆通行时,应考虑特殊车辆外廓尺寸的影响。4.2交通量换算4.2.1设计交通量换算应采用小客车作为标准车型。各汽车代表车型的车辆折算系数规定如表4.2.1所示。表4.2.1各汽车代表车型与车辆折算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.0≤9座的客车载质量≤1t的货车轻型车1.29~19座的客车1t<载质量≤2.5t的货车中型车1.5>19座的客车2.5t<载质量≤7t的货车大型车2.07t<载质量≤14t的货车拖挂车3.0载质量>14t的货车、多轴车辆注:①畜力车、人力车、自行车等非机动车,在设计交通量换算中按路侧干扰因素计;②一、二级公路上行驶的拖拉机按路侧干扰因素计;③三、四级公路上行驶的拖拉机每辆折算为4辆小客车。4.3设计速度4.3.1设计速度应根据公路功能,在保障行车安全的前提下,综合考虑地形、工程经济、期望车速和沿线土地利用性质等参照表3.3.4论证确定。1、期望车速受公路功能、等级、路侧环境、车辆状况、驾驶员性格和承运任务等因素影响,有条件时可通过调查类似公路确定期望车速,设计速度宜与驾驶员期望车速一致,符合用路者的期望与习惯。2一条公路可分段选用不同的公路等级;同一公路等级可分段选用不同的设计速度;不同公路等级、不同设计速度的路段相衔接应顺适过渡。-7-
《公路路线设计细则》(总校稿)3不同设计速度路段相互衔接的地点,宜选择在交通量发生明显变化处,或用路者能够明显判断前方需要改变行车速度处。高速公路、一级公路宜设在互通式立体交叉或平面交叉处;二、三、四级公路宜设在交叉口、桥梁、隧道、村镇附近或地形明显变化处。4不同设计速度的路段相互衔接时,主要技术指标不应出现突变,可在其前后一定范围内,结合地形变化,采用均衡的路线平、纵技术指标,使线形顺适、逐渐过渡。5高速公路平纵线形设计应尽可能使设计速度与运行速度V85协调一致,运行速度可通过类似公路实地调查的运行速度累计分布曲线或速度预测模型计算。设计速度与运行速度V85之差应小于20km/h,满足速度协调性、一致性原则。*6高速公路限速标准应充分反映道路使用者的驾驶期望,宜选取运行速度V85作为其限速取值依据,同时考虑路段的安全纪录,路侧环境等。限速值不宜骤然上升或下降,不得采用驾驶员可能实现的最高车速,限速区应设置过渡段,其长度应满足安全性检验的要求。4.3.2公路路线设计应采用运行速度进行设计检验。4.4交通流特性参数4.4.1高峰小时系数高峰小时系数应采用整个小时交通量与该小时内最大15分钟的流率之比,其计算公式如(式4.4.1)所示。该值介于0~1之间,越接近1,表示该时段内的交通量变化越平稳;该值越小,说明该时段内的交通量变化越剧烈。QPHF=4×Q15(式4.4.1)式中:PHF——高峰小时系数;Q——小时的交通量,辆/h;Q15——在高峰小时内高峰15分钟期间的交通量,辆/15分钟。4.4.2设计小时交通量公路设计小时交通量宜采用年第30位小时交通量,也可根据当地公路小时交通量的变化特征,采用第20~40位小时之间最为经济合理时位的交通量。在年平均日交通量AADT已经确定的条件下,设计小时交通量可按公式(4.4.2)计算:DDHV=AADT×D×K(式4.4.2)式中:DDHV—定向设计小时交通量(veh/h);*《高速公路运行速度设计方法与标准》专题研究-8-
《公路路线设计细则》(总校稿)AADT—预测年度的年平均日交通量(veh/d);D—方向不均匀系数。方向不均匀系数应根据当地交通量观测资料确定。当资料缺乏时,可根据经验在0.5~0.6范围内选取。K—设计小时交通量系数(%),新建公路的设计小时交通量系数,可按照公路功能、交通量、气候、地形等条件相似的公路调查分析确定,如无调查数据时,可参照表4.4.2选取。表4.4.2地区设计小时交通量系数华北东北华东中南西南西北沪、苏、浙、公路环境及分类京、津、冀、豫、湘、鄂、川、滇、黔、陕、甘、青、辽、吉、黑皖、闽、赣、晋、蒙粤、桂、琼藏宁、新鲁高速公路(%)8.09.58.58.59.09.5近一级公路(%)9.511.010.010.010.511.0郊双车道公路(%)11.513.512.012.513.013.5高速公路(%)12.013.512.512.513.013.5城一级公路(%)13.515.014.014.014.515.0间双车道公路(%)15.517.516.016.517.017.54.4.3交通组成交通组成对交通运行质量的影响应通过车辆折算系数进行计算。公路设计与运营阶段,应针对不同的公路设施类型、地形条件和交通需求,分别采用表4.4.3-1和表4.4.3-2规定的车辆折算系数进行交通影响分析。表4.4.3-1高速公路、一级公路通行能力分析车辆折算系数流量设计速度(km/h)车型(辆/h/车道)1201008060≤5001.5233500~10002345中型车1000~15003.0456≥15001.5234≤5002233500~10004567大型车1000~15005678≥15002345≤5003467拖挂车500~100056810(含集装箱车)1000∼1500671012≥15003456-9-
《公路路线设计细则》(总校稿)表4.4.3-2二级、三级公路通行能力分析车辆折算系数交通量实际行驶速度(km/h)车型(veh/h)8060≤40≤6001.51.52.0600~14002.02.03.5中型车1400~28002.53.05.5≥28001.52.54.0≤5002.02.03.0大型车500~12002.53.06.01200~24003.55.08.0≥24003.04.05.0≤4003.03.05400~10003.54.07拖拉机1000∼20004.56.010≥20004.05.084.4.4交通需求预测高速公路和具有干线功能的一级公路的设计交通量应按20年预测;具有集散功能的一级公路及二级、三级公路的设计交通量应按15年预测;四级公路可根据实际情况确定;设计交通量预测的起算年应为该项目可行性研究报告中的计划通车年;设计交通量的预测应充分考虑走廊带范围内社会、经济的发展规划与综合交通运输体系的影响。4.5服务水平4.5.1公路服务水平分为四级,各级公路设计采用的服务水平规定如表4.5.1。表4.5.1各级公路设计采用的服务水平公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路服务水平二级二级三级三级----注:①一级公路作为集散公路时,可采用三级服务水平设计;②互通式立体交叉的分合流区段、匝道及交织区段,可采用三级服务水平设计;③高速公路、一级公路改扩建和路面大、中修时,可采用三级服务水平设计;④二级及其以下等级公路改扩建和路面大、中修时,可采用四级服务水平设计。4.5.2各级公路的服务水平与服务交通量规定如表4.5.2-1~表4.5.2-4。表4.5.2-1高速公路服务水平分级服务设计速度设计速度设计速度水平密度120(km/h)100(km/h)80(km/h)-10-
《公路路线设计细则》(总校稿)最大服务最大服务(pcu/km/ln)速度速度最大服务速度V/C交通量V/CV/C交通量(km/h)(km/h)交通量(pcu/h/ln)(km/h)(pcu/h/ln)(pcu/h/ln)一≤7≥1090.34750≥920.31650≥740.25500二≤18≥900.741600≥790.671400≥660.601200三≤25≥780.881950≥710.861800≥600.751500≤45≥48接近1.0<2200≥47接近1.0<2100≥45接近1.0<2000四>45<48>1.00~2200<47>1.00~2100<45>1.00~2000表4.5.2-2一级公路服务水平分级设计速度设计速度设计速度密度服务100(km/h)80(km/h)60(km/h)水平(pcu/km/ln)最大服务最大服务速度速度最大服务速度V/C交通量V/CV/C交通量等级(km/h)(km/h)交通量(pcu/h/ln)(km/h)(pcu/h/ln)(pcu/h/ln)一≤7≥960.35700≥780.30550≥600.25400二≤15≥870.651300≥700.581050≥570.53850三≤20≥800.801600≥650.721300≥520.661050≤40≥50接近1.0<2000≥46接近1.0<1800≥40接近1.0<1600四>40<50>1.00∼2000<46>1.00∼1800<40>1.00∼1600表4.5.2-3二级、三级公路的服务水平分级服务交通量与基本通行能力之比V/C服务延80km/h60km/h≤40km/h水平误不准超车区(%)速不准超车区(%)不准超车区(%)速度速度等级率度km/h3030-70>70<3030-70>70km/h)<3030-70>70(%)km/h一≤30≥760.150.130.12≥650.150.130.11≥540.140.130.10二≤60≥670.400.340.31≥560.380.320.28≥480.370.250.20三≤80≥580.640.600.57≥480.580.480.43≥420.540.420.35≥48≥40≥37四<1001.01.01.01.01.01.01.01.01.0<48<40<37注:①9m宽双车道公路,设计速度为80km/h、60km/h、40km/h时的基本通行能力分别为2500、2300、2100辆/h;-11-
《公路路线设计细则》(总校稿)②延误率为车头时距小于或等于5s的车辆占总交通量的百分比。表4.5.2-4平面交叉口服务水平分级平均延误饱和度服务水平交通状况描述(S)(V/C比)一级≤15.00.60车流畅行,略有阻力二级15~300.75车流运行正常,有一定延误三级30~450.85车流能正常运行,但延误很大45~600.85~1.0四级车流处于拥挤状态,必须进行改造>601.0注:公路交叉口的设计应考虑车辆通过交叉口范围的时间损失(延误)。影响整个周期损失时间的因素主要由起动损失时间和清尾损失时间两部分组成,一般总的起动损失时间为2.5~4秒之间,清尾损失时间为2秒左右*4.6公路接入4.6.1公路的接入控制与接入管理应根据公路的功能合理确定。接入方式按控制程度不同分为完全限制接入、部分限制接入、接入管理、支路进出口管制等四种形式。1“完全限制接入”是将优先权全部赋予主线上的通行车辆,公路的接入完全由立交的匝道来实现,避免被交道路直接连通公路。2“部分限制接入”是有选择地将优先权赋予主线上的通行车辆,接入形式根据相交道路的不同功能与等级,选择立体交叉或平面交叉。3“接入管理”是对相交道路接入点的选位、设计、运营管理以及对不同类型交通源接入地点进行评估与选择。4“支路或进出口管制”是对不限制接入的被交道路实施某种程度的控制与管理措施,接入点位置、数量以及接入点的几何设计均应保证主路交通的安全与效率。4.6.2接入方式应按以下规定选择:1、高速公路应采用完全限制接入;2、一、二级公路应采用部分限制接入,对于两条具有干线功能的公路相交时应采用立体交叉,具有集散功能的公路宜采用接入管理;3、三、四级公路宜采用支路或进出口管制,具有集散功能时应采用接入管理。4.6.3接入控制形式应按照以下规定选择:1、高速公路强调机动性,要完全限制接入;农村公路强调通达性与服务功能,应提供充分的接入;集散公路应兼顾机动性与通达性的需求;2、功能等级较高的公路应避免或严格限制直接的接入;功能等级较低的公路应提供合理的接入;3、接入点宜设置信号灯强化直行交通流的优先权,减少交通冲突、保障行车安全;*《一级公路控制出入标准》专题研究-12-
《公路路线设计细则》(总校稿)4、支路进出口应偏离公路交叉口一定的距离,并为转入支路和进出口的车辆提供足够长的等待区间,降低事故风险,减少交通干扰。4.6.4部分限制接入和允许接入的公路,非机动车道的设置规定如下:1、专用非机动车道在穿越村镇、邻近村镇等非机动车交通量比较大的公路路段上,公路横断面设计应考虑设置与机动车行车道有物理性分隔的专用车道,为非机动车与行人提供通行空间。2、机动车行车道内的非机动车道当穿越村、镇路段路侧非机动车与行人干扰较少时,在机动车车道外侧宜设置标线分隔的非机动车专用车道。3、混合车道当横断面布置不具备基本条件,可适当加宽最外侧机动车道,为部分非机动车提供行驶空间。-13-
《公路路线设计细则》(总校稿)5总体设计5.1一般规定5.1.1各级公路应根据公路功能、公路等级及其在路网中的作用进行总体设计。5.1.2总体设计应贯穿于公路勘察设计的各个阶段,根据每个阶段应完成的工作内容,从宏观到微观,从整体到局部,提出总体设计的指导思想和基本原则。5.1.3总体设计应坚持“以人为本、全面协调、可持续发展”的科学发展观,充分落实“安全、环保、节约、耐久、和谐”的设计理念。5.1.4总体设计应处理好公路工程与外部环境的关系,协调好公路路线与路基路面、桥涵、隧道、交通工程、环境景观等各专业之间的关系,合理确定技术标准、建设规模和整体设计方案,保障用路者的安全,提高公路交通的服务质量。5.2总体设计的基础工作5.2.1可行性研究阶段应完成如下基础工作:1、根据沿线城镇分布、产业布局、路网结构等状况和发展规划,明确公路功能、性质及其在区域路网中的地位和作用;2、根据区域内铁路、水运、航空、管道等综合运输现状和规划,确定公路在综合运输体系中的地位及其与各种运输方式的相互关系;5.2.2设计阶段应完成如下基础工作:1在可行性研究的基础上,进一步调查和研究项目区域内城镇分布及发展规划,在符合路线走向的前提下,正确处理项目总体方案与项目区域城镇、产业布局之间的关系,按照服务区域经济的原则,合理布设路线和工程方案;2充分研究项目区域路网现状及规划情况,调查相关道路的功能、等级、使用状况、远期改扩建的可能性,分析与本项目建设的关系,现状道路应满足后期改扩建的需求,规划道路设计应考虑预留工程项目的实施;3充分调查路线走廊带内地形、工程地质、地震、水文、气象等自然地理条件,路线和工程方案的选择应满足防洪、农田水利和通航及车辆运行安全的要求;4采用地质调绘、物探、钻探等综合手段查明路线走廊内不良地质的分布、区域地质稳定性等状况,并论证确定绕越、避让或整治病害的方案和对策;5重视对项目沿线自然生态、水资源、动植物、文物保护区,电力、通信、学校、医院、军用设施、宗教设施,矿产资源,自然及人文景观及相关环境敏感区(点)的调查与分析评估,路线布设应采取积极主动的绕避方案,不得已时应采取切实可行的保护措施;-14-
《公路路线设计细则》(总校稿)6进一步调查、分析公路区间交通量分布情况,分析其对交叉设置方式及位置的影响,确保发挥公路功能和行车安全;7充分研究分析拟建公路交通组成的特点,明确功能及运输性质,根据拟建公路交通组成特点及其功能、性质合理确定路线方案,恰当运用路线平纵面技术指标,合理选定路面结构、桥梁设计荷载及环境保护方案;8充分调查沿线土地资源的分布状况,路线布设应尽量避免占用基本农田和经济作物林,并应在公路建设中采取措施造地还田;9充分调查项目区域内铁路、水路、航空、管道的运输情况,公路工程应与其形成完整、系统的综合运输体系,充分发挥综合运输效益;10充分落实地质、地震、环保、水保、防洪、通航等各种专项评价、评估结论及意见,并根据路线及工程方案的深化研究作进一步补充评价或评估;11查明筑路材料供应及运输状况,工程方案的选择应就地取材,方便施工,节省工程造价;12充分征求当地政府有关部门及沿线居民的意见和建议,重视项目区域社会及人文环境,充分体现“以人为本”的设计理念。5.3总体设计的主要内容5.3.1可行性研究阶段总体设计应完成以下主要工作内容:1、根据总体设计应考虑的主要因素,结合项目建设条件和特点,提出总体设计指导思想,有针对性地制定项目总体设计原则;2、根据预测交通量和建设条件综合确定项目的技术标准、道路等级及建设规模;3、根据项目区域的地形、地质、水文、气象等自然条件,确定路线走向和走廊带方案,拟定重大工程方案;4、根据公路在区域路网中的作用,确定路线起终点、主要控制点及与其他相交公路的连接关系;5、提出设计阶段应进一步深化研究的总体设计问题。5.3.2设计阶段总体设计应完成以下主要工作内容:1在充分研究可行性研究报告批复意见的基础上,根据总体设计的主要影响因素,结合项目建设条件和特点,有针对性地制定总体设计原则;分析项目的重点、难点,提出相应的可行性对策。2路线起、终点及与其他公路(含规划公路)的衔接方式应符合路网规划的要求,起、终点位置及建设方案应考虑为后续项目接线和具体工程实施预留足够的长度,至少应延伸至路线两个平曲线以上,并达到初步设计的工作深度。3应根据公路功能、设计交通量、沿线地形、地质条件等论证确定公路等级、-15-
《公路路线设计细则》(总校稿)设计速度和设计路段;不同设计路段的衔接位置应适应衔接路段的过渡及前后一定长度范围内的线形设计;不同设计路段的衔接点宜选择在平面交叉或互通式立交的交通量变化处,也可选择在平纵线形良好、视野开阔的路段;高速公路、一级公路应分别对左、右路幅进行线形设计,通过渐变中央分隔带宽度完成过渡。4总体设计应对路线方案进行综合比选。不同地形条件路线方案比选要点如下:1)平原微丘区路线方案比选应考虑项目与区域路网的关系,路线控制点应以交通源及交通枢纽为基础,路线宜尽可能近捷,同时应考虑占地、拆迁、噪声及景观等因素。2)山岭重丘区路线方案比选应考虑路线与地形、地质、水文、生态、水资源等自然条件的关系,路线控制点的选择应以安全和环境保护为原则,对整体式与分离式路基、高路堤与高架桥、深路堑与隧道等典型工程方案,根据其特点、适用性和内在联系,及其对路线方案和平纵面布置、路基土石方数量、环境保护、道路景观、工程可靠度、工程造价等的影响,从定性、定量两个方面综合比选。5公路路线平、纵、横面设计的合理性应采用运行速度进行检验;公路安全设施应根据运行速度的检验结果有针对性地设置;工程设计方案应根据建设条件合理确定,应采取必要的工程措施,确保工程设计的可靠度。6一般路段和特殊路段的横断面应根据交通量和交通组成合理确定,其要点如下:1)高速公路、一级公路应根据设计交通量论证确定车道数;具有集散功能的一级公路、二级公路应根据混合交通量及其交通组成论证设置慢车道的条件,并确定设置方式、横断面型式和宽度;2)高速公路、一级公路一般情况下应按照减小工程量、节省占地并方便交通运营管理等原则采用整体式路基,位于丘陵、山区时,应结合地形、地质、生态等自然条件和桥梁、隧道方案的布设及考虑降低工程造价,保护自然环境的因素,论证采用分离式路基的可行性;3)对于设置爬坡车道、避险车道等特殊路段,应从路线平纵面布设、交通量及交通组成、通行能力及工程设置合理性等方面综合论证其设置位置和横断面宽度及组成参数。7大型桥梁、隧道、交叉、管理养护等设施的位置、间距及其设计方案应根据其功能合理确定,其要点如下:1)大型设施的间距应满足相关要求,各个设施之间的过渡应顺畅,必要时应采取切实可行的措施,确保交通安全;2)大型设施的设计方案应考虑与其他设施之间的相互联系,做到全面协调、总体可行;-16-
《公路路线设计细则》(总校稿)3)大型桥梁、隧道工程应做好两端接线设计;平面交叉、互通式立交设施应做好连接线设计;管理养护及服务设施的设置位置及规模应与区域路网中的服务设施相匹配;4)交叉工程应根据沿线居民的生产、生活方式现状及其发展趋势,论证确定实施和预留方案,并正确处理沿线交叉工程与其它运输方式的关系;5)路线布设及平面交叉、互通式立体交叉的设置应有利于与其他运输方式形成综合运输网络;与铁路、水路、管道等运输方式的交叉工程应满足相关设施正常运营和发展规划的要求。8平原区公路应尽量降低路基高度,采用低路堤设计方案,减小取土数量,节省公路占地,合理确定工程取土、弃土方案;山岭区公路不宜采用高填深挖路基,应结合路线布设合理确定工程设施、取、弃土场和植被恢复设计方案,防止发生水土流失等次生灾害。9路线平纵面设计及工程方案的确定应以节省占地为原则,基本农田区的路段应采取必要的工程措施节约耕地;山岭、丘陵区的路段宜根据弃土情况提出造地还田方案。10路线平纵面设计应充分考虑沿线环境及景观因素,合理确定路基、防护、排水、取土、弃土等设计方案,防止水土流失,保护自然环境。11收费公路应充分论证收费制式,合理确定收费方式、主线收费站位置及其与被交公路的交叉方式等;高速公路的收费方案应考虑与区域路网收费体系的配合。12分期修建的公路工程,必须按远期规划的技术标准做出总体设计,制定分期修建方案,做出相应设计。-17-
《公路路线设计细则》(总校稿)6公路路线方案研究6.1一般规定6.1.1公路路线方案研究应在公路建设项目可行性研究阶段完成,其内容包括路线起终点、路线走向及走廊带的确定。6.1.2预可行性研究阶段应主要研究路线走向。1预可行性研究阶段应对拟建公路路线起终点、重要控制点进行研究,从建设项目在公路网中的功能和作用出发,分析、研究、论证提出确保其功能和作用发挥的路线走向,必须按照公路网规划的系统性要求,做好拟建项目路线总体布设与相关项目的协调与衔接,发挥公路网的整体功能。2路线走向方案应处理好与沿线城镇、其他交通运输方式等的衔接关系,选择跨越大江大河或穿越重要山岭可能出现的特大型桥梁、特长隧道的位置;应列出所有可能的路线走向方案,论证后基本确定重要控制点和路线走向。6.1.3工程可行性研究应主要选定路线走廊带。工程可行性研究阶段路线方案研究应在预可行性研究阶段初步确定的路线起终点、重要控制点和路线走向的基础上,对不同的路线走廊带方案和局部路线方案进行总体设计,提出工程规模,完成工程估算,进行方案比选论证,基本确定路线走廊带。6.2预可行性研究阶段路线走向方案研究6.2.1预可行性研究阶段路线走向方案研究的步骤应按照基础资料调查收集、筛选可能的路线走向方案、方案综合比选三个阶段进行,其步骤和方法如图6.2.1所示。6.2.2公路路线走向方案的研究比选应通过调查和实地踏勘进行,并收集以下必要的资料:1项目影响区域现状调查应对项目影响区域现有公路历年交通量及交通出行分布特征(包括交通量OD调查)、经济发展现状及产业布局特征、人口分布状况等资料进行调查,分析项目影响区域交通出行特征及路网现状交通量分布状况,预测拟建项目及区域路网的交通量发展趋势;分析论证不同的路线走向方案对区域辐射影响的范围及带动地方经济发展、满足区域交通需求的程度。2项目影响区域发展规划调查应对项目影响区域社会经济现状和发展规划、综合交通运输发展规划和公路网规划、城市总体规划及土地利用规划进行调查,分析论证拟建项目在综合运输网及公路网中的功能和作用,分析不同的路线走向方案在公路网中的合理性及与城市规划的协调性。-18-
《公路路线设计细则》(总校稿)图6.2.1预可行性研究阶段路线方案研究的步骤和方法流程图3项目区域建设条件调查1)地形、地貌、气象、水文、工程地质及水文地质,不良地质及特殊岩土等调查应调查分析论证不同路线走向方案的工程实施条件、工程建设规模及建设项目对自然环境的影响程度,调查宜以搜集资料为主,以观测测量为辅,应在项目区域沿线市、县收集总体方案研究必需的工程资料。宜采用遥感判释、现场踏勘相结合的工作方法,收集研究项目所在区域地质资料,对控制路线走向方案的不良地质和区域工程地质条件进行综合研究,工程地质勘察的内容和深度应执行《公路工程地质勘察规范》。2)工程项目的筑路材料来源及运输条件调查3)社会环境分析调查①调查了解沿线城镇总体规划、土地利用规划及其对路线走向方案的影响;②调查了解沿线综合运输方式的分布及其对路线走向方案的影响,如:高速公路、国省道路、铁路、机场、港口码头等;-19-
《公路路线设计细则》(总校稿)③调查了解沿线农田、水利设施、自然保护区、环保设施、电力电讯设施、旅游、文物保护区等对路线走向方案的影响;④调查了解沿线地方政府及人民群众对公路路线走向方案的意见和建议。6.2.3路线走向方案的选择应充分考虑公路沿线地方经济的发展需求,应征询地方政府及相关主管部门(包括:城市规划、交通、农田、水利、环保、铁路、旅游、文物、航道等)对拟建公路路线方案的意见,听取对拟建公路路线起终点、主要控制点、路线走向、与城市出入口道路及其他公路衔接方式等意见和建议,并取得地方政府及相关部门的正式书面意见。6.2.4公路路线走向方案应考虑以下主要因素:1拟建项目区域路网的分布和项目的功能定位根据国家、省、市的公路网规划、综合交通运输现状及规划、社会经济发展规划、产业布局等分析拟建项目在公路网中的地位和作用,确定拟建项目的功能、性质和任务。2拟建项目的研究区域范围根据拟建项目的起终点和公路网规划确定的主要中间控制点以及有价值的比较方案,分析确定拟建项目路线方案的研究区域范围。3拟建项目路线走向方案布设的基本原则1)路线走向方案布设应服从公路网规划;2)路线走向方案应顺直、短捷,在技术可行、工程量增加不多时,尽可能连接更多的经济中心,最大限度发挥项目的功能;3)应与沿线城市规划相协调,促进地方经济发展;4)应与其它运输方式和重大项目相协调,充分发挥公路的综合运输效益;5)应选择有利的地形布设路线,尽量降低工程造价和实施难度;6)对路线所经区域工程地质和水文地质条件应进行深入调查勘察,对通过的不良地质区域,在基本查清对公路工程影响程度的基础上,以绕避为宜;7)应尽量避免穿过自然保护区、风景名胜区、湿地、水资源保护地、地质公园等环境敏感区(点);8)应尽可能避让不可移动的文物;9)应减少占用耕地,避让基本农田和经济作物区;10)应听取沿线地方政府和群众的意见。4路线起终点及重要控制结点的研究1)路线起终点的选择应在批准的公路网规划确定的节点基础上,由政府和交通主管部门在拟建项目可行性研究任务委托书中提出初步节点位置或城镇名称,从技术和经济等方面进行论证比选确定,应根据路网衔接和交通转换的要求,提出不同的起终点连接方案;2)拟建项目系两个城市连接时,应结合两城市总体规划和干线公路过境规划,研究分析论证路线的连接方式和地点;路线起终点应选择在有利于公路网的合理构成,过境交通流快速通过,干线交通流快速转换,城市出入交通流快速集-20-
《公路路线设计细则》(总校稿)散的位置;其前后一定长度范围内的路线走向应有接线方案和近期实施的具体方案;一般不同的起终点将组合形成不同的路线方案,应从技术、经济等方面进行比选论证后提出推荐意见;重要交通区位的大中城市有多条干线公路汇合和过境时应作为重要的交通枢纽城市,一般应对城市的过境交通规划作专题研究,完成《干线公路网过境规划》,并作为项目可行性研究的主要依据;3)拟建项目路线起终点为路网规划中的两个节点或有明确的接线原则时,应在服从公路网规划的主要控制点基础上,研究拟建项目路线的起终点与其他现状公路及规划公路连接状况,分析形成路网后衔接的协调性,并满足交通转换的要求;4)重要控制结点的选择,应考虑城市化水平、人口分布、资源分布、生产力布局、自然地理条件等众多因素的影响,一般应遵循如下基本原则:①满足交通运输的需求,带动和引导区域经济及城市化发展;②最大限度地吸引交通流,提高运输通道的使用效率;③路线走向的选择应与区域的整体规划相协调。5路线走向方案的初步拟定根据初步论证拟定的路线起终点、中间重要控制点初步拟定路线走向方案。1)对平原区公路,一般可在1:10万、1:5万地形图上初步研究可能的路线走向方案,经筛选和调整,确定外业踏勘方案,并在1:5万或1:1万地形图上进行方案研究。2)对山岭区公路,除在1:10万、1:5万地形图上初步研究可能的路线走向方案外,宜考虑利用遥感地质影像图、卫片、航片等,采用数字地面模型技术,建立区域三维模型,对山脉走向、河谷、盆地等重要地形特征进行研究,综合考虑路网、主要控制点、工程规模等因素,初步拟选可能的路线走向方案,确定外业踏勘的方案,并在1:5万或1:1万地形图上进行方案研究。6路线踏勘对于初步选定的路线方案,应充分征求地方政府意见,对区域内的地形条件、地质条件等自然环境和社会环境进行踏勘,现场核实和研究,反复调整,通过初步分析筛选,提出有比选价值的路线方案,进行路线方案综合比选。6.2.5路线方案的综合比选应采取定性与定量相结合的原则从以下几个方面进行分析论证:1路线走向方案应符合公路网规划的要求,路网结构应合理,与沿线城市路网规划的衔接应协调;2最大程度地带动区域经济的发展,形成有效的辐射影响范围;3与自然环境和社会环境相协调;4进行工程数量和工程投资估算比较,并对大型构造物等控制性工程的建设条件进行分析,降低工程造价,节约工程投资,方便施工;5对所经区域地形地质条件、不良地质分布、筑路材料和运输条件、施工场地布置、施工便道、地方政府支持力度等方面进行评价和比较;-21-
《公路路线设计细则》(总校稿)6最大限度地满足区域交通需求,吸引地方交通,充分发挥公路的整体运营效益;7地方政府及相关部门对路线方案选择的意见和建议。6.2.6预可行性研究报告中路线走向方案选择编写题纲要求如下:1路网布局分析和拟建项目路线走向方案研究的范围①公路网规划中对拟建项目的规划;②研究项目的功能定位;③路线走向方案研究的区域范围。2路线走向方案布设的基本原则及控制路线走向方案的因素分析;3路线走向方案研究的方法;4项目起终点的拟定及分析论证;5初选可能的路线走向方案;6路线走向方案的综合比选;7推荐路线主要控制点及路线走向方案。6.3工程可行性研究阶段的路线走廊方案研究6.3.1工程可行性阶段路线方案研究的步骤:1在预可行性研究阶段的基础上进行社会环境、建设条件和自然条件等的补充调查;2在预可行性研究阶段提出的路线走向方案基础上,通过对控制路线走廊方案布设主要因素的进一步分析,拟选可能的路线走廊方案;3对提出的路线走廊方案,应进行必要的实地踏勘和专业调查,并听取有关部门意见;4对不同的路线走廊方案进行概略总体设计,估算工程数量,进行投资估算;5通过路线走廊方案比选论证,提出推荐方案。6.3.2工程可行性研究阶段路线方案研究应补充调查、勘察的主要工作内容:1补充和加深对项目社会环境和建设条件的调查1)调查项目影响区域社会经济、综合交通运输现状及发展规划;2)沿线城镇总体规划、土地利用规划、沿线重大建筑物、农田、水利设施、环境保护设施、电力设施、旅游、文物古迹保护区的调查,进一步分析控制路线走廊方案布设因素,与当地有关主管部门协调,取得地方政府及相关部门的正式书面意见。2补充和加深对项目自然条件的调查、测量和工程地质勘察。1)自然条件调查工程区域沿线的自然条件调查包括:地形、地貌、气象、水文、地震、工程地质、水文地质、不良地质及特殊性岩土等基础资料。2)工程地质勘察工程可行性研究阶段地质勘察的目的和任务是进一步了解项目区域工程地质特征,查明工可路线走廊方案的一般工程地质条件及控制性工程方案的主要地质状况,为拟定路线走廊方案、桥位、隧址工程的比选及编制工可报告提供地质资料。-22-
《公路路线设计细则》(总校稿)工程可行性研究地质勘察应采用遥感解释和工程地质调绘(1:5万或1:1万)的方法进行,对路线走廊区域内不良地质地段、特殊岩土和控制性工程应补充进行必要的地质勘察,基本查明全线的地质状况。工程地质勘察的内容和深度要求按照《公路工程地质勘察规范》执行,调查勘察成果应形成项目工程地质勘察专题报告。6.3.3工程可行性阶段路线走廊方案比选1路线走廊方案研究应在预可行性研究成果及初步评估意见的基础上,针对初步论证拟定的路线走向方案和起终点、中间重要控制点,充分听取沿线地方政府、交通主管、城市规划、环境保护等部门对路线方案的意见和建议,在1:1万(或1:5000)地形图上进行走廊方案布设并进行研究分析,经优化、筛选、论证,选择路线走廊方案和比较方案。2工程可行性研究阶段应对不同的起终点方案从路网衔接的合理性、满足交通需求、工程投资规模等方面进行分析比较,合理确定路线的起终点。3路线走廊方案的研究应坚持全面、协调、可持续的科学发展观,充分利用有利地形,尽量绕避不良地质地段,考虑安全、环保、保护农田和水资源等因素,选择线形均衡、纵坡平缓、行车安全与环境相协调的方案,具体选线原则可参照第七章执行。4应根据选择的路线走廊方案和比较方案各专业进行现场踏勘和必要的勘察工作,并与地方政府所属规划、交通、水利、土地、环保、铁路、机场、军事设施、文物等部门及相关单位就路线走廊、重要桥梁、隧道方案及互通式立交的设置等重大事项作进一步协调,基本确定路线走廊方案。5路线走廊方案的综合比选应采取定性与定量相结合的方法进行比较:1)路网结构布局合理、路线顺直;2)带动地方经济发展,方便区域交通出行;3)建设条件(地形条件、工程地质条件、建设环境及施工难易程度等);4)环境影响和占用农田;5)主要工程数量和投资规模;6)路线平纵面设计总体技术指标;7)公路养护、综合管理及运营效益;8)地方政府及民众意见。6根据不同的路线走廊方案的工程数量,估算工程投资。根据不同的路线走廊方案,在1:1万地形图(大型控制性工程可采用1:5000地形图)上进行概略总体设计,包括:路线、路基路面、桥涵、隧道、立交、交通工程及沿线设施等,估算工程数量,进行投资估算。6.3.4工程可行性研究报告中路线走廊方案选择的编写提纲要求如下:1预可行性研究阶段的路线走向方案研究过程、初步研究结论及预审意见;2区域路网规划布局分析;-23-
《公路路线设计细则》(总校稿)3路线起终点论证;4建设项目与沿线主要城市的连接方案论证;5路线走廊方案布设的主要控制因素分析;6路线走廊方案的拟定和比选;7路线走廊方案综合选定;8推荐路线走廊方案及主要控制点;9推荐路线走廊方案主要技术指标及工程规模。-24-
《公路路线设计细则》(总校稿)7选线、定线7.1一般规定7.1.1选线、定线的主要内容公路选线工作应贯穿于公路工程初步设计、技术设计和施工图设计各个阶段,并随着设计阶段的进展由面到带、由带到线、由线到点,逐步加深。1初步设计阶段应根据批复的可行性研究报告、测设合同的要求,收集有关基础资料,拟定选线原则,确定路线设计方案。1)收集以下基础资料:①各种比例尺的地形图、卫星像片、航摄像片及已有勘测设计资料;②工程可行性研究阶段的地质、环境等评估报告;③路线经过地区的地质、水文、气候等有关资料;④路线经过地区的城镇、工矿、公路、铁路、航空、水利建设和规划资料;⑤村镇、建筑、管线等分布资料;⑥环境分区和环境敏感区(点)及动、植物保护区的分布资料;⑦动物迁徙路径和日常穿行的通道资料;⑧文化、文物遗迹资料;⑨土地资源及自然风景点分布资料;⑩料场分布资料。2)对工程可行性研究阶段的推荐走廊带进行研究,提出推荐的路线方案;3)基本确定路线起、终点的平面位置和纵断面衔接关系;4)基本确定一般路段的平面和纵断面设计方案;5)基本确定特殊路段的平面和纵断面设计方案;6)基本确定大型构造物路段的路线平面和纵断面设计方案。2技术设计阶段技术设计阶段应根据初步设计批复意见、测设合同的要求,进一步修改完善选线原则,重点解决初步设计中未解决的重大、复杂技术问题,并完成以下工作内容:1)根据路线方案分析比较结果,对初步设计推荐的路线方案进行优化调整,确定路线方案;2)对于关系到路线方案的重大技术问题应反复比较,按照施工图要求的深度进行放线,确定路线的具体位置。3施工图设计阶段施工图设计阶段应根据初步设计或技术设计的批复意见、测设合同的要求,审定选线原则,确定路线方案。1)对初步设计阶段或技术设计阶段推荐的路线方案进行核查、审定,确定路线方案;2)确定路线起、终点的平面位置和纵断面衔接关系;3)完成一般路段的平面和纵断面设计;4)完成特殊路段的平面和纵断面设计;-25-
《公路路线设计细则》(总校稿)5)完成大型构造物路段平面和纵断面设计。7.1.2公路选线应根据设计阶段采用相应的工作方法。1初步设计阶段应将所收集资料进行归纳整理,展布在选线所需的不同比例尺地形图上,并根据公路等级选用现场定线、纸上定线或三维互动定线。1)二级、三级、四级公路一般可采用现场定线,有条件时宜采用纸上定线,地形受限时应采用现场定线与纸上移线、现场核查相结合的方法;2)高速公路、一级公路应采用纸上定线与现场核查相结合的方法;3)高速公路、一级公路及景观要求高的公路宜采用计算机三维互动定线并现场进行核查。2技术设计阶段应在初步设计收集资料的基础上补充收集技术设计所需的基础资料,测量影响路线线位的控制点和控制断面,采用纸上定线并进行现场核对。3施工图设计阶段应进一步补充收集基础资料,测量影响路线线位的控制点和控制断面,根据控制要素进行纸上定线并现场核对、测量放线并根据需要进行动态调整。7.2选线、定线原则7.2.1初步设计阶段1应全面了解掌握路线所经区域城镇布局和经济发展规划,路线方案选择应以最大限度地带动区域经济发展,创造最大经济效益为目标。2公路路线方案选择应与其他铁路、水运、管道等各种运输方式协调、互补,发挥最佳的综合运输效益。3针对路线所经区域的自然生态环境、地形、地质等条件,按拟定的控制点由面到带、由带到线、由浅入深、由整体到局部进行比较、优化和论证。4应根据公路功能和使用任务,全面权衡、分清主次,正确处理影响控制点的诸多因素之间的相互关系,并注意因局部难点的突破引起主次关系变化对整体带来的影响;5对路线所经区域、走廊带及其沿线的工程地质和水文地质应进行深入调查、勘察,对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等不良工程地质地段应视其对路线的影响程度,论证比选采用绕避或穿越方案;当采用穿越方案时,应选择合适的位置,采用最短路径通过,并采取切实可行的工程措施;6公路选线应充分利用建设用地,严格保护农用耕地;7公路选线应与自然景观相协调,保护生态环境,尽量远离稀有动植物保护区,避免切断动物迁徙通道,无法避免时,应设置足够数量的动物通道或天桥;8高速公路、具有干线功能的一级公路通过作为路线控制点的城镇时,应与城市发展规划相协调,宜与城市环线或支线相连接;新建的二级、三级公路应与城镇周边路网布设相协调,不宜穿越城镇;9选线工作应从三维角度考虑公路的平、纵、横立体线形的组合与合理搭配,并考虑挖方材料的利用和取、弃土场的分布;10不同标准路段之间的过渡应考虑平、纵线形的渐变性;路线起、终点前后路段应合理衔接。-26-
《公路路线设计细则》(总校稿)7.2.2技术设计阶段技术设计阶段应针对特长隧道、特大桥梁和特大地质灾害及特殊地基等工程,进一步补充完善初步设计阶段的各种资料,重点补充地质资料,特长隧道隧址、桥梁基础尽量选在地质情况良好的位置。其原则如下:1特长隧道应尽量避免穿越复杂的工程地质和水文地质等不良地质地段;若须通过时,应有切实可行的工程措施;隧道洞口应避免设置在滑坡、崩塌、岩堆、危岩落石、泥石流等不良地质及排水困难的沟谷低洼处或不稳定的悬崖陡壁处;避免在隧道洞口形成高边坡和高仰坡;2当隧道的长度和位置与隧道进、出口路段技术指标和工程规模等关系密切、敏感时,应再次进行大范围的路线方案核定,不可遗漏任何可行的隧址方案;3隧址位置应有利于通风口和出渣口的设置,在不影响整体使用功能和不过多降低线形指标的前提下宜充分考虑施工及运营等综合因素;4特大桥梁桥址线位与河流交叉关系应满足通航和泄洪的要求;特大桥梁桥址线位应综合考虑桥头两端的引道设置,不可遗漏任何有价值的方案;5桥梁的线形应与桥址周围环境相融合,在不过多增加桥梁设计、施工难度和费用的前提下应考虑采用优美线形,提高桥梁的整体美观效果;6路线布设应有利于特大地质灾害、特殊地基的处理和整治。7.2.3施工图设计阶段施工图设计阶段选线、定线应以线位的优化、细化为核心,坚持以下原则:1对初步设计阶段(或技术设计阶段)推荐的路线方案应进行全面核查、审定,当有较大幅度的线位调整时,应遵循7.2.1条原则重新确定路线方案;2路线线位的优化和调整应确保路基横断面、路基填土高度、边坡高度和坡率的合理布设和支挡防护工程的安全可靠,并考虑土石方数量的综合平衡;3路线起、终点的平面和纵断面设计应前后延伸至少两个平曲线,并进行同深度测量,确保接线准确并无遗留问题;4重点复杂路段应事先测量路线控制点、纸上精确定位、现场放线逐桩核查,确保线位合理。7.3选线、定线要点7.3.1平原微丘区平原微丘区城镇、居民点、工业区稠密,土地资源宝贵,河流水网发达,公路、铁路及管线等交通运输设施密集,路线方案应根据拟建项目的功能和性质合理布设,其要点如下:1路线宜短捷、顺直,转角应控制得当,曲线长度搭配均匀,平纵技术指标均衡,当采用较小指标时,应注意线形的渐变过渡;避免采用长直线;2路线应尽可能采用较高的平纵面技术指标,在满足路基最小填土高度、桥涵建筑高度的情况下,应适应地形起伏,尽量降低路基高度,节省工程造价;3公路选线、定线应针对路线沿线社会环境、生态环境的区域性质,按照《公路环境保护设计规范》的规定分别采取相应的环境保护措施;1)公路选线、定线应绕避居民饮用水源区、珍稀动植物栖息地及生长区,宜避让主要农作物生长区、果园、苗圃及自然保护区。如无法绕避时应采取相应的保护治理措施。2)公路选线、定线应绕避学校、医院、养老院等敏感区,宜绕避居民小区、-27-
《公路路线设计细则》(总校稿)房屋密集的村镇,如无法绕避时采取相应的保护防治措施。3)公路选线、定线应综合考虑桥涵、交叉、通道等构造物设置的条件,充分利用有利地形,降低路基高度,减少取土数量,取土坑应尽可能选择在荒山荒坡上,如必须在公路两侧取土时,应做好复垦改造设计。4路线布设应尽量少占耕地,避免切割大块良田,节约土地资源;5路线宜采用大半径平曲线绕避障碍,保证路线顺直流畅;路线绕避山嘴、跨越沟谷或其他障碍时,宜使曲线交点正对主要障碍物,使障碍物在曲线的内侧并采用较小的偏角;若曲线半径不大,视距受限时,曲线交点与障碍物宜错开,保证视距要求;6路线平面位置的布设应有利于交通组织和地方路网功能的发挥,对于相对发达、密集的路网,可结合各条道路的等级、交通量及重要性归纳整理,适当合并,减少路网与拟建项目交叉次数;7合理确定与被交叉道路的交叉形式。当两条路为平面交叉时,应根据主路优先的原则选择路线的位置;当两条路为立体交叉时,应根据纵段面前后的线形综合考虑上跨或下穿形式。8路线应尽量避绕城镇密集区,路线与城镇边缘的距离要合理,既要为城镇的发展预留足够空间,又要方便居民出行。1)路线选择应绕避城镇规划用地和备用水源地;2)当条件受限路线必须从城镇密集区附近通过时,布线应注意以下事项:①路线平面布置应与城镇周边路网协调,利于城镇路网衔接,纵断面避免出现“阻断、隔离”现象;②高速公路选线时宜考虑设置集散道路,纵断面宜优先考虑高架桥方案,以利于城镇的拓展延伸,其次宜考虑低填或浅挖方案,以利于设置跨线构造物。9在河网区布线时,应根据灌溉渠、排涝渠和自然沟、河的组成及其比降小、流速缓慢的特点,对河网进行归纳整理,分清主次关系,合理布设路线位置。1)有条件时可合并小型沟、河,以减少构造物数量,降低路基填土高度,减小工程规模,节约工程造价;2)特大桥是路线基本走向的控制点。大桥原则上应服从路线总方向,应综合考虑桥、路线形组合设计。桥位中线应尽可能与洪水的主流流向正交,桥梁及其引道宜采用直线,位于直线上的桥梁,两端引道设置曲线时,应使桥梁与引道的线形合理组合,使路线视野开阔,视线诱导良好。当条件受限时,也可设置斜桥或曲线桥;3)中、小桥和涵洞位置应服从路线走向,当桥轴线与洪水流向的夹角小于45°或河沟过于弯曲时,可采取改河或改移路线,调整桥轴线与流向的夹角,避免过分增加施工困难和加大工程投资;4)当河流有通航要求时,路线应选择在河道顺直、岸坡稳定的河段跨越,纵断面应考虑足够的通航净空;5)对于泄洪能力要求高的河流,路线应选择在河道通畅、顺直、稳定的河段通过,当路线为曲线时,宜使曲线的凹面正对水流方向,路线与河流的夹角宜为90°或接近90°,纵断面设计应考虑救援、抢险通道的净空需求。10路线与各种管网管线相交或平行时,应满足相关行业标准规范的规定。-28-
《公路路线设计细则》(总校稿)原油、天然气输送管道与高速公路、一级公路相交时,应采用下穿方式,埋置地下专用通道;与二级、三级、四级公路相交时,应埋置保护套管,埋置深度除满足相关行业规定外,还应符合《公路桥涵设计通用规范》有关规定,并按所穿越公路的车辆荷载等级进行验算,穿越公路的保护套管顶面距路面底层的底面不应小于1.0m。7.3.2丘陵区丘陵地区路线应充分利用有利地形,根据地形起伏,考虑平、纵面配合,以曲线定线为主,布设优美流畅的线形。其要点如下:1当地形开阔布线条件理想时,路线技术指标应选择中偏高水平;当地形起伏较大布线条件相对较差时,指标可选择中偏低水平;2对于山体外形不规则、分布凌乱的丘陵地形,应首先确定地形控制点,初步拟定路线布设位置,然后进行局部调整;对构造物数量、规模及土石方数量影响较大的地形应充分利用,可采用适当偏高的路线技术指标;当采用小半径曲线时,应注意前后线形的过渡;3对于山体外形规则、坡面顺滑舒展、分布错落有致的丘陵地形,应充分利用各类曲线要素组合搭配布线。根据山体的自然条件,可采用曲线定线手法,选择整体式、分离式或高低错落式路基等,使路线适应地形变化,与自然相融合;4对于宽浅河川式丘陵地形,宜选择沿河堤布线,路堤兼做防洪堤,减少通道设置数量;也可沿山脚布线,避免切割农田;也可距山脚一定高度的坡面布线,减少民房拆迁等;合理利用既有道路;5丘陵区固有的地形特点为公路景观设计提供了有利条件,在选线中应充分利用有利地形,将公路美学设计贯穿于选线的全过程。1)优美的线形是公路自身景观设计的基础,选线过程中在不过多增加工程造价的前提下应把握以下要点:①曲线是美的主要元素,在丘陵区的选线过程中应尽量提高曲线比例;②各曲线半径应分布均匀,避免突变;曲线长度搭配合理,不宜设置短曲线;平纵配合力争做到一一对应;凸曲线半径尽量选用较大值,以消除线形自身视觉缺陷;③横断面可采用半分离、完全分离、高低错位甚至左右幅路基交叉换位等多种形式。平面位置的确定宜考虑为路基边坡形态模拟周围环境创造条件。2)路线沿线景观分自然景观和人文景观,首先应按景观重要性进行分类排序,对自然景观、风景名胜、文化遗址、民俗风情等重要景点应采取绕避、保护等相应的措施;①选线过程中应最大限度地维护丘陵区的主要地形走势,不宜改变区域固有的地势特点,当无法避绕而产生改变时,路线布设应有利于修复和模拟还原自然形态;②对于具有代表性的重要景观,路线位置的布设应适当把握空间关系。对于规模宏大的景观,路线布设应远离景区,给观赏者提供足够的视野;对于点式景观,路线位置宜适当靠近。3)公路景观是动态景观,在路线布设完成后,应采用三维设计系统对道路的总体景观进行检验,对不协调和考虑不周之处应进行修改完善,使公路真正地融入到自然景观之中。-29-
《公路路线设计细则》(总校稿)6丘陵区公路选线主要是对生态环境和自然环境产生影响。选线时应注意以下事项:1)丘陵区的地形条件特点使路线的方案具有更多的选择余地,线位布设应尽量绕避生态敏感区(植被茂盛区、物种分布连续区以及独特珍惜物种分布区),尽量减少破环和切断生态链;2)精心布设平、纵线位,合理控制填、挖高度,严格控制土石方数量,从源头解决水土流失问题;3)纵断面布设应考虑土石方综合平衡。①如果挖方材料品质较好易于利用,则纵面设计应采用填挖基本平衡原则,考虑土方调配的因素,挖方与填方的比例应控制在6:4左右;②如果挖方材料品质差不能作为路基填料,则纵面设计应采用挖方大于填方的原则,填、挖方的比例应根据弃方和借方的费用综合比选确定。4)慎重选择弃土场位置,并采取有效的水土保持措施。7丘陵区土地资源珍贵,选线时应采取必要的措施,少占或不占农田。1)线路宜靠近山坡,应少占耕地不占良田,但应避免因靠近山坡过多增大工程量。应做出不同的路线方案,征求地方政府意见后,综合比选确定;2)当线路通过个别高台地或山鞍时,应结合地质、水文条件,进行深路堑与隧道方案的比选;3)当线路跨越宽阔沟谷或洼地时,应按照节约用地的要求进行高架桥与高填路堤方案的比选,并将占地指标作为比选的重要内容;4)应根据流量要求,结合灌溉系统设置相应的桥涵,避免引起水害,冲毁或淹没农田;5)应充分利用丘陵区丰富的石材,合理选用护坡、挡土墙等防护方案,收缩坡脚减少占地数量。8路线布设应避开动物迁徙路径和日常穿行通道分布密集的区域,避免穿行、切割动物日常集中活动区;无法绕避时,应结合便利性和隐蔽性,设置动物天桥和穿行通道。7.3.3山岭区山岭地区公路选线应根据公路功能和性质,结合地形、地质、环境等自然条件,分别针对沿溪(河)线、山脊线、山腰线或越岭线等采用灵活的布线方式,选线要点如下:1布线原则1)一般公路①展线路段路线纵坡应尽量接近平均坡度,以争取高度,若无特殊理由,一般不应采用反向坡度,不应无谓地展长路线;②一般应从垭口控制点向山脚展线,当受山脚的控制点(如高桥)控制时,也可由山脚向垭口展线。2)高速公路、一级公路①应根据山岭区地形特点对所要采用的技术指标进行研究定位;②根据走廊带的自然、社会等综合环境状况对路线具体走向进行定位;③对控制路线走向的特长隧道、特大桥梁、互通立交等构造物的具体位置和设置形式进行由面到点、由点到面反复推敲论证;④对长大纵坡的设计应进行总体布局,综合考虑安全措施的设置。-30-
《公路路线设计细则》(总校稿)2沿溪(河)线(二级及二级以下公路)沿溪线路线的选择应着重解决好河谷选择、河岸选择及具体位置的选择等三大问题。1)河谷选择河谷选择是确定路线走廊的基础,在定线阶段应对路线走廊所确定的河谷进行水系分布、水文、地质、地形、自然环境、人文环境、土地资源等进行核查,如果存在影响路线方案的重大问题,应重新进行河谷走廊的选定工作。河谷的选择应注意以下要点:①河谷走向应与路线走向基本一致,偏离路线走向的河谷应及早放弃;②应注意选择两岸开阔、地质条件较好、纵坡及岸坡较平缓的河谷;③当河谷上下游纵坡相差较大时,应根据定线的平均坡度,处理好上下游的衔接;④应避免选择人口密集、土地资源珍贵、自然景观秀美的河谷作为路线走廊。2)河岸选择对于所选的河谷,应结合地形、地质、水文,农田及城镇分布情况,选择有利的一岸定线。当有利的岸侧分布在河谷两侧时,应注意选择有利的地点跨河换岸。选择河岸时应考虑以下主要因素:①地质条件a如遇不良地质时,应进行不良地质评估,对跨河绕避与综合整治方案进行比较确定;b在山区河谷中,如山体为单斜构造,路线宜选择山体稳固、逆层的一岸;c两岸均有不良地质分布时应进行设置高架桥、隧道及不良地质的治理等多方案综合比较确定路线布设位置。②地形条件a当河谷两岸地质条件较好或差异不大时,路线应选择在地形平坦顺直、支沟较少和不受水流冲刷一岸的阶地上;b当需要展线时,应选择在支沟较开阔,利于展线的一岸。③农田及城镇分布条件a路线一般应选择在居民点和工矿企业较多、经济较发达的一岸,以便于为地方服务,但为避免大量拆迁民房和不妨碍城镇发展等原因,也可能需要绕避,此时应根据具体情况进行比选;b土地稀少、珍贵是河谷地带最为突出的问题,选线中应参照7.3.2第7条。3)洪水位的考虑路线位置一般应避免路基直接遭受洪水侵蚀,当无法避免时应采取切实可行、安全可靠的防护措施。路线设计高程距洪水位的高度应预留足够的安全高度(0.5+h),安全预留高度h应包括河道沙石淤积高度、急弯处水位由于离心作用的抬升高度等。4)线位的选择①当河谷较开阔,横坡较缓且地质良好时,路线位置应设在不受洪水冲刷的阶地上;②当河谷狭窄,横坡较陡,且地质不良时,路线宜避开山坡,并与外移建桥(顺河桥)方案比选;③当河谷弯曲时,可根据山嘴或河湾的实际情况,采取沿河绕行或取直方案。a路线遇到山嘴时,可采取沿山嘴绕行或以隧道取直方式通过,当两种方案-31-
《公路路线设计细则》(总校稿)的工程量较接近时,一般宜采用隧道取直方案;b当路线遇到河湾时,可选择沿河绕行、建桥跨河及改移河道等多种方案,并应通过技术经济比较确定。3沿溪(河)线(高速公路、一级公路)沿溪线高速公路、一级公路选线可参照二级及二级以下公路的选线要点执行,同时应注意以下问题:1)线位与村镇关系的处理在狭窄的河道两岸分布有村镇时,路线布设应尽可能远离村镇,减少对居民的声、水及光污染,减少房屋拆迁。①泉水或地下水是山区居民主要的饮用水源,路线应布设在村庄周围地势较低的一侧,避免污染饮用水源;②路线布设应考虑汽车灯光污染,当线形为右偏曲线时路线应布设在村庄左侧,当线形为左偏曲线时路线应布设在村庄右侧,如果条件不允许时,则应采取栽植遮光林等遮挡措施;③路线布设应尽量避免或减少对当地居民出行的干扰,应避免村庄被围在山凹之中,如无法避免时,应设置通道或高架桥保证居民出行;④线位选择应避免大规模的拆迁安置。2)傍山隧道的线位选择傍山隧道方案具有提高路线线形指标、绕避不良地质、减少土方开挖数量、保护自然环境等诸多优点,在沿溪线中广泛采用,布线时应注意以下要点:①线位应尽量向山体内部偏移,以减少隧道偏压,当路线沿溪右侧(相对于路线前进方向)布设时,隧址段线形宜采用左偏曲线;反之,宜采用右偏曲线;②隧址段平面线形宜采用灵活的布线方式,以适应洞外线形衔接的需要。如果洞口段地形狭窄,宜采用小间距隧道形式,以减小洞外工程规模;③长隧道、特长隧道平面线形布设在确保隧道不受偏压的情况下,可将线位外移,为隧道侧向通风方案和侧向逃逸、救援方案提供条件;④在有条件时,宜采用半路半隧的形式,以节约工程造价。3)跨河换岸的位置确定①跨河换岸宜选择在河道主河槽稳定、两岸边坡稳定、桥址处无隐伏的地质断裂带、地质条件良好的位置;宜使路线与河流接近正交,桥梁最短;②两岸的线形布设应有利于洪水迅速宣泄;③当路线与河道交角较小时,路线纵断面必须充分考虑洪水位变化的影响,确定桥梁起点、中心及终点等多处位置的洪水控制标高和路线设计标高。4)互通式立交①互通式立交是沿溪线的重要控制点,应进行多位置、多方案的论证比选;②互通式立交位置的选择应与环境相协调,与自然景观有机结合,避免破坏自然环境和景观;③立交区主线平纵面应具有良好的通视条件;④互通式立交形式应灵活多样,可根据地形条件采用分体式、变异式等多种形式,在充分论证的前提下灵活掌握立交的线形指标。5)横断面形式沿溪线应采用灵活的断面形式适应地形需要,具体应注意以下要点:①根据地形条件可采用纵向分离式路基,以减少路基上边坡的开挖高度和下边坡的填筑高度,线位布设应适度把握左右线分离距离和纵断面分离高度;-32-
《公路路线设计细则》(总校稿)②分离式路基可采用沿河两岸布设,也可采用左右线交叉换位的布线方式,以减轻对沿线自然景观的破坏;③岸坡陡峻、河道狭窄的路段可采用半桥半路基或半隧半路基的横断面方式,减少对山体的开挖和减少路基对河道泄洪断面的挤压;④河谷宽度仅允许布设一侧路基且傍山隧道布设条件困难时,路线线位布设可采用左右幅叠加的高架桥方案。6)土方平衡①如河谷内有大量的填方材料可供利用,应采用多填少挖的布线方式,减少挖方数量以减轻对自然环境的破坏;②如河谷内天然填方材料较少,挖方材料适合于再利用,应采用填挖平衡的布线方式;③如河谷内天然填方材料较少,挖方材料不适合再利用,应采用多挖少填的布线方式。4越岭线(二级及二级以下公路)越岭线布设要点:1)选择越岭垭口①选择标高较低、靠近路线短捷顺直的垭口;②选择山体较薄的垭口;③选择地质条件较好的垭口;④选择展线条件较好的垭口。2)选择越岭标高①越岭标高应根据路线等级、越岭地段的地形、地质以及两侧展线方案、过岭方式等因素选择确定;②选择标高应使引线和隧道总的建筑费最小;③越岭隧道的标高与长度的选择,除应考虑垭口标高,地形、地质条件外,还应考虑交通组成与交通量、纵坡限制及隧道施工技术水平,选择时应进行充分技术经济论证。3)越岭展线①越岭展线应从垭口向两侧(由高向低)放线,避免展线不足或展线过长;②在上游应尽量利用支沟侧谷合理展线,使路线尽早降入主河沟的开阔台地。5山脊线(二级及二级以下公路)1)山脊线布设要点①分水岭的方向不能过远偏离路线总方向;②分水岭平面不应过于迂回曲折,纵面上各垭口间的高差不宜过于悬殊;③控制垭口间山坡的地质条件较好,地形较平缓;④山脊的两侧地形应有利于布设引线。2)控制垭口选择①当分水岭方向顺直,地形平缓时,每个垭口都可暂定为控制点;②如地形起伏较大,变化频繁,各垭口高低悬殊,一般高垭口之间的低垭口即为路线的控制点;③在有支脉横隔的情况下,并排相距不远的几个垭口中选择与前后联系较好的垭口;④选择垭口应综合考虑分水岭两侧山坡的布线条件,通过侧坡选择和试坡-33-
《公路路线设计细则》(总校稿)布线,选择控制点。3)侧坡选择①应选择在坡面整齐、横坡平缓、地质条件好、无支脉横隔的向阳一侧;②在两侧布设条件相近时,应进行综合比较选定;同一侧坡的不同路线方案,可通过试坡布线确定。6山腰线(高速公路、一级公路)山腰线选线应把握以下要点:1)线位的总体布局山腰线的布设应根据地形、地质、环境等因素综合考虑路基、桥梁、隧道等构造物的设置条件,从定性、定量两方面分析研究论证,选择合理的路线总体方案。2)隧址的选择及隧道洞口标高的确定①应在地质测绘和综合地质勘探的基础上确定隧道的总体走向和平面位置,隧道布置应尽量绕避不良地质地段,若绕避增加工程数量过大时,对于中短隧道应采取必要的工程治理措施;对于长、特长隧道宜调整山腰线走向;②应遵循“早进晚出”的原则,合理地选定洞口位置,隧道洞口应避免设在不良地质地段、排水困难的沟底或不稳定的山体处,避免在洞口形成高边坡和高仰坡;③洞口标高的确定应通过山腰线的布设反复调整确定。3)隧道线形的确定①中、短隧道平面线形布设应采用灵活的布线方式与洞口外路线的布设相适应,隧道左、右线的距离可采用等净距、宽净距、小间距、连拱及变化净距等多种形式,满足总体线位布设的需求;隧道左、右线纵断面的布设可采用相同的纵坡、各自独立的纵坡以及左、右线纵断面高低错位布置等形式,与洞外纵面线形相衔接;②长、特长隧道距洞口500~750m以内,平面线形应采用等间距布置形式,左、右线纵断面应采取相同的坡度;洞口内500~750m平纵面线形布设应适应洞外接线需求。4)平、纵面指标的控制①应对展线的坡面进行总体分析研究,合理掌握平面指标,使路线线形与地形相适应;②平面指标除了与地形相适应外还应注意与纵断面指标相适应,对于长大纵坡路段,应采用运行速度对平面指标进行检验,调整平面线形使之与纵面相适应,消除超速行使的安全隐患,对线形难以调整的困难路段可采取以下安全措施:a改善视距,增加线形诱导标志;b增加限速标志,设置减速标线;c在长大坡路段内避免设置特殊构造设施(互通立交、休息区、服务区等);d设置一定数量的避险车道。③当无法避免长大纵坡时,靠近长大纵坡顶部应采用低于平均纵坡的坡度,靠近长大纵坡底部则宜采用高于平均纵坡的坡度,纵断面坡度应从长大纵坡坡顶至坡底由小到大的顺序渐变;④缓坡的设置应根据车辆在长大纵坡上坡路段的行驶特性确定,同时应避免在下坡路段遇到缓坡时驾驶员放松警惕提高车速而发生危险。也可以采用上、下-34-
《公路路线设计细则》(总校稿)纵断面单独设计,在上坡方向设置缓坡而在下坡方向采用平均坡型,减少下坡路段的行驶风险。5)避险车道、爬坡车道、慢行车道的考虑①长大纵坡路段线位选择应考虑设置避险车道的条件,避险车道的位置应根据计算结果、构造物分布、自然条件等综合因素确定;②长大纵坡路段经过论证需设置爬坡车道时,线位布设应考虑设置爬坡车道的条件;③有条件时,长大纵坡路段线位布设可考虑在下坡路段设置慢车道。6)路基形式①当坡面横坡较陡时横断面宜采用高低错位式路基,设置路肩墙降低挖方高度,中央分隔带宽度可按5m左右考虑,左、右幅路基的错位高度一般可按5~8m考虑;②当坡面较缓时经过经济技术比较论证可采用分离式路基,左、右幅路基间的净距一般可为5~12m,左、右幅路基的高差一般可为5~8m,两幅路基之间可采用自然防护;③当左、右幅路基采用不同的纵断面设计方案时,必须考虑左、右幅之间的横向连接(中央分隔带开口),横向连接的间距可按3~4km控制。7)不稳定坡面上的布线要点①对工程危害严重的坡面应考虑绕避方案,如无法绕避则应考虑高架桥方案;②对工程危害程度一般的坡面要坚持低填或浅挖原则,并采取切实可行的工程措施。8)地方道路①对于等级道路应充分利用微地形,选择合适的交叉位置和交叉形式;②与地方道路长距离干扰时,主线的平面布设应为其改造创造条件;③农村道路可充分利用主线过水构造物。9)土方平衡在纵断面的线位布设中应充分研究施工过程中土方纵向调配方案,一般情况下填、挖比例宜控制在(3~4)∶(7~6)。10)施工组织①线位的布设应充分研究项目实施的便利性和经济性,为施工便道的布设创造条件;②线位布设应利用微地形,考虑预留大型构造物的构件预制场地。7.3.4不良地质地貌和特殊地区选线要点1黄土地区1)路线应尽量走在黄土塬、宽谷阶地、平缓斜坡以及比较稳定的沟谷地带,尽量绕避陷穴与冲沟发育的塬边和斜坡地带;2)路线通过湿陷性黄土地区时,应尽量选择湿陷性轻微,地表排水条件较好的地区;3)路线跨越黄土深沟时,应结合地形,降低填土高度。沟谷宽敞,沟坡稳定平缓时,可沿沟坡绕向沟谷上游以降低填高;当沟谷深窄,沟坡陡峻且不稳定,绕线困难,同时沟谷不长,沟底纵坡较陡时,可将线位移向沟脑附近降低填高;4)选线时应对高填与高架桥进行综合比较,工程造价相近时,应尽量采用-35-
《公路路线设计细则》(总校稿)高架桥方案,墩台应选在地基较好的地段;5)选线时应对深挖与隧道进行综合比较,工程造价相近时,应采用隧道方案,黄土隧道应绕避不良地质地段,宜设在土质较好的老黄土层中,并避免偏压。2沙漠区1)微丘区沙漠微丘区地貌特征是:沙丘连绵、此起彼伏、垄低脊宽,丘垄和谷洼相对高差较小。①在地形单调、交通量小、易于超速行驶的该类地区,路线应在保证行车安全的前提下尽量采用较高的技术指标;②两控制点间路线应短捷顺直,转角角度不宜太大,可以多设置直线,但直线长度不宜过长,尽量减少视觉疲劳;③尽量避免小半经曲线,必须设置小半径曲线时,应设置半径由大到小的渐变段。③纵面线形应顺应宏观自然地形之变化,以低路堤为主。2)重丘区沙漠重丘区地貌一般指垄(丘)高陡坡、沙丘叠置、谷深脊窄的地貌。该地貌地形复杂,路线平、纵、横三方面都受到约束。垭口的选定垭口是路线穿越高大复合沙丘群的重要控制点,可能为直线的转点或为路线的交叉点,要注意防止形成视距不良的平纵组合。在依附路线基本走向的情况下,应结合风沙地貌地形状况,选则高程较低、纵坡较小、横段面比较开阔的垭口布线。翻越高大沙丘区段选线A在平面线形上,应尽量使路线走向与主导风向平行或锐角斜交。在此条件下路线纵断面以顺应自然地形之大势为宜,避免高填深挖,尽量保持自然初始地貌。B尽量使填、挖方平衡,在防沙治理工程及时到位的情况下,如果弃方容易,则挖方可略大于填方。3)高大复合型沙笼或沙山之间谷地这类谷地普遍分布着较低沙丘、沙链、小沙垄及粗沙平地,这是该类地形中布设路线最为有利的地形,一般穿越垭口后就是谷地,其布线应把握以下原则:①平面上路线应尽量靠近路线总体控制方向,保持路线的快捷性。②路线合理位置应布设在谷地中心附近。③当谷地宽度较小时,路线应布设在高大沙丘之迎风坡角前,避免将路线设在高大沙丘背风坡角侧,更不能将路线布设在高大沙丘的落沙坡面上。④路线必须穿越高大沙丘背风坡时,应以最短路线长度通过。3)流动沙丘地段①合理绕避严重沙害地段,无法绕避或绕行方案不经济时,则采用避重就轻的方案,减少沙害。②顺应自然宏观地形,不因局部地形变化而影响总体设计。③充分利用各种有利地形,路线应选择在沙害较轻的丘间低地、控制垭口、扇形边缘地带。④路线宜与主导风向平行设置,相交时交角宜小于30°。-36-
《公路路线设计细则》(总校稿)⑤对于微型沙丘可直接穿行,不必绕避。4)固定或半固定沙丘地及植被带①尽量保护各种植被的生存条件。②通过植被区的选线,能绕则绕,不能饶的区段应选植被稀疏的空隙穿过。③通过低矮草本植被及短命植物段落,路基形式以路堤为主,将土方填挖数量减至最少,以利植被保护。④对植被赖以生存的淤积土地、风蚀洼地、盐渍化平地及粗沙地,应予以保护,宜采用低路堤,使其破坏面缩到最低限度。3戈壁区1)戈壁区线形设计可采用较高的技术指标,并保持线形指标均衡,如无法避免采用较低技术指标时,应考虑设置线形渐变过渡段或设置警告标志,以保证车辆行驶安全;2)应利用戈壁区地形变化点,合理设置曲线,减少长直线,减轻视觉疲劳;3)可在中央分隔带和路旁设置人工景点,改善视觉条件。4盐渍土地区1)路线应选择在排水条件良好、地下水位低、含盐量小、盐渍土地段短、地势较高等有利地段通过;内陆盐渍土地区路线宜在砾石带、沙土灌木丛林带通过;冲积平原盐渍土地区路线宜从地下水位较低的干燥地带通过;2)路线应尽量绕避湿盐渍土地区,必须通过时,应将路线设置在地势较高和工程地质条件较好的地段;对一般盐渍土或干盐渍土地区,含盐量较低时,可以路堤通过;3)当降低地下水位有困难时,宜采用抬高路堤的方法通过,路肩高程应考虑冻前地下水位、毛细水上升高度、临界冻结深度和一定的安全值。5冻土区1)路线应绕避富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层地段、冰丘、冰椎、多年冻土沼泽、热融湖(塘)等危害严重的多年冻土区,若难以绕避,应选择分布薄弱、病害较轻、里程短的地带通过,并采取有效的防治措施;2)路线通过山坡时,应选择平缓、干燥、向阳地带,但在山坡较陡、节理发达、风化严重的阳坡选线时,应绕避不良地质地段;3)路线通过丘陵、山岭地区时,宜在融冻坡积层缓坡上部通过,沿河谷定线时,宜在高台地上多年冻土边缘地带通过,应避免沿融区附近的多年冻土边缘地带布线;4)路线宜选择在岩石、卵石土、砾石土、砂和含水量小的粘土、粘砂土、砂粒土等少冰冻土地带通过;在多冰冻土的地层布线时,应避免在腐植土,粘砂土、砂粘土、粉砂地段通过;路线应避免在饱冰、富冰冻土的含冰土层中通过;应绕避厚层地下冰、热融滑坍、热融湖(塘)、冰椎、冰丘、沼泽等不良地质地段;5)路基应采用填方断面,避免挖方、零断面或低填浅挖断面,若条件受限时,尽量缩短零断面、半填半挖及低填浅挖段的长度,在饱冰冻土和厚层地下冰地段,应避免以挖方通过;6)大、中桥宜选在河流的融区地段或基底为少冰冻土的河段,应避免将同一座桥设在融区和冻土两种不同地基上;-37-
《公路路线设计细则》(总校稿)7)隧道应避免穿过地下水发育的地层,洞口位置应绕避热融滑坍、冰椎、冰丘及厚层地下冰等不良地质地段。6软土泥沼区1)路线经过软土和泥沼地区时应首先采用绕避方案,若软土或泥沼范围较小,工程处理方案可靠,工程投资较小时可考虑直接通过;2)路线必须通过软土、泥沼地区时,路线位置应选择在软土、泥沼范围最窄,泥炭、淤泥层较薄,地势较高及取土条件较好的地段通过;3)路线通过软土、泥沼地区以修建路堤为宜,且路堤高度不宜超过极限高度;在利用路堤自重加载处理软土层时,填土高度也不宜大于极限高度;在淤泥和泥炭较厚,沼底横坡较陡,路基处理工程困难地段,应考虑建桥的比较方案;4)对位于河谷或盆地中央部位的软土地带,路线宜选择在土质强度差异不大的边缘地区通过;5)路线通过大范围软土地区时,应避免沿排水管道边缘或湖塘边缘通过。7膨胀土地区1)路线应绕避中等及强膨胀土地区,无法绕避时应选择最短距离通过;2)路线经过膨胀土地区时,宜采用少挖多填的方式通过,尽量减少深长路堑;3)路线遇到垄岗时,应垂直于垄岗方向,并选择垭口较低、较薄地段通过;4)路线跨越沟谷时,宜采用桥梁方式通过。应避免在垄岗处修建浅埋式隧道,无法避免时应采用加固措施。8雪害路段1)路线应绕避频率高、危害严重的雪崩地段,无法绕避时可采用稳定山坡积雪、改变雪崩运动方向、减缓雪崩运动和清除积雪等治理措施,高速公路和一级公路可采用防雪走廊、明洞、隧道等遮挡构造物;2)风吹雪地段,线位应沿与风雪主导风向平行或小于30°交角方向布设,风口段路线尽量以直线通过,如必须设置曲线时应采用凸面迎风曲线;纵断面应尽量采用低路堤线位,路基边坡应采用缓于1:4的流线型边坡,总体布局应考虑储雪场、积雪平台等布设位置;3)丘陵区、山区路线应沿阳坡布线,避开阴冷和易积雪地带;4)路线应避免采用突变和极限指标,超高值不应大于6%。9滑坡地区1)路线应绕避地质条件复杂、治理工程量大、整治困难的大型滑坡,在河谷地段可移至滑坡对岸通过,或在滑动面下适当位置以隧道方式通过;2)对中小型滑坡,应采用安全可靠方式进行治理,路线可在滑坡下部以低填方或其上部以浅挖方通过;3)路线无法绕避滑坡地段(包括有可能产生滑坡的地段)时,应采用安全可靠的工程治理措施,确保施工和运营安全。10泥石流地区1)路线应绕避大型和集中的泥石流地段,当沿河两岸均为泥石流区时,应-38-
《公路路线设计细则》(总校稿)选择泥石流较小的一岸通过,也可多次跨河绕避;若路线无法绕避时,应从流通区或沟床比较稳定、冲淤变化不大的洪积扇顶部以高架桥方式跨越,二级或二级以上公路应选择较大的桥梁孔径并留有足够净高;如高程限制可考虑设置明洞或隧道方案,明洞、隧道应有足够的埋藏深度,洞口应设于泥石流影响之外;2)对于小型泥石流地段,在采用安全可靠的治理措施后,可在沉积区布设线位,且宜采用分散设桥方式通过,不宜采用改沟合并设桥方式。11高烈度地震区1)干线公路应绕避高烈度核心区,难以避开时,路线应选择在最窄处通过;2)路线通过高烈度地震区时,应避开悬崖陡壁、地形复杂和不良地质地区,避免地震诱发的滑坡、塌方、泥石流等次生灾害,路线应选择地基稳定和地下水埋藏较深地区,或地形开阔平缓、稳定的山坡地段;3)路线应绕避活动断层和两个构造线的交汇点。穿过构造带时,应选择在最窄处以正交通过;4)当路线通过土质和岩层风化破碎的陡峻山坡时,应以隧道通过,其洞口应避免设置在岩层松软、崩塌、滑坡等不良地质地段,避免设置傍河隧道及浅埋隧道;5)路线布设应避免出现高填深挖或半填半挖路基,在土质松软地区应采用全填全挖断面;6)桥位应选择在地基良好和河岸稳定地段,若在易液化砂土、粘砂土及软土或稳定性较差的河岸地段通过时,桥梁应与河流正交。12采空区1)路线应绕避采空率高、分布范围广、沉陷严重的采空区,无法绕避时,应选择在易于治理、分布范围窄的地方通过;2)路线通过采空区时应避免设置大型构造物,宜以低填或浅挖路基形式通过;3)总体设计应避免在路线附近设置取土场或弃土场。-39-
《公路路线设计细则》(总校稿)8平面设计8.1一般规定8.1.1公路平面设计应根据汽车行驶性能和行驶轨迹要求,合理地确定各种线形要素的几何参数,保持线形的连续性与均衡性,使线形与地形、地物、环境和景观相协调,并与纵面线形和横断面相互配合。8.1.2高速公路和一级、二级、三级公路平面线形应由直线、圆曲线、回旋线(缓和曲线)三种要素组成;四级公路平面线形可由直线和圆曲线两种要素组成。8.2平面线形要素8.2.1直线1选用直线线形时,应根据路线所处地段的地形、地物、地貌,并考虑驾驶者的视觉、心理状态等合理布设。2直线的最大长度应有所限制。当采用较长直线线形时,为弥补景观单调之缺陷,应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。8.2.2圆曲线1各级公路平面不论转角大小,均应设置圆曲线。圆曲线半径应与行车速度相适应,保证汽车在平曲线上以适当车速安全行驶。圆曲线最小半径按设计速度规定如表8.2.2。表8.2.2圆曲线最小半径设计速度(km/h)1201008060403020圆曲线一般值10007004002001006530最小半径(m)极限值650400250125603015注:①当采用圆曲线最小半径时,应采用大于或等于表8.2.2所列一般最小半径值;当地形条件或其他特殊情况限制时,可采用极限最小半径值;②改建公路工程中利用现有公路路段,设计速度为40km/h的最小圆曲线半径可采用50m;设计速度为30km/h的最小圆曲线半径可采用25m。2在与地形等条件相适应时,尽量采用大半径,但不宜超过10000m。8.2.3回旋线1高速公路和一级、二级、三级公路,当圆曲线半径小于表8.2.3-1不设超高的圆曲线最小半径时,应在直线与圆曲线径向连接处设置回旋线;四级公路的直线同小于表8.2.3-1不设超高的圆曲线最小半径径向连接处,可不设回旋线,应设置超高、加宽过渡段。回旋线的基本公式如下:2rl=A(式8.2.3)式中:r—回旋线上某点的曲率半径(m);L—回旋线上某点到原点的曲线长度(m);A—回旋线的参数,表征回旋线曲率变化的缓急程度。-40-
《公路路线设计细则》(总校稿)表8.2.3-1不设超高的圆曲线最小半径设计速度1201008060403020(km/h)不设超高路拱5500400025001500600350150的圆曲线≤2%最小半径路拱7500525033501900800450200(m)>2%2半径不同的同向曲线径相连接处应设置回旋线。但符合下述条件时可不设回旋线:1)小圆半径大于表8.2.3-1规定时;2)小圆半径大于表8.2.3-2规定,且符合下列条件之一时:a小圆按最小回旋线长度设回旋线时,大圆与小圆半径的内移值之差小于0.10m;b设计速度大于或等于80km/h,大圆半径R1与小圆半径R2之比小于1.5;c设计速度小于80km/h,大圆半径R1与小圆半径R2之比小于2。表8.2.3-2复曲线中小圆临界圆曲线半径设计速度(km/h)12010080604030临界圆曲线半径(m)210015009005002501303回旋线最小长度规定如表8.2.3-3。表8.2.3-3回旋线最小长度设计速度(km/h)1201008060403020回旋线最小长度(m)1008570503525203注:①表中回旋线的长度基于表8.2.2中的极限最小半径,横向加速度变化率为0.6m/s;②四级公路为超高、加宽过渡段的长度。表8.2.3-4高速公路回旋线最小长度建议值设计速度(km/h)1201008060极限最小半径(m)650400250125回旋线最小长度(m)130120100603注:表中回旋线的长度基于表8.2.2中的极限最小半径,横向加速度变化率为0.45m/s。4回旋线长度应随圆曲线半径的增大而增大。当圆曲线部分按规定需要设置超高时,回旋线长度应大于超高过渡段长度。8.3平曲线超高8.3.1圆曲线半径小于表8.2.3-1规定的不设超高圆曲线最小半径时,应在曲线上设置超高。超高的横坡度应根据设计速度、圆曲线的半径、路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定,必要时应按运行速度予以验算。各级公路圆曲线最大超高值如表8.3.1;各级公路圆曲线部分的最小超高值应与该公路直线部分的正常路拱横坡度值一致。-41-
《公路路线设计细则》(总校稿)表8.3.1各级公路圆曲线最大超高值公路等级高速公路、一级公路二、三、四级公路一般地区(%)10或88积雪冰冻地区(%)6注:①高速公路、一级公路正常情况下采用8%;交通组成中小客车比例高时可采用10%;②干燥少雨,常年无冰雪地区圆曲线最大超高值可采用10%。8.3.2二级、三级、四级公路接近城镇且混合交通量较大路段,车速受限时,最大超高值可按表8.3.2执行。表8.3.2街道化程度高时最大超高值设计速度(km/h)806040、30、20超高值(%)6428.3.3当计算的超高横坡度小于路拱坡度时,应设置等于路拱坡度的超高。根据汽车行驶在曲线上力的平衡理论,超高横坡度可按如下公式计算:2Vih=-μ(式8.2.4)127R式中:ih-超高横坡度;V-设计速度;R-平曲线半径;μ-横向力系数。8.3.4超高过渡段1由直线段的双向横坡断面逐渐变到圆曲线段全超高的单向横坡断面,其间必须设置超高过渡段。双车道公路的超高过渡段长度应在选定旋转轴和超高值后按式8.3.4计算。B·△iLC=(式8.3.4)P式中Lc─最小超高过渡段长度(m);B─未设硬路肩的公路,B值为旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m);设有硬路肩的公路,B值为旋转轴至硬路肩外侧边缘的宽度(m)。△i─超高坡度与路拱坡度代数差(%);P─超高渐变率。对未设硬路肩的公路,P为横坡旋转中心轴线与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘之间的相对坡度;对设有硬路肩的公路,P为横坡旋转中心轴线与硬路肩外侧边缘之间的相对坡度。超高渐变率应考虑围绕旋转轴的旋转角速度、美观和路面排水等问题,不宜过大或过小。其取值宜在0.4%~2.0%间变化。从利于路面排水考虑,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。最大超高渐变率按旋转轴位置应不大于表8.3.4之值。表8.3.4最大超高渐变率设计速度(km/h)1201008060403020超高旋转轴中线1/2501/2251/2001/1751/1501/1251/100位置边线1/2001/1751/1501/1251/1001/751/50-42-
《公路路线设计细则》(总校稿)根据上式计算的超高过渡段长度,应取5m的整数倍,且不小于10m的长度。多车道公路的超高过渡段长度按式8.3.4计算后还应乘车道系数:2车道1.53车道2.02超高过渡段的设置应注意:1)回旋线长度Ls应不小于超高渐变段所要求的最小长度Lc。超高渐变段一般应布设在整个缓和曲线内,即LC=Ls;2)若LC﹥Ls,则应修改平面线形,使Ls﹥LC;若无法修改,则将超高过渡起点前移,自直线段开始;3)若考虑线形协调,在平曲线中配置了较长的缓和曲线,并出现Ls>Lc的情况,此时若超高渐变率P≥1/330,则仍可取Lc=Ls;若P<1/330,则超高的过渡应在缓和曲线内接近圆曲线部分的区段内进行,但超高渐变段起点(或终点)处的曲率半径应等于或大于不设超高的最小半径,超高渐变段终点(或起点)处的曲率半径对应的超高值应与圆曲线半径对应的超高值相等;4)四级公路圆曲线段若设有超高,则应设置超高过渡段,超高的过渡宜在超高过渡段的全长范围内进行;5)对线形设计要求较高的公路,应在超高过渡段的起、终点插入一段二次抛物线,使之连接圆滑、舒顺。8.3.5超高过渡方式1无中间带公路无中间带的公路,无论是双车道还是单车道,在直线路段的横断面均采用中线为脊向两侧倾斜的路拱,路面应由双向倾斜的路拱形式过渡到具有超高的单向倾斜的超高形式,外侧应逐渐抬高,其过程中,行车道外侧绕中线旋转,若超高横坡度等于路拱坡度,则直至与内侧横坡相等为止。当超高坡度大于路拱坡度时,可分别采用以下三种过渡方式:1)绕内侧车道边缘旋转,简称内边轴旋转(如图8.3.5-1a)先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成同一单向横坡后,整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转,直至超高横坡值;当硬路肩与相邻行车道路面横坡值不相同时,应在超高缓和段起点之前,先将硬路肩绕其内缘旋转,使硬路肩的横坡值与相邻行车道的路面横坡值达到一致,然后再按前述方法进行旋转过渡;2)绕中线旋转,简称中轴旋转(如图8.3.5-1b)以路中线为旋转轴,使外侧车道与内侧车道变为同一单向的横坡后,整个断面一同绕中线旋转,直至达到超高横坡值为止;3)绕外边缘旋转,简称外边轴旋转(如图8.3.5-1c)先将外侧车道绕未加宽前的车道外边缘旋转,与此同时,内侧车道横坡保持不变并随中线的降低而相应降低,待外侧车道与内侧车道达到同一单向横坡后,整个断面继续绕外侧车道边缘旋转,直至超高横坡值。-43-
《公路路线设计细则》(总校稿)图8.3.5-1无中间带公路的超高过渡方式2有中间带公路1)绕中间带的中心线旋转(如图8.3.5-2a)先将外侧行车道绕中间带的中心线旋转,待达到与内侧行车道构成同一单向横坡后,整个断面再一同绕中心线旋转,直至超高横坡值。此时,中央分隔带呈倾斜状;2)绕中央分隔带边缘旋转(如图8.3.5-2b)将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转,使之各自成为独立的单向超高断面,此时中央分隔带维持原水平状态;3)绕各自行车道中线旋转(如图8.3.5-2c)将两侧行车道分别绕各自的中心线旋转,使之各自成为独立的单向超高断面,中央分隔带两边缘分别升高与降低而成为倾斜断面;三种方式的优缺点与无中间带的公路相似。中间带宽度较窄的(≤4.5m)宜采用方式(1);各种中间带宽度的公路均可以采用方式(2);对于车道数大于4条的公路可采用方式(3)。图8.3.5-2有中间带公路的超高过渡方式3分离式公路分离式路基公路的超高设置及其过渡可按两条无分隔带的道路分别予以处理,超高旋转轴的位置应与设计纵坡线相同。4硬路肩超高方式硬路肩横坡与超高一般宜与行车道一致,确有必要时,可采用不同坡度,当曲线超高小于或等于5%时,其横坡值和方向应与相邻车道相同;当曲线超高大于5%时,其横坡值应不大于5%,且方向相同。硬路肩的超高旋转轴位置为硬路肩内侧边缘。其超高渐变率应控制在小于1/150、大于1/330之间,即渐变段的坡度应在0.3%一0.7%之间,满足排水要求。8.3.6圆曲线半径小于不设超高最小半径时,应在圆曲线范围内设置超高,超高渐变段应在圆曲线起点处达到全超高;桥梁、隧道处的超高设置应考虑安全、排水和施工等要求,隧道内应尽可能避免设置超高,不得已需设置超高时应控制在4%以内。-44-
《公路路线设计细则》(总校稿)8.3.7爬坡车道的超高坡度应按其行车速度确定,超高宜小于主线正常行车道的超高;爬坡车道的超高坡度应不大于表8.3.7的规定,超高横坡的旋转轴应为爬坡车道内侧边缘线。表8.3.7爬坡车道的超高值主线的超高坡度(%)1098765432爬坡车道的超高坡度(%)54328.3.8高速公路、一级公路的纵坡较大处,其上、下行车道可采用不同的超高值。8.3.9超高横坡平缓区的超高设计应尽可能缩短“+2%~-2%”之间(水平)横坡段落的长度。六车道及以上公路宜增设“路拱线”改善“+2%~-2%”路段范围的排水条件(如图8.3.9所示)。图8.3.9增设路拱的超高方式8.4平曲线加宽8.4.1二级、三级、四级公路的圆曲线半径小于或等于250m时,应设置加宽。双车道公路路面加宽值规定如表8.4.1。表8.4.1双车道路面加宽值注:单车道公路路面加宽值应为表8.4.1规定值的一半,长大车辆比重大时可按照特殊车型行车轨迹适-45-
《公路路线设计细则》(总校稿)当增大加宽值。圆曲线加宽类别应根据该公路的交通组成确定。二级公路以及设计速度为40km/h的三级公路有集装箱半挂车通行时,应采用第3类加宽值;不常通行集装箱半挂车时,可采用第2类加宽值;四级公路和设计速度为30km/h的三级公路可采用第1类加宽值。通往农村交通量小的单车道公路,受条件限制时可不加宽。8.4.2圆曲线路面加宽原则上应设置在圆曲线内侧,各级公路路面加宽后,路基应相应加宽。内侧加宽有困难或对其他几何构造设计有较大损害时,可采取内外侧均等加宽的方法。8.4.3双车道公路采取强制性措施实行分向行驶的路段,且圆曲线半径较小时,应按内、外两侧分别加宽,且内侧车道的加宽值应大于外侧车道的加宽值,设计时可按下列方法计算:1当内、外侧行车道中心线对应的圆曲线半径在表8.4.1加宽半径分档的同一区间范围内时,对相应的总加宽值应按内、外侧半径比值计算分配。1RwBn=•B(式8.4.3)2RnBw=B-Bn式中:Bn—内侧车道加宽值(m);BW—外侧车道加宽值(m);B—按半径分档从表8.4.1查得的总加宽值(m);RW—外侧车道圆曲线半径(m);Rn—内侧车道圆曲线半径(m)。2当内、外侧行车道中心线对应的圆曲线半径不在表8.4.1加宽半径分档内时,应以内侧车道圆曲线半径确定总加宽值,其内、外侧车道加宽值按式8.4.3计算。8.4.4加宽过渡段1加宽过渡段长度应采用与回旋线或超高过渡段长度相同的数值。不设回旋线或超高过渡段时,加宽过渡段长度应按渐变率1:15,且长度不小于l0m的要求设置。2加宽过渡方式可采用线性加宽过渡或三次、四次抛物线加宽过渡的方式。一般二级、三级、四级公路宜采用线性过渡;高速公路的曲线段、互通式立交匝道出、入口及收费广场等宽度变化处宜采用三次或四次抛物线过渡,过渡加宽值可按(式8.4.4-1)、(式8.4.4-2)、(式8.4.4-3)计算。1)线性加宽过渡加宽缓和段上任一点的加宽值(Bx)与该点到加宽缓和段起点的距离(Lx)同加宽过渡段全长(L)的比率(K=Lx/L)成正比。Bx=K·B(式8.4.4-1)式中B—圆曲线部分路面的加宽值(m)-46-
《公路路线设计细则》(总校稿)2)三次抛物线加宽过渡加宽过渡段上任一点的加宽值(Bx)可按下式计算:23Bx=(3K-2K)B(式8.4.4-2)3)四次抛物线加宽过渡加宽过渡段上任一点的加宽值(Bx)可按下式计算:34Bx=(4K-3K)B(式8.4.4-3)8.4.5超高、加宽过渡段1四级公路在直线与小于表8.2.3-1不设超高的圆曲线最小半径径相连接处及半径小于或等于250m的圆曲线径相连接处,均应设置超高、加宽过渡段,并应分别按超高和加宽的有关规定计算,取其较大值者,最小应符合渐变率1:15且长度不小于l0m的要求。2四级公路的超高、加宽过渡段应设在紧接圆曲线起点或终点的直线上。受地形条件或其他特殊情况限制时,可将超高、加宽过渡段的一部分插入曲线,但插入曲线内的长度不得超过超高、加宽过渡段长度的一半。不同半径的同向圆曲线径相连接构成的复曲线,其超高、加宽过渡段应对称地设在衔接处的两侧。3四级公路设人工构造物处,因设置超高、加宽过渡段而在圆曲线的起、终点内侧边缘产生明显转折时,可采用路面加宽边缘线与圆曲线上路面加宽后的边缘圆弧相切的方法予以消除。8.5平曲线长度8.5.1公路平曲线长度除应满足设置回旋线、超高、加宽过渡段的需要外,还应保留一段圆曲线,保证汽车行驶状态的平稳过渡。各级公路平曲线长度既不宜过短,也不宜过长。8.5.2当公路转角大于7°时,平曲线一般最小长度应不小于3倍的回旋线长度,平曲线极限最小长度应大于回旋线最小长度的2倍。平曲线最小长度规定如表8.5.2。表8.5.2平曲线最小长度设计速度(km/h)1201008060403020一般值600500400300200150100平曲线最小长度(m)最小值200170140100705040注:正常情况下可采用“一般值”;受地形及其他特殊情况限制时可采用“最小值”。8.5.3当路线转角等于或小于7°时,可通过选择合适的曲线半径、设置足够长度的曲线改善视觉效果,平曲线长度应大于或等于表8.5.2的规定值。表8.5.3公路转角△≤7°时的平曲线长度设计速度(km/h)1201008060403020平曲线长度(m)1400/△1200/△1000/△700/△500/△350/△280/△注:表中△为路线转角值(°),当△<2°时,按2°计算。-47-
《公路路线设计细则》(总校稿)8.5.4平曲线最大长度应能够为驾驶者的心理所承受,不致引起驾驶疲劳。对设计速度≥80km/h高速公路平曲线最大长度按汽车在曲线上行驶的时间进行控制,“一般值”按90s控制,“最大值”按150s控制,如表8.5.4所示。表8.5.4平曲线最大长度建议值设计速度(km/h)12010080一般值300024002000平曲线最大长度(m)最大值5000400033008.6视距8.6.1停车视距主要由两部分组成:(1)驾驶者反应时间行驶的距离;(2)制动距离(开始制动到刹车停止所行驶的距离)。并应增加5~10m的安全距离。计算公式如下:2v(v/3.6)S停=t+(式8.6.1)3.62gf1式中:f1—纵向摩阻系数,依车速及路面状况而定。t—驾驶者反应时间,取2.5s。按照上式计算,路面处于潮湿状态的小车停车视距如表8.6.1。表8.6.1潮湿状态下的停车视距设计速度行驶速度计算值f1规定值(km/h)(km/h)(m)1201020.29212.0210100850.30153.716080680.31105.011060540.3373.27540360.3838.34030300.4428.93020200.4417.3208.6.2高速公路、一级公路的视距采用停车视距。二、三、四级公路应满足会车视距要求,会车视距应不小于停车视距的2倍。受地形条件或其它特殊情况限制而采取分道行驶的地段,可采用停车视距,此时该视距路段对向车辆应通过划线等措施分道分向行驶。停车视距与会车视距不应小于表8.6.2-1的规定。表8.6.2-1公路停车视距与会车视距高速公路、一级公路二、三、四级公路设计速度(km/h)12010080608060403020停车视距(m)2101601107511075403020会车视距(m)----220150806040注:当高速公路中央分隔带对驾驶员视线有影响时,可采用加大平曲线半径使内侧车道在弯道上满足停车视距的要求,表8.6.2-2列出了不同设计速度平曲线半径一般最小值和极限最小值内侧车道的几何视距以及满足停车视距要求的最小平曲线半径值。表8.6.2-2高速公路内侧车道几何视距与对应的平曲线半径设计速度(km/h)12010080平曲线半径/视距极限最小半径/几何视距(m/m)650/114400/90250/71一般最小半径/几何视距(m/m)1000/142700/119400/90-48-
《公路路线设计细则》(总校稿)平曲线半径/停车视距(m/m)2204/2101279/160604/110注:①上表是按照内侧车道中心距护栏2.5m的情况计算的。②当地形限制,平面线形调整困难时,可采取辅助措施满足视距要求,如:改变中央分隔带型式(从波形梁护栏改为新泽西护栏),或者将波形梁护栏向中央分隔带中心移动等。当调整后内侧车道中心距新泽西护栏的距离为3.0m时,对应设计速度120km/h、100km/h、80km/h所要求的最小平曲线半径分别为:1836m、1065m、503m。8.6.3高速公路、一级公路应采用停车视距。在互通式立交出、入口等行车条件复杂区域内,宜满足表8.6.3所列的判断识别视距。表8.6.3判断识别视距设计速度(km/h)1201008060识别视距(m)350~460290~380230~300170~2408.6.4高速公路、一级公路及大型车比例高的二级、三级公路,应按规定的货车停车视距进行检验。货车停车视距计算中的眼高和物高规定为:眼高2.0m,物高0.1m。1货车停车视距应不小于表8.6.4的规定值。表8.6.4货车停车视距坡度修正值设计速度(km/h)12011010090807060504030200245210180150125100856550352032652251901601301058966503520纵42732301951611321069167503520下坡52362001651361089368503520坡61691391109569503520770503520坡02452101801501251008565503520度32301961681401169482614430204226193165138114938060443020上坡(%)518916213611291796044302061331119079594330187594330182下列路段应按货车停车视距进行检查:1)减速车道及出口端部;2)主线下坡段纵面竖曲线半径采用小于一般值的路段;3)主线分、汇流处,车道数减少、且该处纵面竖曲线半径采用小于一般值的路段;4)要求保证视距的圆曲线内侧,当圆曲线半径小于2倍一般最小半径或路堑边坡陡于1:1.5的路段;5)公路与公路、公路与铁路平面交叉口附近。8.6.5双向行驶的双车道公路,应结合地形设置具有超车视距的路段。二级、三级、四级公路的超车视距如表8.6.5规定。表8.6.5超车视距设计速度(km/h)8060403020一般值550350200150100超车视距(m)最小值35025015010070-49-
《公路路线设计细则》(总校稿)8.6.6引道视距1每条岔路上都应提供与行驶速度相适应的引道视距(如图8.6.6所示)。2.引道视距在数值上等于停车视距,但量取标准为:眼高1.2m,物高0。各种设计速度所对应的引道视距及凸形竖曲线的最小半径规定如表8.6.6。表8.6.6引道视距及相应的凸型竖曲线最小半径设计速度(km/h)1008060403020引道视距(m)16011075403020引道凸形竖曲线最小半径(m)10700510024007004002008.6.7通视三角区1两相交公路间,由各自停车视距所组成的三角区内不得存在任何有碍通视的物体(如图8.6.7-1所示)。2条件受限不能保证由停车视距所构成的通视三角区时,则应保证主要公路的安全交叉停车视距和次要公路至主要公路边车道中心线5~7m所组成的通视三角区(如图8.6.7-2所示)。安全交叉停车视距值不应小于表8.6.7的规定。表8.6.7安全交叉停车视距设计速度(km/h)1008060403020停车视距(m)16011075403020安全交叉停车视距离(m)250175115705535图8.6.6引道视距图8.6.7-1通视三角区图8.6.7-2安全交叉停车视距通视三角区8.6.8二级公路以下的等级公路应划分允许超车路段和禁止超车路段;交通量较大的公路宜设置较长、较多的超车路段;中、小交通量的公路可适当减少;地形比较困难的山区,连续弯道和小半径路段宜设置禁止超车标志牌;具有干线功能的对向双车道公路上,宜在三分钟的行驶时间内提供一次保证超车视距的路段,超车路段的总长度不宜小于路线总长度的10%。-50-
《公路路线设计细则》(总校稿)8.6.9公路弯道设计除应考虑曲线半径、回旋线参数、超高和加宽等因素外,还应注意路线内侧有阻碍驾驶员视线的树林、房屋、边坡等影响行车安全的障碍物;路线设计必须检查平曲线上的视距,清除视距区段内侧适当横净距内的障碍物。8.6.10对于公路平面中的暗弯(处于挖方路段的弯道和内侧有障碍的弯道)、纵断面上的凸形竖曲线以及主线下穿式立体交叉的凹形竖曲线等存在视距不足问题的路段,应特别注意行车视距的检查。8.6.11当二级、三级、四级公路达不到会车视距要求,且清除边坡、开挖视距台或加大圆曲线半径工程过大时,可采用设置标志或分道行驶并必须保证停车视距的措施,保证行车安全。8.6.12平曲线内侧及中间带设护栏及其它人工构造物等不能保证视距时,可加宽中间带、路肩或将构造物后移;当挖方边坡妨碍视线时,则应按横净距绘制包络线(视距曲线)开挖视距台(如图8.6.12所示)。8.6.13平曲线上的视距应按汽车沿曲线内侧行驶,以驾驶者视线高出路面1.2m(货车取2.0m),物高采用0.10m,距内侧路面未加宽前1.5m处,汽车轨迹与视距线之间的横净距进行检查。h切除ho计算起b:路面加宽值H=1.2my点一般情况下y=0.1m(岩石)y=0.3m(土壤)1.5mb图8.6.12开挖视距台断面8.6.14平曲线内最大横净距按表8.6.14所列公式计算。详见图8.6.14-1~3。。表8.6.14最大横净距计算公式L>S[图8.6.14-1a]180S不γγ=h=RS(1-cos)设πRs2回LSγ180S回h=RS(1-cos)γ=旋2πRs线L>S>L’[图8.6.14-2]ll"l"2δ=arctg{[1++()]}α−2βα6Rsllh=RS(1-cos)+sin(-δ)(l-l’)122l’=(LS-S)2-51-
《公路路线设计细则》(总校稿)LSb)L701.2550~701.0030~500.75≤300.50表10.2.2-2不同设计车速的车道宽度设计速度(km/h)≥8040~603020车道宽度(m)3.753.503.253.00注:①设计速度为20km/h且为单车道时,车道宽度可采用3.50m;②高速公路为八车道时,内侧车道宽度可采用3.50m。10.2.3车道横坡设置行车道应根据气候和地质条件等因素设置横坡,横坡一般为直线或弧形。不同路面形式的直线段行车道横坡建议值如表10.2.3所示。表10.2.3直线段行车道横坡路面类型横坡(%)沥青混凝土、水泥混凝土1.0~2.0其它黑色路面、规则块石路面1.5~2.5基本规则或不规则块石路面2~3碎、砾石或其它粒料路面2.5~3.5注:①冰雪地区、季节性的大风地区、填挖相间的丘陵地带或森林与开阔相间地区,横坡不宜过大。②对软土地区,考虑路基施工后沉降影响,宜采用较大的横坡。③在多雨地区,宜采用较大的横坡,以利路面排水。10.2.4在特殊路段应增设保持公路服务水平连续性或增进行驶交通安全性的附加车道。附加车道包括:辅助车道、转弯车道、加减速车道、爬坡车道、紧急停车带、避险车道和错车带等。1辅助车道辅助车道用于干线道路控制出入、维护干线两侧交通安全运行以及为商业和住宅发展提供通路,具有多种功能。辅助车道的长度应根据主线设计速度和出、入口的位置确定,并设置必要的渐变长度。辅助车道的宽度应与主线车道宽度相同,二者之间不设路缘带。辅助车道右侧的硬路肩宜与正常路段相同。2转弯车道干线公路交叉口均应设置转弯车道。当转向交通量较小时,也可将铺面的路肩作为转弯车道使用。转弯车道的宽度一般不宜小于3.50m,条件受限时,也可采用2.50m。-75-
《公路路线设计细则》(总校稿)3加、减速车道高速公路、一级公路的互通式立交、服务区、停车区、公共汽车停靠站、管理与养护区等与主线相连结处应设置加、减速车道。加、减速车道的宽度一般宜采用3.50m。加减速车道横断面组成规定如图10.2.4-1所示。设置加减速车道路段,路基应相应加宽,不得占用硬路肩宽度。3.5m(3.75m)土路肩车道加、减速车道硬路肩图10.2.4-1加减速车道横断面组成4爬坡车道高速公路和一级、二级公路的连续上坡路段,当通行能力、运行安全等受到影响时应设置供大型车辆行驶的爬坡车道,爬坡车道的宽度一般宜采用3.50m。爬坡车道的外侧应设路缘带和土路肩(如图10.2.4-2a)。一级公路、二级公路的爬坡车道应紧靠车道的外侧设置,原来供混合车辆行驶的硬路肩部分移至爬坡车道的外侧(如图10.2.4-2b、c)。合流渐变段全宽爬坡车道分流渐变段土路肩m5.硬路肩3.行车道中间带a)高速公路合流渐变段全宽爬坡车道分流渐变段硬路肩宽(供非汽车交通行驶部分)m土路肩3.5硬路肩行车道中间带b)一级公路合流渐变段全宽爬坡车道分流渐变段硬路肩(供非汽车交通行驶)土路肩3.5m行车道3.5m或3.75m3.5m或3.75m宽度一半C)二级公路图10.2.4-2典型爬坡车道(半幅平面)5紧急停车带高速公路、一级公路的右侧硬路肩宽度小于2.50m,应设紧急停车带。其间-76-
《公路路线设计细则》(总校稿)距不宜大于2km,宽度一般为5.0m,有效长度一般为50m,并设置100m和150m左右的过渡段。高速公路、一级公路的特长桥梁、隧道,根据需要可设置紧急停车带,其间距不宜大于750m,如图10.2.4-3。二级公路根据需要可设置紧急停车带,其间距按实际情况确定。6避险车道连续长、陡下坡路段为减轻失控车辆的损失、避免危及其他车辆安全,宜在右侧视距良好的适当位置设置避险车道,避险车道宜修建在主线直线段上合适的位置,避险车道的宽度一般为4~6m,服务车道的宽度一般为3.2m。若需要满足两辆车辆先后进入避险车道,则车道宽度宜为8~10m。7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。10.3硬路肩10.3.1高速公路和一级、二级公路应在行车道的右侧设置硬路肩,硬路肩的主要作用如下:1为机械故障或紧急情况的车辆提供在车道外停车空间;2为避免事故隐患或减轻事故严重性而提供空间;3为驾驶员提供开阔视觉,轻松行驶,避免紧张;4改善挖方路段视距,提高交通安全;5提高公路通行能力,促使车速更趋平稳;6为路面提供结构上的支撑;7最大限度地减少行车道雨水的渗透,减少路面的损坏;对于二级公路还具有以下功能:8为驾驶人员临时停车提供空间;9为道路养护(如除雪、备料等)提供空间;10为行人和自行车提供空间(可能时);11可用于设置公共汽车停靠站(需要时);12改善车辆的横向排列,为车辆的临时占用提供空间。10.3.2各级公路不同设计速度下的右侧硬路肩宽度规定如表10.3.2-1所示。高速公路、一级公路采用分离式断面时,应设置左侧硬路肩,其宽度规定如表10.3.2-2所示。对于有条件的八车道高速公路,应设置左侧硬路肩,便于安全停车。表10.3.2-1硬路肩宽度高速公路、一级公路二级公路、三级公路、四级公路设计速度(km/h)120100806080604030203.0或硬路肩一般值3.002.502.501.500.75———3.50宽度(m)最小值3.002.501.501.500.750.25———注:“一般值”为正常情况下的采用值,“最小值”为条件受限制时可采用的值;-77-
《公路路线设计细则》(总校稿)表10.3.2-2分离式断面高速公路、一级公路左侧硬路肩宽度设计速度(km/h)1201008060左侧硬路肩宽度(m)1.251.000.750.751设计速度为120km/h的四车道高速公路,右侧硬路肩宜采用3.50m;六车道、八车道高速公路,宜采用3.00m.2高速公路、一级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带,其宽度为0.50m。3二级公路的硬路肩可供非机动车交通使用,非机动车交通量较大的路段,亦可采用全铺的方式,以充分利用。4二级、三级、四级公路在路肩上设置的标志、防护设施等不得侵入公路建筑限界,否则应加宽路肩。10.3.3高速公路和一级公路右侧应设置0.5m宽的路缘带,中央分隔带两侧应设置0.50~0.75m宽的左侧路缘带,路缘带应计入路肩或中间带的宽度范围。10.3.4硬路肩应设置适当的横坡,一般情况,路肩的横坡宜与相邻行车道的横坡相同,在路肩外侧设有缘石的路段,路肩的最小横坡不应小于2%。10.3.5硬路肩应具有足够的宽度保证其功能的充分发挥,对拟拓宽的项目,可在增加工程量不大、且满足近期交通需求的前提下,通过设置紧急停车带,变成一个行车道。硬路肩实现不同功能所需要的最小宽度如表10.3.5所示,硬路肩宽度应根据各种功能综合确定。表10.3.5硬路肩功能与最小宽度硬路肩功能最小宽度(m)路面侧向支撑0.5控制速度1.0小汽车2.5紧急停车货车3.010.3.6硬路肩横坡1直线路段的路肩横坡直线路段的路肩一般应设置向外侧倾斜的横坡,其横坡值可与行车道横坡度相同。2曲线路段的路肩横坡1)硬路肩宽度≥2.25m时,应设置向外倾斜的横坡。当行车道超高横坡值≥8%时,曲线外侧应设置向内倾斜的横坡,曲线外侧路肩坡度值与行车道的横坡相同。曲线外侧路肩的横坡方向及其坡度值规定如表10.3.6-1。表10.3.6-1曲线外侧路肩横坡的方向及其坡度值行车道超高值(%)2、3、4、56、78、9、10曲线外侧路肩横坡方向向外侧倾斜向外侧倾斜向内侧倾斜曲线外侧路肩坡度值(%)-2-1与行车道横坡相同-78-
《公路路线设计细则》(总校稿)2)硬路肩宽度〈2.25m时,曲线外侧路肩横坡的方向及其坡度值应与行车道相同。3)路肩的横坡方向与坡度变化处应设过渡段,过渡段的渐变率规定如表10.3.6-2。表10.3.6-2路肩横坡过渡的渐变率与行车道横坡方向相同时〈1/150与行车道横坡方向相反时1/1004)路肩的横坡改变倾斜方向的旋转轴为路缘带外侧边缘。3大中桥梁、隧道区段路肩的横坡方向及其坡度值应与行车道相同。大中桥梁、隧道之间所夹的曲线路段长度小于100m,或包括大中桥梁、隧道长度在内的路段总长度小于300m(平原、微丘区),或小于500m(山岭、重丘区)时,曲线外侧路肩的横坡方向及其坡度值可与行车道相同。10.4土路肩10.4.1土路肩的主要作用如下:1提供临时停车的位置;2为除雪、备料等养护操作提供场所;3为路面提供结构支撑;4为设置标志和护栏提供横向净距;(在满足公路建筑限界的前提下)5改善视距。10.4.2土路肩的宽度应根据公路等级、设计车速及有无硬路肩的情况确定,一般宽度宜采用0.75m,土路肩宽度规定如表10.4.2所示。表10.4.2土路肩宽度高速公路、一级公路二级公路、三级公路、四级公路设计速度(km/h)12010080608060403020土路肩一般值0.750.750.750.500.750.750.25(双车道)宽度0.750.500.50最小值0.750.750.750.500.500.50(m)(单车道)10.4.3在气候和土质条件允许的路段,土路肩宜采用植草加固;对靠近村庄、城镇或混合交通的二级、三级和四级公路土路肩应进行硬化处理。10.4.4土路肩应有足够的横坡,确保路面的正常排水。土路肩的横坡一般宜比路面或硬路肩的横坡大,封面的土路肩横坡一般为3%,其它土路肩横坡应不小于4%。10.5路拱横坡10.5.1高速公路、一级公路整体式路基的路拱宜采用双向路拱坡度,由路中央向两侧倾斜。位于中等强度降雨地区时,路拱坡度宜为2%,;位于降雨强度较大地区时,路拱坡度可适当增大。10.5.2高速公路、一级公路分离式路基的路拱宜采用单向横坡,并向路基外-79-
《公路路线设计细则》(总校稿)侧倾斜,也可采用双向路拱坡度。积雪、冰冻地区,宜采用双向路拱坡度。10.5.3二级、三级、四级公路的路拱应采用双向路拱坡度,由路中央向两侧倾斜。路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件确定,但不应小于1.5%.10.5.4硬路肩、土路肩的横坡1直线路段的硬路肩应设置向外倾斜的横坡,其坡度值应与车道横破值相同。路线纵坡平缓,且设置拦水带时,其横坡值宜采用3%~4%。2曲线路段内、外侧硬路肩横坡的横坡值及其方向:当曲线超高小于或等于5%时,其横坡值和方向应与相邻车道相同;当曲线超高大于5%时,且横坡值应不大于5%,且方向相同。3硬路肩的横坡应随邻近车道的横坡一同过渡,其过渡段的纵向渐变率应控制在小于1/150至大于1/330之间。4土路肩的横坡:位于直线路段或曲线路段内侧,且车道或硬路肩的横坡值大于或等于3%时,土路肩的横坡应与车道或硬路肩横坡值相同;小于3%时,土路肩的横坡应比车道或硬路肩的横坡值大1%或2%。位于曲线路段外侧的土路肩横坡,应采用3%或4%的反向横坡值。5大中桥梁、隧道区段的硬路肩横坡值,应与车道相同。10.6中间带10.6.1高速公路和一级公路必须设置中间带,中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成。中间带的主要功能如下:1分离不同方向的交通流,减少车辆的迎面冲撞,引导驾驶者视线;2防止无序的交叉运行和转弯运行;3提供绿化带或为防眩设施、预埋构件提供设置场所;4为超高路段设置路面排水设施提供场所,并为养护人员提供避车带;对一级公路有以下功能:5在交叉路口庇护左转弯车辆;6在交叉路口保护横过车辆;7为失控车辆提供救险区域;8为积雪寒冷地区提供除雪维整场所。10.6.2中间带的宽度应根据行车安全、道路用地和经济条件等综合确定,原则上应采用窄的中间带以节约用地。整体式断面中间带及各部分宽度如表10.6.2所示。表10.6.2中间带宽度设计速度(km/h)1201008060中央分隔带宽度一般值3.002.002.002.00(m)最小值2.002.001.001.00左侧路缘带宽度一般值0.750.750.500.50(m)最小值0.750.500.500.50中间带宽度一般值4.503.503.003.00(m)最小值3.503.002.002.00注:①正常情况下应采用一般值,特殊情况时经技术经济论证后可采用最小值。②中央分隔带不设桥墩并采用新泽西护栏或地价高、工程艰巨、地形受限等难以确保标准宽度的特-80-
《公路路线设计细则》(总校稿)殊情况时可采用宽度1.00m的中央分隔带,此时管线埋设可按路肩外侧考虑。③为避免弯道内侧中分带布设的防眩设施影响视距,可采用中分带内防眩设施的不对称布设,满足视距要求。10.6.3中央分隔带分为凹式、凸式及路面齐平式三种型式。凹式中央分隔带一般宜采用铺草皮予以封面,表面坡率可设计为缓于1:4的宽浅式;凸式中央分隔带宜采用植树兼作防眩设施;齐平式分隔带可视情况而定,可植草(或铺草皮)封面,也可以植树或采用其他封面措施。10.6.4中央分隔带应在一定区间内保持相同的宽度,若变宽,则过渡应在回旋线区间内进行;若宽度差异较大,上述方法不能达到圆滑线形时,则须考虑在中央分隔带的两侧边缘设置回旋线等其他过渡方法(如图10.6.4-1)。1WW2W1、W2:中间带宽度W1a)曲线与直线过渡b)曲线与曲线过渡图10.6.4-1中间带宽度过渡方法宽度大于规定或>4.5m的中间带的过渡段,以设置在半径较大的平曲线路段为宜(如图10.6.4-2)。下行线中间带上行线下行线中间带上行线中间带下行线上行线图10.6.4-2宽度大于规定或>4.5m的中间带的宽度过渡方法-81-
《公路路线设计细则》(总校稿)10.7缘石10.7.1公路边缘或凸起式中央分隔带边缘宜用硬材铺筑的突起缘石。缘石的功能如下:1标出路面边缘的轮廓,诱导交通;2支撑路面结构边缘;3排水控制;4分隔行车区域和其它交通方式运行区域,或分隔其他用途的区域;5美化路容。10.7.2缘石一般可分为栏式缘石和斜式缘石两种,可单独设计,也可与路面整体设计。栏式缘石高度一般为8~20cm,正面宜带斜坡,且一般不宜超过3:1;斜式缘石正面坡度平缓,当陡于1:1时,最大高度应限制在10cm内,当缘石面坡在1:1~1:2时,其高度应限制在15cm内。10.7.3缘石一般宜采用水泥混凝土预制件或采用与沥青混凝土路相同的模铸式材料。路面集中排水路段,路肩缘石设置于硬路肩的外侧边缘,凸型中央分隔带斜式缘石应直接设置在柔性护栏正面或背后,不应和混凝土墙式护栏组合使用,否则可能出现安全问题。多雾或多雨地区宜采用高能见度缘石,可采取涂反光漆或在缘石上镶面等措施提高缘石的能见度。10.8边坡10.8.1公路路基宜采用较缓边坡,并将转角设计成宽展的弧形。边坡设计应考虑如下因素:1路基的稳定性、经济性;2交通的安全性;3养护的方便性;4环境与景观协调性;5用地范围。10.8.2路堤边坡坡度应根据填料类型、地基条件、填土高度和填方路侧地形、地物等因素综合确定。路堤边坡设计可按《公路路基设计规范》的规定执行。10.8.3路堑边坡应根据当地的自然条件、土石类型、结构、边坡高度和施工方法设计。路堑边坡坡率应按《公路路基设计规范》的规定执行。10.8.4边坡宜平缓过渡,并随填挖量由小至大而由缓至陡,过渡区的转折点宜做成宽敞的弧形。结合边沟、截水沟的设置,在挖方尽头宜设置过渡式边坡,与周边地形协调,填挖不大的路段应采用缓边坡和弧形相结合的流线形横断面。10.9护坡道与碎落台10.9.1填方路基的坡脚与排水沟间宜设置护坡道。路肩边缘与两侧排水沟或取土坑底高差大于2.0m时,应设置护坡道。护坡道宜设置于填方边坡坡脚,宽度一般为1~2m。高度小于2.0m的路堤宜采用缓边坡,不设护坡道。-82-
《公路路线设计细则》(总校稿)10.9.2易风化、崩塌的挖方边坡应在路基边沟外缘和边坡坡脚间设置碎落台,其宽度视边坡高度和边坡坡面风化破碎程度及路堑边坡防护型式确定,一般不小于1.0m。如果边坡已适当加固或高度低于2.0m或不易风化、崩塌的挖方边坡,可不设置碎落台。碎落台应具有以下功能:1改善挖方断面的视觉效果。尤其对深路堑,碎落台及边坡平台的设置,使得驾驶者的视线更为宽敞;2弯道内侧碎落台的设置可以改善视距,提高交通安全性;3可通过碎落台上栽植低矮花木或植草,改善路基两侧的景观;4为边坡碎落物堆积提供场地。10.10排水构造物10.10.1路基排水构造物的类型如下:1边沟,位于路侧,与路肩相邻,用以排泄挖方路段整个横断面的地面水;2路堤排水沟,位于填方路堤坡脚或护坡道外侧,用以排泄填方路段用地范围内的地面水;3截水沟,设在路堑边坡的坡顶,用来拦截坡面水流;4路肩侧沟,设置于土路肩上的排水设施,用以排除路面水,一般用于高填方路段;5中央分隔带排水设施,设置于中央分隔带或分离式路基之间,用以排除中央分隔带范围内的地面水,超高路段兼排弯道外侧半幅路面水。10.10.2路基排水构造物应具有足以排泄设计径流的能力,高速公路和一级公路排水设施应按平均15年一遇30分钟最大降雨量设计,其他等级公路应按平均10年一遇设计。排水构造物一般宜采用宽浅的碟形、梯形、矩形、U形或弧形断面,断面尺寸应通过水文计算及当地情况确定。10.10.3路基排水构造物的设置原则如下:1断面型式1)排水设计应考虑行车安全、路容美观、污染物的管理和养护、经济等因素,放缓边坡,加宽排水沟,在转折处宜设计成弧形;2)边沟及路堤排水沟宜设计成宽展、平缓、带弧形,减轻驾驶者的紧张心理,挖方路段边沟宜设计为暗式,改善路侧景观,提高行驶安全性;3)位于城区或市郊的非控制出入道路,边沟宜设置成U形、矩形,并以梳形盖板封盖;4)截水沟一般宜采用梯形断面型式,利用半填半挖借方筑沟,减少破坏天然地面。2沟底纵坡1)排水构造物纵坡不必与路基纵坡一致,特别是地势平坦或路线纵坡平缓的路段,应分别设计纵坡;2)排水构造物的最小缓坡应根据避免淤积的流速确定,一般不小于0.3~0.5%,平原低洼地区的路堤排水为确保沟底最小纵坡,可采用填筑式或半填挖式断面形式;3)排水构造物的最大纵坡应根据植被及各类土所容许的流速确定,避免流速较大的暴雨径流产生冲刷。-83-
《公路路线设计细则》(总校稿)3排水构造物的加固排水构造物的加固形式取决于流速、土质类型、排水构造物的纵坡和几何形状。除纵坡陡、流速超过草皮防护所容许的流速的路段以外,凡适合草皮生长的地区,植草或草皮铺面应作为首选方案。在草皮不足以防止冲刷的路段,可用片石、混凝土等不同材料间隔铺砌。10.11辅道与外侧分隔带10.11.1具有干线功能的一级公路及交通量较大的二级公路,在临近城镇或开发区段应设置辅道,其他公路与高速公路互通式立交之间的分流和集流段宜设置辅道。辅道一般宜平行于干线道路,可以连续或不连续,可以单向或双向,也可以在干线的一侧或两侧设置。10.11.2干线直行交通与辅道地方交通之间的隔离及过渡宜设置外侧分隔带,外分隔带越宽,地方交通对直行交通的影响越小,当用地条件紧张采用窄分隔带时,辅道与干线道路宜通过分隔带开口连接,在这种情况下,干线道路应在相应路段增设安全标志,确保行车安全。10.11.3辅道的排水设计应与路基排水系统综合考虑。10.12公路建筑限界10.12.1公路建筑限界是为了保证公路上规定的车辆正常运行与安全,在一定宽度和高度范围内,不得有任何障碍物侵入的空间范围。公路横断面设计中,公路标志、护拦、照明灯柱、电杆、管线、绿化、行道树以及跨线桥的梁底、桥台、桥墩等任何部分不得侵入公路建筑限界之内。10.12.2各级公路的建筑界限规定如图10.12.2。1设置加减速车道、紧急停车带、爬坡车道、慢车道、错车道等的路段,行车道应包括该部分的宽度。2八车道及其以上的高速公路(整体式),建筑限界应包括左路肩的宽度,如图10.12.2b)所示3桥梁、隧道设置检修道、人行道时,建筑限界应包括该部分的宽度,隧道最小侧向宽度规定如表10.11.2。表10.12.2隧道最小侧向宽度公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设计速度(km/h)1201008010080608060403020左侧侧向宽度L左(m)0.750.500.500.500.500.500.750.500.250.250.50右侧侧向宽度L右(m)1.251.000.751.000.750.750.750.500.250.250.504高速公路、一级公路、二级公路的净高应为5.00m;三级公路、四级公路的净高应为4.50m。5检修道、人行道与行车道分开设置时,其净高应为2.50m。-84-
《公路路线设计细则》(总校稿)a)高速公路、一级公路(整体式)b)高速公路、一级公路(分离式)c)二、三、四级公路d)公路隧道图10.12.2建筑限界(单位:m)图中:W--行车道宽度。L1—左侧硬路肩宽度。L2—右侧硬路肩宽度。S1—左侧路缘带宽度。S2—右侧路缘带宽度。L—侧向宽度。高速公路、一级公路的侧向宽度为硬路肩宽度(L1或L2);二、三、四级公路的侧向宽度为路肩宽度减去0.25m;隧道内侧向宽度(L左或L右)应符隧道最小侧向宽度的规定。C—当设计速度大于100km/h时为0.5m,等于或小于100km/h时为0.25m。-85-
《公路路线设计细则》(总校稿)M1—中间带宽度。M2—中央分隔带宽度。J—隧道内检修道宽度。R—隧道内人行道宽度。d--隧道内检修道或人行道高度。E—建筑限界顶角宽度,当L≤1m时,E=L;当L>1m时,E=1m。H—净空高度。10.12.3公路建筑限界的边界线划定规定如图10.11.3。1建筑限界的上缘边界线:1)不设超高的路段,上缘边界线应为水平线;2)设置超高的路段,上缘边界线应与超高横坡平行。2建筑限界两侧的边界线:1)不设超高的路段,两侧边界线应与水平线垂直;2)设置超高的路段,两侧边界线应与路面超高横坡垂直。HH。。。。90909090ia)一般路拱路段b)设置超高路段图10.12.3建筑限界的边界线划定10.12.4净空与预留1高速公路、一级公路和二级公路的净空高度为5m;三、四级公路为4.5m。2三、四级公路的路面类型若为砂石路面时,考虑今后路面面层需要改造提高,净空高度可预留20cm。3构造物位于凹形竖曲线上方时,长大车辆通过会形成圆弧上的一条弦而降低了构造物下的有效净高,应保证有效净空高度满足各级公路规定的净空高度要求,如图10.12.4。4公路下穿时应保证公路距构造物底部任意点均应满足净高的需要。规定净空有效净空图10.12.4凹形竖曲线上方有效净空高度-86-
《公路路线设计细则》(总校稿)10.13公路用地范围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边缘(无截水沟为坡顶)以外不小于1m范围内的土地,在有条件的地段,高速公路和一级公路不小于3m、二级公路不小于2m范围内的土地为公路用地范围。在风沙、雪害等特殊地质地带,需设置防护林,种植固沙植物,安装防沙或防雪栅栏以及设置反压护道等设施时,应根据实际需要确定其用地范围。桥梁、隧道、互通式立体交叉、分离式立体交叉、平面交叉、交通安全设施、服务设施、管理设施、绿化以及料场、苗圃等,应根据实际需要确定其用地范围。有条件或环境保护要求种植多行林带的路段,应根据实际情况确定用地范围。改建公路可参照新建公路用地范围的规定执行。10.14横断面设计10.14.1公路横断面设计应最大限度地降低路堤高度,减少对沿线生态的影响,保护环境,使公路融入自然。条件受限而出现高填、深挖时,应同架桥、建隧、分离式路基等方案进行论证比选。10.14.2路基断面布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计。自然横坡较缓时,以整体式路基断面为宜。横坡较陡、工程地质复杂时,高速公路宜采用分离式路基断面。10.14.3整体式路基的中间带宽度宜保持等值。当中间带的宽度增宽或减窄时,应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜,长度应与回旋线长度相等。条件受限时,过渡段的渐变率应不大于1/100。10.14.4整体式路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路基时,其中间带的宽度变化应设置过渡段。过渡段宜设置在圆曲线半径较大的路段。10.14.5公路横断面设计应倡导路侧安全和运用宽容设计理念,作好中间带、加减速车道、路肩及渠化、左右转弯车道、交通岛等各组成部分的细节设计,清除有碍行车安全的障碍物,提供足够宽度的无阻碍的路侧安全区。10.14.6中间带的设计1中央分隔带形式:宽度大于或等于3.0m时宜用凹形;宽度小于3.0m时可采用凸形。2中央分隔带缘石:宽度大于或等于3.0m时宜采用平齐式;宽度小于3.0m时可采用平齐式或斜式。高速公路、一级公路中央分隔带不得采用栏式缘石。3中央分隔带表面处理:宽度大于或等于3.0m时宜植草皮;宽度小于3.0m时可栽灌木或铺面封闭。10.14.7公路横断面范围内的排水设计除自成体系、满足功能外,设置在紧靠车道的边沟,其断面宜采用浅碟式或漫流等方式,否则应加盖板。-87-
《公路路线设计细则》(总校稿)10.14.8冬季积雪路段、工程地质灾害严重路段等可适当加宽路基,改善行车条件,保障行车安全。10.15路基、桥梁与隧道的横断面过渡10.15.1路基断面、桥梁断面和隧道断面在行车道上是完全对应的,路基、桥梁的硬路肩与隧道的侧向宽度存在差异,应采用适当的方式加以引导过渡。在路基与隧道、桥梁与隧道衔接段,应设有明显的引导过渡标志。通过适当的过渡方式,优化路基、桥梁和隧道断面的衔接形式,达到安全、顺适、美观、节约的目的。-88-
《公路路线设计细则》(总校稿)11平、纵、横综合设计11.1一般规定11.1.1公路是由平面、纵断面、横断面组成的工程实体。平、纵面设计的内容是线形几何设计,应满足在一定车速条件下汽车动力学的要求;横断面设计的内容是路幅、路型及路侧设计,应包括:路幅布置及通行能力需求分析、各项主体工程设计、安全设施设计、主体工程与路侧环境的配合设计等内容。平、纵、横三者之间有着密切的内在联系,任何一项都不应是单独的设计,而应是相互影响、相互补充、综合设计。11.1.2平、纵、横设计应满足各自规定值的要求,避免最不利值的组合设计。11.1.3平、纵、横组合设计应保持线形在视觉上的连续性,自然诱导驾驶者的视线。11.1.4平、纵面指标的选用及其组合应注意均衡性,保持线形在视觉上、心理上的平衡。11.1.5平、纵组合设计的技术指标除保持相对均衡、连续外,还应考虑与相邻路段技术指标的均衡、连续。11.1.6平、纵组合设计应根据路面排水和汽车动力学要求,选择组合得当的合成坡度。11.1.7具体路段平、纵面技术指标的选用及其组合设计,应考虑对车辆实际运行速度的影响,同一车辆相邻路段的运行速度与设计速度之差不应超过±20km/h*。11.1.8平、纵、横综合设计除考虑各自技术指标满足要求且组合得当外,还应结合地形、地质、水文等建设条件,充分考虑工程设置条件及工程规模,做到技术可行、经济合理。11.1.9平、纵、横综合设计应注意与沿线社会、人文、自然等环境的配合,做到与周围环境相和谐。11.2平、纵、横综合设计的原则设计速度大于或等于60km/h的公路,应注意按以下原则做好平、纵、横综合设计。设计速度小于或等于40km/h的公路可参照执行。11.2.1平、纵面应力求避免两者过长,线形单调,不得已时,应设置必要的标志、震动标线等交通工程设施。同时宜采用植树等改善路侧环境,利用自然或人文景观等调节视线的单调性。*公路项目安全性评价指南(JTG/TB05-2004)-89-
《公路路线设计细则》(总校稿)11.2.2平面直线与凹型竖曲线的组合应具有较好的视觉效果。凹曲线的长度不宜过短,避免产生折感;长直线内设置两个凹曲线时,两曲线之间的直坡段不能太短,避免产生“虚设凸曲线”的感觉;长直线的末端应尽量避免插入凹曲线中。11.2.3平面直线与凸型曲线的组合,在视距条件差而线形显得单调时,应予避免。不得已时,应争取较大的凸曲线半径,保证纵面视距。11.2.4长直线不宜与陡坡或半径小且长度短的竖曲线组合。11.2.5平曲线与直坡段的组合应特别注意出现暗弯,宜力求增大平曲线半径,合理设计挖方边坡,保证视距。应避免急弯平曲线与陡坡的组合。11.2.6一个平曲线与一个竖曲线组合时,平、竖曲线宜相互对应,且平曲线稍长于竖曲线,形成“平包竖”。高速公路、一级公路,当平曲线半径小于2000m、竖曲线半径小于15000m时,平、竖曲线的组合应予慎重;当平曲线半径大于6000m、竖曲线半径大于25000m时,可不强调平、竖曲线的对应关系。11.2.7平、竖曲线难以对应时,宜将两者拉开适当距离,使平曲线位于直坡上或竖曲线位于直线上。11.2.8接近平曲线最小长度的平曲线不宜与短的竖曲线相组合。11.2.9长的平曲线内不宜包含两个以上短的竖曲线;长的竖曲线内不宜包含两个以上平曲线。不得已时应注意平、竖曲线半径的搭配。11.2.10路线视距不宜过远或视野过宽,尽可能避免驾驶者一眼能看到路线方向转折两次以上或纵坡起伏三次以上。不得已时,宜采用植树等办法予以遮挡。11.2.11半径小的圆曲线起、讫点,不宜接近或设在凸型竖曲线的顶部或凹型竖曲线的底部。11.2.12长的竖曲线内不宜设置半径小的平曲线。11.2.13凸型竖曲线的顶部或凹型竖曲线的底部不宜与反向平曲线的拐点重合。11.2.14在坡差较大时,平、竖曲线的组合应注意平曲线明弯、暗弯与凹型、凸型竖曲线的搭配,一般明弯宜配凹曲线,暗弯宜配凸曲线,“明凹暗凸”可获得合理、悦目的效果。*11.2.15复曲线、S形曲线不设超高时,应采用运行速度对其安全性进行检验,设置合理的路拱横坡值。*《公路几何设计细则》专题研究之一:公路路线运行速度设计方法研究-90-
《公路路线设计细则》(总校稿)11.2.16平、纵、横综合设计应注意选择恰当的合成坡度,保证行车安全,利于路面排水,合理考虑纵坡值及变坡点位置与超高值及超高过渡段之间的关系。11.2.17平、纵、横综合设计除按照上述原则进行设计外,还应考虑与工程设置的技术条件及工程规模的关系。11.2.18平、纵、横综合设计应考虑线形与桥梁工程的配合,满足其设置的基本要求。1桥梁及其引道的位置、线形应与路线线形相协调,使之视野开阔,视线诱导良好。各项技术指标应符合路线布设与总体设计的相关规定。2高速公路、一级公路上的桥梁线形应与路线线形相协调,且连续、流畅。3桥梁、涵洞等人工构造物同路基的衔接,其平、纵线形应符合路线布设的有关规定。4桥梁、涵洞等人工构造物上设置防撞护栏时,桥(涵)路衔接处的外侧护栏在平面上应为同一直线或曲线。11.2.19平、纵、横综合设计应考虑线形与隧道工程的配合。1隧道的位置与隧道洞口连接线应与路线线形相协调,保证行车安全与舒适。各项技术指标应符合路线布设与总体设计的相关规定。2隧道洞口连接线应与隧道洞口内线形相协调,隧道洞口外侧不小于3s设计速度行程长度与洞口内侧不小于3s设计速度行程长度范围内的平面线形不应有急骤的方向改变。3高速公路、一级公路上的隧道分为上、下行分离的双洞时,其洞口连接线的布设应与路线整体线形相协调,并就近在适宜位置设置联络车道。4隧道洞口同路基的衔接应符合路线布设的有关规定;隧道洞口同路基衔接处的宽度不一致时,在隧道洞口外连接线内应设置过渡段。11.2.20平、纵、横综合设计应考虑与沿线设施的配合,满足主线收费站、匝道收费站、服务区、停车区等的布设要求。1线形设计应考虑主线收费站、匝道收费站、服务区、停车区等沿线设施布设的要求。2主线收费站范围内路线线形应与互通式立交的主线线形标准一致(如表14.2.3所示),不应将收费站设置在凹形竖曲线的底部。-91-
《公路路线设计细则》(总校稿)3服务区、停车区及公共汽车停靠站等区段内,主线的主要技术指标可参照互通式立体交叉的有关设计规定。4路线设计时应考虑标志、标线的设置,并与交通安全设施设计相互配合;标志、标线的设计应准确,充分体现路线设计意图;路侧设计受限的路段,应合理设置相互防护设施,保证安全。11.2.21平、纵、横综合设计应注意与沿线环境的协调,最大限度地满足当地居民的用路需求,消除公路建设对当地居民的生产、生活带来负面影响;应充分利用地形条件,保护自然及人文景观;应采取合理的工程措施与生态保护措施,恢复自然生态环境,防止水土流失。11.3平、纵、横综合设计的工作步骤11.3.1平、纵、横综合设计应在初步设计时进行,应本着理论与实践相结合、室内与室外相结合的工作思路,综合考虑涉及的所有因素。一般情况下,宜采取以下的工作步骤:1设计控制资料的收集与分析1)测绘大比例地形图,应用计算机建立三维数字地面模型;2)地质综合勘察成果的分析,不良地质地段分布及可能采取的处治措施;3)水文调查资料及计算成果的分析;4)自然环境状况及自然景观小区划分;5)沿线居民点及其他设施的分布;6)土地资源分布;7)取土、弃土条件;8)综合排水条件;9)桥、隧构造物分布;10)交叉形式及分布;11)沿线管理、养护及服务设施布局;12)其他相关资料。2初步定线按照规定的设计标准及技术指标,根据主要的设计控制因素,进行概略的布线设计,初步拟定路线平、纵面设计指标,对典型路段的横断面进行概略布置。这个过程应重点掌握平曲线半径值、纵坡值、变坡点位置合理的取值范围,分析其与主要设计控制因素之间的关系。3综合分析与比较对初步拟定的路线设计方案按主要设计控制要素将其划分为若干个设计单元,综合分析设计单元内平纵指标选用的均衡性,平、纵组合的合理性,工程设置的技术可行性及工程规模的大小等,在做出定性、定量的结果后,进而研究设计单元之间的相互关系,分析、研究各单元之间设计方案的协调性,抓住和解决主要矛盾,防止出现避重就轻的现象。-92-
《公路路线设计细则》(总校稿)4详细定线详细计算平、纵、横设计要素,进行小范围的调整优化,使平、纵、横组合设计达到最佳。11.4平、纵、横综合设计检验11.4.1平、纵、横综合设计检验应包括公路运营安全性和工程设计合理性两个方面。公路运营安全性宜采用运行速度进行检验,工程设计合理性宜采用三维虚*拟数字仿真技术进行检验。11.4.2采用运行速度检验公路运营安全性应通过实地观测或数字模型计算运行速度,当与设计速度相差在±20km/h之内时,表明平、纵、横设计配合良好,反之,宜调整线形设计参数,或采取必要的交通安全措施。检验内容如下:1平面设计:平曲线半径,平曲线长度,直线长度,曲线间直线长度;2纵断面设计:纵坡坡度及坡长,长大纵坡路段,竖曲线半径;3横断面设计:断面组成,紧急停车带宽度,路侧安全净空区;4视距检验:设计视距,运行视距,空间视距;5超高:最大超高值,合成坡度。11.4.3采用三维虚拟数字仿真技术检验工程设计合理性的工作步骤如下:1构建三维数字地面模型通过航空摄影测量或实地测量获得地面点坐标、高程数据和地面特征线信息,一般宜采用随意三角形数字地面模型技术予以构建。2构建三维工程实体数字模型通过公路工程计算机辅助设计获得工程设计三维数字信息,采用虚拟仿真技术构建工程实体数字模型。3工程设计合理性检验将数字地面模型与工程实体数字模型准确叠加,得到公路建成后真实的虚拟空间环境,可以直观地检验路线布设与周围建设环境的协调性,路基、防护与排水、桥涵、隧道等工程布设的合理性,并可随机获取设计数字信息,进行必要的优化修改。*《山区高速公路数字化集成设计系统研究与开发》-93-
《公路路线设计细则》(总校稿)12公路与公路平面交叉12.1一般规定12.1.1平面交叉位置的选择应综合考虑公路网现状和规划、地形、地物和地质条件、经济与环境因素等。选在地形平坦、视野开阔处,在交叉范围内应尽量通视。12.1.2平面交叉的型式应根据相交公路的功能、等级、交通量、交通管理方式、用地条件和工程造价等因素确定,选用主要公路或主要交通流畅通、冲突点少、冲突区小且分散的形式。12.1.3平面交叉的间距应综合考虑公路网的结构和车辆通行条件,满足交织长度、视距、转弯车道长度等的最小距离,保证车辆通过交叉时不受前面交叉处等待的最大候车列队的干扰,这一最小间距应不小于150m。各级公路平面交叉(包括出、入口在内)的间距应不小于表12.1.3的规定。表12.1.3平面交叉最小间距公路等级一级公路二级公路干线公路集散公干线公集散公公路功能一般值最小值路路路间距(m)2000100050050030012.1.4平面交叉应减少冲突点数量,使冲突区域减少到最低限度,分化冲突点,给予主要车流优先权,控制车速,视距保证。12.1.5平面交叉的岔数不得多于四条,新建公路不得直接与已建的四岔或四岔以上的平面交叉相连接,采用环形交叉时,岔路不宜多于五条。平面交叉的交角宜为直角并避免错位交叉、多位交叉和畸形交叉。当斜交时,其锐角不宜小于70°。当受地形条件及其它特殊情况限制时,不应小于45°。12.1.6平面交叉范围内相交公路的设计速度应与路段设计速度相同。两相交公路等级相同或交通量相近时,平交范围内的直行行车道的设计速度可适当降低,但不得低于路段的70%。次要公路一方由于保证交叉正交等原因而需要在交叉范围内改线或不得已而采用较低的线形指标时,可适当降低设计速度。平面交叉范围内转弯车道的设计速度应根据路段设计速度、交通量、交叉类型、交通管理方式和用地情况等因素综合确定。一般左、右转弯设计速度宜采用5~15km/h。12.1.7平面交叉范围内相交公路的线形技术指标应满足停车视距的要求,若条件受限,不能达到停车视距时,可减少停车视距30%,但应在适宜位置设置限速标志。12.1.8平面交叉应根据相交公路的等级、功能、地位、交通量等采用信号控制交叉、主路优先和无优先交叉等三种交通管理方式。-94-
《公路路线设计细则》(总校稿)12.1.9在没有信号控制的交叉口设计中应做好交通组织设计,对所有进入交叉口不同流向的交通流(车流、自行车、行人)通过布设必要的转弯车道、交通岛和正确设置交通控制的标志、标线进行有序、有效的控制。12.1.10交叉口的进出口直行车道数应保持平衡,多设的左转车道可通过拓宽交叉口道路的宽度、压缩分隔带的宽度、压缩车道宽度等方式来实现。如果公路断面宽度发生变化,应尽量使得在交叉口进出车道数保持平衡,而在公路的路段处改变断面宽度和车道数。12.1.11平面交叉设计应以预测的交通量为基本依据。设计所采用的交通量应为设计小时交通量。当缺乏交通量预测资料(特别是与次要公路有关部分)时,其交通量可参考附近类似功能交叉口的交通量进行推算。12.1.12既有平面交叉改建设计时,除应收集交通量资料以外,还应调查分析包括交通延误、交通事故的数量、程度和原因等现有交叉的使用状况。12.1.13拟分期建设的互通式立交,当近期先建平面交叉时,应对首期平面交叉和最终的互通式立交两者作统筹构思,并对互通式立交进行足够深度的设计(简单情况下的方案设计至复杂情况下的初步设计),保证分期建设方案在技术处理、占地和投资安排上的合理性。12.2平面交叉设计应考虑的基本因素12.2.1平面交叉应能安全、舒适地承担设计高峰交通量。应满足交叉口的设计速度、转弯半径、车辆组成、行人、自行车和交通管理方式等的要求。12.2.2平面交叉的位置和设计应从人和自然和谐方面考虑入口车道的平、纵线形和等级,交叉角,交通管理方式,排水设施,公共设施,用地范围,地域特点和作用等多种因素的影响。12.2.3新建或改建平面交叉应对各种设计方案进行比较论证,综合比较工程费用、车辆延误、安全和运营费用等各种因素。12.2.4平面交叉设计应考虑驾驶员的特点和习惯等因素。在同一路段,交通工程设施和交通管理方式应保证同一性和稳定性,给驾驶员提供足够的反应和判断时间。12.2.5平面交叉的停车视距应根据相交公路的设计速度按2.5s的反应时间计算确定。12.3平面交叉设计应收集的基本设计资料12.3.1交通资料1交通量(包括转向交通量)一般应收集07:00~19:00时段的小时交通量。根据12或24小时的总交通量和调整系数可以估算出年平均日交通量(AADT)和设计小时交通量(DHV),并预测交通量增长率,确定设计年的交通量;-95-
《公路路线设计细则》(总校稿)2交通组成应按人力或畜力车、小客车和货运汽车分类统计。大型车辆(如半拖挂车)通常要单独统计;3相交公路的设计速度,评审视距和变速车道以及转弯车道的设计资料;4行人和自行车交通流量;5交通事故资料,根据多年交通事故图、表资料可判断事故多发区和事故发生规律。12.3.2现场资料1现场地形;2相交公路的线形;3视距要求;4现有排水系统的位置、性质和状况;5便道状况。12.4设计交通量与通行能力12.4.1在公路规划和设计中,应对公路设施的通行能力和服务水平进行分析与评价。1高速公路、一级公路的路段及互通式立体交叉的匝道、交织区段应进行通行能力和服务水平的分析与评价;二、三级公路和干线公路上的重要无信号交叉口,应进行通行能力与服务水平的分析。2服务水平根据公路设施提供服务的程度分为四级。高速公路、一级公路应按二级服务水平设计;二、三级公路和无信号交叉口可按三级服务水平设计。12.4.2平面交叉设计应以预测的交通量为基本依据。设计所采用的交通量应为设计小时交通量。当缺乏交通量预测资料(特别是与次要公路有关部分)时,其交通量参考附近类似功能交叉的交通量进行推算。设计小时交通量可按式4.4.2计算。12.4.3交叉口的通行能力应根据不同交通组织按照交叉形式、有、无信号控制等情况分别计算。一般可分为无交通管制交叉口、中央设圆形岛的环形交叉口和设置色灯信号交叉口三大类。1无信号控制交叉通行能力1)无信号交叉口车型分类及车辆换算无信号交叉口通行能力分析的车型分类和车辆折算系数应符合表12.4.3-1规定。2)用于公路规划的交叉口通行能力十字交叉口、T型交叉口的设计通行能力宜符合表12.4.3-2规定。-96-
《公路路线设计细则》(总校稿)表12.4.3-1无信号交叉口各车型车辆折算系数坡度i(%)-4%-2%0%2%4%车型小型车1.01.01.01.01.0中型车、大型车2.52.32.03.03.5拖挂车3.53.03.04.05.0拖拉机4.54.54.55.06.0表12.4.3-2不同类型交叉口设计通行能力2车道与2车道2车道与4车道2车道与2车道2与4车道交叉口类型十字交叉十字交叉T型交叉T型交叉基本通行能力1600230013001800(小客车/h)确定了设计通行能力CD后,不同交叉口实际通行能力C按式12.4.3-1计算:C=CD×∏Fi(式12.4.3-1)i式中:CD—交叉口设计通行能力;Fi—第i种影响因素的修正系数;C—交叉口实际通行能力。3)影响交叉口通行能力的系数(1)主路/支路流量比修正系数(见表12.4.3-3)主支路流量不平衡影响系数F与主支路流量比x的关系为:EQF=1−0.32lnxEQ表12.4.3-3主支路流量不平衡修正系数FEQ主支路流量比11.11.21.31.41.51.61.71.8修正系数FEQ1.000.970.940.920.890.870.850.830.81主支路流量比1.922.12.22.32.42.52.62.7修正系数FEQ0.790.780.760.750.730.720.710.690.68主支路流量比2.82.933.13.23.33.43.53.6修正系数FEQ0.670.660.650.640.630.620.610.600.59(2)大型车混入率修正系数(见表12.4.3-4)大型车混入率修正系数F与大型车比例x的关系为;LAF=1+0.02xLA表12.4.3-4大型车混入率修正系数FLA大型车比例0.050.10.150.20.250.30.350.40.45修正系数F1.011.021.031.041.051.061.071.081.09LA(3)左、右转修正系数(见表12.4.3-5,12.4.3-6)-97-
《公路路线设计细则》(总校稿)左转向对交叉口通行能力有很大影响,左转车影响修正系数F与左转车比LT例x的关系为:F=1−0.40xLT表12.4.3-5左转车影响修正系数FLT左转车比例0.050.10.150.20.250.30.350.40.45修正系数FLT0.980.960.940.920.90.880.860.840.82F右转向对交叉口通行能力有一定影响,其影响修正系数RT与右转车比例x的关系为:F=1+0.10xRT表12.4.3-6右转车影响修正系数FRT右转车比例0.050.10.150.20.250.30.350.40.45修正系数FRT1.011.011.021.021.031.031.041.041.05(4)横向干扰修正系数(见表12.4.3-7)横向干扰对交叉口通行能力影响很大,根据不同地区交叉口的不同情况,考虑行人、非机动车以及慢机动车辆等对机动车速度造成的影响,对交叉口通行能力进行修正。根据实际观测情况,横向干扰系数F如下表12.4.3-7所示:FR表12.4.3-7横向干扰修正系数FFR横向干扰等级等级描述修正系数FFR1轻微0.95~1.002较轻0.90~0.953中等0.80~0.904严重0.70~0.805非常严重0.55~0.70(5)实际通行能力实际通行能力C即为设计通行能力CD与各个影响系数的连乘积:C=CF=C×F×F×F×F×F(式12.4.3-2)D∏iDEQLALTRTFRi4)交叉口实际延误与服务水平交叉口服务水平的划分标准采用车辆的平均延误,其服务水平应符合表12.4.3-8的规定。表12.4.3-8公路交叉口服务水平平均延误饱和度服务水平交通状况(S)(V/C比)一级≤15.00.75车流畅行,略有阻力二级15.1~30.00.85车流运行正常,有一定延误三级30.1~40.00.90车流能正常运行,但延误较大-98-
《公路路线设计细则》(总校稿)40.1~50.00.9~1.0四级车流处于拥挤状态,延误很大>50.01.05)计算步骤无信号控制交叉口通行能力通过确定不同影响因素的修正系数,最终确定其实际通行能力。计算步骤如下:(1)确定交叉口类型及设计通行能力。(2)确定交叉口各流向交通量、各类车型数量以及总的交通量。对交叉口进行实地观测,获取现场数据。将观测得到的交叉口各入口不同方向的交通量统计分析,按不同车型的当量车折减系数,将其折算为当量车值,作为下一步的计算基础。(3)确定各影响因素的修正系数,计算交叉口的实际通行能力。交叉口有不同的十二种流向,对每一个流向,计算汇总其当量车值,计算或查表确定各影响因素的修正系数,最后计算确定交叉口的实际通行能力。(4)确定交叉口的延误及服务水平。根据计算得到的交叉口实际通行能力和观测得到的交叉口实际交通量,查表或计算得出相应的延误,并确定交叉口的服务水平。交叉口不同服务水平等级的确定,可以评价交叉口的运行状况。据此评价指标的优劣,对交叉口整体运行的效能可以做出评价。2环形交叉口的通行能力1)环型交叉口车辆换算环型交叉口通行能力分析的车型分类和车辆折算系数,应符合表12.4.3-9的规定。表12.4.3-9环形交叉口车辆折算系数坡度i(%)-4%-2%0%2%4%车型小型车1.01.01.01.01.0中型车、大型车2.51.52.02.53.0拖挂车3.02.53.04.55.5拖拉机4.03.53.55.06.02)环形交叉口设计通行能力环形交叉口的设计通行能力应符合表12.4.3-10的规定。表12.4.3-10环形交叉口设计通行能力交叉口型式2车道与2车道2车道与4车道4车道与4车道基本通行能力(pcu/h)1600240027003)影响环形交叉口通行能力系数与实际通行能力环岛进口车道的通行能力应结合实际交叉口的横向干扰系数FFR、左转修正系数FLT、右转修正系数FRT、连接道路流量比修正系数FM进行修正。其中,横向干-99-
《公路路线设计细则》(总校稿)扰系数与十字交叉口取值相同;而左、右转修正系数和流量比修正系数,按公式12.4.3-3、12.4.3-4和12.4.3-5计算。FLT=1.14-0.92PLT(式12.4.3-3)式中:PLT为左转向率。FRT=0.76+1.6PRT(式12.4.3-4)式中:PRT为右转向率。FM=0.88+0.11PM(式12.4.3-5)式中:PM为交叉口连接公路的流量比,即小流量与大流量之比。实际通行能力C即为设计通行能力CD与各个影响系数的连乘积:C=CD∏Fi=CD×FFR×FLT×FRT×FM(式12.4.3-6)i3信号控制交叉通行能力1)车辆换算对信号控制的交叉口,车辆换算系数是以停车起动时连续车流中各型车辆通过停止线的时间间隔之比作为换算依据(见表12.4.3-11)。表12.4.3-11信号控制的交叉口车辆换算系数车型小汽车中型货车拖挂车道路类型汽车专用公路、城市道路1.001.602.50一般公路、中小城镇道路0.651.001.602)信号控制交叉通行能力的计算(1)十字形交叉口设计通行能力交叉口总的设计通行能力为各进口道设计通行能力之和,如图12.4.3-1所示。每一进口道设计通行能力又是各车道通行能力之和。图12.4.3-1十字形交叉口的车道功能区分-100-
《公路路线设计细则》(总校稿)①各种直行车道(包括直行、直行和左转、直行和右转、直行和左转及右转等车道)的设计通行能力:A)一条直行车道的设计通行能力3600tg−t1C=(+1)δ(式12.4.3-7)ssTtCsri式中:C-一条直行车道的设计通行能力(pcu/h);sT-信号灯周期(s),T=(绿灯时间+黄灯时间)×2;cCt-信号周期内绿灯时间(s);gt-绿灯亮后,第一辆车起动并通过停止线的时间(s),可采用2.3s;1t-直行或直右行车辆连续通过停止线的平均间隔时间(s),据观测:全部sri为小型车组成的车队时,t=2.5s;全部为大中型车组成时t=3.5s;全部为拖srisri挂车车组成时为t=7.5s。公路交叉口平均间隔时间可采用3.5s;sriδ-修正系数,根据车辆通行的不均匀性及非机动车、行人以及农用拖拉s机对汽车的干扰程度,公路取1.0—0.7。B)一条直右车道的通行能力C=C(式12.4.3-8)Srs式中:C-一条直右车道的设计通行能力(pcu/h)SrC)一条直左车道的通行能力"C=C(1−β/2)(式12.4.3-9)SlS1式中:C-一条左车道的设计通行能力(pcu/h)Sl"β-直左车道中左转车所占比例。1D)直左右车道设计通行能力C=C(式12.4.3-10)SlrSlC-一条直左右车道的设计通行能力(pcu/h)。Slr②交叉口进口道设计通行能力进口道的设计通行能力等于该进口各车道设计通行能力之和,此外,也可根据本进口车辆左、右转比例计算。A)进口设有专用左转与专用右转车道时,进口道设计通行能力按下式计算:C=∑C/(1−β−β)(式12.4.3-11)elrslr式中:C-设有专用左转与专用右转车道时,本面进口道设计通行能力(pcu/h);elr∑C-本面直行车道设计通行能力之和(pcu/h);sβ-左转车占本面进口道车辆比例;lβ-右转车占本面进口道车辆比例。r-101-
《公路路线设计细则》(总校稿)专用左转车道的设计通行能力为:C=C⋅β(式12.4.3-12)lelrl专用右转车道的设计通行能力为:C=C⋅β(式12.4.3-13)relrrB)进口设有专用左转车道而未设专用右转车道时,进口道的设计通行能力按下式计算:C=(∑C+C)/(1−β)(式12.4.3-14)elssrl式中:C-设有专用左转车道时,本面进口道设计通行能力(pcu/h);el∑C-本面直行车道设计通行能力之和(pcu/h);sC-本面直右车道设计通行能力(pcu/h)。sr专用左转车道的设计通行能力为:C=C⋅β(式12.4.3-15)lellC)进口设有专用右转车道而未设专用左转车道时,进口道的设计通行能力按下式计算:C=(∑C+C)/(1−β)(式12.4.3-16)ersslr式中:C-设有专用右转车道时,本面进口道设计通行能力(pcu/h);er∑C-本面直行车道设计通行能力之和(pcu/h);sC-本面直左车道设计通行能力(pcu/h)。sl专用右转车道的设计通行能力为:C=C⋅β(式12.4.3-17)rerr③对面进口道左转车对本断面各种直行车道(包括直行、直左、直右、直左右车道)通行能力的修正系数ns"f=1−(C−C)(式12.4.3-18)对左leleCe式中:n-本面各种直行车道数;sC-本面进口道的设计通行能力(pcu/h);eC-本面进口道左转车的设计通行能力(pcu/h);le"C-不折减本面各种直行车道设计通行能力的对面左转车数(pcu/h)。le在一个信号周期内不影响本面各种直行车通过时,可允许通过的对面左转车3—4辆,超过此数值时.应乘以修正系数进行折减。交叉口大时,"C=4辆/周期;le交叉口小时,"C=3辆/周期。le(2)T形交叉口设计通行能力信号管制T形交叉口设计通行能力与十字形交叉口计算原理相同,只是信号-102-
《公路路线设计细则》(总校稿)周期长度和绿灯时间的分配与十字形交叉口有差别:(1)信号周期短;(2)顺行方向的绿灯时间长于垂直方向的绿灯时间;(3)顺行方向右边无交叉路的一面进口道的直行车辆可不受红灯限制,但由于T形交叉口两端的相邻路口多为十字形,所以实际行驶车辆仍为间断流,在计算通行能力时仍按绿灯时间分析计算。信号管制T形交叉口的典型图式有二(图12.4.3-2,a,b):图12.4.3-2信号管制T形交叉口图式a)图式a:①垂直方向进口道A的设计通行能力由于进口道A的左、右转弯车辆在绿灯时间均不受任何干扰,通过停止线的通行能力相当于直行方向的通行能力,故可采用式(12.4.3-7)进行计算,但要注意信号周期长中两向绿灯时间不等,即T=(t+t+2t)。C绿A绿BC黄②顺行西向进口道B的设计通行能力进口道B为直右车道,故可按式(12.4.3-8)进行计算③顺行东向进口道C的设计通行能力进口道C为直左车道,故可按式12.4.3-9)进行计算。但当每个信号周期内左转车超过2辆(小交叉口)或3辆(大交叉口)时,应对B进口道的通行能力用式(12.4.3-18)的修正系数进行修正。b)图式b:①垂直方向进口道A采用式(12.4.3-7)进行计算。②顺行西向进口道B为设有专用右转车道而未设专用左转车道的情况,故采用式(12.4.3-16)进行计算。③顺行东向进口道C为设有专用左转车道而未设专用右转车道的情况,故采用式(12.4.3-14)进行计算,其中直行车道采用进口B之直行车道通行能力。此外,当进口道C每信号周期内左转车数超过2辆(小交叉口)或3辆(大交叉口)时,应按式(12.4.3-18)的修正系数进行修正。12.5平面交叉类型及其适用条件12.5.1根据相交公路的条件和不同的交通管制方式,平面交叉可划分为以下多种形式:1按相交公路的条数,平面交叉可分为三路交叉、四路交叉和多路交叉(如-103-
《公路路线设计细则》(总校稿)图12.5.1-1所示)。a)三路交叉b)四路交叉c)多路交叉图12.5.1-1按岔路数分类的交叉口2按几何图形平面交叉可分为T形、Y形、十字形、X形交叉和错位交叉等(如图12.5.1-2所示)。75°以下a)T形b)Y形c)十字形75°以下d)X形e)错位交叉图12.5.1-2按几何图形分类的交叉口3按渠化交通的程度可分为加铺转角式、扩宽路口式、分道转弯式和环形交叉(如图12.5.1-3~图12.5.1-6所示)。a)b)c)d)图12.5.1-3加铺转角式交叉口-104-
《公路路线设计细则》(总校稿)图12.5.1-4扩宽路口式交叉口图12.5.1-5分道转弯式交叉口图12.5.1-6环形交叉口4按交通控制方式可分为无信号控制交叉和有信号控制交叉(如图12.1.5-7所示)。a)无信号交叉口-105-
《公路路线设计细则》(总校稿)b)信号交叉口图12.5.1-7按交通控制方式分类的交叉口12.5.2T形平面交叉T形平面交叉是交叉口处理最简单的形式,也是较安全的形式之一。通常是直行公路优先,另一公路上的车辆必须让路。1加铺转角式T形交叉口形式简单,占地少,造价低,但行车速度低,通行能力小。适用于车速低,交通量小,转弯车辆少的三、四级公路或地方公路的交叉(如图12.5.2-1所示)。转弯速度一般为(10~15)km/h,加铺转角的半径如表12.5.2-1所示图12.5.2-1加铺转角式平面交叉表12.5.2-1加铺转角式平面交叉的转角半径(m)右转车速(km/h)2520151045°3527252760°32231720交80°30201312叉90°30201312角100°2919119120°2918108135°2518107-106-
《公路路线设计细则》(总校稿)2加宽式T形交叉,在连接部增设变速车道和转弯车道,这种交叉可以单增右转或左转车道,也可以同时增设左、右转车道,适应转弯交通需求。此类交叉口可减少转弯交通对直行交通的干扰,车速较高,事故率低,通行能力大,但占地多,投资较大。适用于交通量较大、转弯车辆较多的二级公路(如图12.5.2-2和图12.5.2-3所示)。图12.5.2-2加宽式T形交叉图12.5.2-3加宽式T形交叉(增辟右转减速车道)(增辟左转减速车道)3渠化T形交叉,相交公路等级较高或交通量较大时应采用由分隔岛、导流岛来指定各向车流行径的渠化交叉。避免车辆相互侵占车道和干扰行车路线,主要公路为二级公路的T形交叉,当直行交通量不大,而与次要公路间的转弯交通量占相当比例时,可采用图12.5.2-4中a所示的只在次要公路上设分隔岛的渠化;当主要公路的直行交通量较大时,则采用图12.5.2-4中b所示的在主要公路和次要公路上均设分隔岛的渠化T形交叉。a)b)图12.5.2-4只设分隔岛的渠化T形交叉-107-
《公路路线设计细则》(总校稿)12.5.2-5设导流岛的渠化T形交叉4设导流岛的T形交叉,主要公路为四车道公路,或设计速度≥60km/h且有相当比例转弯交通量的二级公路,或是与互通式立交直接沟通的双车道公路的T形交叉应采用图12.5.2-5所示的设置导流岛的渠化T形交叉。当主要公路为双车道公路时,应根据左、右转弯交通量的平衡选用图12.5.2-5中a.b.c所示的某种渠化布置方式,主要公路上的分隔岛宜为隐形岛。当主要公路为四车道时,应采用图12.5.2-5中d所示的渠化布置方式。次要公路上的导流岛可根据左右转弯交通量情况分别按图a、b、c处理。主要公路上的分隔岛应为实体岛。12.5.3十字形平面交叉,四路交叉口交角为90°时是正交路口。若交角为90°±15°,亦可按类似正交设计。1非渠化平面十字形交叉(如图12.5.3-1所示)。非加宽十字形形式简单,占地少,造价低,一般适用于三、四级公路和地方公路交叉,也可用于斜交角不大于30°和转弯交通量较小的主要公路同次要公路的交叉。-108-
《公路路线设计细则》(总校稿)12.5.3-1非加宽十字交叉2加宽式十字形交叉,当主要公路交通量大,且转弯交通量亦大时,可在交叉范围内的主要公路上设置附加车道,提高直行和转弯的通行能力,形成设置附加车道的十字形交叉(如图12.5.3-2所示)。设置附加车道的十字形交叉一般适用于交通量较大、转弯车辆较多的二级公路。设计时主要确定扩宽的车道数和位置,同时也应满足视距和转角曲线半径的要求。3渠化平面十字形交叉,相交公路等级较高或交通量较大时应采用由分隔岛、导流岛来指定各向车流行径的渠化交叉。渠化平面十字12.5.3-2加宽式十字交叉交叉转弯车辆,尤其是右转弯车辆行驶速度和通行能力都较高。适用于车速较高,转弯车辆较多的干线公路,主要公路为四车道公路以及设计速度为80km/h的双车道公路,或虽然设计速度为60km/h,但属区域干线的双车道公路,平面交叉应采用图12.5.3-3所示的渠化交叉。12.5.4Y形平面交叉口为三路相交的交角小于75°大于105°的交叉口。这种形式的交叉口在交角较小的时候对交通不利,而且锐角路口处的通视条件不好。非渠化平面Y形交叉在交叉口处行驶的车辆,不受任何控制,各自按照交通规则行驶,适用于相交公路交通量不大,车速不高,转弯车辆少的三、四级公路(如图12.5.4-1加铺转角式Y形交叉)。当相交公路的交通量不大,但转弯车辆较多时,可采取在交叉口内设置导流岛、在车行道上划线等措施组织交通,形成分道转弯式三路交叉,如图12.5.4-2所示,一般适用于三、四级公路,同时也适合斜交角不大于30°的次要公路和比较重要的公路连接。-109-
《公路路线设计细则》(总校稿)图12.5.3-3渠化十字交叉图12.5.4-1加铺转角式Y形交叉-110-
《公路路线设计细则》(总校稿)a)双向左、右转b)单向右移图12.5.4-2从分道转弯式Y形交叉12.5.5多路平面交叉,应尽量避免五条或五条以上的公路相交于一点所形成的多路平面交叉,随着相交公路条数的增加,多路平面交叉冲突点的数量也大量增加(如图12.5.5-1所示)。应设置特殊的定向标志和轮廓标志保证顺利运行。当由于冲突点过多而影响交通安全时,可考虑通过采用环形平面交叉方案简化通过交叉口的车流和尽量减少潜在冲突点。对双向双车道公路的十字形平交,若通行能力有富余,且相交公路的优先程度不同,可采用错位式T形平面交叉方案(图12.5.5-2),将次要公路的引道错位布置,防止高速穿行。错位式T形布置适用于新建平面交叉。次要公路直行交通量较大时不宜采用错位交叉。图12.5.5-1多路交叉口图12.5.5-2错位交叉口12.5.6环形交叉可按中心岛直径大小分为三类,常规环形交叉口中心岛直径大于25m,交织段比较长(如图12.5.6-1所示);小型环形交叉口中心岛直径小于25m,引道进口可加宽成喇叭形(如图12.5.6-2所示);微型环形交叉口中心岛直径一般小于4m,中心岛可采用圆形或其他形式,可用白漆画成圆形岛(参见图12.5.6-3所示)。环形交叉口的特点和适用条件如下:1环形交叉口的特点;在交叉口中央设置中心岛,用环道组织渠化交通,驶入交叉口的各种车辆,不论左、右转弯和直行车辆,都无需停车,可同时连续不断地单向运行,减少了车辆在交叉口的延误时间;车辆在环道上行驶的车流方向一致,交叉行驶的车流以较小的交织角向同一方向行驶,避免了交叉冲突点,减少交通事故;对多路交叉和畸形交叉,用环道组织渠化交通更为有效;中心岛绿化可美化环境。但占地面积大,对旧城改建较难实现;增加了车辆绕行距离,特别-111-
《公路路线设计细则》(总校稿)是左转弯车辆;一般造价高于其他平面交叉。图12.5.6-1常规环形交叉口图12.5.6-2小型环形交叉口图12.5.6-3微型环形交叉口2环形交叉口的适用条件如下:1)各相交公路的车流量比较均匀,流向比较稳定、转弯车辆较多,特别是多路畸形交叉口;2)交叉口高峰小时交通量低于2000pcu/h;3)非机动车和行人较少;4)作为控制扩建用地过渡阶段的重要交叉口。12.5.7当公路交叉口达到如下情况之一时,应设置信号实行交通控制(如图12.5.7-1和图12.5.7-2),在时间上隔离不同方向上的车流,控制车流运行秩序,获得最大的交通安全和高效率的运输效果。1两条交通量均大且等级或功能地位相同的公路相交,难以用“主路优先”的规则管理时;2两相交公路虽有主次之别,但交通量均大(如主要公路双向交通量为600pcu/h,次要公路一向交通量为200pcu/h)时,采用“主路优先”规则管理会出现较频繁的交通事故和过分的交通延误;3主要公路交通量相当大(如900pcu/h),而次要公路尽管交通量不大,但采-112-
《公路路线设计细则》(总校稿)用“主路优先”规则管理时,次要公路上的车辆由于难以遇到可供驶入的主流间隙而引起不可接受的交通延误,或出现冒险驶入长度不足的主流间隙而危及安全时;4两相交公路的交通量虽未达到上述程度,但由于有相当数量的行人和非机动车穿越交叉而引起交通延误,甚至阻塞和交通事故时;5环形交叉的某些入口因交通量大而会出现过多的交通延误时。图12.5.7-1三路信号交叉口图12.5.7-2四路信号交叉口12.6平面交叉口设计12.6.1平面交叉口平面线形设计要点如下:1平面交叉范围内两相交公路应正交或接近正交,平面线形宜为直线或大半径曲线,不宜采用需设超高的平曲线半径;2新建公路与等级较低的既有次要公路斜交时,应对次要公路在交叉前后一定范围内作局部改线,使交叉的交角不小于70°,特殊情况下可达到60°;3T形交叉中次要公路扭正改线(如图12.6.1-1)时,引道曲线与交叉中转弯曲线间应保留长度不小于25m的直线。当次要公路为二级公路时,引道曲线的半径不应小于80m;次要公路为三级及三级以下的公路时,曲线半径不应小于40~50m。TSSC引道曲线EC支转弯曲线路5270°~90°主要公路图12.6.1-1T形交叉中斜交的扭正4当按公路性质和交通量需作渠化处理时,一般可保持钝角右弯车道的基本线-113-
《公路路线设计细则》(总校稿)形,并通过合理布置交通岛来保证其它转弯车道所需的线形,如图12.6.1-2所示。当斜交过大时,钝角右转弯应改为S形曲线,以避免过大的导流岛;图12.4.1-2以渠化处理满足转弯所需的线形图12.6.1-2T形交叉中斜交渠化设计5斜交十字交叉中次要公路扭正时应符合图12.6.1-3的要求。交点不变时(图12.6.1-3a),次要公路的每一岔中需增设两个曲线,其中离交叉较远的曲线,其半径不应小于该公路的一般最小半径,并按要求设置缓和曲线;靠近交叉的曲线,其半径不应小于45m,并在远离交叉一端设置缓和曲线。改移交点时(图12.6.1-3b),只在次要公路的一岔上设置S曲线,半径的要求同上;a)a)交点不变b)交点改移图12.6.1-3十字交叉的扭正图示-114-
《公路路线设计细则》(总校稿)6受条件限制而不能按上述扭正十字交叉时,可将次要公路的两岔单独改线而组成如图中12.6.1-4所示的两个错位的T形交叉。其中逆错位交叉只限于次要公路的直行交通量比例很小的情况下;错位交叉中,交角为90°,次要公路引道的线形要求与斜交T形交叉扭正时相同;90°90°90°90°a)顺错位b)逆错位图12.6.1-4错位交错7既有公路提高等级、扩容改建或路面大修时,扭正交叉的改线中应采用较高的线形指标和作较长路段的改移;8当主要公路在交叉处为曲线线形,而次要公路接于主要公路曲线的切线上时,宜将次要公路按图中12.6.1-5所示的方式进行改线,将车流直接引入主要公路,并改善交叉点上的视线。但当曲线具有较大超高率、引道设有反坡且视距受纵坡限制时,应谨慎使用。图12.6.1-5主要公路为曲线时的改线12.6.2平面交叉口纵面线形设计要点如下:1平面交叉范围内两相交公路的纵面应尽量平缓。纵面线形设计应大于最小停车视距要求;2主要公路在交叉范围内的纵坡应在0.15~3%的范围内;次要公路上紧接交叉的部分引道应以0.5~2.0%的上坡通往交叉,而且此坡段至主要公路的路缘应不短于25m,如图12.6.2-1所示;3主要公路在交叉范围内有超高曲线时,次要公路的纵坡应服从主要公路的横坡。若次要公路在交叉前后相当长的范围内纵坡的趋势与主要公路的横坡相-115-
《公路路线设计细则》(总校稿)反,则次要公路在引道的一定范围内应设置S形竖曲线,如图12.6.2-2所示。路面2%支路原纵面RV>400RV>400填方25竖曲线支路原纵面路面RV>4000.5%RV>400挖方25竖曲线图12.6.2-1次要公路引道纵坡(尺寸单位:m)a)不需调整次要公路纵面;b)调整次要公路图12.6.2-2主要公路设超高时次要公路引道纵坡12.6.3平面交叉口立面设计要点如下:1平面交叉的两相交公路共有部分的立面形式及其引道横坡应根据两相交公路的功能、等级、平纵线形、交通管理方式等因素确定。1)采用“主路优先”交通管理方式的交叉,应使主要公路的横断面贯穿交叉,而调整次要公路的纵断面以适应主要公路的横断面,如图12.6.3-1所示;当调整纵断面有困难时,应同时调整两公路的横断面,如图12.6.3-2所示。同时,将次要公路双坡横断面逐渐过渡到与主要公路纵坡相—致的单坡横断面,保证主要公路的交通便利;2)主要公路设超高曲线时,应根据次要公路纵面的不同情况而按图12.6.2-2所示方式处理立面;-116-
《公路路线设计细则》(总校稿)3)两相交公路的功能地位相同或相仿,或者是信号交叉时,两公路均应作适当的调整,如图12.6.3-3所示;图12.6.3-1“主路优先”交叉中调整次路的纵坡图12.6.3-1“主路优先”交叉中调整次路的纵坡4)当非信号交叉中两相交公路的功能地位相仿时,应根据交通量的差异,采用标志来指定其中一条路为主要公路。此时可按图12.6.3-1或图12.6.3-2所示方式作立面处理;5)两相交公路无法确定相对主次地位时,应对未来设置信号的可能性进行研究确定立面处理的方式;-117-
《公路路线设计细则》(总校稿)图12.6.3-2“主路优先”交叉中同时调整两路的横坡6)主要公路超高路段与次要公路坡顶相交时,次要公路的纵面应服从主要公路的横坡而将竖曲线置于主要公路的横坡以外,且坡度代数差不宜大于4%,条件受限时也不应大于6%,如图12.6.3-4所示;7)交叉口对角线上的横坡宜控制在1%左右,确保对交通有利。2分隔的右转弯车道或右转弯附加路面上,各处的标高和横坡应满足相交公路共有部分及其邻接的局部段落的岔路的立面、转弯曲线所需的超高、整个交叉范围内的路面排水和路容的需要。1)右转弯车道应以符合上述立面设计要求的左路缘线的标高作为设计控制;-118-
《公路路线设计细则》(总校稿)图12.6.3-3两相交公路功能相同的立面设计2)导流岛很大或右转弯车道相当长时,可按独立路段进行平、纵、横设计。但在分、汇流处应与直行行车道部分有适当的立面处理;3)当以左路缘线标高控制设计导致右转弯曲线车道内缘出现影响路容的“下陷”(当超高较大时)或造成边沟设计困难时,可在不妨碍路面排水的前提下,适当调整左路缘的标高;4)右转弯车道或右转弯附加路面应按表12.6.5设置超高。岛边长度较短(<30m)的转弯车道无法设置超高过渡,或者右转弯附加路面存在排水、路容及与直行车道路面衔接等困难而无法设置应有的或最大超高时,可适当减小超高值,直至采-119-
《公路路线设计细则》(总校稿)用表中的最小值;5)转弯曲线的超高过渡方式规定如图12.6.3-5和12.6.3-6。图12.6.3-4次要公路服从主要公路的立面设计3平面交叉范围内的路面排水应畅通,包括隐形岛在内的任何路面上不得有积水。1)设计时至少应有一条公路的纵坡方向背离交叉口,有利于排水。如遇特殊地形,所有公路纵坡方向都向着交叉口时,必须在交叉口内设置雨水口和排水管道,保证符合排水要求;-120-
《公路路线设计细则》(总校稿)a、等宽式变速车道b、渐变式变速车道图12.6.3-5公路为直线时转弯曲线的超高过渡2)在交叉口范围布置雨水口时,雨水口应设在人行横道之前或低洼处。一条公路的雨水不应流过交叉口的人行横道,或流入另一条道路,也不能使交叉口内产生积水;3)交叉口范围内横坡要平缓,一般不大于路段横坡,纵坡度宜不大于2%,困难情况下应不大于3%;-121-
《公路路线设计细则》(总校稿)a、右弯公路,渐变式变速车道b、左弯公路,渐变式变速车道图12.6.3-6公路为曲线时转弯曲线的超高过渡4)在一般平坦地形的城市交叉口,竖向设计的形状宜采用伞形形式,把交叉口的中心标高稍微抬高一些向四周倾斜,有利于排水、行车、美观和衔接处理;5)车行道两侧平石边沟的纵坡不宜小于0.3%,缘石(侧石)高度宜控制在0.10~0.20m;-122-
《公路路线设计细则》(总校稿)4交叉口立面设计标高应与周围建筑物的地坪标高协调一致。12.6.4平面交叉的引道视距在每条岔路和转弯车道上都应提供与行驶速度相适应的引道视距(眼高1.2m,物高0),如图12.6.4-1所示。引道视距在数值上等于停车视距,各种设计速度所对应的引道视距及凸形竖曲线的最小半径规定如表12.6.4。引道视距引道视距引道视距引道视距图12.6.4-1引道视距表12.6.4引道视距及相应的凸形竖曲线半径设计速度(km/h)1008060403020引道视距(m)16011075403020凸形竖曲线最小半径(m)10700510024007004002001在停车视距所构成的三角形范围内不得存在任何有碍通视的物体,如图12.6.4-2所示。视距三角形应以最不利的情况进行绘制。图12.6.4-2视距三角形2公路管理和养路部门应对通视三角区范围内的植树绿化和高杆农作物种植严加限制,特别是一级公路和二级公路或交通量较大的三级公路的交叉口。3受条件限制不能保证由停车视距所组成的通视三角区时,则应保证主要公路上为安全交叉停车视距和次要公路上至主要公路边车道中心线为5~7m所组成的通视三角区,如图8.6.7-2所示。安全交叉停车视距值规定见表8.6.7。-123-
《公路路线设计细则》(总校稿)12.6.5平面交叉口的转弯设计各级公路平面交叉口的转弯设计以16m总长的鞍式列车进行控制设计,鞍式列车行迹见图12.6.5。平面交叉转弯曲线的线形及路幅宽度应以车辆转弯行迹作为设计控制。转弯曲线设计中所采用的设计车型和行驶速度等有关参数规定如下:1除通往游览、疗养区等专用公路以外的各级公路,均应以16m总长的鞍式列车的行迹进行设计。有特长车辆通行的交叉,经以特长车的行迹检验后作必要的修正,即改移路缘曲线和增设铺面路肩;2左转弯是待机进行的,一般可采用5~15km/h的半挂车控制设计,左转弯的内缘曲线的最小半径为15m。大型车比例很小的公路(如旅游公路)可采用5km/h的半挂车控制设计,条件受限时,可采用一般载重汽车低速行驶时的行迹控制设计,左转弯的内缘曲线的最小半径为可采用12m的极限半径;3公路等级低、交通量不大的情况下,右转弯不设专门的行车道,其速度可与左转弯的速度相同或略高。设置分隔的右转弯行车道的情况下,转弯速度不宜大于40km/h;当主要公路设计速度较低(如≤60km/h)时,右转弯速度不宜低于设计速度的50%;4鞍式列车在各种转弯速度情况下,路面内缘的最小曲线半径如表12.6.5所示。表12.6.5路面内缘的最小半径转弯速度(km/h)≤1520253040506070最小半径(m)1520(15)25(20)3045607590最小超高(%)22223456最大超高(%)一般值:6,极限值:8注:条件受限制时可采用括号内的值5转弯路面的边缘线形应符合车辆转弯时的行迹。12.6.6右转弯附加车道的设计1非渠化或简单渠化处理的交叉,可在主要公路增辟一条减速分流的右转弯附加车道,如图12.6.6-1所示;2主要公路设计速度≥60km/h时,应在主要公路上增设减速分流车道;3两条一级公路相交和一级公路与交通量大的二级公路相交,应对所有右转弯运行设置经渠化分隔的右转弯车道;4一级公路、二级公路的平面交叉中,符合下列之一者应设置右转弯车道:1)斜交角接近于70°交叉的锐角象限;2)交通量较大的交叉中,右转弯交通会引起不合理的交通延误;3)右转弯车流中有较高比例的载重车;4)以大于30km/h的速度进行右转弯;-124-
《公路路线设计细则》(总校稿)5)与高速公路集散路(通往高速公路互通式立交的连接线)相交的右转弯运行,尤其是转弯交通量较大者。R=15m转弯速度:5~15km/h注:1.路缘石与车轮轨迹线间至少0.6m的净距。2.保险杠轨迹线外留0.6m净距,该区域内不得设置道路设施。图12.6.5鞍式列车行迹5渠化的右转弯附加车道由分隔的右转弯车道及其两端的变速车道所组成。如图12.6.6-2所示,途中右转弯车道的参数如表12.6.6所示。-125-
《公路路线设计细则》(总校稿)尺寸单位:m转弯内缘半径:15m图12.6.6-1减速分流车道12.6.7左转弯附加车道的设计1四车道公路除左转交通量很小的情况外,均应在平面交叉范围内设置左转弯车道;2二级公路遇下列情况之一者,应设置左转弯车道:1)左转弯交通会引起明显的交通拥阻或交通事故;2)与高速公路或一级公路互通式立交的连接线相交的交叉;3)非机动车较多且未设置慢车道的交叉。3当设有较宽中间带(一般不小于4.5m)时,应将道口一定长度的中间带压缩宽度,增辟出左转车道,如图12.6.7a)所示。4当设有较窄中间带(宽度小于4.5m)时,利用中间带后宽度不够,可将道口单向或双向车道线向外侧偏移,增加不足部分宽度。向外侧偏移车道线后,在路幅总宽度不变的情况下,视具体条件可压缩人行道、两侧带或进口道车道宽度,如图12.6.7b)所示;5当相交公路不设中间带时,可通过两种途径增辟左转车道。一是向进口道的一侧或两侧扩宽,增加进口道路幅总宽度,在进口道中心附近辟出左转车道,如图12.6.7c)所示;二是不扩宽进口道,占用靠近中心线的对向车道作为左转车道。-126-
《公路路线设计细则》(总校稿)12.6.6-2车道变宽的右转车道设置-127-
《公路路线设计细则》(总校稿)表12.6.6右转弯车道参数18~24~90~R112141630451502228135W16.46.16.15.55.25.24.94.64.6W27.77.77.47.16.86.46.15.85.8S1.51.51.51.21.21.20.90.90.6R21.5R12R1R33R12R1注:W1—单车道宽度;W2—能绕越停着车辆的单车道宽度。图12.6.7拓宽左转车道12.6.8变速车道的长度1交叉口的进口道设置了右转车道后,为不影响横向相交道路上的直行车流,在横向相交道路的出口道应设加速车道(如图12.6.8)。进口道处右转车道或左转车道的长度应能满足右转或左转车辆减速所需长度,也应保证转弯车辆不受等侯车队长度的影响;出口道的加速车道应保证加速所需长度。最小渐变段长度和变速车道长度按表12.6.8-1和表12.6.8-2选用。图12.6.8车道等宽的右转车道的长度表12.6.8-1最小渐变段长度公路设计速度(km/h)100806040渐变段长度(m)60504030-128-
《公路路线设计细则》(总校稿)表12.6.8-2变速车道长度减速车道长度(m)加速车道长度(m)公路设22公路类计速(a=-2.5m/s)(a=1.0m/s)度别至0至20至40从0从20从40(km/h)(km/h)10010095702502301908060503214012080主要公路604030201008040402010--4020--8045402590805060302010655525次要公路401510--2515--3010----10----2当整个变速车道为一渐变段时,其长度可按减速时为1.0m/sec和加速时为0.6m/sec的车辆变换车道侧移率进行计算。3当公路的设计速度≥80km/h,且直行交通量较大时,右转弯变速车道应为附渐变段的等宽车道;否则,宜采用渐变式变速车道。4渠化十字交叉中,右转进入次要公路的加速车道,一般为渐变式的。当次要公路的设计速度≤60km/h时,渐变车道的长度可根据情况而采用小于按侧移率计算的值,但不应小于50m。5当交通量较小(如因非机动车和行人穿越交叉的需要而设置转角导流岛)时,可不设正规的右转弯变速车道,而采用图12.6.6-2所示的“最小设计”。6非渠化交叉中,主要公路上的减速车道,其包括渐变在内的长度(如图12.6.6-1所示)可直接采用表12.6.8-2中末速为20km/h所对应的值。7渠化T形交叉中,右转弯变速车道应按如下原则设计:1)次要公路上只设慢速行驶条件下左、右转弯车流所需的分、汇流段。2)主要公路上,当其设计速度≥60km/h,且交通量较大时,变速车道的长度应满足减速时1.0m/sec和加速时0.6m/sec的侧移率的要求;当交通量较小时,其中加速车道可为不小于50m的渐变段。3)凡有下列情况之一者,主要公路上可不设正规的加速车道,而用A=35~50m的缓和曲线来取代图12.6.6-2中三心复曲线中的第三曲线和渐变段,或采-129-
《公路路线设计细则》(总校稿)用“最小设计”中的汇流部分。(1)次要公路的岔口上只设两左转弯间的分隔岛;(2)由于与下一个交叉之间的距离很短,或交通量较大等原因而在两交叉间设有附加车道时;(3)主要公路为多车道公路,通行能力有较大的富余时;(4)用地严格受限(如原有交叉改建),或右转进入主要公路的交通量不大而允许右转弯出现偶尔的等候进入时。8渠化交叉中的左转弯车道中的变速长度采用表12.6.8-2中末速为0的数值。渐变段长度根据不同分隔岛的类型采用图12.6.10-3附表中的数值。9当交叉间隔较小或其它特殊原因(如既有公路上增辟左转弯车道)而容纳不了上述长度时,减速长度可适当减小,但左转弯车道的总长不应小于60m,即渐变段和等宽段的长度各为30m。此时,分隔岛的圆曲线半径为45m。10非渠化加宽T形交叉中的减速车道,包括其渐变段在内的长度可直接采用表12.6.8-2中末速为0的数值。若受用地和其它因素限制时,可适当减短。12.6.9变速车道宽度的设计要点1右转弯变速车道为等宽车道时,其宽度为3.5m,渐变段长度应符合表12.6.8-1的规定;当为变宽车道时,应按图12.6.6-2所示的宽度和渐变率设置。2左转弯变速车道宽度的规定如表12.6.9表12.6.9左转弯变速车道宽度车道分划宽度大于0.5m的标剩余分隔带类型实体岛线线带左转弯变速车道宽度(m)3.53.253.03.25左路缘带宽度(m)000.50.3*既有公路增辟左转弯车道时,若直行车道右侧有非分隔的并宽度不小于2.5m的非机动车道时,可采用3.25m或3.0m(公路设计速度≤60km/h时),并同时将其右侧直行车道的宽度减为3.5m。12.6.10交通岛设计交通岛可按其组织渠化交通的功能不同分为分隔岛、安全岛、中心岛和导流岛等形式,如图12.6.10-1所示。分隔岛宽度按其用途规定如表12.6.10-1。设计速度>60km/h的公路,若平面交叉处横穿的行人较多,且横穿的距离较长则应设置安全岛。交通岛的设置条件如下:a)分隔岛b)安全岛c)中心岛d)导流岛图12.6.10-1交通岛-130-
《公路路线设计细则》(总校稿)表12.6.10-1分隔岛的宽度分隔岛的用途宽度(m)设置标志1.2个别行人避险以及今后可能设信号1.8多车道公路的信号交叉中较多行人的越路避险2.4左转弯车道及剩余分隔带4.3~5.5标线式左转弯分隔带至少为车道宽度二次等候左转或穿越7m或设计车辆长度1需分隔右转弯曲线车道与直行车道时,应设置导流岛;2信号交叉中,左转弯为两条车道时,在左转车道与直行车道间应设置导流岛;3左转车道与对向直行车道间应设置分隔岛;4T形交叉中,次要公路岔口的两左转弯行迹间应设置分隔岛;5对向行车道间需提供行人越路的避险场所,或需树立标志、信号柱时,应设置分隔岛。6分隔岛宽度按其用途规定如表12.6.10-2。表12.6.10-2分隔岛的宽度分隔岛的用途宽度(m)设置标志1.2个别行人避险以及今后可能设信号1.8多车道公路的信号交叉中较多行人的越路避险2.4左转弯车道及剩余分隔带4.3~5.5标线式左转弯分隔带至少为车道宽度二次等候左转或穿越7m或设计车辆长度7交通岛边缘的线形取决于相邻车道的路缘线形。直行车道边缘的岛缘线应根据缘石构造作不同值的偏移。岛端迎流边应偏移且圆滑化。常用的交通岛边缘形状及有关尺寸如图12.6.10-2~4所示。8交通岛按其构造分为三种,即以缘石围成而高出周围行车道路面的实体岛、路面上用标线画出的隐形岛和无缘石的浅碟式岛。-131-
《公路路线设计细则》(总校稿)1)当被交通岛分隔的车行道有不少于两条的车道或虽为一条车道但设置绕避故障车辆的加宽时应采用实体岛,岛缘宜采用斜式缘石或半可越式缘石。岛缘与车道边线间应有0.3~0.5m宽的路缘带。2)岛的面积较小,或不需要或不宜采用强行分隔时,宜采用隐形岛。3)岛的面积很大而可不依赖缘石导向,且其上不设标志和信号柱的情况下(如速度较高的右转弯车道的导流岛),可采用由附宽度不小于0.5m的路缘带的行车道围成的浅碟式岛。4)夜间交通量较大且交通岛复杂的渠化交叉应设置照明。5)不具备设置照明条件时,应以反光路钮勾出岛界轮廓。同时,路缘线、隐形岛的所有标线、迎流岛端部缘石的立面上,均应采用反光涂料。δδ1.0m1.0m1.0m01:1δδ1:101.0m1.2~1.8m1.0m1.2~1.8ma)一般形式6)小形岛c)变通形式表12.6.10-2岛端圆弧半径表12.6.10-3缘石后退量岛端形状缘石类型δ(m)及栏式0.6车流方向半可越式0.3可越式0半径0.30.60.61.0(m)图12.6.10-2转角导流岛12.7其他设计要点12.7.1在进入正线前匝道的左边缘与正线直行车道路面右边缘的汇合处,宜设置直角或斜角交叉。控制半径应切于正线中心线而不应切于边缘线。防止车辆右转弯错误进入单向匝道(如图12.7.1-1和图12.7.1-2所示)。减少错向驶入的其他设计方法如下:1所有出入正线的运行需要减少人为的错向进入;2使用常规的、容易识别的互通式立交形式,减少驾驶员的茫然和由此而造成的错路运行;3缩小中央分隔带的开口,防车辆左转弯进入反向匝道;4标志、路面标线及闪光灯等是防止错向转弯的重要设施。-132-
《公路路线设计细则》(总校稿)尺寸单位:mθ(°)708090100110W≤1011≥14(m)*d(m)1.52.02.52.01.5R1(m)121420R2一般等于R1,但有时需变动,以保证岛端至主要公路行车道边缘的距离为2~4m和岛的宽度为2~5m。*以鞍式列车控制设计时,R1和R2不小于15m。图12.6.10-3T形交叉中次要公路上的分隔岛-133-
《公路路线设计细则》(总校稿)设计速度(km/h)40506080渐变参数n15202530D(m)40506080*T(m)40455570*当左转车道为右弯线形时适当缩短图12.6.10-4直行公路上的分隔岛12.7.2中央分隔带的开口应据各种运行的交通量和转弯车辆的车型进行设计。应考虑所适应的交通需求,选择控制各种穿越和转弯运行的设计车辆,调查较大车辆在不过分侵占相邻车道情况下的转弯运行,并检查交叉口的通行能力。若交通负荷超过通行能力,就必须进行扩宽设计,有时还需要设置让路标志、停车标志或交通信号等管制措施。中央分隔带开口设计要点如下:-134-
《公路路线设计细则》(总校稿)单向公路(或匝道)正线控制半径a)实例一正线单向公路(或匝道)b)实例二图12.7.1-1正线为双车道的防止错向驶入设计正线单向公路(或匝道)a)实例一正线单向公路(或匝道)b)实例二图12.7.1-2正线具有中间带的防止错向驶入设计-135-
《公路路线设计细则》(总校稿)1开口段汽车行驶控制半径开口段中央分隔带的端部应作圆滑处理,常用的处理方法是弹头形端部。圆滑处理应根据开口段长度L和保证车辆以一定左转弯速度安全左转运行为控制,以车辆左右轮轨迹半径作为控制半径,如图12.7.2-1所示,一般采用R1=25~120m。R应切于被交路中心线,其值取决于开口长度L,并且与左转弯设计速度对应的圆曲线半径一致,一般采用R的最小值为15m,弹头尖端圆弧半径R2可采用中央分隔宽度的1/5;直行交通LR1R2R直行交通图12.7.2-1开口段车辆的控制半径2中央分隔带开口段长度对于分离式公路的三岔或四岔交叉,中央分隔带开口的长度应与被交路路面加路肩的宽度相同,并且在任何情况下不得短于12m(或不短于被交路路面加3m)。当被交路也为分隔式公路时,开口长度应至少等于被交路路面加上中央分隔带宽度,再加上3m。3中央分隔带开口段端部渐变过渡段中央分隔带开口段应设置渐变过渡段。当中央分隔带宽度较小时,也可以不设过渡段,但不宜因此缩短中央分隔带开口段的长度。过渡段设计宜采用二次抛物线和圆曲线的过渡形式(如图12.7.2-2b、c所示)。12.7.3只要中间带宽度足够、大型车可以安全顺适转弯行驶时,应在中央分隔带设置左转弯车道,让车辆直接U形转弯,否则应采用间接U形转弯。对于窄中央分隔带的平面交叉口,宜根据对角象限的地形、地物限制情况,采用壶柄式或环形匝道间接U形转弯,如图12.7.3-1和图12.7.3-2所示。间接U形转弯可采用如下形式:1利用宽中央分隔带进行间接U形转弯当交叉口禁止左转时,在宽中央分隔带上设置左转弯和U形转弯专用车道,车辆驶过被交路后进入专用车道,并左转弯完成U形转弯运行(如图12.7.3-3所示)。-136-
《公路路线设计细则》(总校稿)图12.7.2-2过渡段设计分离式公路被交公路壶柄式匝道图12.7.3-1壶柄式匝道间接U形转弯被交公路分离式公路环形匝道图12.7.3-2环形匝道间接U形转弯-137-
《公路路线设计细则》(总校稿)被交公路分离式公路图12.7.3-3宽中央分隔带交叉口间接U形转弯2窄中央分隔带特殊间接U形转弯U形转弯车辆由直行交通外侧车道向右转弯,在壶柄形匝道左转弯进入分离式公路之前,等候交通流中出现适当的间隙,然后进行正常的左转弯,进入分离式公路(如图12.7.3-4)。图12.7.3-4设有窄中央分隔带的特殊间接U形转弯12.7.4行人过路设计要点:1人行横道应设在车辆驾驶员容易看清楚的位置,尽可能靠近交叉口,与行人的自然流行一致,并尽量与行车道垂直,缩短行人过路的步行距离;2当人行横道过长(大于15m)时,应在人行横道中间设置行人安全岛,其宽度应大于1.5m;3人行横道的宽度与过路行人数及信号显示时间相关,主要公路的人行横道宽度不宜小于5m,支路的人行横道宽度不宜小于3m,可以1m为单位增减;4人行横道位置应平行于路段人行道的延长线并适当退后(如图12.7.4-1中的a≥1m的部分),在右转弯机动车容易与行人发生冲突的交叉口,应减少右转弯机动车对相邻的两个进口道行人交通的影响,其横道线不应相交,至少应留有存放一辆右转车的空间,该后退距离宜取3~4m,(如图12.7.4-1的b=3~4m部分);-138-
《公路路线设计细则》(总校稿)adbc图12.7.4-1人行横道的位置示意5步行道的转角部分(如图12.7.4-1c部分)长度应不小于小车的车身长6.0m,并应设置护栏等隔离设施;6有中央分隔带的进口道,人行横道应设置在中央分隔带端部后退1.0~2.0m处,中央分隔带应为行人过路驻足提供安全保障(如图12.7.4-1的d部分);7Y型交叉口可结合导向岛设置人行横道(如图12.7.4-2所示),若行人流量很小时,可不设A段人行横道;8T型交叉口的人行横道布置宜如图12.7.4-3所示,若行人流量很小时,可不设A段或B段人行横道;9高架路桥墩设在平面交叉口附近,在条件受限制时,应在桥墩所处的分隔带上(如图12.7.4-4所示)设置人行横道。ABA图12.7.4-2Y型交叉口人行横道布置图12.7.4-3T型交叉口人行横道布置-139-
《公路路线设计细则》(总校稿)图12.7.4-4高架路下的人行横道设置示意12.7.5交通管理设施设计要点:1交叉口标志、标线设计标志的设置位置必需使得驾驶者能够安全、顺利进入出口,提供的信息应该符合重复性、准确性和可读性的要求。对无信号控制的交叉口,必须设置“路权”分配的标志、标线和必要的行人过街安全设施。2交通信号设计在空间上无法实现冲突车流分离的地方,应设置交通管理信号在时间上给交通流分配不同的通行权,用交通信号灯交替显示不同的灯色来指挥交通的通行或停止。3停止信号在无信号的交叉口,宜在次要公路引道上设置停车或让路标志,让主要公路上的车辆优先通行。停车标志应设在次要公路上安全驶入车速低于15km/h处,让路标志应设置在次要公路引道视野开阔的地方,使让路情况优先于停车情况,能使进入交叉的车辆在次要公路引道上根据主要公路来车情况,缓慢行驶,在到达停车标志(线)之前寻找主要公路上安全间隙进入交叉口,避免车辆停车、起步的操作,减轻驾驶员的工作强度。12.7.6当已建平面交叉口存在选位不当、相交角度不合适、交叉口面积过大、缺少必要的渠化、畸型多路交叉、视距不良和行人过路安全保障不够等问题时,应对其公路条件和交通管理条件进行改善,采用改善公路设施或增加交通设施,减少或消灭冲突点,解决和处理交通安全隐患。交叉口的改善设计通常宜采用减少车辆和行人冲突点数量,使冲突区域减少到最低限度,分化冲突点,给予主要车流优先权,控制车速,保证视距,提高通行能力和为驾驶决策提供的信息质量等措施。-140-
《公路路线设计细则》(总校稿)13公路与铁路、乡村道路、管线等交叉13.1一般规定13.1.1公路与铁路交叉设计适用于公路同铁路网中1435mm标准轨距相交叉的设计,对公路上跨其他轨距的铁路,应按相关规定设计。13.1.2公路与铁路的交叉型式应根据公路和铁路的等级、交通量(年客货运量)、安全、经济等因素综合确定,原则上应考虑设置立体交叉。13.1.3公路与铁路交叉设计年限应同时符合公路设计年限和铁路设计年限规定的要求。对规划中的项目,必须有批准的规划修建年限,应预留设置交叉的位置与条件。13.1.4公路与乡村道路交叉设计适用于公路同乡村、农场范围内供各种农业机械及耕作人员通行的道路交叉的设计。13.1.5公路与管线交叉设计适用于公路同500kV以下架空送电线路,陆上原油、天然气输送管道的交叉设计中有关交角、净空等部分的设计,相关专业方面的具体规定应按电力、石油天然气行业标准执行。13.1.6交叉工程应根据公路功能与使用要求,同有关部门协调,处理好与铁路、乡村道路、输油、输气管道等规划、工程衔接的相互关系。妥善处理因修建或改建所引起的干扰问题。13.2公路与铁路交叉13.2.1公路与铁路交叉应优先考虑设置立体交叉,减少平交道口。立体交叉的形式应根据路段设计速度、铁路与公路的性质、等级、交通量、地形条件、安全要求以及经济效益和社会效益等因素确定。公路与铁路立体交叉的一般要求如下:铁路与高速公路、一级公路交叉,必须设置立体交叉。铁路与其他公路交叉,符合下列条件之一者应设置立体交叉:1I级铁路与其他公路交叉;2铁路与二级公路交叉;3铁路路段旅客列车设计速度大于或等于120km/h的铁路与公路交叉;4铁路与道路交叉交付运营第5年的道口折算交通量大于或等于表13.2.1-1规定的数值者。公路上的车辆、行人折合成标准车辆数的折算系数应采用表13.2.1*-2规定的数值;5由于铁路调车作业对公路上行驶的车辆会造成较严重延误时;6受地形等条件限制,采用平面交叉会危及公路行车安全时。*(GB50090-2006铁路线路设计规范)-141-
《公路路线设计细则》(总校稿)表13.2.1-1设置立体交叉的道口折算交通量(万辆次/年平均昼夜)路段旅客列车设计速度(km/h)瞭望条件10080良好12.016.0不良6.08.0表13.2.1-2公路车辆、行人折合成标准车辆数的折算系数折合系数种类城市道路其他道路普通汽车(含一般载货1.501.00汽车、大客车、拖拉机)小客车、吉普车1.000.50带挂车得载货汽车1.50铰接公共汽车、畜力车2.00摩托车、人力车0.50自行车0.10行人0.0513.2.2公路与铁路立体交叉的平、纵面设计要点1公路与铁路立体交叉宜选在双方线形均为直线的地段,或平、纵线形技术指标高且通视良好的地段。2公路与铁路立体相交应以垂直交叉为宜。必须斜交时,其交叉的锐角不宜小于70°;受地形条件或其他特殊情况限制时,不应小于45°。3高速公路、一级公路与铁路交叉,在考虑铁路对立交桥设置要求的同时,其立交位置应符合该路段公路平、纵线形设计总体布局,使线形连续、均衡、顺适,不得在该局部地段降低技术指标;4公路与铁路立体交叉的改建工程应根据公路网规划确定公路等级、交叉位置等。因改善交叉角或移位而改线时,其路线的平、纵技术指标不得低于相衔接路段的一般值,更不得采用相应公路等级的最小值;4公路与铁路立体交叉的公路引道范围内,不得设置公路平面交叉;5公路与铁路立体交叉范围内的公路视距要求为:高速公路、一级公路应满足停车视距;二、三、四级公路应满足会车视距。13.2.3公路上跨铁路时的设计要点1跨线桥的跨径与净高必须符合1435mm标准轨距铁路建筑限界的规定。2公路上跨铁路时,公路跨线桥的跨径与布孔应根据地形、地质、桥下净空、铁路排水体系、沿线路敷设的专用管线的位置综合确定。3公路上跨电气化铁路时,其跨线桥结构形式应按不中断电力输送的施工工艺与方法确定,严禁危及公路施工和铁路行车的安全。4公路跨线桥及其引道的排水系统应自成体系。跨线桥桥面雨水不得直接排至铁路道碴限界范围内。5四车道及其以上的公路上跨铁路时,考虑到公路,铁路弯、坡、斜及超高等-142-
《公路路线设计细则》(总校稿)因素,应对跨线桥的四个周边的铁路建筑界限予以检核。6公路跨越铁路路段旅客列车设计速度140km/h地段时,跨线桥应设防撞护栏和防落网。13.2.4铁路上跨公路时的设计要点1铁路跨线桥的跨径与净高必须符合公路建筑界限的规定。2铁路跨越二级公路、三级公路、四级公路时,严禁在行车道上设置中墩。铁路跨越四车道高速公路时,不得在中间带设置中墩。铁路跨越六车道及其以上高速公路时,若中间带设置中墩时,中墩两侧必须设防撞护栏,并留足设置防撞护栏和护栏缓冲变形的安全距离。3铁路跨线桥所跨越的宽度应包括该路段公路标准横断面宽度及其所附属的变速车道、爬坡车道、边沟等的宽度。4铁路跨线桥的跨径与布孔应留有足够的侧向余宽,不得将墩、台设置在公路排水边沟以内,并满足公路视距和对前方公路识别的要求。不能满足公路视距与对前方公路识别要求时,应设置边孔。5铁路跨越高速公路、一级公路时,铁路跨线桥应设置防落网。6铁路跨线桥及其引道的排水系统应自成体系排除,跨线桥桥面雨水不得直接排至公路建筑限界范围内。7乡村道路下穿铁路时,乡村道路的净空应根据通道种类和交叉条件与有关单位协商确定。但不得小于表13.2.4规定的数值。表13.2.4立交桥下乡村道路净空(m)汽车及大型农机机耕和畜力车通人力车和人行通通道种类通道道道净宽5.04.02.0净高4.53.02.5注:①通行汽车及大型农机的乡村道路,特殊困难条件下净宽可减至4.5m,净高可减至3.5m。②特殊困难条件下仅供人行的乡村道路,净高可按不小于2.2m设计。*13.2.5公路与铁路平面交叉,道口设置应符合下列规定:1道口宜设在瞭望视距不小于表13.2.5-1规定数值的地点;表13.2.5-1火车司机最小瞪望视距和机动车驾驶员侧向最小瞪望视距路段旅客列车设计速度火车司机最小瞭望视距机动车驾驶员侧向(km/h)(m)最小瞭望视距(m)140-470120-40010085034080850270注:①机动车驾驶员侧向最小瞭望视距为机动车在距道口相当于该级公路停车视距并不小于50m处,应能看到两侧铁路上火车的范围。②线间距小于或等于5m的双线铁路道口,机动车驾驶员侧向最小瞭望视距还应增加50m,多线铁路道口按计算确定。*《公路路线设计规范JTGD20-2006》、《GB50090-2006铁路线路设计规范》-143-
《公路路线设计细则》(总校稿)2在车站内,桥梁、隧道两端及进站信号机外方100m范围以内不应设置道口;3道口不应设置在铁路的曲线地段,道口间的距离不应小于2km,公路与铁路平面交叉宜设计为正交,斜交时其交叉角应大于45°。4通过道口的公路平面线形应为直线。从最外侧钢轨算起的公路最小直线长度不应小于50m,困难条件下不应小于表13.2.5-2规定的数值。表13.2.5-2道口每侧道路的最小直线长度公路设计速度(km/h)公路种类8060≤50公路、厂外道路、城404030市道路(m)乡村公路(m)205铁路钢轨头部外侧50mm范围内,道口铺面应低于轨面5mm。道口平台的长度不应小于表13.2.5-3规定的数值。紧接道口平台的公路纵坡不应大于表13.2.5-4规定的数值。表13.2.5-3道口平台的最小长度(m)城市道路公路及厂外公路种类通行铰接汽通行普通汽乡村公路道路车车平台长度20161610表13.2.5-4紧接道口平台的公路最大纵坡(%)城市道路公路种公路及厂外通行铰接汽通行普通汽乡村公路类道路车车一般2.53.03.03.0困难3.55.05.06.06道口两侧的公路上除应根据规定设置护桩外,还应按照公路交通管理有关规定设置交通标志、路面标线、立面标志。电气化铁路的道口应在公路上设置限界架。7道口设置坚固、平稳、稳定且易于翻修的铺砌层,其长度应延伸至钢轨以外2.0m。道口两侧公路在距铁路钢轨外侧20m范围内,宜铺筑中级以上路面。道口铺砌宽度和公路引道宽度均不应小于相交公路的路基宽度。13.3公路与乡村道路交叉13.3.1各级公路与乡村道路交叉,其规模、间距应通过对地方公路现状和规划及经济发展进行调查后确定。设计时应充分考虑沿线土地开发、群众生产和生活需要,兼顾交叉口对公路通行能力、服务水平和投资的影响,确定合适的标准和间距。一般要求如下:1高速、一级级公路与乡村道路交叉时,其间距应根据路线总体设计而定。必-144-
《公路路线设计细则》(总校稿)要时合并相邻乡村道路,减少交叉数量。在乡村道路密集地区,当公路交通量较大时,可采取设置分隔带和辅道等必要措施,减少交叉的数量及隔离非机动车交通,提高公路的通行能力和服务水平;2高速公路与乡村道路交叉必须设置立体交叉;一级公路与乡村道路交叉宜设置通道或天桥等立体交叉;3二级公路与乡村道路的平面交叉应作渠化设计。地形条件有利或公路交通量大时亦可设置立体交叉;4二级及其以上公路位于城镇或人口稠密的村落或学校附近时,宜设置专供人通行的人行通道或人行天桥;5公路与乡村道路的交叉设计应纳入公路交叉设计部分的总体设计,统筹规划,合理布局;6公路与乡村道路交叉的形式、位置、间距等应根据县和乡(镇)土地利用总体规划中农业耕作机械需求布设。必要时应结合公路网建设规划,对农业机耕道作以调整或归并,控制建设用地指标;7公路与乡村道路相交,符合下列情况应对乡村道路进行改线。改线段平、纵技术指标不应低于四级公路的最小值。1)交叉的锐角小于60°时;2)按规划或交叉总体设计对交叉予以合并或调整交叉位置;3)交叉处的地形、地质、视距或原乡村道路平面线形不适宜设置交叉;4)改造原平面交叉其工程量增加较大时。13.3.2各级公路与乡村道路交叉,其净空要求如下:通道的净空:净高:通行拖拉机、畜力车时≥2.70m通行农用汽车时≥3.20m净宽:按交通量和通行农业机械类型选用≥4.00m通道过长或敷设排水渠时视情况增宽人行通道的净空:净高≥2.20m净宽≥4.00m13.3.3车行通道的间距以400m左右为宜。农业机械化程度高的地区间距可适当加大。通道的交叉角以垂直为宜。必须斜交时,其交叉的锐角不应小于70°;受地形条件或其他特殊情况限制时,不应小于60°。通道处的乡村道路平面线形宜为直线,其两侧的直线长度不应小于20m。纵面线形应为直坡段,纵坡不宜大于3%,构造物不得设于凹形竖曲线底部。通道宜采用自流排水方式。13.3.4人行通道下穿高速公路、一级公路时,宜利用中间带设置采光井。人行-145-
《公路路线设计细则》(总校稿)通道除设梯道外,应视情况设置坡道,其坡道不应陡于1:7。人行通道必须做好排水设计,不得因积水影响通行。13.3.5主要公路为路堑地段或地形条件有利时可设置天桥,并以垂直交叉为宜,其主要技术指标可参照四级公路相关标准执行,桥面净宽按交通量和通行农业机械类型选用4.50m或7.00m。天桥的车道荷载等级应采用公路-Ⅱ级,并设置标志等设施防止超载车辆通行。跨越高速公路、一级公路的天桥,应设防落网。天桥的桥面雨水不得直接排至公路路面。人行天桥设计要点如下:人行天桥的净宽≥3.00m2人群荷载3kN/m2行人密集地区3.5kN/m人行天桥除设梯道外,有条件时应设置坡道,其坡度不应陡于1:4。13.3.6平面交叉以垂直相交为宜。当必须斜交时,其交叉的锐角不应小于70°;受地形条件或其他特殊情况限制时,不应小于60°。平面交叉设计要点如下:1交叉处公路两侧的乡村道路直线长度应各不小于20m;2交叉处公路两侧应分别设置不小于10m的水平段。紧接水平段的纵坡不应大于3%,困难地段不应大于6%;3平面交叉处应使驾驶员在距交叉20m处,能看到两侧二、三级公路相应停车视距并不小于50m范围内的汽车(如图13.3.6所示)。视线范围内不得有障碍物;4经常有履带耕作机械通行时,交叉范围内的公路路面、路肩应进行加固,且公路路基边缘外侧的乡村道路应各设置不小于10m的加固段。二、三级公路停车视距二、三级公路停车视距且不小于50m且不小于50mm20≥≥公路≥20m≥乡村道路加固段图13.3.6乡村道路平面交叉视距三角形和加固段13.4公路与管线等交叉13.4.1各种管线跨越公路的设施,不得侵入公路建筑限界,妨碍公路交通安全、损害公路设施,也不得对公路及其设施形成潜在威胁。公路与各种管线等交叉时,应符合以下一般要求:1公路与架空送电线路相交,以垂直交叉为宜。必须斜交时,其交叉的锐角不应小于70°;受地形条件或其他特殊情况限制时,不应小于60°;2架空送电线路导线与路面的垂直距离,应根据最高气温情况或覆冰无风情况求得的最大弧垂和根据最大风速情况或覆冰情况求得的最大风偏进行计算确定;-146-
《公路路线设计细则》(总校稿)3公路与原油、天然气输送管道相交,以垂直交叉为宜。必须斜交时,其交叉的锐角不宜小于60°;受地形条件或其他特殊情况限制时不应小于45°;4穿越公路地下专用通道的埋置深度,除应符合石油天然气行业标准的荷载相关规定处,还应符合《公路桥涵设计通道规范》(JTGD60)的有关规定,并按所穿越公路的车辆荷载等级进行验算。穿越公路的保护套管其顶面距路面底基层的底面应不小于1.0m;5严禁原油、天然气输送管道利用公路桥梁跨越河流或通过公路隧道。原油、天然气输送管道穿(跨)越河流时,管道距大桥的距离,不应小于100m;距中桥不应小于50m。6公路与原油、天然气输送管道接近时,油、气管道防护带外缘距公路用地范围外侧边缘线之间必须预留表13.4.1规定的安全距离。各种管线工程设施与公路交叉或接近时,应符合表13.4.1规定的要求。7原油、天然气输送管道与高速公路、一级公路相交,应采用穿越方式,埋置地下专用通道;原油、天然气输送管道穿越二级公路、三级公路、四级公路时,应埋置保护套管。管道与套管应按相应公路等级的车辆荷载等级进行验算。13.4.2公路从架空送电线路下穿过时,应从导线最大弧垂与杆塔间通过,并使送电线路导线与公路交叉处距路面的垂直距离不小于表13.4.1的规定值。13.4.3公路与地上架空电力线路交叉,首先应明确其电压等级。在核实电力线路电压等级的基础上,按照有关规范和管理条例的要求进行规划设计。在杆塔、拉线基础周围进行取土、堆物、打桩、钻探、开挖活动时,必须遵守下列要求:1预留出通往杆塔、拉线基础供巡视和检修人员、车辆通行的道路;2不得影响基础的稳定,如可能引起基础周围土壤、砂石滑坡,进行上述活动的单位或个人应当负责修筑护坡加固;3不得损坏电力设施接地装置或改变其埋设深度;4在雨、雾、雪、风、沙等恶劣气候下,应停止在电力线路周边进行道路施工作业,防止电力线路对人员、设备产生电击,造成人员伤亡和设备损失。-147-
《公路几何设计细则》表13.4.1各种管线与公路交叉或接近的基本要求电讯线架空送电线路原油、天然气输送管道项目明线线路埋式电缆3kV以下3~10kV35~66kV110kV220kV330kV500kV跨越工程穿越工程导线或地线在高速公路和一、二级公路:不得接头高速公路和一级公路:不得接头跨越档内接头三、四公路:不限制二、三、四公路:不限制应正交宜正交应正交交叉角斜交时应≥45°斜交时应大于45°斜交时不应小于60°石油管道底距路面管顶距路面基底距路面最小垂直距离距路面≥5.5≥1.0(m)≥5.5天然气管道底距路面管顶距边沟沟底6.07.07.07.08.09.014.0≥6.0≥0.5应设在公路用地范围以外高速公路、一级公路:交叉:8.01.01.5油、气管道应大于100平行:最高杆(塔)高最小水平应设在公路用地范围以外二、三、四级公路:条件受限制时油、气管道距大、中桥应大于100距离油、气管道距小桥应大于50高速公路.≥1.0一级公路:输油管道距公路用地界边缘应大于10(m)0.50.55.05.05.06.015.0二.三.四天然气输送管道距公路用地界边缘级公路:应大于208.0148
《公路路线设计细则》(总校高)14立体交叉14.0.1公路与公路立体交叉可分为分离式立体交叉和互通式立体交叉。1高速公路与其他公路相交,必须设置立体交叉。2一级公路与交通量大的其他公路交叉,宜设置立体交叉。3二、三级公路间的交叉,在与等级公路交叉或有条件的地点,可采用立体交叉。14.1分离式立体交叉14.1.1一般规定分离式立体交叉的设置应根据公路网规划、相交公路的功能、等级、交通量、地形和地质条件、经济与环境因素等综合确定。1下列交叉应设置分离式立体交叉:1)高速公路与其他各级公路交叉,除因交通转换而设置互通式立体交叉外,均必须设置分离式立体交叉;2)具干线功能的一级公路与其他各级公路的交叉,除因交通转换需要而设互通式立体交叉外,应采用分离式立体交叉;3)二、三、四级公路相互交叉,直行交通量很大或地形条件适宜,且不考虑交通转换时,可设置分离式立体交叉。2主要公路的平、纵面线形应保持直捷、顺适。两相交公路不得因增设分离式立体交叉而使平、纵面线形过于弯曲、起伏。3两相交公路应以正交或接近正交为宜,且交叉附近平面线形宜为直线或不设超高的大半径曲线。4高速公路、一级公路与二、三、四级公路相交采用分离式立交时:1)应充分利用被交公路的线形和线位。当交叉角过小或原线形技术指标过低时,应采用改线方案;2)被交公路的等级、路基宽度、桥梁净宽、净高及车辆荷载等级等技术指标,应按被交公路现状或已批准的规划公路等级设计。5分离式立体交叉跨线桥的桥面雨水应通过管道引至桥下公路的排水沟,不得散排于桥下公路路面。跨线桥桥下公路的排水宜采用自流排水。6跨线桥桥下净空及布孔除应符合公路建筑限界规定外,还应满足桥下公路的视距和对前方信息识别的要求。7跨线桥的桥型设计应注重美学要求,简洁、明快、轻巧,跨径配置应和谐、悦目,与周围环境相协调。8分离式立体交叉远期计划改为互通式立体交叉时,应按分期修建原则设计并预留布设匝道的工程条件。14.1.2分离式立体交叉上跨或下穿交叉方式的选择,经技术经济论证后,应综合考虑以下因素确定:-149-
《公路路线设计细则》(总校高)1两相交公路的平面线形和纵坡设计的组合,应使整个工程的造价最低,占地拆迁数量最少;2不良工程地质条件下,主要公路(尤其是高速公路)宜下穿;3排水问题难以解决时,主要公路应采用上跨;4交叉附近需与现有公路设置平面交叉或为路旁用户提供出、入口的公路宜下穿;5交通量大的公路宜下穿;6与已街道化的公路相交时,新建公路宜上跨;7结合地形、已建工程现状或发展规划,与周围景观相协调。14.1.3主要公路上跨时设计要点如下:1跨线桥布孔和跨径必须满足被交公路建筑限界、视距和对前方公路识别、通视的要求;2跨线桥下为双车道公路时,不得在对向行车道间设置中墩;3跨线桥下为多车道公路,在中间带设置中墩时,其中墩两侧必须设防撞护栏,并留有护栏缓冲变形的余地;跨线桥下为无中间带多车道公路,若须在行车道中间设置中墩时,其中墩前后必须增设足够长度的中间带,且中墩两侧必须设防撞护栏,并留有护栏缓冲变形的余地;4主要公路(或高速公路)纵断面设计应根据路基平均填土高度、纵坡起伏程度、交叉处被交公路排水设计等因素综合分析后确定;5跨线桥不得压缩桥下公路横断面的任何组成部分,以及原有的渠道、电讯管道等设施,并留有余地;6分离式立体交叉或被交叉公路采用分期修建时,跨线桥应按规划规模一次建成。14.1.4主要公路下穿时设计要点如下:1应充分利用被交公路的线形、线位。当交叉角度小或原线形技术指标过低时,宜采用改线方案;2跨线桥的桥长和布孔必须满足主要公路(或高速公路)的建筑限界、视距和对前方公路识别、通视的要求。主孔宜一孔跨越主要公路全断面,除主孔外应有适当长度的边孔;4跨线桥下主要公路(或高速公路)中间隔离带较宽或为四车道以上高速公路,在中间带设置中墩时,中墩两侧必须设置防撞护栏并留有护栏缓冲变形的余地。不得在局部范围内改变中间带宽度而使行车道扭曲;5跨线桥下主要公路(或高速公路)附有以边分隔带分离的慢车道、集散车道、附加车道、非机动车道时,可在边分隔带上设置桥墩。当边分隔带较窄时,应在桥墩前后一定范围内加宽,并宜在右方作变宽过渡;6跨线桥前方主要公路(或高速公路)有出、入口或平面交叉时,跨线桥应增-150-
《公路路线设计细则》(总校高)设供通视的辅助桥孔;主要公路(或高速公路)为曲线时,应满足载重汽车停车视距要求;7跨线桥下为路堑时,若路堑不深,宜将桥台置于坡顶之外;若路堑较深或边坡缓而长需要在边坡上设置桥台时,则应将桥台置于坡顶附近,不得布置于坡脚处;8主要公路为高速公路、一级公路时,跨线桥必须设置防撞护栏和防护网。跨线桥上严禁设置商业广告和与交通安全无关的宣传栏目。跨线桥上悬挂交通标志时,不宜采用通栏式,且上、下边缘不得超出护栏顶部和边梁外缘底线。14.2互通式立体交叉14.2.1一般规定高速公路间、或高速公路与具有干线功能的一级公路间、或具有干线功能的一级公路间的互通式立体交叉,应作为枢纽互通式立体交叉设计。高速公路、一级公路间及其与其他公路相交的互通式立体交叉可作为一般互通式立体交叉设计。符合下列条件之一者应设置互通式立体交叉:1高速公路间及其与一级公路相交处;2高速公路、一级公路与通往县级以上城市、重要的政治或经济中心的主要公路相交处;3高速公路、一级公路与通往重要工矿区、港口、机场、车站和游览胜地等主要公路相交处;4高速公路与通往重要交通源的公路相交而使该公路成为其支线时;5两条具有干线功能的一级公路相交时;6一级公路上,当平面交叉的通行能力不能满足需要或出现频繁的交通事故时;7由于地形或场地条件等原因设置互通式立体交叉的综合效益大于设置平面交叉时。14.2.2高速公路上互通式立体交叉的间距规定如下:1大城市、重要工业园区附近的平均间距宜为5~10km;其他地区宜为15~25km;2相邻互通式立体交叉的最小间距不宜小于4km;因路网结构或其他特殊情况限制,经论证相邻互通式立体交叉的间距需适当减小时,加速车道渐变段终点至下一个互通式立体交叉的减速车道渐变段起点间的距离,不宜小于1000m,如图14.2.2所示;小于1000m,且经论证而必须设置时,宜将两者合并为复合式互通立体交叉;3相邻互通式立体交叉的间距不宜大于30km;超过时,应在合适位置设置与主线立体分离的“U形转弯”设施。在人烟稀少地区,此间距可适当增大。U形转弯设施应尽量利用主线桥孔和服务设施等设置。-151-
《公路路线设计细则》(总校高)m图14.2.2条件限制时互通式立体交叉的最小间距14.2.3互通式立体交叉的位置应选择在两相交公路线形指标良好,地形、地质和环境条件有利的路段,考虑公路网的现状和规划情况综合确定。主线线形的主要技术指标规定如表14.2.3所示。表14.2.3互通式立体交叉范围内主线的线形指标设计速度(km/h)1201008060最小圆曲线半径一般值200015001100500(m)最小值15001000700350一般值4500025000120006000最小竖曲线半凸形最小值230001500060003000径一般值160001200080004000(m)凹形最小值12000800040002000最大纵坡一般值2234.5(4)(%)最大值224(3.5)5.5(4.5)注:当主要公路以较大的下坡进入互通式立体交叉,且所接的减速车道为下坡,同时,后随的匝道线形指标较低时,主要公路的纵坡不得大于括号内的值。14.2.4互通式立体交叉的线位应注意与环境和景观协调。根据立交空间造型的美学要求,做到与自然景观有机结合,浑然一体,尽量避免对自然环境的破坏;应绕避重要历史文化遗迹,重视环境保护,并注意采取有效措施避免建设及运营过程中汽车运行对重点环保对象可能产生的影响与污染。14.2.5互通式立体交叉的连接道路设计要点如下:1相连接公路在路网中不应低于次要干道或集散路的功能,不应有较大的横向干扰;2通行能力应满足过境和集散交通量的要求;3与主要交通源的连接应短捷;4分配到路网中附近公路的交通量应适当,不应使某些道路或路段负荷过重;5根据路网布局等条件而选定的被沟通公路,在通行能力和其他方面不能满足需要时,应进行改建设计。14.2.6互通式立体交叉的布设应根据公路网现状及规划、城市规划、连接道路条件,在对土地利用规划、占用土地、文物古迹,以及地形、地质、排水等社会及自然条件充分调查的基础上,根据交通量预测结果进行调整。当互通式立体-152-
《公路路线设计细则》(总校高)交叉先期承担的交通量数值较小时,可采用分期修建。14.2.7互通式立体交叉的基本型式按交叉的岔路数目可分为三岔互通式立交和四岔互通式立交二种。三岔互通式立交包括T形和Y形,T形互通式立交是Y形互通式立交的特殊形式,其交叉角等于或接近90°。T形交叉包括喇叭形、半直连式T形。Y形交叉包括全部直连式匝道的Y形和有半直连式匝道的Y形。四岔互通式立交主要是十字形交叉,包括菱形、苜蓿叶形、部分苜蓿叶形、喇叭形、环形、直连式和半直连式。14.2.8喇叭形互通式立交按主要公路的左转弯出口在跨线构造物之前和之后可分为A型和B型两种,如图14.2.8中a和b所示。A、B型喇叭选用的指标是左转弯交通量。较直接的线形有利于承担较大的交通量,环道则适于承担较小的交通量。一般情况下宜采用A型。因地形、地物的限制或左转进入主线的交通量远大于左转驶离主线的交通量时,宜采用B型,但双车道匝道不应布置为环形匝道。喇叭形互通式立交宜按斜交布设。a、A型b、B型c、双喇叭图14.2.8喇叭形互通式立交14.2.9半直连式T形互通式立交适用于出入交通量相对较少或左转弯速度较低的枢纽互通式立体交叉(如图14.2.9所示),当出入交通量较大或匝道布设受地形、地物限制较严格时,一般互通式立交也可采用此种型式。14.2.10Y形互通式立交适用于左转弯速度高,且交通量大的枢纽互通式立体交叉(如图14.2.10所示)。从交通运行角度考虑,图14.2.10b的布置优于图-153-
《公路路线设计细则》(总校高)14.2.10a。a、三处跨线桥b、两处跨线桥图14.2.9半直连式T形互通式立交a、左转匝道全为直连式的b、左转匝道兼有直连式和半直连式的图14.2.10Y形互通式立交14.2.11菱形互通式立交形式简单且运行路程短捷,适合于出入交通量较小的一般互通式立体交叉(如图14.2.11所示),在城、乡地区均可采用,且特别适用于干线公路和次要公路的交叉。图14.2.11菱形互通式立交14.2.12部分苜蓿叶形互通式立交按匝道布置方式可分为主要公路的出口在跨线构造物之前的A型(图14.2.12a)和出口在跨线构造物之后的B型(14.2.12b),以及以主要公路为对称轴布置匝道的A-B型(图14.2.12c)。它们适用于出入交通-154-
《公路路线设计细则》(总校高)量较小的一般互通式立体交叉。在不设环形匝道的象限内增加右转弯匝道(图14.2.12d)适用于不设收费站的一般互通式立体交叉。a、A型b、B型c、A-B型d、附加右转弯匝道图14.2.12半苜蓿叶形互通式立交14.2.13苜蓿叶形互通式立交适用于左转交通量较小的一般互通式立体交叉(如图14.2.13a所示)。在苜蓿叶形互通式立交中的直行车道旁应增辟集散道(图14.2.13b),可避免转弯车流的交织对直行车流的干扰。ab图14.2.13苜蓿叶形互通式立交14.2.14环形互通式立交可分两层式和三层式两种(图14.2.14),适用于转弯交通量较小的交叉。规模较大的平面环形交叉扩容改建时,可采用两层式环形立交。-155-
《公路路线设计细则》(总校高)a、两层b、三层图14.2.14环形互通式立交14.2.15直连式互通立交适合于各左转弯交通量均大的枢纽互通式立体交叉。其左转弯全部采用半直连式或同时有直连式匝道(如图14.2.15a所示)。涡轮形互通式立交(图14.2.15b和c)是直连式互通立交中左转弯匝道平面指标较低的一种,适用于转弯速度较低的枢纽互通式立体交叉。abc图14.2.15直连式互通立交14.2.16混合式互通立交适用于一个或两个左转弯交通量较小的枢纽互通式立体交叉。左转弯匝道既有环形匝道,又有半直连式匝道(图14.2.16)。其环形匝-156-
《公路路线设计细则》(总校高)道不超过两条,且应布置在对角象限中。图14.2.16混合式互通立交14.2.17当相邻被交叉公路相距很近而不能单独设置互通式立交或多条公路在一处交叉时,可按多岔互通式立交设计。多岔互通式立交的交通流线多,互通形式复杂,运行条件差,造价高。一般宜按不完全互通处理,通过区域路网交通的总体组织,舍弃立交内一些交通流线,简化互通立交的形式。14.2.18当两处互通式立体交叉相距很近而不能保证应有的立交间距时,可将其复合成一个立交,在复合式立交的直行车道旁设置分隔的集散道,将出入口串联起来,使主线一个行驶方向上只保留一对出入口或减少某些出入口,如图14.2.18a所示。对于出入交通量较大的复合式立交(如其中一个为枢纽立交时),应采用匝道间的立体分离等措施来避免所有交织或高速公路间的主流匝道上的交织,如图14.2.18b所示。ab图14.2.18复合式互通立交-157-
《公路路线设计细则》(总校高)14.2.19收费互通式立交的常用形式有单喇叭形、双喇叭形和部分苜蓿叶形,喇叭形互通式立交适用于T形交叉或收费公路的十字交叉(图14.2.19b),双喇叭形互通式立体交叉适用于匝道上设有收费站的一般互通式立交以及枢纽互通式立交(图14.2.19a),部分苜蓿叶形互通式立交适用于收费公路的十字交叉(图14.2.19cd)。每座互通式立交上的收费站一般不宜超过两个。图14.2.19收费互通式立交14.2.20互通式立体交叉的类型和规模应综合考虑相交公路的等级、在路网中的功能、地位和与之相应的匝道设计速度、立交场址的地形、地物等情况和用地条件、交通量、造价以及收费站的设置等因素合理确定。其布设原则如下:1两条干线或类似功能的高速公路相交时,应采用设计速度较高的能使转弯车流保持良好自由流的直连式立交,如包括涡轮形在内的各种直连式立交;2两条高速公路相交时,宜采用直连式立交。但部分交通量较小(单车道能满足要求)的左转匝道可采用设计速度低的直连式匝道,甚至环形匝道。如涡轮形立交和混合式立交;3高速公路与一级公路相交或两条一级公路相交时,宜采用混合式立交。当转弯交通量不大且不致因交织困难而干扰直行车流时,允许在较次要公路的一方设置相邻象限的环形匝道;4高速公路与一级公路或交通量大的二级公路相交,且需设置收费站时,宜采用双喇叭形互通式立交;5高速公路与其他公路相交时,宜采用在低等级公路上存在平面交叉的旁置式单喇叭形、半苜蓿叶形互通立交。匝道上不设收费时,宜采用菱形互通立交6两条一级公路相交需要设互通式立体交叉时,宜采用有附加右转弯匝道的半苜蓿叶形、苜蓿叶形、环形互通立交或混合式互通立交;7一级公路与较低等级公路相交,因交通转换而需要设置互通式立体交叉时,宜采用菱形、半苜蓿叶形互通立交。在特殊情况下,可采用独象限式互通立-158-
《公路路线设计细则》(总校高)交(图14.2.20);8属于地形需要而设互通式立体交叉时,可采用匝道布置简单,造价低廉的独象限式互通立交或菱形互通立交等;图14.2.20独象限式互通立交9在路网密度较高的区域,可通过路网中结点交通转换的合理分配,而将某些互通立交做成非全互通式的(某些岔路间不相沟通,包括平交的转弯在内)立交。而一旦提供沟通,则应使往返匝道成对出现。14.2.21互通式立交方案比选原则如下:1交通适应性匝道形式、匝道车道数、连接部的构造等所提供的通行能力应与设计交通量相适应,并使各个部位均保持在一个相对平衡的服务水平上。2行车安全性包括路线连续、出口型式一致性、立交桥前面的单一出口、主要道路上有无交织、设置标志的可能性、视距的保证、匝道线形与车辆运行速度相一致等。3环境适应性与地形、地貌、地质和周围自然景观等自然环境和土地利用、房屋建筑、现有和规划道路、管线等社会环境以及文物、遗址、名胜古迹、风景区等人文环境相适应。4造价5分期修建的可能性14.3互通式立交运行影响因素14.3.1影响互通式立交运行效果的因素如下:1路线连续;2互通立交布局一致性;3互通立交间距;4匝道间距;-159-
《公路路线设计细则》(总校高)5出、入口处的车道数平衡;6车道数减少;7交织;8视距。14.3.2路线连续可通过适当的几何设计和设置指向标志实现。使接近互通立交的驾驶员找到自己在车道中的位置,然后根据指向标志和道路标线确认自己的位置。在穿过和绕过城市时,应使指定路线保持其定向特征。14.3.3一条公路上的一系列互通式立交,宜使出、入口的布局保持一致性,使互通式立交便于识别、具备高通行能力、良好的服务水平和最大的安全保障。将出、入口设置在道路的右侧是相对安全的。在所有互通式立交的引道上宜采用单出口。对在匝道出口出现通行能力不足的地方,宜在出口引道上增加辅助车道的长度。14.3.4互通式立交的间距应能保证立交之间有足够的交织长度和变速车道长度,还能给前置警告标志留出充分距离,对立交出口发布预报信息。互通式立交与服务区、停车区和公共汽车停靠站等设施之间的距离,应满足设置出口预告标志和保证高速公路直行车流稳定的需要。14.3.5高速公路上的各种相邻出、入口之间和匝道上相邻出、入口之间、主线上的出口至前方相邻入口(如图14.3.5-1所示)之间的距离应不小于表14.3.5中的规定。当不能保证主线出入口间的应有距离或遇转弯车流的紧迫交织干扰主线车流时,应采用与主线相分隔的集散车道将出入口串联起来。主线上的相邻出入口匝道上的相邻出入口主线上的出口至入口图14.3.5-1各种相邻出入口表14.3.5高速公路相邻出入口最小间距主线设计速度(km/h)12010080间L1一般值350300250-160-
《公路路线设计细则》(总校高)干线300250200最小值支线240220200距一般值300250200L2枢纽立交240200200最小值(m)一般立交180160160一般值200150150L3干线150150120最小值支线12012010014.3.6高速公路应在全长范围内或重要结点之间的较长路段内保持固定基本的车道数,主线与匝道的分、汇流处应保持车道数的平衡,满足式14.3.6的关系(如图14.3.6-1所示)。相邻的两路段间,一个方向行车道上的基本车道数的变化不得大于1。当互通式立交匝道的车道数NE>1时,出、入口应增设辅助车道(如图14.3.6-2所示)。辅助车道的长度规定如表14.3.6所示。Nc≥NF+NE-1(式14.3.6)式中:Nc——分流前或汇流后的主线车道数;NF——分流后或汇流前的主线车道数;NE——匝道车道数a、分流b、汇流图14.3.6-1分、汇流处的车道数平衡图14.3.6-2双车道出入口的辅助车道NB—基本车道数表14.3.6辅助车道的长度主线设计速度(km/h)12010080入口400350300辅助车道长度(m)出口300250200-161-
《公路路线设计细则》(总校高)入口180160140渐变段长度(m)出口90807014.3.7辅助车道的终止和基本车道数的变化方式规定如下:1辅助车道的终止或基本车道的减少一般在互通式立交的出口进行。当出口为双车道时,从匝道的内侧车道的分流点开始,通过设置渐变段减少一条外侧车道(如图14.3.7a所示);当出口为单车道时,从分流鼻开始通过设置渐变段减少一条外侧车道(如图14.3.7b所示)。当减少车道后直行车道上的交通量较大,且与下一个入口间有足够距离时,则应在分流鼻后150m处开始车道减少(如图14.3.7c所示);2由于分期建设而在某一路段暂时少建一条主线车道,或因其它原因而需在互通式立交间减少车道时,则应在互通式立交的入口渐变段之后500~1000m处开始车道减少(如图14.3.7d所示);3车道减少渐变段的渐变率不应大于1/50。a、双车道出口减少车道b、单车道出口减少车道c、单车道出口减少车道d、互通式立交间减少车道图14.3.7车道数的变化方式-162-
《公路路线设计细则》(总校高)14.3.8互通式立交设计应消除车辆交织或把交织移到主要行车道之外。除非采用交织段与车道数平衡相结合的方法能获得足够的交织长度和宽度,否则可采用设置辅助车道或集散车道的方式加以解决。互通式立交以辅助车道相连时,设计的重点如下:1保证辅助车道足够的长度1)辅助车道的长度(如图14.6.5-1d所示)规定如表14.3.8所示。表14.3.8辅助车道的长度主线设计速度(km/h)12010080入口400350300辅助车道长度(m)出口300250200入口180160140渐变段长度(m)出口9080702)当一个互通立交的入口与后一个互通立交的出口均设有或其中之一设有辅助车道时,若入口渐变段终点至出口渐变段起点的距离小于1000m,则应增长辅助车道而将两者贯通。当交通量大,交织运行比例较高,且增加车道的成本不高时,即使此间距达2000m时,也宜采用贯通的辅助车道。3)辅助车道的宽度与主线车道相同,且与主线车道间不设路缘带。辅助车道右侧的硬路肩,其宽度一般与正常路段的主线硬路肩相同;用地紧张或其它条件限制时可减窄,但不得小于1.5m。在相邻互通式立交之间增设辅助车道,建议的辅助车道最小长度为760m(如图14.3.8-1)。图14.3.8-1辅助车道的长度2注重交织段的构造技巧当一般互通式立交与枢纽互通式立交相邻(单入双出)时,双车道出口的内侧车道宜采用直接式与主线形成自然分岔的流出口(如图14.3.8-2)。即使是单入单出的情况,也可以在流出鼻端之后将辅助车道适当延长形成流入车道,给部分流入车辆提供合流的机会而无需交织(如图14.3.8-3)。-163-
《公路路线设计细则》(总校高)图14.3.8-2双车道出口自然分岔的流出口图14.3.8-3流入车道的合流3注意交织段车道数的设置辅助车道一般只需要单车道,只有当两互通式立交相互交换的交通量较大时,才有必要考虑在交织车道外侧增加一个连接车道。当单入双出或双入单出时,部分路段需要双车道,其设置如图14.3.8-3所示。14.3.9互通式立体交叉区域应具有良好的通视条件。主线分流鼻之前应保证判断出口所需的识别视距(如图14.3.9-1所示)。识别视距应大于表14.3.9-1的规定。条件受限制时,识别视距应大于1.25倍的主线停车视距。匝道全长范围内应具有不小于表14.3.9-2规定的停车视距。汇流鼻前,匝道与主线间应具有如图14.3.9-2所示的通视三角区。图14.3.9-1识别视距表14.3.9-1识别视距设计速度(km/h)1201008060识别视距(m)350~460290~380230~300170~240注:当引道上标志较多或上跨构造物的墩、台净距较小而需要驾驶者时时注意,因而可能会忽略出口的存在或难以估计至出口的距离的情况下,宜采用表中的较大(接近高限)值。表14.3.9-2匝道停车视距设计速度(km/h)80706050403530-164-
《公路路线设计细则》(总校高)11095756540停车视距(m)3530(135)(120)(100)(70)(45)注:积雪冰冻地区,应不小于括号内的数值。图14.3.9-2汇流鼻前通视三角区14.4设计交通量与交通容量14.4.1互通式立交的设计交通量应在设计服务年限的年平均日交通量(AADT)基础上采用式14.4.1计算:DDHV(单向)=AADT(双向)×K×D(式14.4.1)式中:DDHV(单向):设计小时交通量;AADT(双向):两方向合计年平均日交通量;K:设计小时交通量系数,为第30位小时交通量(双向)与AADT的比值;D:方向不均匀系数。取值与前述路线部分相同。14.4.2匝道交通容量规定如下:1单车道匝道1)交通量小于300pcu/h、匝道长度小于500m时;2)交通量等于或大于300puc/h但小于1200puc/h、匝道长度小于300m时。2双车道匝道1)右侧不设供紧急停车用硬路肩①交通量小于300pcu/h、匝道长度等于或大于500m时;②交通量等于或大于300puc/h但小于1200puc/h、匝道长度等于或大于300m时;③交通量等于或大于1200puc/h但小于1500pcu/h时。2)右侧设供紧急停车用硬路肩交通量等于或大于1500pcu/h时。14.4.3匝道端部出入口交通容量规定如下:1匝道与主线连接部分的交通容量匝道与主线连接部分的交通容量,受主线的交通容量、车道数、交通量等的-165-
《公路路线设计细则》(总校高)影响,根据下列关系式计算:1)流入单向双车道主线的单车道匝道采用下式计算的较小值Vr=1.13VD-154-0.39VfVr=2VD-Vf2)流出单向双车道主线的单车道匝道Vr=1.02VD-317-0.66Vf3)流入单向三车道主线的单车道匝道采用下式计算的较小值Vr=VD+120-0.244VfVr=3VD-Vf4)流出单向三车道主线的单车道匝道Vr=2.11VD-203-0.488Vf5)流入单向三车道主线的双车道匝道采用下式计算的较小值Vr=1.739VD+357-0.499VfVr=3VD-Vf6)流出单向三车道主线的双车道匝道Vr=1.76VD+279-0.062Vf式中:Vr—匝道与主线连接部的交通容量(辆/小时);Vf—主线一侧合计设计交通量(辆/小时);VD—主线每1车道的设计交通容量(辆/小时)。当计算出的交通容量低于设计交通量时,应对设计进行调整,通常宜在主线侧增加辅助车道。2匝道与被交叉公路连接部分的交通容量当匝道与被交叉公路采用匝道进行连接时,其交通容量计算同匝道与主线连接部分;当采用平面交叉进行连接时,其交通容量计算见公路与公路平面交叉的相关内容。14.5匝道设计14.5.1互通式立体交叉的匝道由端部和一条连接路线组成。匝道应具有适宜的曲率和坡度。匝道的基本类型如图14.5.1所示。对角向匝道环形匝道半直连式匝道直连式匝道图14.5.1匝道的基本类型1对角向匝道:通常宜为单向车行道,但次要交叉道路上匝道端部同时有左、-166-
《公路路线设计细则》(总校高)右转弯交通的运行。通常多用于一般互通式立体交叉。菱形互通式立交一般设置四条对角向匝道。2环形匝道:匝道任一端或两端有一条单向车道或有两条车道。环形匝道通常要比其他形式的匝道绕行更长的距离。环形匝道宜采用单车道。枢纽型和一般互通式立交均可采用环形匝道。3半直连式匝道:经常用于左转弯,匝道的行驶距离小于可比的环形匝道,但大于直连式匝道。4直连式匝道:是与最靠近行车方向一侧(即左转分流、左侧汇流、右转分流和右侧汇流)的高速公路相连的匝道。在各类匝道中,直连式匝道距离最短。14.5.2互通式立体交叉的匝道设计速度规定如表14.5.2。匝道设计速度应遵循如下原则选用:1右转弯匝道宜采用上限或中间值;2直连式或半直连式左转弯匝道宜采用上限或中间值;3接近自由流出入口附近的匝道部分应有较高的设计速度;接近收费站或平面交叉的匝道端部,设计速度可酌情降低。表14.5.2匝道设计速度匝道类型直连式半直连式环形匝道匝道设计速枢纽互通式立交80、70、60、5080、70、60、50、4040度(km/h)一般互通式立交60、50、4060、50、40、40、35、3014.5.3匝道的平面线形应根据匝道设计速度、交叉类型、交通量、地形、用地条件,造价等因素确定。其设计要点如下:1匝道的圆曲线半径不应小于表14.5.3-1的规定。表14.5.3-1匝道圆曲线的最小半径匝道设计速度(km/h)80706050403530匝道圆曲线最小半径一般值280210150100604030(m)极限值230175120805035252从出、入口至匝道中平面线形紧迫路段的范围内,圆曲线的半径应与变化着的速度相适应。匝道上任意一点的曲率半径不应小于该点至出、入口之间,按表14.5.3-2、图14.5.3-1和表14.5.3-3、图14.5.3-2中按一般可能变速时所出现的速度相适应的一般最小半径。设计速度高或平面指标高的匝道上,平面线形的过渡应与比上述表中更为从容的变速相适应。-167-
《公路路线设计细则》(总校高)表14.5.3-2加速与行程的关系不同纵坡情况下自V0加速至汇流点速度Va的长度L(m)主线设计速度V0(km/h)(km/h)-3%-2%-1%0%1%2%3%03143524014705717458303029533238144854872080340286316364430529699781≥10050251284329391485650724(Va=90)6021524628634443258965370159183215261333465489809511013216421732230002192422703073534235292021123426229834441251830200223250285330397502≤8040185207233267311376480(Va=80)50156175198228268327423601211361551812152673537065738397115143189图14.5.3-1加速与行程的关系表14.5.3-3减速与行程的关系不同纵坡情况自分流点Va减速至Vt的长度L(m)主线设计速度Vt(km/h)(km/h)-3%-2%-1%0%1%2%3%1209074706762605855(Va=100)80113106102959188847014713813212411911410960176166158149143137131502011901801701631561504022120919818718017216530237224212201193184177-168-
《公路路线设计细则》(总校高)0257243230219210200192807066625956545170104989288848076601331261191131081039810050158149141134128123117(Va=90)4017916915915214413813230194184174165157151144021520319218217416715970646157555249476093898380767269501181131051019691888040138132123118113107103(Va=80)30154147137132126119115201651581471421351281230174166155150143135130图14.5.3-2减速与行程的关系3右转弯匝道和左转弯直连式或半直连式匝道应采用较高的平面指标。4直连式匝道纵面起伏时,凸形竖曲线前后的平面线形应一致,或具备良好的线形诱导。严禁在小半径凸形竖曲线后紧接反向平曲线。5匝道平面线形指标应与交通量相适应,交通量大的匝道应具有较高的平面线形指标。应避免不必要的反弯。6匝道及其端部设置回旋线时,其参数及长度不宜小于表14.5.3-4的规定。反向曲线间的两个回旋线,其参数宜相等或相近。相差较大时,大小两参数之比不宜大于2。回旋线长度应不小于超高过渡所需的长度。表14.5.3-4匝道回旋线参数及长度匝道设计速度(km/h)80706050403530回旋线参数A(m)1401007050353020回旋线长度(m)70605040353025注:对行驶速度大于设计速度的匝道部位,设计时应按实际行驶速度值采用相应的A值。-169-
《公路路线设计细则》(总校高)7在分流鼻处,匝道平曲线的最小曲率半径(如图14.5.3-3中的Ri)规定如表14.5.3-5。图14.5.3-3分流鼻处曲率半径表14.5.3-5分流鼻处匝道平曲线的最小曲率半径主线设计速度(km/h)120100≤80一般值350300250最小曲率半径(m)极限值3002502008匝道中径向连接的复曲线,其大小半径之比不宜大于2.0,否则应在两曲线间设置适当长度的回旋曲线或中间半径的圆弧(在加速的条件下,2:1的比值不作为控制值,可以增大)。复曲线的圆弧长度不宜小于表14.5.3-6所列之值。表14.5.3-6匝道复曲线圆弧长度半径(m)≥15012510075605030圆弧长度一般值60554535302020(m)最小值4535302520151214.5.4匝道的纵坡应平缓,避免不必要的反坡,同主线相连接的部位,其纵面线形应连续,避免线形的突变。楔形端处匝道纵坡的计算可采用平均坡度法(如图14.5.4-1所示),也可采用合成坡度法(如图14.5.4-2所示)。图14.5.4-1楔形端处匝道纵坡的计算(平均坡度法)图中:HA’——为匝道上对应主线A点的设计高-170-
《公路路线设计细则》(总校高)HB’——为匝道楔形端对应主线B点的设计高L——为匝道上A’、B’两点的距离。此距离应尽可能的短,一般可取1~2m。主线纵向沿匝道方向的纵坡I1主线横向沿匝道方向的纵坡I2图14.5.4-2楔形端处匝道纵坡的计算(合成坡度法)图中:Izz——主线的纵坡Izh——主线的横坡θ——楔形端处主线与匝道的夹角I1=Cosθ×IzzI2=Sinθ×IzhI=I1+I2为I1、I2的矢量和匝道纵断面线形设计要点如下:1匝道的最大纵坡规定如表14.5.4-1。表14.5.4-1匝道最大纵坡匝道设计速度(km/h)80、7060、5040、35、30*上坡345最大纵坡出口匝道下坡334上坡334(%)入口匝道*下坡345注:因地形困难或用地紧张时可增大1%。*非冰冻积雪地区在特殊困难情况下可增加2%。2匝道竖曲线的最小半径及最小长度规定如表14.5.4-2。表14.5.4-2匝道竖曲线的最小半径及长度匝道设计速度(km/h)80706050403530一般值4500350020001600900700500竖曲线最小凸形极限值300020001400800450350250半径一般值3000200015001400900700400(m)凹形极限值200015001000700450350300竖曲线最小长度一般值100907060403530(m)极限值756050403530253出口匝道宜为上坡匝道;4上坡加速或下坡减速的匝道宜采用较缓的纵坡,应避免采用最大纵坡值;5匝道中设收费站时,邻接收费广场的路段,其纵坡应平缓,不得以较大的-171-
《公路路线设计细则》(总校高)下坡紧接收费广场;6匝道端部纵坡变化处应采用较大半径的竖曲线。匝道中间难以避免反坡时,凸形竖曲线应具有较大的半径,尤其在其后不远处有反向平曲线或匝道分、汇流的情况下。14.5.5匝道横断面设计要点如下:1匝道横断面各组成部分的尺寸规定如下:1)车道宽度为3.50m;2)路缘带宽度为0.50m;3)左侧硬路肩(含路缘带)宽度为1.00m;4)右侧硬路肩(含路缘带)的宽度:设供紧急停车用硬路肩时为2.50m,条件受限制时可采用1.50m,但为对向分隔式双车道时宜采用2.00m;不设供紧急停车用硬路肩时为1.00m;5)土路肩的宽度为0.75m;条件受限制时,不设路侧护栏者可采用0.50m;6)中央分隔带的宽度应不小于1.00m。2匝道横断面类型可分为四种(如图14.5.5-1所示),匝道横断面类型的选用与匝道交通量、匝道长度的关系如图14.5.5-2所示。各横断面类型的适用条件为:1)交通量小于300pcu/h时,或交通量等于或大于300puc/h但小于1200puc/h、匝道长度小于500m时,应采用I型。2)交通量等于或大于300puc/h但小于1200puc/h、匝道长度等于或大于500m时,应考虑超车之需而采用II型。但此时采用单车道出入口。3)交通量等于或大于1200puc/h但小于1500pcu/h时,应采用II型。4)交通量等于或大于1500pcu/h时,应采用III型。5)两条对向单车道匝道相依,且平、纵线形一致时,应采用IV型。当设计速度小于或等于40km/h,且位于非高速公路一方时,可采用II型。当这种匝道较长而成为互通式立体交叉与被沟通道路间的连接线时,则可通过一个过渡段或在收费广场以外将硬路肩宽度变为0.5m,或采用铺面宽度为7.5m的双车道公路的断面型式。6)环形匝道采用单车道匝道,其设计通行能力为800~1000puc/h。-172-
《公路路线设计细则》(总校高)a)I型——单车道;b)II型——双车道;c)III型——双车道(设供紧急停车用硬路肩);d)IV型——对向分隔式双车道。注:不包括曲线上的加宽值。图14.5.5-1匝道横断面的基本类型图14.5.5-2匝道横断面类型的选用3主线分岔或合流的多车道匝道,其车道、硬路肩的宽度应与主线相同。4匝道的硬路肩宽度与主线的不同时,应按下述方式过渡:-173-
《公路路线设计细则》(总校高)1)匝道的硬路肩窄于主线硬路肩时,若匝道为双车道,则宽度过渡在变速车道上进行,在渐变段为一个车道宽度处具有主线硬路肩宽度;若匝道为单车道,宽度过渡在匝道(或变速车道)上进行,至分、汇流鼻端与主线(或匝道)具有同宽的硬路肩。宽度渐变率为1/30~1/20。2)匝道的硬路肩宽于主线的硬路肩时,则宽度过渡在变速车道上进行,在分、合流鼻端保持匝道上的硬路肩宽度,渐变率为1/40~1/30。5为超车需要的单出、入口双车道匝道,宜将“行驶车道”作为匝道的设计线形,以保持“左离右归”的超车行驶习惯。出、入口的细节处理如图14.5.5-3所示。图14.5.5-3单出、入口双车道匝道14.5.6匝道的超高应与匝道上变速过程中的行驶速度相适应。收费站附近和匝道与被交路的平交附近的超高应小于按互通式立交的类别和匝道形式所选用的匝道设计速度所对应的值;接近分、汇流鼻处的超高应适当加大。积雪冰冻地区超高不得大于6%,合成坡度不得大于8%。匝道的超高及其过渡规定如下:1圆曲线所设置的超高值应根据设计速度、圆曲线半径、公路条件、自然条件等计算,并按运行速度检查、验算后确定,当计算的超高横坡度小于路拱坡度时,应设置等于路拱坡度的超高。根据汽车行驶在曲线上力的平衡理论,超高横坡度可由公式14.5.6-1计算:2Vih=-μ(式14.5.6-1)127R式中:ih-超高横坡度;V-设计速度;R-平曲线半径;μ-横向力系数。圆曲线极限最小半径的横向力系数及超高值见表14.5.6-1匝道上的圆曲线超高可参照表14.5.6-2设置。2匝道上保持正常路拱的最小圆曲线半径规定如表14.5.6-3。-174-
《公路路线设计细则》(总校高)表14.5.6-1圆曲线极限最小半径的横向力系数及超高值设计速度(km/h)80706050403530横向力系数0.130.140.150.150.150.160.166666666超高值(%)8888888101010103匝道上直线与超高圆曲线之间,或两超高不同的圆曲线之间,应设置超高过渡段。超高过渡段长度应根据设计速度、横断面的类型、旋转轴的位置以及渐变率(按式式8.3.4计算)等因素确定。匝道超高渐变率规定如表14.5.6-4。横坡处于水平状态附近时,其超高渐变率不应小于表14.5.6-5规定。4匝道的超高过渡方式规定如下:1)有缓和曲线时,超高过渡在缓和曲线全长范围内进行。但如果按此过渡超高会引起局部路段排水不畅时,则可在缓和曲线的部分范围内过渡超高;2)不设缓和曲线时,可将超高过渡所需长度的1/3~1/2插入圆曲线,其余设置在直线上;3)两圆曲线径向连接时,可将超高过渡段的各半分别设置在两个圆曲线内。当两圆曲线半径相差较大时,大半径圆曲线上可适当多插入一些。14.5.7匝道圆曲线部分的加宽规定如表14.5.7所示。加宽的过渡规定如下:1设置缓和曲线或超高缓和段时,加宽缓和应在缓和曲线或超高缓和段全长内进行;不设缓和曲线或超高缓和段时,加宽缓和段长度应按渐变率为1:15且长度不小于10m的要求设置。2加宽过渡可依据加宽位置及加宽前后断面宽度采用以下方法进行。1)线性过渡在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例增加加宽量,加宽缓和段上任一点的加宽值(Bx)与该点到加宽缓和段起点的距离(Lx)同加宽缓和段全长(L)的比率(k=Lx/L)成正比,如图14.5.7所示。即:Bx=kB式中:B为圆曲线部分路面加宽值2)高次抛物线过渡如图14.5.7所示,加宽缓和段上任一点的加宽值(Bx)为:Bx=(4k3-3k4)B3)曲线部分的加宽,原则上设置在曲线的内侧,但有困难时,或对其它几何构造设计有很大损害时,可以采用内外侧均等分配的方法设置。14.5.8互通式立体交叉范围内的视距应满足有关规定的要求。-175-
《公路路线设计细则》(总校高)表14.5.6-2匝道圆曲线半径与超高值设计速度80706050(km/h)最大超高(%)最大超高(%)最大超高(%)最大超高(%)超高(%)1086108610861086<2500<2500<2500<2000<2000<2000<1500<1500<1500<1000<1000<10002~1550~1330~1050~1300~1130~910~950~830~670~660~570~460<1550~<1330~<1050~<1300~<1130~<910~<950~<830~<670~<660~<570~<460~31080900660910770560660560400450380260<1080~<900~<660~<910~<770~<560~<660~<560~<400~<450~<380~<260~4820660430680560360490400250340270160<820~<660~<430~<680~<560~<360~<490~<400~<250~<340~<270~<160~5650510290540420230390300160260200100<650~<510~<290~<540~<420~<230~<390~<300~<160~<260~<200~<100~653039023044032017531022012021014080超<530~<390~<440~<320~<310~<220~<210~<140~7440290360240260160170100<440~<290~<360~<240~<260~<160~<170~<100~高837023030017521012014080(%)<370~<300~<210~<140~9310250170110<310~<250~<170~<110~1023017512080-176-
《公路路线设计细则》(总校高)表14.5.6-2(续)匝道圆曲线半径与超高值设计速度403530(km/h)最大超高最大超高最大超高超高(%)8%6%8%6%8%6%<600<600<500<500<350<3502~400~320~290~230~210~160<400~<320~<290~<230~<210~<160~326017019012013080<260~<170~<190~<120~<130~<80~4180100130709050<180~<100~<130~<70~<90~<50~5超1307090506030<130~<70~<90~<50~<60~<30~6905060354025高<90~<60~<40~7604030(%)<60~<40~<30~8503525910注:一般地区推荐采用表中最大超高为8%列中的数值,设计速度高以及必要时可采用最大超高为10%列中的数值,积雪冰冻地区采用最大超高为6%列中的数值-177-
《公路路线设计细则》(总校高)表14.5.6-3匝道上保持正常路拱的最小圆曲线半径匝道设计速度(km/h)80706050403530保持正常路拱(2%)的圆曲线半径(m)2500200015001000600500350表14.5.6-4匝道超高渐变率断面类型及旋转轴单向双车道及非分隔式单向单车道位置对向双车道匝道设计速度(km/h)左路缘带外边线行车道中心线左路缘带外边线行车道中心线801/2001/2501/1501/200701/1751/2351/1351/185601/1501/2251/1251/175501/1251/2001/1001/150≤401/1001/1501/1001/150表14.5.6-5匝道最小超高渐变率单向双车道、非分隔式对断面类型单向单车道向双车道行车道中心线1/8001/500旋转轴位置路缘带外边线1/5001/300表14.5.7匝道圆曲线加宽值单车道匝道(I型)单向双车道或对向双车道匝道(II型)圆曲线半径(m)加宽值(m)圆曲线半径(m)加宽值(m)25~<272.0025~<262.2527~<291.7526~<272.0029~<321.5027~<291.7532~<361.2529~<311.5036~<421.0031~<331.2542~<480.7533~<361.0048~<580.5036~<390.7558~<720.2539~<430.50≥72043~<470.25-178-
《公路路线设计细则》(总校高)≥470注:1、表中加宽值是对图14.5.5-1a的标准行车道宽度而言的。当遇特殊断面时,加宽值应予调整,使加宽后的总宽度与标准一致。2、IV型匝道,应按各自车道的曲线半径所对应的加宽值分别加宽。3、III型匝道的加宽为II型的加宽值减去II、III两者硬路肩的差值。图14.5.7线性加宽、抛物线加宽过渡的方法14.6匝道端部设计14.6.1匝道端部应由分合流点区、变速车道、渐变段和分流岛等部分组成。匝道端部可以是平交形式和自由流形式。匝道端部可根据端部处匝道上的车道数或变速车道的形状作进一步的划分。14.6.2匝道端部应保证有足够的视距,匝道端部的纵断面应与平曲线综合设计,在进入下坡匝道的出口处,应避免设置小半径凸形竖曲线和平曲线,使驾驶员能及时看清平曲线的起点和走向,匝道端部不应将出口“隐蔽”在小半径凸形竖曲线后面;高速公路入口匝道端部宜设在下坡处;出口匝道端部宜设在上坡处,匝道端部纵面设计时,宜在入口楔形端或汇流末端匝道侧设置一平台(长度≥60m),并使之与相邻直行车道的纵断面基本保持一致,保证通视。14.6.3变速车道在分流点的宽度应达到一个车道的宽度,如图14.6.3所示。“一个车道宽度”的断面图14.6.3分流点14.6.4互通式立体交叉的出、入口除主线分岔和高速匝道以外,应设置在主线行车道的右侧。在分流鼻两侧,应在行车道边缘设置偏置加宽,并用圆弧连接-179-
《公路路线设计细则》(总校高)主线和匝道相交的路面边缘(如图14.6.4-1所示)。偏置加宽值和分流鼻端圆弧半径规定如表14.6.4-1。分流鼻处的加宽路面收敛到正常路面的过渡长度Z1和Z2,应根据表14.6.4-2的渐变率计算。表14.6.4-1分流鼻偏置值及鼻端半径分流方式主线偏置值C1(m)匝道偏置值C2(m)鼻端半径r(m)驶离主线*≥3.00.6~1.00.6~1.0主线分岔≥1.80.6~1.0ò设计时可取用表14.6.5-1之值。a、硬路肩较窄时rb、硬路肩较宽时大样Ac、主线分岔时图14.6.4-1分流鼻处的铺面偏置加宽-180-
《公路路线设计细则》(总校高)表14.6.4-2分流鼻端偏置加宽渐变率设计速度(km/h)渐变率1/m1201/121001/11801/10601/8≤401/7当主线硬路肩宽度大于或等于偏置加宽值时,只是将渐变段部分的硬路肩铺成与路面相同的结构。当分流鼻位于构造物上时,其背部尚应预留安装碰撞缓冲设施的场所,即分流鼻后方(行驶的前进方向)6~10m的区域应铺设桥面系统,并安装护栏墙,如图14.6.4-2所示。图14.6.4-2分流鼻位于构造物上的碰撞缓冲设施预留区14.6.5变速车道的横断面应由左侧路缘带(与主线车行道共用)、车道和包括右侧路缘带在内的右路肩组成。变速车道可分为直接式与平行式两种(如图14.6.5-1所示)。其设计要点如下:1变速车道为单车道时,减速车道宜采用直接式,加速车道宜采用平行式;为双车道时,加、减速车道均应采用直接式。当主线为小半径(接近最小半径的一般值)左弯曲线时,其右方的减速车道应为平行式,且应缩短渐变段(将缩短的长度补在平行段上)。减速车道接环形匝道时不宜采用平行式。2变速车道长度应根据主线设计速度采用不小于表14.6.5-1所列数值。表14.6.5-1变速车道长度及有关参数主线硬路分、汇流分流鼻处主线设计变速车道渐变率渐变段变速车道肩或其加鼻端半径匝道左侧速度长度长度**类别宽后的宽r硬路肩加(km/h)(m)(1/m)(m)度C1(m)(m)宽C2(m)出1201451/251003.50.600.60口1001251/22.5903.00.600.80单车道801101/20803.00.600.8060951/17.5703.00.600.70-181-
《公路路线设计细则》(总校高)1202251/22.5903.50.700.701001901/20803.00.700.70双车道801701/17.5703.00.700.90601401/15603.00.600.600.6(0.55120230-(1/45)90(180)3.5—)0.6(0.75100200-(1/40)80(160)3.0—)*单车道0.6(0.7580180-(1/40)70(160)2.5—)0.6(0.70入60155-(1/35)60(140)2.5—)口120400-(1/45)1803.50.63—100350-(1/40)1603.00.63—-双车道80310(1/37.51502.50.67—)60270-(1/35)1402.50.50—注:*表中单车道入口为平行式的,若为直接式时,采用括号内的数值。入口为单车道的双车道匝道,其加速车道的长度应增加10m或20mo**表中分、汇流鼻端半径r值在设计中可取至小数点后一位,甚至均采用O.6m。此时渐变段长度仍为表列之值。3下坡路段的减速车道和上坡路段的加速车道,其长度应按表14.6.5-2中的修正系数予以修正。表14.6.5-2坡道上变速车道长度的修正系数主线平均坡度(%)i≤2210090~7060~40<30距离(m)200~250100~20050~10020~502)标志设置既不能影响交通视距,也不能被跨线桥等构造物遮挡。3)标志的反光强度等级应与光线(白天、黑夜)、气候条件(雨、雪、雾等)和运行速度相适应。4)当标志基础位于路侧净空区内时,标志杆宜采用解体消能或易折断的材料,或设置安全护栏。5)标志信息内容的变化应连续、有效、正确,标志或标线对同一信息内容的表述应一致。2标志尺寸和字高应根据标志的功能类型,按运行速度计算值参照表19.2.6-2、表19.2.6-3、表19.2.6-4和进行评价。表19.2.6-2警告标志尺寸与评价运行速度的关系运行速度(km/h)>10090~7060~40<30三角形边长(cm)1301309070黑边宽度(cm)9765黑边圆角半径(cm)6543表19.2.6-3禁令标志尺寸与评价运行速度的关系运行速度(km/h)>10090~7060~40<30圆形外径(cm)1201008060圆形标志红边宽度(cm)121086红杠宽度(cm)97.564.5三角形标志三角形边长(cm)——9070红边宽度(cm)——97表19.2.6-4指标标志尺寸与评价运行速度的关系运行速度(km/h)>10090~7060~40<30圆形直径(cm)1201008060正方形边长(cm)1201008060长方形边长(cm)190×140160×120140×100—单行线标志(长方形)(cm)120×160100×5080×4060×30会车先行标志(正方形)(cm)——8060表19.2.6-5汉字最小高度与评价运行速度的关系-252-
《公路路线设计细则》(总校稿)运行速度(km/h)汉字高度(cm)运行速度(km/h)汉字高度(cm)≥1206060~8030100~1205040~602080~10040<30103中央分隔带防眩设施1)中央分隔带防眩设施设置的必要性应根据平纵面线形指标、中间带宽度进行评价。防眩设施可采用植物防眩或设防眩板的方式;2)植物防眩应根据灌木长成后树冠的大小评价灌木株距对防眩效果的影响;3)防眩板应根据平曲线曲率半径评价防眩板的设置间距和折光角度对防眩效果的影响;4)当连续设置的防眩板和植物防眩将对视距产生影响时,应按运行速度计算值对视距影响进行评价;5)当连续设置的防眩板和绿篱不能满足视距要求时,应改用非连续设置的植物进行防眩。4收费站的位置应按货车运行速度计算值和货车停车视距对进入收费站的路段进行评价。5监控系统应根据交通工程及沿线设施的分级、交通量及其组成、特大桥梁、隧道、互通式立交的特殊气候和气象、路段的分布、长大纵坡等评价监控设施设置的合理性。6服务区和停车区的评价内容应包括其位置、数量和主线及出入口匝道的几何设计参数等。1)服务区和停车区的设置和数量应根据沿线管理和服务设施的总体布局、交通量及其组成、长大纵坡分布等进行评价;2)服务区和停车区的主线和出入口匝道的几何设计参数评价方法和标准与互通式立交相同。-253-
《公路路线设计细则》(总校稿)附录一本细则用词说明为便于在执行本细则条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:1.表示很严格,非这样作不可的:正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”。2.表示严格,在正常情况下均应这样作的:正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”。3.表示允许有选择,在条件许可时首先应这样作的:正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”。4.表示允许有选择,正面词采用“可”。-254-
《公路路线设计细则》附录附录二平面交叉口立面设计1、平面交叉口立面设计形式平面交叉口立面设计的形式取决于交叉范围相交公路的纵坡、横坡及地形。十字形交叉口按其所处地形及相交公路纵坡方向,可分为以下六种基本类型(如图2-1所示):图2-1交叉口立面设计的基本形式(1)处于凸形地形上,相交公路的纵坡方向均背离交叉口(图2-1a)。设计时应使交叉口的纵坡与相交公路的纵坡一致,适当调整接近交叉口的路段横坡,让雨水口流向交叉口四个转角的街沟或路基外排除,交叉口内不需设置雨水口;(2)处于凹形地形上,相交公路的纵坡方向都指向交叉口(图2-1b)。这种形式地面水都向交叉口集中,排水比较困难,应尽量避免。若因地形限制,必须时应设置地下排水管道排水,防止雨水汇集到交叉口中心,应适当改变相交公路的纵坡,抬高交叉口中心标高,并在转角设置雨水口。最好在相交公路纵坡设计一致时,将一条主要公路的变坡点设在远离交叉口的地方,保证有一条公路的纵坡方向能背离交叉口;(3)处于分水线地形上,有三条公路纵坡方向背离,一条指向交叉口(图2-1c)。设计时应将纵坡指向交叉口的公路路脊线在交叉口处分为三个方向,相交公路的横断面不变,并在纵坡指向交叉口公路的人行横道线外设雨水口,防止雨水流入交叉口内。(4)处于谷形地形上,有三条公路纵坡坡度方向指向交叉口而一条背离(图2-1d)。设计时,与谷线相交的公路进入交叉口之前,在纵断面上产生转折而形成过街横沟,不利于行车,应尽量使纵坡转折点离交叉口远一些,并在该处插入竖曲线。纵坡指向交叉口的人形横道线外应设置雨水口;(5)处于斜坡地形上,相邻两条公路纵坡指向交叉口而另两条背离(图2-1e)。设计时,相交公路的纵坡均不变,而将两条公路的横坡在进入交叉口前逐渐向相交公路的纵坡方向变化,使交叉口上形成一个单向倾斜面。并在纵坡指向交叉口公路的人行横道线外设雨水口;(6)处于马鞍形地形上,相对两条公路纵坡指向交叉口而另两条背离(图2-1f)。设计时,相交公路纵、横坡都可按自然地形在交叉口内适当调整,并在纵坡指向交叉口的公路两侧设置雨水口。·255·
《公路路线设计细则》附录2、交叉口立面设计方法交叉口立面设计的传统方法有方格网法、设计等高线法以及方格网设计等高线法三种,这些传统方法,虽然有它固有的优点,但是在施工放样中的实用性较差,已较少使用。目前对于简单的沥青路面交叉口,通常采用特征断面法;对于水泥混凝土路面交叉口和大型、复杂的沥青路面交叉口,一般采用高程图法。2.1特征断面和特征点标高(1)相同(或相近)等级的道路相交时的特征断面相同(或相近)等级的道路相交,立面设计时一般维持各自的纵坡不变,而改变它们的横坡o度。对于X形交叉口和交叉角大于75的T形交叉口,路脊线通常是对向行车轨迹的分界线,即行车道的中心线;对于斜交过大的T形交叉口(或称Y形交叉口),其路中心线不宜作为路脊线,应加以调整。①X形、T形交叉口的特征断面X形交叉口和T形交叉口在交叉口范围内分别被相交道路的中心线分割成四部分和三部分。在进行交叉口立面设计时,每个部分的设计方法是一样的,此处主要以如图2-2、2-3中的A1OA2B2EB1部分为例,介绍特征断面的确定和特征点高程的计算。HIOC2A2FOC2A2B2B2D2D2EEC1C1D1D1GA1B1A1B1图2-2X形交叉口的特征断面图2-3T形交叉口的特征断面X形、T形交叉口的特征断面主要是三种位置情况:a)位于各相交道路进入交叉口的入口处,也就是交叉口范围的边界线处,如B1A1断面和B2A2断面。b)位于转角曲线的切点处,如C1D1断面和C2D2断面。c)位于交叉口对角线处,如OE断面。位于路脊线上、交叉口入口处及转角曲线切点处的特征控制点O、A1、B1、C1、D1、C2、D2、A2、B2以及F、G、H、I等点的标高均可根据相交道路的纵面线形和路拱横坡度值求得。E点的设计标高在公路平面交叉口中应满足对角线上行车平顺和排水的要求,在城市道路平面交叉口还必须满足圆弧D1D2间的排水要求,即圆弧D1D2间的纵坡必须≥0.3%。交叉口无分隔的导流岛时,转角曲线由于半径较小,曲线短而难以采用合适的超高,在特殊困难的情况下除设置排水所必须的横坡外,可不设超高,一般对角线OE的横坡宜控制在0.3%~2%间为宜。设D1D2=l,D1E=l1,D1、D2设计标高分别记为D1z,D2z,则当行车平顺和排水要求均满足的E条件时,E点的设计标高z可按下式计算:·256·
《公路路线设计细则》附录D−D2z1zE=D+⋅l(式2-1)z1z1l②Y形交叉口的特征断面a)路脊线的调整Y形交叉口斜交角度过大,其原设计路中线已不宜作为设计路脊线,路拱也不匀称,应予适当调整。调整路脊线时,要求两个转角曲线的切点在被交线上的里程相等。调整后新的路脊线如图2-4中的EA、ED和EC,其中心控制点E的位置选定,应考虑行车平顺和交叉口布局的匀称、美观。通过多方案的选择和计算表明,可取多边形OC1D1D2A2A1O的重心E作为调整后路脊线新的交汇点。A1AGA2IBR2EO2OR2CD2C1FDD1R1R1O1图2-4Y形交叉口路脊线的调整路脊线调整过程中首先建立以O为原点,以OA1为横轴x,以OO1为纵轴y的局部直角坐标系xoy,图中R1、R2分别为转角曲线1、转角曲线2的半径,b1为主线的路面宽度,b2为被交线的路面宽度,θ1为交叉口的交叉角,则在xoy坐标系中多边形OC1D1D2A2A1O的重心坐标为:∑FixiF0⋅xOE−Fi⋅x1E−F2⋅x2E⎫xE==⎪∑FiF0−F1−F2⎪⎬(式2-2)∑FiyiF0⋅yOE−Fi⋅y1E−F2⋅y2E⎪y==E⎪∑FiF0−F1−F2⎭式中:F0为梯形A1O2O1O的面积;F1为扇形C1D1O1的面积;F2为扇形A2D2O2的面积;(x0E,y0E)为梯形A1O2O1O的重心坐标;(x1E,y1E)为扇形C1D1O1的重心坐标;(x2E,y2E)为扇形A2D2O2的重心坐标。·257·
《公路路线设计细则》附录采用重心法计算确定的重心E点位置,还要基本符合与主要行车方向路面边缘线的距离相等,如图中的GE、EF,如GE、EF值相差较大,可在EG线方向适当移位至满足要求。当GE=EF时,E点就是中心控制点。b)特征断面的确定与特征标高的计算Y形交叉口的特征断面与T形交叉口相类似,只是路脊线调整后对角线处的特征断面改为EH、EF断面,见图2-5所示。特征点A、C、D以及GE与中心线AC的交点I的标高可以分别根据相交道路的纵面线形求得,E点的标高为:hE=hI+IE⋅iz(式2-3)式中:hI——I点设计标高;iz——主线的路拱横坡。H、F点标高的确定与十字形、T形交叉口中叙述的方法相同。AHDGIEBFC图2-5Y形交叉口的特征断面(2)主要道路与次要道路相交时的特征断面主要道路与次要道路相交时,主要道路的纵横断面均维持不变,而将次要道路的双坡横断面,逐渐过渡到与主要道路纵坡相一致的单坡横断面,此时,路脊线的交点O移到次要道路路脊线与主要道路路面边线的交点O1(或O2)处(如图2-6、2-7所示)。为适应主要道路的横断面,应适当调整次要道路的纵断面,紧接主要道路处的纵坡最好是根据主要道路的横坡、纵坡及主要道路与次要道路的交叉角计算得到的综合值(与合成坡度类似)。·258·
《公路路线设计细则》附录图2-6主次道路相交的四路图2-7主次道路相交的三路交叉口的特征断面交叉口的特征断面主、次道路相交的四路和三路交叉口的特征断面仍是三种位置情况,即次要道路进入交叉口的入口处,如F1G1、F2G2断面;转角曲线与次要道路的相切处,如D1E1、D2E2断面;主要道路边线与次要道路路脊线交汇的对角线处,如O1C1,O2C2断面。特征点A1、O1、B1、A2、O2、B2点的标高可根据主要道路的纵面线形和横坡值计算;E1、G1、D1、F1的标高根据O1点的设计标高和O1G1的纵坡及次要道路的横坡确定,E2、G2、D2、F2的标高根据O2点的设计标高和O2G2的纵坡及次要道路的横坡确定。C1、C2点标高分别由O1、A1、D1点和O2、A2、D2点标高考虑满足行车的平顺和排水要求确定。(3)渠化右转弯车道的特征断面对于渠化的右转弯车道或右转弯附加路面,由于右转弯曲线一般需要设置超高,其特征断面位置的确定和标高的计算与上述方法不同。渠化的右转弯车道上特征断面的位置,取决于右转弯曲线超高过渡段的起、终点位置以及与相交道路的连接。通常右转弯车道上,宽度和横坡的变化处为特征断面位置。渠化右转弯车道上各处标高和横坡应满足右转弯车道与相交道路的平顺连接、右转弯曲线设置超高以及整个交叉范围内路面排水和视觉的需要。右转弯车道上标高的计算以右转弯车道左路缘线作为设计控制。当以左路缘线标高控制设计导致右转弯车道曲线内缘出现影响视觉的“下陷”(当超高较大时)或造成边沟设计困难时,在不妨碍路面排水的前提下,应适当调整左路缘线的标高。右转弯车道或右转弯附加路面应按表2-1设置超高。导流岛岛边长度较短(<30m)的转弯车道无法设置超高过渡,或者右转弯附加路面存在排水困难、路容不美观及与直行车道路面衔接困难等问题而无法设置应有的或最大超高时,可适当减小超高值,但不能低于表中的最小值。表2-1路面内缘的最小半径转弯速度≤1520253040506070(km/h)最小半径(m)1515~20~30456075902030最小超高(%)22223456最大超高(%)一般值:6,绝对值:82.2交叉口设计标高的加密确定了路脊线和特征断面上的设计标高,就可大概反映交叉口的立面形状。对于简单的沥青路面交叉口,采用特征断面法提供交叉口特征断面的定位里程、尺寸和设计标高,由此构成交叉口标高控制。·259·
《公路路线设计细则》附录对于水泥混凝土路面交叉口和大型、复杂的沥青路面交叉口,采用简单的特征断面法不能完整表达交叉口的立面,必须加密交叉口范围内的设计标高,即采用高程图法。加密设计标高,常用的方法是增加计算辅助线,采用标高计算线网;如果计算机辅助设计平面交叉口,采用曲面模型(如双线性孔斯曲面)进行立面设计,就有较大优势,尤其对于大型、复杂的交叉口和需要标注每个板角标高的水泥混凝土路面交叉口的立面设计。(1)标高计算线网标高计算线网主要采用圆心法、等分法。①圆心法如图2-8所示,在路脊线上,按施工要求每隔一定距离或等分定出若干点,并与转角曲线的圆心连成直线(只连到转角曲线上),即得圆心法标高计算线网。图2-8圆心法图2-9等分法②等分法如图2-9所示,将路脊线等分为若干份,相应地把转角曲线也等分为相同份数,连接对应点,即得等分法标高计算线网。标高计算线所在的位置就是用于计算该断面路拱设计标高的依据,而标准的路拱横断面是与车辆行驶方向垂直的,所以,应尽量使标高计算线与路拱横断面的方向一致,同时也便于计算。为此,当等级相同或相近的道路相交时,采用等分法或圆心法标高计算线网均可;主要道路与次要道路相交的交叉和渠化右转弯车道的转弯曲线处,推荐采用圆心法标高计算线网。每条标高计算线上标高点的数目,可根据路面宽度、施工需要来确定。对路宽、坡陡、施工精度要求高的,标高点可多些;反之,则少些(见图2-10、图23-11)。图2-10路拱标高计算图式图2-11标高点数划分标高计算线上两端的设计标高可根据特征断面上特征点的标高、相交道路的纵坡及转角曲线的纵坡计算。计算线上标高点的方程与所选用的路拱形式有关,当采用直线形路拱时,可根据每条标高计算线上两端的设计标高,采用线性插值方法计算;当采用抛物线形路拱时,可用下列公式计算:h12h12y=x+x(m)(式2-4)BBh14h13y=x+x(m)(式2-5)3BB·260·
《公路路线设计细则》附录Bh=⋅ih1h式中:1——标高计算线两端(其中一端在路脊线上)的高差或路拱高度(m),2;B——行车道宽度(m);ih——路拱横坡(%)。以上两式可根据路面类型来选用,一般宽14m以下的次高级路面和中级路面可用式(2-4)计算;宽14m以上的高级路面采用式(2-5)计算。(2)双线性孔斯曲面模型曲面模型是用一个个曲面片来描述设计面,在各个领域中广泛使用的自由曲面模型有Coons曲面(孔斯曲面)、Bezier曲面及样条曲面等,这些曲面模型能对设计面进行严格地数学表达,精度较好,但因为它们是自由曲面,在平面交叉口立面的描述中较难标定,一般不直接采用,通常选用较简单的如双线性Coons曲面模型来描述交叉口的设计面。①双线性孔斯曲面模型的数学表达如图2-12为双线性Coons曲面的基本形式,当曲面用参数形式表示时,曲面上每个点坐标x,y,zu、v()都是双参数的函数,即:x=x(u,v),y=y(u,v),z=z(u,v)(式2-6)写成矢量形式为:r(u,v)=[x(u,v),y(u,v),z(u,v)](式2-7)u、v参数在uv平面上某一区域中变化,令参数u与v的变化区域是单位正方形区域[0,1]×[0,1][0,1]0≤(u,v)≤1,即u与v独立地在之间变化,记为:。图2-12Coons曲面的基本形式双线性Coons曲面实际上是由u方向的单线性曲面和v方向的单线性曲面及基于四个角点的双线性曲面“叠加”而成,其曲面形式如下:rrrrr(u,v)=r(u,v)+r(u,v)−r(u,v)r2r3rr=(1−u)r(0,v)+ur(1,v)+(1−v)r(u,0)+vr(u,1)rr−(1−u)(1−v)r(0,0)−u(1−v)r(1,0)rr−v(1−u)r(0,1)−uvr(1,1)(式2-8)rrrrr(0,v),r(1,v),r(u,0)和r(u,1)式(2-8)中为该曲面给定的四条边界曲线,rrrrr(0,0),r(1,0),r(0,1)和r(1,1)为四个角点的值。②双线性Coons曲面模型上定义的基本运算在双线性Coons曲面模型上定义的适合于交叉口立面设计的基本运算主要有曲面上任一点p高程的计算。将式(2-8)以标量Z坐标形式写出,并令在u方向上线性插值的高程为u,在v方向上线性插值的高程为pv(如图2-13所示),则曲面上任一点p(u,v)的高程为:·261·
《公路路线设计细则》附录图2-13曲面上点的高程计算z=[p(u,0)(1−v)+p(u,1)v+p(0,v)(1−u)+p(1,v)u]uuvv−[p(0,0)(1−u)(1−v)+p(0,1)(1−u)v+p(1,0)u(1−v)+p(1,1)uv](式2-9)式(2-9)中p(0,0)=z3,p(0,1)=z0,p(1,0)=z2,p(1,1)=z1,为曲面片四个角点的标p(0,v)、p(1,v)高。vv为路拱曲线,当路拱为直线形路拱时,它们的方程为:p(0,v)=z+v(z−z)p(1,v)=z+v(z−z)v303v212p(0,v)、p(1,v)当路拱为抛物线形路拱时,vv的方程可根据式(2-4)或(2-5)与平面p(u,1)几何关系得到。u为中线或路脊线上的纵面线形曲线,当曲面片位于直坡段时,p(u,1)=z+u(z−z)p(u,0)u010。u为转角曲线上的纵面线形曲线,一般是单坡,即p(u,0)=z+u(z−z)u323。u,vx,y()坐标与()坐标的关系,是利用曲面的保凸性,根据几何关系计算的。③Coons曲面片的划分在平面交叉口立面设计中,要使设计曲面保持连续光滑和平顺,必须保证各Coons曲面片间光滑拼接,这取决于Coons曲面片的正确划分。同时,Coons曲面片的划分通常以路脊线为界,特征控制点正好位于Coons曲面边上或是Coons曲面片的角点,因而,Coons曲面片划分过程,实际上与确定交叉口特征断面的过程一致。下面以X形交叉口为例,说明Coons曲面片的划分方法。图2-14所示是相同(或相近)等级的道路相交时的X形交叉口的Coons曲面划分形式,在交叉口设计范围内,X形交叉口划分了16个Coons曲面片,其中曲面片③~⑩共8片均包含圆弧。图2-14X形交叉口Coons曲面片划分图图2-15所示是主要道路与次要道路相交的X形交叉口的Coons曲面划分形式,在交叉口设计范围内,主要道路不参与Coons曲面片的划分,其余部分交叉口划分了12个Coons曲面片。X形交叉口的曲面片④⑥⑦⑨中,有两个角点重合即z0=z3或z1=z2;u向线在平面的投影上,一个边界曲线为圆曲线,另一条边界曲线为主要道路的边线。·262·
《公路路线设计细则》附录图2-15主次道路相交的X形交叉口Coons曲面片划分图T形交叉口的Coons曲面的划分形式与X形交叉口相类似。对于需要调整路脊线的Y形交叉口,划分Coons曲面片时以调整后的路脊线为准。④双线性Coons曲面模型的应用与特点双线性Coons曲面模型是三维曲面模型,用此模型对比较平缓的交叉口立面进行设计,能比较精确地表达交叉口的立面,而且交叉口范围内Coons曲面片个数不多,查找、计算速度较快,精度较高,适合计算机处理,因而,双线性Coons曲面模型多应用于交叉口的计算机辅助设计。在交叉口平面设计完成后,根据相交道路的等级和交叉角,调整和确定路脊线,并自动进行Coons曲面片的划分,依次计算各特征点高程,建立曲面模型,计算加密点的高程,最后画出高程设计图。·263·
《公路路线设计细则》附录附录三公路计算机辅助设计技术与应用计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,简称CAD)软件及相关技术是目前工程技术人员进行公路几何设计、分析评价的主要工具和手段。CAD软件和技术的发展影响并改变了公路几何设计的流程和方法,CAD软件开发应用的目的是辅助设计,掌握和应用CAD软件和技术可大幅度提高勘察设计的效率、设计质量和精度。1计算机辅助设计(CAD)软件和相关技术的发展现状随着计算机软硬件技术和全球定位技术(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)等高新技术的发展,公路CAD软件技术的应用已经覆盖了公路勘测、设计的各个阶段,从外业勘测到内业设计,从工程三维模型建立到对设计成果的分析评价,CAD软件技术的发展主要表现在以下方面:1)全息化的数据资源利用CAD软件可以直接接收、处理、利用或增值开发再利用常规仪器测绘、GPS测量、GPSRTK测绘、航空摄影测绘、航空激光扫描测绘、卫星遥感影像等各种来源的基础数据资源,进行不同阶段的公路设计。2)从两维设计到三维设计转变公路设计实现了从平、纵、横两维设计和基于数字地面模型的两维半的设计,到平、纵、横和工程三维模型互动的三维设计,从静态经验型设计模式向动态优化设计模式的转变。3)从单一专业的独立化设计向多专业协同化设计方式转变CAD软件从原来的路线、桥梁、隧道、涵洞、挡土墙、土方调配、交通工程与安全设施等各专业独立的设计,到各专业在路线CAD软件基础上的集成化、协同式设计,实现了各专业设计之间基础设计资源、信息的共享与利用。4)从交互式设计向自动化、智能化设计转变公路的平面布线、纵断面初始拉坡、横断面设计可实现从桌面交互式到自动化和智能化设计。5)采用虚拟仿真等技术实现对设计成果多专题、多角度的分析评价根据路线几何设计成果和数字地面模型等资料,CAD软件可以快速建立公路三维虚拟环境,实现自由浏览和驾驶模拟;通过运行速度测算模型、行车稳定性模型、空间视距检测等技术的开发,实现在虚拟环境中对设计成果的分析和综合评价。6)在设计成果方面,可从项目全生命周期应用出发提供数字公路基础信息平台系统CAD软件能够在输出常规设计成果(各种图纸表格文件)的同时,输出并建立“数字公路基础信息平台”。从勘察设计阶段起便建立起基于GIS平台环境的包含所有与道路项目相关联信息的数字公路基础信息平台,为项目管理者有效地管理项目提供决策依据。2.计算机辅助设计(CAD)软件相关技术和应用2.1公路几何设计流程基于数字地面模型基础上的公路几何设计流程如下图所示,根据新建公路项目和既有公路的改扩建项目有所不同(参见图1)。对于低等级公路项目,没有电子地形图和数字地面模型条件时其设计流程也会有所变化。2.2数字地面模型与应用2.2.1数字地面模型数字地面模型(DigitalTerrainModel,简称DTM或数模)技术是通过数字化网面的方式来描绘地形起伏变化的一种数学和软件相结合的技术。目前DTM应用技术已经较为成熟,在公路工程中应用较多的是不规则三角网数字地面模型(TriangulationIrregularNetwork,简称TIN)。公路DTM的主要特点是需要实现对海量数据的快速处理,按照TIN理论和方法构建数模,实现快捷、高效地断面剖切应用等。·264·
《公路路线设计细则》附录2.2.2数模基础数据来源DTM基础数据是用以描述地形起伏变化的三维高程点信息和地形特征线等信息数据,其来源有以下多种方式:ò通过航空摄像测量方式直接获得;ò通过全站仪或GPS以及电子平板等仪器现场测量获得;ò通过现场测量的路线纵、横断地面线高程数据方式获得;ò通过三维电子地形图方式获得;ò通过对纸质的地形图扫描、矢量化、以及三维处理后获得;ò通过卫星遥感等方式获得;ò通过数字摄影测量(近景摄影测量)方式获得;ò通过地面或航空机载激光扫描方式获得。不同的DTM数据获取方式有不同的精度。《公路勘测规范》和《公路勘测细则》对不同设计阶段的DTM数据精度有明确的要求,在具体应用中应结合设计阶段的需要选择采用。既有公路改造、扩建项目新建、改建公路项目导入实测点(XYZ)准备电子地形图和数模数据旧路主要元素穿线(圆曲线、直线)路线平面设计(交点法、曲线法)拟合平曲线位设计数模自动生成地面资料输入纵断控制点纵面自动拟和设计读入公路三维模型三维互动优化设计优否地面实景贴图化运行速度测算安全性评价导入边坡等材质优化横断面详细设计模拟行车(飞行)生成地面、道路三维模型运行速度检测视距检测否数字仿真分析与评价通过超高检测(车辆受力分析)交通标志、标牌设置生成设计图表制作透视图、动画导入数字公路信息平台图1公路路线几何设计一般流程2.2.3数模技术在公路几何设计中的应用DTM技术在公路工程中应用主要表现在构建路线走廊区域的DTM,根据初拟的路线平面线位,自动快速剖切获取路线的纵、横断面地面高程信息(如地面线信息数据),从而进行路线的纵、横断面设计。在大型公路工程项目的方案研究中,DTM技术也使我们构建三维实体的地面模型和公路、桥梁等构造物模型成为可能,是公路CAD软件系统所必备的基础技术。·265·
《公路路线设计细则》附录航空激光扫描技术的发展和应用,解决了高精度DTM的快速获取问题,从而使DTM技术取代施工图设计大量的外业测量工作成为可能。2.2.4应用DTM技术中的一些问题1)DTM的精度主要受控于DTM基础数据的精度和来源方式。应根据设计阶段灵活掌握并应用DTM技术的精度要求,在有条件的情况下,首选基于测绘原始测量数据构建的DTM,既不改变原始数据精度,又保存了原有地形特征。一般来说:采用1:1万以上比例尺的电子地形图所构建的DTM只可应用于预工可阶段的路线方案设计;而1:2000的电子地形图建立的DTM可应用于初步设计阶段。2)大型项目可采用分段处理构建DTM,并注意数据接缝问题,避免在前后两段DTM接缝处高程精度的损失。3)对DTM的构网结果应进行多种方式的检查,尽量剔除DTM中高程的粗差点,并应对DTM进行优化,排除平三角形等情况的出现。4)2.3公路CAD软件技术在公路几何设计中的应用2.3.1路线平面选线与定线公路路线平面选线和定线均可以不同比例尺的电子地形图为基础,在计算机屏幕上进行。当没有电子地形图时,可以采用对纸质地形图进行扫描、矢量化等方式获得。然后再根据项目阶段的不同需要,对定线成果进行现场核对和调整优化。平面选线和定线时,设计者可直接通过鼠标点取、拖放等方式快速实现各种复杂线形的设计和修改。CAD软件常应用的方法有交点(控制)法和曲线法等。前者设计思路比较符合我国常规的设计习惯,适合与各等级的公路主线的设计,尤其是平原微丘区的公路设计。后者则适合复杂地形条件和约束条件较多的公路主线和互通立交匝道的线形设计。CAD软件能够实现对路线交点、曲线位置和曲线参数等的拖动变化,并实时完成路线位置、桩号里程、各主点要素桩的计算以及相应图形的动态更新。一般公路可采用现场定线的方式,应用带有专业路线辅助设计计算功能的掌上电脑(智能手机)等设备,减少手工计算和计算机计算之间的误差和手工抄录的笔误等。改扩建项目的既有公路平面拟合设计,CAD软件提供了采用最小二乘法原理的拟合功能,可以实现对旧路平面线形和纵断面线形的交互式拟合,使得拟合后的线形尽量接近既有公路的线形。2.3.2纵断面设计纵断面设计过程可应用CAD软件在计算屏幕上完成。首先应该在屏幕上显示出全线的桩号里程、地面高程线以及与其保持对应关系的平曲线示意图作为设计的参考,其形式类似通常手工设计时的形式,纵横向比例宜采用1:10。必要时可将桥梁控制标高、洪水位等主要控制位置和高程标注在屏幕上,以便设计时综合考虑。应用CAD软件进行纵断面设计的过程可完全由设计者通过鼠标等的拖放和点选操作完成,软件自动根据用户的鼠标操作过程进行纵断面变坡点位置的确定和坡度坡长的计算。在设计者设置竖曲线后,软件能够完成竖曲线相关参数的计算和设计线图形的实时刷新。2.3.3路基设计根据路线平、纵面设计成果和标准横断面型式,CAD软件能够自动完成路基设计计算,并根据规范的要求自动完成超高和加宽缓和段的取用和设置任务,设计人员应该依据项目实际需要对这些设置进行必要的检查和修改。2.3.4横断面设计与修改应用CAD软件进行横断面设计和绘图通常有以下两种方式:一是以参数化的方式分段确定横断面的填挖方边坡型式、坡度、边沟排水沟的型式尺寸等(或者将其设计成模板),软件根据断面的具体填挖情况自动进行横断面设计并绘图。另一方式是软件提供了边坡设计、边沟设计等的工具性功能,由设计人员逐个断面进行交互式设计。前者可以实现批量化设计,·266·
《公路路线设计细则》附录效率较高,但可能会出现个别断面自动设计不完全合理的情况。后者对断面的适应性较好、但设计绘图的效率相对较低。较好的方式是将上述两种方式结合起来。2.3.5设计成果输出在路线几何设计的平、纵、横等主要设计工作完成之后,CAD软件可直接根据设计成果绘制平、纵、横等相关设计图纸和表格。图表可以直接采用通用的CAD平台和OFFICE等格式输出。根据勘察设计阶段的不同,CAD软件中还提供了图表中具体表现内容的可选项,供设计人员自行选择。2.3.6纵断面自动优化技术路线纵断面的自动优化和拟合技术能够根据规范要求和设计者指定的控制条件和参数,综合考虑填挖方工程量和工程经济性等完成纵断面和竖曲线等初步设计任务。在控制因素较多的高速公路项目中,软件可自动实现对绝大多数控制的满足性设计,以此为基础进行优化和调整,能够较大幅度的提高设计效率。2.3.7三维互动优化设计技术三维互动优化设计技术是以DTM技术为基础的公路全三维的几何设计技术,是公路几何设计从两维走向三维的核心技术之一,三维互动优化设计技术流程示意参见图2所示。横平面设计窗口断面三维模型演示窗口设计纵断面设计窗口窗口图2三维互动优化设计技术流程示意图对于公路项目带状DTM的海量数据,CAD软件通常采用“DTM自动分段和提取技术”实现三维互动优化设计。其技术要点是首先在公路走廊范围建立规则的分块网格及其索引关系;然后实时跟踪确定路线优化区域(桩号或者坐标范围),根据优化范围确定对应的网格分块;最后依据分块索引提取数模,完成实时插值运算和三维模型刷新等功能。图3是DTM动态分段与自动提取技术原理,该技术使得公路三维互动优化的实现成为可能。·267·
《公路路线设计细则》附录路线优化区域路线走廊带动态分段自动提取的DTM范围图3DTM动态分段与自动提取技术原理图2.3.8智能模板设计与绘图技术智能模板设计技术是针对不同国家和地区的设计习惯、流程、表达习惯和语言等需求而开发的CAD设计与绘图技术,包括模板设计和绘图技术两部分,智能模版设计技术流程图如图5所示。该技术依据可自定义的标准横断面和绘图模版进行横断面设计和图纸绘制输出,“依葫芦画瓢”是对模版设计技术和方法的形象描述,其中模版设计主要应用在横断面设计方面,模版绘图可适用于平、纵、横等多方面,也可以满足城市道路和铁路勘测设计项目的需要。图4标准横断面模板示意图·268·
《公路路线设计细则》附录横断面组件自定义标准横断面模自动设计横断面设计CAD图关键字横断面预览自定义横断面图形化修横断面绘图模自动绘图横断面绘图图5智能模版设计技术流程图2.3.9土石方综合调配与利用公路土石方调配CAD软件能够以图形化的方式形象地显示路线里程、填挖方工程量、取土场、料场和弃土场、主要构造物等信息等,设计人员可通过简单直观地鼠标操作来完成土石方工程的纵向调配和远运利用等综合调配,并自动输出土石方调配成果(包括逐桩土石方计算表、每公里土石方表和运量统计表等)。2.3.10集成CAD技术与应用公路勘测设计是一项多专业密切结合的任务,集成CAD技术的应用,既可单独完成单一专业的内外业设计工作(如外业现场设计与放样、路线设计、桥梁设计、隧道设计、涵洞设计、挡土墙设计、土方调配等),也可相互集成应用,实现数据和信息资源的共享与利用,避免了各专业之间反复进行数据信息交互与转换可能出现的错误和误差,能够大幅度提高设计工作效率。2.4CAD软件技术应用的一些问题2.4.1关于CAD软件成果的精度控制在基础数据准确和正确运用的前提下,采用CAD软件进行公路几何设计的精度能够满足公路工程的需要,当采用手工方式(如利用计算器进行计算)对设计成果进行复核时,可能会发现因四舍五入产生不完全吻合的现象,只要将其控制在一定的范围之内,就可满足工程设计和施工的精度要求,因此,CAD软件通常在成果表达中桩号和高程的精度一般宜保留到了小数点后2-3位、坐标的数值精度宜保留到小数点后3位,有时,为了保证对应设计成果的精度,需要CAD软件对这些数据的精度保留更高小数位。2.4.2应用而不依赖于CAD软件CAD软件是进行公路几何设计必不可少的工具,但不能取代工程技术人员创意性设计等诸多方面,更不能盲目地依赖CAD软件,设计过程不仅仅是应用CAD软件。·269·
《公路路线设计细则》附录2.4.3工程专业理论和知识是应用CAD软件的前提公路CAD软件属于专业性软件,其目的是解决工程专业问题,工程专业理论和知识是应用CAD软件进行设计的前提。因此,应用软件之前需要详细阅读软件的使用手册等文档,结合标准和规范的要求,正确、恰当、灵活地应用CAD软件,才能提高工作效率。2.5数字仿真技术与应用公路数字仿真技术是计算机三维虚拟现实技术在公路工程的具体应用,是计算机辅助设计(CAD)技术的另一个重要的发展方向。基于DTM技术和公路的三维设计成果,使用公路数字仿真软件系统可以方便地购建公路、构造物、地面的三维实体模型,使用航空影像、卫星影像和数字图形融合处理技术,将实景数字图形与立体模型准确叠加,便营造出公路项目建成的虚拟空间环境,利用实时渲染技术可以实现在此虚拟环境中的行走、飞行和驾驶模拟,如图6所示,可以将整个模拟浏览过程输出为图形(图像)或者多媒体文件(动画等)方式。图6数字仿真效果图公路数字仿真软件系统可以应用于公路路线总体的展示、方案研究、优化等工作,与运行速度测算、空间视距检测、汽车动力、行车稳定性等数学模型结合,可以为公路安全分析与评价、景观设计和环境等敏感点分析等提供直观可视化的图像资料(如图7)。也可应用于专业的驾驶模拟仓系统中研究道路安全特性和驾驶行为等。图7模拟驾驶效果图公路数字仿真技术与三维动画和全景透视图的差别在于:①数字仿真技术中公路与周围环境的模型是依据实际几何尺寸、坐标系统建立的,与实际情况相吻合;②数字仿真技术不是用多媒体渲染制作软件制作的动画,是使用软、硬件技术进行实时渲染的空间场景;③公路数字仿真技术可以实现安全分析、环境影响等不同的仿真分析,三维动画和静态的全景透视图是公路数字仿真软件输出的两种成果。3.公路CAD软件及相关技术的发展趋势1)三维化、可视化、集成化与协同化发展趋势采用三维化和可视化的设计方法,实现路线、桥梁、隧道、结构物、土方工程、交通安全设施等多专业的集成化和协同化设计是公路CAD软件领域技术发展的趋势,协同化设计是·270·
《公路路线设计细则》附录工程设计的发展方向。各专业基于同一数据源(数据库)核心共同、同时进行分专业设计工作,能够实现所有参与设计者的设计数据和成果的共享和自动化实时更新。2)由较高的自动化向智能化方向发展路线方案优化技术已经趋向成熟,公路纵断面的自动设计和优化技术已经从有约束条件的自动化向具有多方案必选功能的智能化方向发展。3)对设计成果的分析评价技术、手段和方法逐渐发展成熟数字仿真技术在分析和评价方面的应用更加广泛,成为进行方案设计、安全性分析、环境影响分析等的重要手段和方法。4)数字化的设计成果直接为公路资产管理系统服务从公路项目的生命周期模型角度出发,将设计成果以全数字化的方式转化为公路建设、运行、养护、管理阶段的基础信息平台是公路信息化建设管理的发展趋势。·271·
《公路几何设计细则》附录附录四公路路线运行速度设计方法1公路设计方法1.1基于计算行车速度的设计方法现行的公路路线设计方法是基于计算行车速度,即设计车速的。设计时,当公路功能、等级确定后,在满足汽车运动学和力学要求的前提下,是以一个恒定的设计速度作为基础控制参数,然后对照相应的技术标准确定出设计路段几何线形的指标采用值。现行的方法容易理解和掌握,但设计速度仅控制了最低指标,在具体设计中设计者在指标采用时随意性较大,经常出现机械套用规范指标和参数的现象,却忽略了路线前后线形的均衡和与驾驶行为的一致性等问题,导致汽车在公路上实际的行驶速度与设计速度出现明显不一致性;而且,恒定的设计速度与动态变化的实际驾驶特征也存在许多偏差,甚至不符的情况。国内外大量研究和统计表明,这些在速度方面出现的问题是发生交通事故的主要诱因之一,成为公路交通安全潜在的隐患。1.2基于运行速度的设计方法基于运行速度的设计方法是对现行设计方法的发展和完善。这是由于运行速度能够体现汽车行驶对道路的动力学要求外,更加直接地反应出不同公路线形对驾驶员驾驶行为和心生理特征的干扰,以及路侧环境、大型公路工点对速度的影响。通过测算设计路段上的运行速度,评价和分析路段上速度分布的连续性和协调性,达到动态检验与评价设计路线的各项技术指标的目的,其结果是力求保证设计线形、公路行驶环境的连续和协调。该方法为公路设计中路线方案的优化与调整、具体技术参数的选取、完善交通设施设计等提供依据和合理地处治措施,避免驾驶特性与公路特征不匹配的现象,增强了公路后期行车的安全性;在设计中注重体现“以人为本”、服务于公路使用者的思想,突出强调路线安全设计这一理念。2运行速度预测、分析与评价2.1运行速度定义、特点和意义运行速度是指在特定路段上,在干净、潮湿条件下,85%的驾驶员行车不会超过的行驶速度,简称V85。运行速度V85是通过在典型公路上行驶车辆的实际行驶速度观测,经统计、分析、总结其数据分布,最终得到第85位的速度值,并回归出运行速度相应的测算模型。运行速度反映驾驶员心理、视觉和驾驶行为的实时变化,并综合汽车性能特征和所处线·272·
《公路几何设计细则》附录形几何设计等因素,动态地、实时检测和效验公路特征指标与驾驶行为的协调性和一致性,有效更正公路设计中设计速度带来的驾驶特性与公路特征不匹配的状况,该方法科学合理、大大增强了设计路线的行车安全性。同时,以车辆的运行速度作为线形设计基础检测指标,将有效地保证路线相邻线形的连续均衡、避免出现速度突变点。实现行驶速度与所有相关设计要素的合理搭配,从而消除安全隐患。2.2我国运行速度和设计方法的研究与发展现状在欧美等国家已广泛应用基于运行速度的公路设计方法。我国自2000年开始立专题开展适合我国交通运行特征和行驶特性的运行速度测算方法和设计标准的研究工作,并取得阶段性的研究成果。已经初步建立符合我国高速公路和双车道公路运行速度的应用模型,在2004年交通部颁布的《公路项目安全性评价指南》(简称《指南》)中提供了适用高速公路标准的具体计算和评价分析方法。近年来,基于运行速度研究高速公路新的设计方法和设计流程的工作已通过多条典型高速公路的试设计、评价过程得以实施、总结和完善,逐渐形成适合我国高速公路设计的新方法。目前适用于长大隧道内、互通式立交区间的运行速度应用模型、一级公路的运行速度应用模型和评价标准等尚在进一步的研究和总结中。2.3高速公路运行速度预测和分析方法我国高速公路运行速度模型和评价标准的研究是以不同地形类别、不同设计速度、具有典型代表性的多条高速公路和全封闭的一级公路的工程项目的车流数据为基础,通过对实际速度的观测数据统计分析建立起来的,适应于我国驾驶员行驶特征和高速公路路况特点。运行速度应用模型主要涉及到公路类型、平面线形、纵坡坡度与坡长、行车道宽度与侧向净空、车辆动力性能等影响因素,在自由流状况下车辆的运行速度测算问题。对于交通量与交通组成、路面状况、交通管理及环境气候等因素进行了必要的忽略和理想化修正。我国高速公路运行速度测算方法有以下两种:ò方法一:以2000年交通部标准规范研究课题《高速公路运行速度设计方法与标准》的研究成果为标准,提出了全面的速度应用模型和评价方法。ò方法二:参照国外的速度统计资料,通过数据统计图表,查找出不同设计半径对应的运行速度,再对纵坡段进行修正后得到测算速度。该方法仅适用于小客车车·273·
《公路几何设计细则》附录型,只能通过图表粗略查出速度范围,在使用上具有一定的局限性。上述“方法一”中的运行速度测算模型及评价标准虽已纳入《指南》中应用,但在具体测算和安全性评价时仍需要参考《高速公路运行速度设计方法与标准》中相关的内容对工作进行必要的补充和标定。采用“方法一”进行速度测算时,要根据小客车和大货车两种车型,将路线按直线段、平曲线段,纵坡段和弯坡组合段等划分成特征路线单元,采用不同的运行速度模型测算出所有单元各特征结点的运行速度V85。2.3.1车型选择以往设计中注重交通量和通行能力指标,设计代表车型基本换算成小客车来设计,在运行速度设计方法中应对车型组成和车型比例认真分析,区别对待。采用不同车型,分析结果主要影响以下方面:ò纵面设计时极限坡度坡长、长大纵坡的设置;ò横断面设计时不同车道超高的设置、紧急避险车道和爬坡车道的设置;ò停车视距的检验、安全设施的布置等。在分别对小客车,大货车两种车型进行运行速度测算时,一般交通组成的公路,其测算速度分析的代表车型为小客车;但当有长大纵坡路段的判别,紧急避险车道、爬坡车道等特殊交通安全设施设置时,应以大货车的运行速度变化为依据;当交通量组成中大型客货车的比例达到30%时,应以大货车为代表车型重点评价一些技术指标(如视距、超高等)。2.3.2划分测算分析路段路段划分应分别针对两种车型进行,分段原则如下:ò小客车:路线平曲线半径大于1000m、坡度小于3%时,为平直段路线平曲线半径大于1000m、坡度大于等于3%时,为纵坡段路线平曲线半径小于等于1000m、坡度小于2%时,为平曲线段路线平曲线半径小于等于1000m、坡度大于等于2%时,为弯坡段ò大货车:与上述小客车相似,根据平曲线半径1000m和坡度2%作为临界点,将测算路线分为平直段、平曲线段、纵坡段、弯坡段。对于分段后的直线段,当长度小于200m,视为短直线段,该段运行速度保持不变。其余纵坡段、平曲线段、弯坡段测算时没有长度的限制。当平曲线半径大于1000m时,可认为行驶车辆对所处曲线的影响已可以忽略,仅考虑纵·274·
《公路几何设计细则》附录坡对速度的影响。而小客车在坡度为±2%~±3%的路段上,汽车动力性能基本没有损失,表现出速度的增加,应视为平直路段;大货车在坡度为2%~3%的路段上,汽车动力性能已逐渐损失,表现出速度的减小,应视为纵坡路段。具体可参见下表1进行路段划分。表1小客车分段技术临界值平面车型半径>1000m半径≤1000m注意的问题纵断面坡度<3%直线段<200m视短直线段坡度≥3%纵坡段小客车坡度<2%平曲线段坡度≥2%弯坡组合段坡度<2%直线段平曲线段<200m视短直线段大货车坡度≥2%纵坡段弯坡组合段2.3.3设置初始速度初始速度通常可根据分析路段的实际现场观测得到,或者按下表估算各种设计速度对应的小客车和大型货车的运行速度,作为设计路段的初始运行速度V0。表2设计速度与全路段内运行速度V85间的对应关系设计速度60km/h80km/h100km/h120km/h运行速度小客车80km/h95km/h110km/h120km/hV85大型货车55km/h65km/h75km/h75km/h2.3.4各路段结点速度测算模型利用不同路段的测算模型计算分析路段各特征路段结点的运行速度V85。采用的速度测算模型如下:1)平直路段:小客车和大货车的驾驶者都有一个心理期望行驶的速度,当车速高于期望速度时,即表现为减速;低于期望速度则为变加速过程,直至达到稳定的期望车速后匀速行驶。车辆在平直路段上的期望运行速度,如表3规定。·275·
《公路几何设计细则》附录表3平直路段上期望运行速度和加速度推荐值小客车大型车期望运行车速120Km/h75Km/h推荐加速度值a00.15-0.500.20-0.25在平直路段上车辆的加速过程,运行速度满足下列测算公式。2vvas=+002s(V0Ve)vvs=0(V0=Ve)2)平曲线路段:车辆驶入曲线后至曲中路段都有不同程度的减速,减速幅度通常是半径越小减幅越大,驶出平曲线时,其可能小幅加速,也可能进一步减速或匀速,其具体情况与前方连接的线形有关。曲线中点和曲线出口速度应采用平曲线速度预测模型计算。表4平曲线上速度预测模型曲线连接形式平曲线速度预测模型Car:V=−24.212+0.834V+5.729lnR−middle−in−now入口直线-曲线TruckV:=−9.4320.963+V+1.522ln(R)−−middlein−nowCar:V=1.277+0.942V+6.19lnR−5.959lnR_back−middle−in−now入口曲线-曲曲线Truck:V=−24.472+0.990V+3.629lnR−middle−in−nowCarV:=+11.9460.908V−−outmiddle出口曲线-直线Truck:V=5.217+0.926V−out−middleCarV:=−11.2990.936+V−2.060lnR+5.203lnR_front−−outmiddle−now出口曲线-曲线Truck:V=5.899+0.925V−1.005lnR+0.329ln(R_front)−out−middle−now注:表中V-middle:曲中点的运行速度;V-out:驶出曲线的运行速度;R-front:曲线前方的曲线的半径;R-now:当前曲线半径;R-back:曲线后方的曲线半径;3)纵坡路段:可采用“特殊纵坡下各车型运行速度修正值”(简称“拟合修正法”)和“功率重量比计算法”(简称“理论公式法”)计算坡顶,坡底点的速度。ò拟合修正法在纵坡路段,车辆基本表现为上坡减速、下坡加速的情况。利用表5、图1对小客车和·276·
《公路几何设计细则》附录大型货车驶入纵坡段时的运行速度V85进行增加或折减。该测算方法属粗略计算,但简单易行,为纵坡段速度推荐测算方法。表5纵坡路段各车型的运行速度修正速度调整值(km/h)纵坡坡度小客车大型货车坡度<4%,降低5km/h/1000按图1速度折减量上坡与坡长关系曲线进行调整坡度≥4%降低8km/h/1000m增加10km/h/500m坡度<4%,增加10km/h/500m至期望运行速度增加15km/h/1000m下坡增加20km/h/500m坡度≥4%增加至期望运行速度至期望运行速度10987306252155105km/h纵坡(%)4321001002003004005006007008009001000110012001300坡长(m)图1速度折减量与坡长关系曲线图ò理论公式法对于坡长在400-1000m之间、坡度在2%~5%之间的反复上、下坡路段,这种测算方法比较“拟合修正法”则更为敏感和准确,符合实际情况。测算模型的原理:是通过研究纵坡上的运行车速、车辆的动力性能与坡度和坡长的关系,建立功率重量比P与运行速度(坡顶速度V2、坡底速度V1),坡长s,坡度i的函数关系,来描述运行速度随坡度坡长而变化的特性和规律,如下式:·277·
《公路几何设计细则》附录2⎡⎤⎛⎞VV+21⎢⎥2213KF⎜⎟⎛⎞VV21+−⎢⎥⎛⎞1+δ⎛⎞VV21⎝⎠2gf⎜⎟⎜⎟⎜⎟+±+i/100−P=0⎝⎠22⎢⎥⎝⎠gs⎝⎠G⎢⎥⎢⎥⎣⎦其中,V——各车型坡底的行车速度,m/s;1V——各车型坡顶的运行速度,m/s;2s——坡长,m;KF、δ——车辆的风阻系数和惯性阻力系数,小客车K=0.0025,大型货车K=0.0035;小2,2客车F=2.0m大型货车F=6.2m;δ=0.01;fi、——摩擦阻力、纵坡坡度;g2——重力加速度,取9.8/ms;G——车辆空载质量加实际载重,Kg。小客车取Gk=1500g,大型车取Gk=15000g;P——车辆的功率重量比,w/kg;在纵坡模型预测中,P值的选用可参照表6公式计算,表中提供的功率重量比P是标准车辆载重的参数值,对于超载严重的路况宜注意其影响。表6车辆的功率重量比P值参数表小客车大型货车2Pii=−0.1633*+2.6188*+8.2163Piv=1.579*+−0.102*4.874i∈−[6%,3%)−U(3%,6%]i∈−[6%,2%)−U(2%,6%]4)弯坡组合路段:车辆进入曲线后到曲中前都有不同程度的减速,减速幅度与曲线半径和坡度有关,通常是半径越小减幅越大,坡度越陡减速越大,两者的作用比例随机性变化比较大。弯坡组合段时速度测算时,将平曲线从曲线中点分开,分别将两端曲线对应的纵坡加权平均值作为对应分段纵坡。弯坡组合中心点,出口点的速度应采用“弯坡组合线形下的运行速度预测模型”计算,按表7推算小客车和大货车在组合线形中点的运行速度,该模型是线形与速度关系统计分析的结果,测算精度较高。·278·
《公路几何设计细则》附录表7弯坡组合线形下的运行速度预测模型曲线连接形式弯坡组合运行速度预测模型CarV:=−31.6690.547+V+11.714lnR+0.176_Inow1−−middlein−now入口直曲TruckV:=+1.7820.859V−0.51I+1.196ln(R−−middlein−now1)−nowCarV:=+0.7500.802V+2.717lnR−0.281_Inow1−−middlein−now入口曲曲TruckV:=−1.7980.248ln+R+0.977V−0.133I+0.23lnR−−middlenow−in−now1−backCarV:=+27.2940.720V−1.444_Inow2−−outmiddle出口曲直TruckV:=+13.4900.797V−0.697I−−outmiddle−now2CarV:=+1.8190.839V+1.427lnR+0.782lnR_front−0.48_Inow2−−outmiddle−now出口曲曲TruckV:=+26.8370.109lnR−3.039lnR−0.594IV+0.830−−outfront−now−−now2middle注:表中:Ri∈∈[120,1000],[−6%,2%−]U[2%,6%]V,V,V−in−middle−out——驶入曲线中,曲中或变坡点前的速度,驶出曲线速度RR,Rback,nowfront——驶入曲线前,所在曲线,前方曲线的半径i,inow1now2——曲线前后两段的不同坡度5)横断面影响因素:当分析路段的车道宽度大于等于3.75m、路缘宽度大于等于0.5m,路肩宽度不低于2.5m时,横断面因素不对自由流情况下的速度构成影响;对于一些分道行驶的高速公路,有时需要测算某个车道的运行速度时,可考虑行车道、路缘带等宽度对速度的影响,下列各车道的速度影响模型可供参考。外侧车道:V=⋅V-a(w−w)-b(w−w)外外0l0ls0s式中:V=受横断面影响后,外侧车道自由流车辆的中位车速;外V=理想条件下,外侧车道内自由流车辆的中位车速;外0w、w=理想条件下,外侧车道和路肩的宽度,一般取w为3.75m,w为0.5m;l0s0l0m0w、w=实际的外侧车道宽度和路肩宽度,如超过理想条件下的外侧车道宽度和路肩宽度,则按ls理想条件下的外侧车道宽度和路肩宽度值进行计算·279·
《公路几何设计细则》附录a、b=模型的标定常数,其系数值越大,表示该项因素对速度的影响越大,a取24,b取8.5。内侧车道:V=⋅V-a(w−w)-c(w−w)内内0l0lm0m式中:V=受横断面影响后,内侧车道自由流车辆的中位车速;内V=理想条件下,内侧车道内自由流车辆的中位车速;内0w、w=理想条件下,内侧车道宽度和路肩宽度,一般取w为3.75m,w为0.5m;l0m0l0m0w、w=实际的内侧车道宽度和路肩宽度,其值如超过理想条件下的内侧车道宽度和路肩宽度,lm则按理想条件下的内侧车道宽度和路缘度值进行计算a、c=模型的标定常数,其系数值越大,表示该项因素对速度的影响越大,a取24,c取11.5。V=⋅V-a(w−w)中间车道:中中0l0l式中:V=受横断面影响后,中间车道自由流车辆的中位车速;中V=理想条件下,中间车道内自由流车辆的中位车速;中0w、=理想条件下中间车道宽度,一般取w为3.75m。l0l0w=实际的中间车道宽度,其值如超过理想条件下的中间车道宽度,则按理想条件下的中间车道l宽度值进行计算a=模型的标定常数,其系数值越大,表示该项因素对速度的影响越大,a取24。6)根据上述模型分别测算路段各分段单元的运行速度和速度梯度变化数据,以运行速度V85为纵坐标,路线长度为横坐标,绘制公路沿线运行速度变化曲线,得到沿线的“运行速度分布图”和“运行速度梯度变化图”,以方便开展安全性的分析和评价工作。2.4高速公路运行速度安全性评价标准根据高速公路设计技术指标和运行速度测算数据,可对公路路线的安全性进行评价,并检验公路各项技术指标的协调性。评价标准见第十九章“路线设计安全性检验”(1)规范符合性评价分析评价路段技术指标首先应满足公路设计技术《标准》、《规范》的要求,安全评价的要求高于一般设计的技术要求。(2)运行速度协调性评价即评价公路线形设计技术指标的一致性。采用相邻单元路段间运行速度的变化值分析,相邻路段是指平面、纵面、横断面指标不同的相接路段。·280·
《公路几何设计细则》附录(3)运行速度V85与设计速度协调性评价即评价运行速度与平纵设计指标的协调一致性。采用运行速度与设计速度的差值分析。2.5高速公路运行速度安全性检验内容对运行速度与设计速度协调性明显不一致的路段应进行相关技术指标的检验,并采取合理的交通安全设施设计、综合完善的处理措施提高公路设计的安全性。2.5.1安全检查与验算包括以下方面:通过对照需分析路段的运行速度,检查和验算其相应的公路设计指标是否满足《规范》、《标准》中(运行)速度对应值的要求。如不满足,需调整这些技术指标、优化路线方案,或者通过合理的交通安全设施设计、综合的完善措施来提高公路设计的安全性。1)平面设计检验评价分析公路平面线形中的圆曲线半径、平曲线最小长度、缓和曲线参数、直线段长度、曲线间最小直线长度等技术指标。2)纵面设计检验评价分析公路一般路段纵坡坡度、坡长、竖曲线半径、曲线长度等技术指标。3)横断面设计评价分析公路断面组成、紧急停车带、长大纵坡路段紧急避险车道和爬坡车道、路侧安全净空区、视距、超高等情况。4)评价分析公路隧道、桥梁等大型构造物接线处平纵指标。5)评价分析公路互通式立交主线、匝道平纵指标参数、区内视距、超高等情况6)评价分析公路交通安全设施。2.5.2长大纵坡、视距、超高检验应注意以下问题:1)长大纵坡的检验小客车具有动力性好、载重量轻的特点,行驶特性良好,长陡纵坡路段对其影响较小,而对大货车、载重汽车的行驶很不利。上坡会使货车速减慢,妨碍后续的车辆,使超车需求增多,“强超硬会”的可能性增大,安全性降低;陡下坡会使载重车的制动过热、制动效能降低、刹车失灵导致重大安全事故,因此,应采用大货车的运行速度进行分析检验,不满足以下条件的路段应采取必要的处治措施。①长上坡路段:货车动力性能损失严重,个别路段上运行速度低于最小容许车速,通过进一步验算这些路段运行速度下的交通通行能力和服务水平,提出设置爬坡车道的·281·
《公路几何设计细则》附录可能位置和长度;②长下坡路段:运行速度达到期望速度,并持续较长,可能出现刹车制动失灵危及行车安全。一些课题研究成果表明:长下坡路段连续3公里平均纵坡接近或超过4%;或下坡段大型载重货车制动刹车时温控器温度经计算达到250℃左右,需设置紧急避险车道、强制休息区(包括服务区、停车区等),增加明显的警示标志等多种综合设计和处治方案妥善解决。2)视距检验视距是保障公路交通安全重要的控制指标。①设计视距高速公路以停车视距作为安全设计要求的视距。停车视距是汽车以特定速度行驶时,普通驾驶员在驶抵车道上的障碍物之前能作出反应并安全停车所需的最短距离。对于同一路段,设计速度一经确定,其对应的视距也就确定。表8是规范规定的设计速度要求保证的视距。表8停车视距设计速度(Km/h)1201101009080706050小客车停车视距(m)2101851601301108575大货车停车视距(m)2452151801501251008565②运行视距运行视距:车辆以实际的运行速度行使时所需对应的视距,也可参照表8确定。车辆在路段上的实际运行速度是在不断变化的,对应的运行速度所需的安全停车视距也相应的不断变化,运行速度较高时所需视距数值亦越大。通过对设计视距和运行视距的对比分析,就可以对线形的视距进行全面检验。ò小客车视距的计算:小客车的停车视距采用路段运行速度计算,当计算的停车视距大于设计速度对应的停车视距时,应加大停车视距。停车视距按公式(2-1)进行计算。()2vtv/3.68585S=+(2-1)c3.62gf·282·
《公路几何设计细则》附录式中:S—小客车停车视距(m);cV85—运行速度的计算值(Km/h);(为保持与设计速度视距的计算模型一致:当V85为120Km/h~80Km/h时,取85%的V85数值;V85为80Km/h~40Km/h时,取90%的V85数值代入上公式计算。)t—即反应时间,取2.5s(判断时间1.5s,运行1.0s);根据运行速度不同值(表9)确定;g—重力加速度,取9.8m/s2;f—纵向摩阻系数,依据运行速度和路面状况确定。表9小客车的停车反应时间和纵向摩阻系数运行速度(Km/h)反应时间t摩阻系数f1202.50.291102.50.291002.50.30902.50.30802.50.31702.50.32602.20.33ò货车视距的计算当交通量中大型重载车的比例较高时,在视距检测时应利用大货车的运行速度计算停车视距,货车停车视距采用下列公式(2-2)计算V85.t(V85/3.6)2St=+(2-2)3.62g(fti)式中:St—货车停车视距(m);V85—货车运行速度计算值(Km/h)(保持与设计速度视距的计算模型一致,当V85为120Km/h~80Km/h时取85%的V85数值;V85为80Km/h~40Km/h时取90%的V85数值代入计算。)t—反应时间(S),根据运行速度不同值(表10)确定;i—路线纵坡度;f—货车轮胎与路面的纵向摩阻系数,一律取值0.23·283·
《公路几何设计细则》附录表10大货车的停车反应时间和纵向摩阻系数运行速度(Km/h)反应时间摩阻系数802.40.23702.30.23602.20.23©对于需安全检验路段,常常出现运行速度基本高于设计速度值。因此,一般运行视距均高于设计视距,路线设计指标应满足运行速度视距要求。©设计视距高于实际运行速度要求的视距即为视距良好;设计视距低于运行速度要求的视距为视距不足路段,在设计时应谨慎处理。©大货车的设计视距也是依据设计速度确定的,因其刹车制动性较小客车差,同样速度的大货车需要的停车视距比小客车要长,但因大货车的运行速度低于小客车,其要求的运行视距需进行计算才能得到。经计算比较,在下坡较陡的路段上大货车的视距要求提高较大,这与大货车的制动特性相吻合,对大客货车比例较高的路段应对沿线大货车的运行视距进行检验。3)超高检验①公路最大超高在曲线路段,由于货车的运行速度远小于小客车的运行速度,如完全按照规范设置最大超高值或按小客车速度设置超高,大货车有可能在自重的作用下发生倾覆现象,出现安全隐患。故在交通流中大型车比例较高,特别是大货车所占比例较高的路段上,对最大超高取值的检验应谨慎。②一般路段超高在平曲线半径不变的前提下,根据汽车在曲线上行驶受力的平衡方程,超高横坡度与横向力系数的计算采用如下公式(2-3)进行验算。2vi=−f(2-3)127R式中:R—计算平曲线半径(m);v—运行速度(Km/h);f—横向力系数;是由路面与轮胎之间的摩阻力、旅行舒适度决定。·284·
《公路几何设计细则》附录i—超高横坡度,当车辆在曲线内侧车道行驶时,取正号,当车辆在曲线外侧车道行驶时,取负号。超高、横向力系数和曲线半径成曲线关系,可通过曲线上运行速度及对应平曲线半径、横向力系数反算一般路段超高。当横向力系数按0.05~0.09之间取值,汽车在坡道上行驶时,乘客感到舒适、平稳,不会感到或稍感到曲线的存在。③大纵坡路段上的超高当下坡坡度大于3%时,超高值宜增加,按公式(2-4)计算i+EE=E+纵(2-4)min6式中:E——大纵坡路段的最小超高值(%);mini——纵向坡度(%);纵E——《公路路线设计规范》规定的超高值(%)。·285·
《公路几何设计细则》附录3双车道公路运行速度应用模型双车道公路的运行速度研究也有一定的初步成果,现将运行速度分析方法与测算模型做简要介绍。3.1划分分析路段针对大型车和小行车两种设计车型,根据曲线半径和纵坡坡度的大小将整条评价路线划分为直线段、纵坡段、平曲线段和弯坡组合段等若干分析单元。路段划分应分别针对两种车型进行,分段原则如下:ò小型车:路线平曲线半径大于600m、坡度小于3%时,为平直段路线平曲线半径大于600m、坡度大于等于3%时,为纵坡段路线平曲线半径小于等于600m、坡度小于2%时,为平曲线段路线平曲线半径小于等于600m、坡度大于等于2%时,为弯坡段ò大型车:与上述小客车相似,根据平曲线半径600m和坡度2%作为临界点,将测算路线分为平直段、平曲线段、纵坡段、弯坡段。当纵坡段长度小于100m或直线段位于两小半径曲线段之间且长度小于临界值100m时,则该纵坡段或直线段视为短纵坡或短直线,车辆在此路段上的运行速度保持不变。3.2期望速度和初始速度的确定3.2.1期望速度在平直路段上,小客车和大型货车都有一个期望行驶速度。当初速度V0小于期望行驶速度时变为加速过程,直至达到稳定的期望车速后匀速行驶。车辆在平直路段上的期望运行速度,可按地形对运行速度的影响模型,公式4-1确定。V=85−1.6B−0.12H−7.2Dis(3-1)其中,V——期望速度(km/h);θ+θ+θ123B——路段平均曲率(rad/km);B=Lh+h+h+hH——路段的平均梯度(m/km);1234H=LDis——视距不良路段比例(%)。3.2.2初始速度一般可通过调查点的现场观测或通过公路功能、公路环境对运行速度的影响模型修正对·292·
《公路几何设计细则》附录应小型车和大型货车的设计速度,作为设计路段的初始运行速度V0。1)公路功能对运行速度的影响修正总体上是从干线公路到集散公路再到地方公路,自由流速度是呈下降的趋势。从干线公路到地方公路的运行速度变化很好地反映出公路功能从通畅性向通达性的转化。公路功能对运行速度的修正值取整为5km/h。2)横向干扰的速度影响修正横向干扰主要是指路肩(或辅路)交通(包括行人、自行车等非机动车和机动车辆出入主线)对主线机动车交通流的干扰程度。为了量化横向干扰,这里将横向干扰分为五个等级,具体描述如表9所示。表9各类横向干扰因素分级类别摩托车拖拉机支路车辆路侧停车非机动车行人数量MOTTRAEEVPSVSMVPED等级(辆200m.h)(辆200m.h)(辆/200m.h)(辆/200m.h)(辆/200m.h)(人/200m.h)1≤4≤2≤1≤2≤50≤62≤6≤414>8>200>24根据各影响因素的权重与级别,路侧干扰因素级别变量值(FRIC),按下式计算:FRIC=int(0.25×MOT﹢0.2×TRA﹢0.18×EEV﹢0.15×PSV﹢0.12×SMV﹢0.10×PED+0.5)将各干扰事件等级与上式中干扰事件的权重相乘,再将各干扰因素的加权等级值相加,便可得到该路段最终的路侧干扰等级值(FRIC)。横向干扰等级对85%位速度之间的关系,如表10所示。表10横向干扰强度影响折减横向干扰等级V85速度折减(km/h)102-5.03-10.04-15.05-20.03)出入口间距对运行速度的影响由于出入口的存在,所有车辆的运行速度都会受到出入口的影响而减速。行驶速度降低的主要原因是车辆接近出入口时,驾驶员为了预防次要公路上车辆的突然出现,采取必要的减速预防措施。·293·
《公路几何设计细则》附录通过引入路侧出入口密度的概念,可以反映出车辆运行速度与出入口间距的影响关系。出入口密度就是指公路单位里程内在其两侧设置的出入口设施的个数的总和。其表达式近似为1,单位为“个/km”。出入口间距对速度的影响修正如下表11所列。D表11出入口间距与速度修正值出入口间距出入口密度速度修正值(km/h)(km)(个/km)80km/h60km/h40km/h0.25.018.012.56.00.42.56.03.53.01.01.02.01.01.02.00.50.50.50.53.3各典型路段结点速度测算3.3.1直线段上的加速过程和稳定运行速度对于曲线外的车辆加速过程,按图2测算车辆驶出曲线后在直线上的运行速度。100905004003002008070100605040末速度(km/h)3020101020304050607080初始速度(km/h)图2直线段上不同初速度下车辆加速过程曲线3.3.2平曲线段速度模型根据视线受影响程度的不同,将平曲线速度影响模型分为两种情况:1)不受视距影响的平曲线速度模型:1202.742S=12.75+0.77S−R=0.90(3-2)CaR2)受视距影响的平曲线速度模型:2938.69812.78R2=(3-3)S=87.27−0.029S−−0.76CaRASD式中:SC曲线速度(km/h);Sa入口速度(km/h);·294·
《公路几何设计细则》附录ASD入口视距(m);CSD曲线视距(m)。其中视距可按下面的方法计算:当圆曲线长度大于视距时:ASD=2BR当圆曲线长度小于视距时:B−2R[1−cos(α2)]ASD=L+CCsin(α2)C式中:L—圆曲线的长度(m);CB—路基宽度(m);R—圆曲线半径(m);α—圆曲线中心角(度)。C3.3.3纵坡路段速度模型当路线为纵坡段时,按表12和图3对小客车和大型货车的运行速度V85进行调整修正。表12纵坡路段各车型的运行速度修正速度调整值(km/h)纵坡坡度小客车大型货车坡度≤4%,降低5km/h/1000按图10-5速度折减量与坡长上坡关系曲线进行调整坡度>4%降低8km/h/1000m增加10km/h/500m坡度≤4%,增加10km/h/500m至期望运行速度下坡增加15km/h/1000m增加15km/h/500m坡度>4%增加至期望运行速度至期望运行速度1098730622515510205km/h纵坡(%)4321001002003004005006007008009001000110012001300坡长(m)图3速度折减量与坡长关系曲线图·295·
《公路几何设计细则》附录3.3.4弯坡组合速度影响模型车辆在弯坡组合线形上行驶,受平曲线和纵坡的综合作用,是速度梯度容易发生突变的地方。对于平、纵组合路段按公式(4-4)计算弯坡中点的速度。V=8.86−10.73lnR−0.012exp(I)20.57RIR=式中:VRI—平曲线曲中点速度(km/h);R—平面圆曲线半径(m);I—坡度(%)。将各分段结点速度运行速度V85为纵坐标,路线长度为横坐标,绘制公路沿线运行速度变化曲线,按双方向绘制沿线“运行速度图”。3.4双车道公路运行速度安全性评价标准和方法3.4.1评价标准双车道公路基于运行速度安全性评价内容同高速公路相似,包括对线形的规范符合性、指标的连续性和速度的一致性分析。(1)规范符合性评价分析评价路段技术指标应满足公路设计技术《标准》、《规范》的要求。(2)线性的连续性检验与评价检验相邻路段的运行速度梯度应控制在10km/h/100m以内;不符合要求的线形设计应进行调整,以满足运行速度过渡均匀、缓和的目的。(3)设计速度的一致性检查当路段推算的运行速度V85小于该路段原定的设计速度时,原设计速度不需调整。若路段运行速度V85大于该路段原定的设计速度,但小于设计速度Vd+20km/h时,设计速度保留,但路面超高、停车视距应采用Vd+10km/h作为设计速度进行计算。当路段运行速度V85大于该路段原定的设计速度Vd+20km/h时,则需提高原定的设计速度或调整路线设计要素,以减小该路段的运行速度V85。3.4.2双车道公路安全性评价与分析方法(1)根据公路功能、路网规划、交通量、项目所属区域的地形年、地物,按照《公路工程技术标准》或前期可行性研究确定的公路设计速度标准,采用设计速度概念进行公路线形初始设计;(2)在初始平面线形和纵面线形的基础上,推算设计路段的运行速度V85;·296·
《公路几何设计细则》附录(3)以线形的连续性和速度一致性为路线设计质量的评价原则,检验和修正初期的平纵横几何设计;(4)然后根据调整后的路线平纵线形和运行速度测算结果,检验平曲线超高、视距、平曲线加宽等设计要素是否与运行速度保持均衡,最终完成公路路线线形设计。·297·
《公路几何设计细则》附录4基于运行速度的公路设计方法在运行速度设计方法中,公路几何设计采用的设计指标是以设计速度做为初始控制,运用运行速度对路线方案的各项技术指标通过行车安全性检验,量化设计路段的合理性和运行安全性。因此,运行速度检验是必要的设计步骤。基于运行速度的公路设计方法和流程是建立在传统勘察设计流程基础上,运用运行速度这一动态评价指标实现对公路运行状况的安全性检测,将运行速度检验、安全评价手段贯穿于整个设计过程。基于运行速度的设计方法步骤:使用设计速度进行初始设计,采用运行速度对线形指标进行行车安全性检验,从而量化公路各项指标的合理性和运营后的安全性。运行速度检验是设计的必要条件,是设计中一个不可或缺的重要环节;将运行速度对路线状况的评价贯穿于整个公路设计的各个阶段,更加注重安全、舒适、快捷的交通服务需求。该方法适应驾驶员心理、视觉和驾驶行为等实时变化,分析评价出驾驶特性与公路特征不匹配的路段,发现可能出现交通事故的设计盲点,为提高公路设计质量提供新的方法和途径。4.1运行速度设计方法的适用范围高速公路运行速度的应用模型、安全评价标准及设计方法已日趋成熟,可满足高速公路设计的要求。特别适用于设计速度为60km/h、80km/h、100km/h的山区高速公路或部分一级公路(封闭),包括新建公路、改扩建公路,甚至已建的公路项目。4.2基于运行速度的高速公路设计流程根据设计速度进行初始平、纵、横面设计,采用运行速度预测模型测算各路段的运行速度,按照沿线相邻路段运行速度的协调性、运行速度与设计速度的一致性评价、检验路线技术指标;优化和修正路线平纵设计方案;再根据调整优化后的路线平纵线形和运行速度测算成果,确定曲线超高、加宽、视距等设计指标。4.2.1新建公路项目的常规步骤新建公路项目勘察设计一般采用初步设计和施工图设计两阶段设计模式,运行速度应始终贯穿其中,具体步骤如下:1)测算设计公路全线的运行速度并绘制分析图表;2)根据评价方法和标准,分析相邻路段的运行速度差,评价相邻路段设计指标的协调性;通过运行速度与设计速度的一致性对设计路段的行驶安全性进行总体评价;·306·
《公路几何设计细则》附录3)查找运行速度发生突变的不良路段和运行速度与设计速度差较大的待安全检验路段;4)对相邻路段运行速度发生突变的安全性不良路段,有针对性地提出路线平、纵、横技术指标调整和优化意见;5)对运行速度与设计速度差异较大的路段,通过详细的安全性检查和验算,考虑线形调整方案及相应设计工程量、建设实施可能性等方面综合因素,提出技术指标、线形组合调整的方法和手段,尽量使运行速度与设计速度接近一致;6)对视距、爬坡车道、紧急避险车道的设置、路侧安全净空区、重大工点(桥梁、隧道、立交)、交通工程及沿线设施的布设进行安全性评价,并提出优化或完善设计的建议;7)对施工图设计阶段宜采用的超高、立交细部设计、交通安全设施设计等给出推荐性意见和综合处治措施等。4.2.1.1初步设计阶段主要通过测算运行速度,对设计方案进行安全性评价和检验的目的:ò论证大的比选方案和总体设计标准掌握问题;ò提出调整方案中各项技术指标和优化路线方案的具体建议;ò制定长大纵坡路段的处理方案(包括安全设施、服务设施的设置);ò检验全线的运行视距(包括桥隧、互通式立交出入口);ò为施工图设计阶段提出建设性意见(针对视距、超高、安全设施等细部设计);ò绘制运行速度图表并编制项目安全性评价报告。4.2.1.2施工图设计阶段基于运行速度进行安全性评价和检验的目的:ò对局部线形组合进行优化;ò确定全线超高取值;ò提出全线交通工程、安全设施完善措施。4.2.2改扩建项目的具体步骤针对改扩建公路项目的既有现状和改扩建后路线安全性的具体要求,应在设计阶段尽量消除行车安全隐患,对于一级公路改造项目的安全性评价可分为两个阶段。Ⅰ阶段既有公路初始安全性评价阶段对既有公路进行运行速度测算和安全性分析评价,查找改扩建将会出现的技术指标衔接组合的协调性、横断面组成、视距等安全方面问题,提出改扩建的设计重点、路线方案设计依据和各项安全保障措施。初始评价的主要内容包括:·307·
《公路几何设计细则》附录1)根据交通现状调查及历年统计的重大交通事故数据,找出交通事故多发路段及事故多发原因,进行综合处理方案的汇总和审定;2)收集项目的原有道路的竣工设计资料、改建时现场实测数据、沿线路况调查资料、改扩建前期工可报告及有关改造公路的检测,试验成果等资料,了解和掌握本项目具体情况和主要难点问题;3)在实测数据基础上,拟合旧路的设计几何线形,对技术指标进行设计符合性检查,查找不符合标准和规范规定的路段;4)测算旧路全线的运行速度,评价旧路的行驶现状,提出调整平纵面设计指标、横断面组成、视距、路桥隧构造物等工程设计方案。Ⅱ阶段改扩建公路设计评价阶段根据改扩建公路设计数据资料,测算全线的运行速度,对路线平面、纵面、横断面的技术指标、视距、爬坡车道、紧急避险车道的设置、路侧安全净空区、重大工点(桥梁、隧道、立交)、交通工程及沿线设施的设计进行安全性评价,提出补充完善措施。1)采用运行速度分析系统进行运行速度测算并绘制分析图表;2)根据评价方法和标准,分析相邻点运行速度差,评价相邻路段设计协调性;通过运行速度与设计速度的一致性对设计路段的行驶安全性进行总体评价;3)查找运行速度发生突变的安全性不良路段和运行速度与设计速度差异较大的待安全检验路段;4)对相邻路段运行速度发生突变的安全性不良路段,有针对性地提出平、纵、横技术指标调整和优化的具体意见;5)对运行速度与设计速度差异较大的路段,通过详细的安全性检查和验算,考虑线形调整方案及相应设计工程量、建设实施可能性等方面综合因素,提出技术指标、线形组合调整的方法和手段,尽量使运行速度与设计速度接近一致;6)对视距、爬坡车道、紧急避险车道的设置,路侧安全净空区、重大工点(桥梁、隧道、立交)、交通工程及沿线设施的设计进行安全性评价并提出具体意见;7)对施工图设计阶段需优化和完善的专业问题(例如超高设计、立交细部设计)提出建设性的建议。4.3高速公路线形指标采用的一般原则(1)设计时应充分分析研究公路段的交通组成、车型比例和典型设计车型·308·
《公路几何设计细则》附录公路交通组成、车型组成和车型比例对极限坡度和坡长、长大纵坡、不同车道超高、紧急避险车道和爬坡车道的设置以及停车视距的检验、安全设施的设置影响较大,应充分分析研究。(2)平、纵面设计指标参数总体均衡、连续过渡在设计速度≤100Km/h的高速公路设计中,特别是山区高速公路,平纵横设计指标不宜采用高指标,应注重前后指标的均衡和缓和过渡。(3)平面布线中宜多用曲线,提高曲线占路线总里程的比例当路线纵坡较缓(i≤3%)时,运行速度仅受平曲线半径影响,平曲线应尽量避免采用最小值和极限值,采用一般值应保证速度变化的渐变长度要求,增长平曲线可达到速度过渡缓和的目的。(4)路线几何指标对运行速度的影响特点运行速度具有在平曲线路段和纵坡路段变化较大,在弯坡组合段速度变化较小的特点。在平纵组合具体设计时,当平面指标较高,处在大半径曲线或直线路段时(视为直线段),速度仅受纵坡影响,设计中坡度和坡长尽量避免采用极限值,不宜设置陡坡或长大纵坡。一般路段为了顺应地形,可能采用小半经与较大纵坡路段配合,只要平纵组合得当,平纵指标配合均衡,也是安全的理想线形。对于长大纵坡路段,在速度增加过程的路段中部,适当布设半径为600-1000m的圆曲线可起到降低运行速度、提醒驾驶员减速等作用。(5)横断面组成及宽度要求从运行速度安全的角度,路基横断面首先应满足规范规定的基本组成,其行车道、路肩和左右侧路肩宽度应满足《规范》规定的一般值。(6)桥隧路段设计大型独立桥梁和隧道进出口的运用运行速度预测模型商不完善,经常出现运行速度变化较大的情况,不宜强调速度差值小于20Km/h的要求,应主要考虑视距检测和限速提示等标志标牌的设置。(7)超高设计超高宜根据不同车型的运行速度计算确定,在严格分车道行驶路段中可考虑分车道设置超高。·309·
《公路路线设计细则》条文说明2009.01附录五条文说明1总则1.0.1《公路路线设计细则》作为公路工程行业标准《公路路线设计规范》的细化、扩展、延伸和补充,准确理解和执行《公路工程技术标准》(以下简称《标准》)和《公路路线设计规范》(以下简称《规范》)是制订细则的目的。1.0.2各级公路,尤其是高速公路的改扩建已经在我国各地逐步开展,细则的适用范围包括公路的改扩建。1.0.3“以人为本、节约资源、保护环境”已成为我国公路设计的基本原则,以人为本就是要将公路交通安全放在首位,节约资源和保护环境是我国工程建设实现可持续发展的基本国策。1.0.4全寿命周期设计思想已经被公路设计人员进一步认可,其宗旨就是遵照统筹规划、合理布局、综合考虑、近远结合、处理好己有工程同新建工程、设计与建设、运营管理、养护维修的关系。1.0.5公路的功能、交通量、及其在路网中的地位和作用是公路设计的主要依据,路线设计的核心就是选择技术标准,确定公路等级、路线走向、走廊和主要控制点,进而提出公路建设规模。1.0.6公路沿线地形、地质、水文气象,自然环境和生态环境,建筑材料等是公路设计的基础资料,路线设计应特别强调对基础资料的调查,在此基础上才能进行路线线位及主要平、纵面的设计。1.0.7总体设计是公路路线设计的核心,总体设计方案应在深入调查了解项目沿线城镇、土地利用、铁路、航道、水利、管道、矿产、电力电讯、文物、自然景点和发展与保护规划等资料的基础上确定,应特别注重公路同沿线环境的协调性。1.0.8保护社会环境、自然环境和人文环境是公路建设可持续发展的基础,路线设计应减少因修建公路而造成对环境、自然景观的破坏,提高公路环境质量。1.0.9工程项目数据库是实现公路建设和运营管理信息化的基础,是公路建设和发展的需要,因此,路线设计应重视工程项目数据库的建立。1.0.10新理论、新方法和新技术是不断提高设计水平的动力,采用三维设计方法检查线形设计同沿线景观的配合与协调,已经成为路线线形设计评价与检验的公认方法,因此,应在遵守标准、规范的前提下积极应用被实践证明已经成熟的新理论、新方法和新技术。291
《公路路线设计细则》条文说明2009.013公路功能与分级3.1公路功能3.1.1公路根据其使用任务、功能和适应的交通量可分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。公路等级、设计速度等路线设计技术标准应根据公路功能确定。3.1.3将公路上的支路汇入、沿线建筑的进出口等统一命名为“接入”,对接入进行管制的技术则称为“接入控制”。公路上的进口与出口如果随意、随处布设,则车辆可以任意地进出公路,这会降低公路的通行能力,加剧事故隐患,破坏公路的机动性。因此需要进行接入控制,以使公路相邻建筑或支路中的车辆可以安全地连接到公路上,将其对主线穿行车辆的影响减至最低。接入控制由两种方式实现:第一种是执法,第二种是采用道路实体设施,例如交通岛等。3.1.4公路的机动性与通达性的偏重程度是由公路功能决定的,公路功能分级及其与机动性、通达性的关联如图3.1.4所示。机动性主干公路机动性集散公路地方公路通达性通达性图3.1.4公路功能分级及其与机动性、通达性的关联3.1.7国道包含了国道主干线,由四个子系统构成。代码以“GZ”、“G0”或“G5”为首的,称为国道主干线(国道主干线的另一种称谓以纯粹的汉字指代起始点,例如“连霍公路”)。代码以“G”或汉字“国道”为首的,称为国道,这其中“G1XX”指以首都北京为原点的放射线,从“G101”至“G112”;“G2XX”指南北纵线,而“G3XX”指东西横线。省道是广义的范畴,除各省外,也包括了各自治区、直辖市的省级道路。县乡公路涵盖了部分村级农村公路。3.3公路等级的选用292
《公路路线设计细则》条文说明2009.013.3.5定量测算公路各类设施通行能力和服务水平的具体测算方法和推算步骤,参见现行版本的《中国公路通行能力手册》。293
《公路路线设计细则》条文说明2009.014设计控制要素4.1设计车辆4.1.2特殊车辆系指经批准颁发《特殊车辆城市道路行驶许可证》的超长、超高、超重车辆。4.2交通量换算4.2.1车辆分类的目的就是把在混有多种车型交通流中运行特征相似的车辆归为一类,以便确定各种运行车辆对标准车交通量的不同影响。因此,以车辆运行特性(运行速度和总体标准差)作为车辆分类的首要标准,结合考虑车辆的轴距出现频率和结构特征,将公路上的常见车型按小型车、中型车、大型车和拖挂车四类归并。经过对北京、广东、四川、河北、河南等省市干线公路的实地测算,新的车型分类不仅具有同类车型运行速度稳定的特征,而且不同车型之间的运行特性差异明显,交通组成稳定。在进行通行能力和服务水平的分析计算时,需要将实际或预计的交通组成中各类型车辆的绝对数换算为标准车型,作为不同设施通行能力比较的基础。因此,车辆的折算系数是指在通行能力影响方面,某类型车一辆相当于标准车型的车辆数目。研究表明:车辆折算系数受公路几何条件、交通组成及交通量的大小等诸多因素的影响,是随各种条件变动而变化的变量,亦即在不同服务水平情况下其折算系数值是不同的。在公路建设的前期阶段,用于公路规划与技术等级划分的车辆折算系数是相应于交通量达到基本通行能力附近的状态下车辆换算系数。而由于折算系数的不确定性,在具体的公路设计与运行管理阶段,需对公路通行能力进行详细的分析测算,此时应针对不同的公路等级、不同地形和不同的交通需求,采用《公路通行能力手册》规定的折算系数。在实际工作中,复杂的车辆折算系数会给交通统计与分析带来诸多不便,为此出于公路规划、设计及使用上的需要,此次针对双车道公路和高速公路两种道路形式,仍给出统一的车辆折算系数标准。4.3设计速度4.3.2设计速度的选取应遵循如下基本原则:①设计速度应该与特定公路设施状况下,多数驾驶员所预期的车速相一致。它应该符合用路者期望与习惯。②设计速度的选取过程中,可参考相关公路类型的车速分布曲线。合理的设计速度应该高于大多数驾驶员的行驶车速。③考虑全部等级的公路,其设计速度可能分布于20km/h至120km/h的范围,因此设计速度递增的增量不应小于10km/h。太小的增量会造成相邻车速水平的公路的设计要素差别太小。④设计速度只限制曲线半径与视距的最小值,但一般情况下不应限制使用平缓的曲线和开阔的视距。4.3.2运行速度是在自由流状态下,所观测到的驾驶员操纵车辆运行的车速。其中,最为常用的运行速度指标是观测车速样本中的85%百分位的车速值,它与特定的地点或294
《公路路线设计细则》条文说明2009.01几何特征相关联。采用运行速度对公路路线设计进行检验的方法可参照附录四“公路路线运行速度设计方法”4.4交通流特性参数4.4.1高峰小时系数,是以15分钟高峰区间推算所得,它是对交通流出现集中程度的反映,其值越大,则产生交通堵塞的概率也就越大,此时段的服务水平越低。高峰小时系数,就是高峰小时交通量与高峰小时内某一时段的交通量扩大为高峰小时的交通量之比。一般将高峰小时划分为5min、6min、10min或15min的连续时段内的统计交通量,此连续5、6、10或15min所计交通量中最大的那个时段,就是高峰小时内的高峰时段,把高峰时段的交通量扩大为1h的高峰小时交通量,因此,高峰小时系数是指高峰小时交通量与扩大的高峰小时交通量之比。例如:对于t=15min高峰小时交通系数PHF15=高峰小时交通量/(4×高峰小时中高峰15min交通量)4.4.2关于设计小时交通量系数,表中数据是在研究各地区平均条件的基础上,利用国道上71个交调站的统计资料,分析第30位小时交通量在AADT中所占的比重与诸因素之间的关系确定的。各地区在应用K系数时,应尽可能地建立自己的数据库,确定符合地区特点的设计小时时位及设计小时交通量系数。4.4.3众所周知,中国交通流与发达国家的最大区别就是我国公路上机动车与非机动车混合行驶。由于行人、自行车、三轮车、人畜力车以及农用拖拉机共同行驶在未严格分道的、路面宽度有限的公路上,导致公路交通流之间相互干扰十分复杂,由此形成了我国公路通行能力研究必须关注的一个交通特性。近年来混合交通特点有所变化,主要表现在:由于各级政府与沿线村民对兴修公路有较高的积极性,干线与支线公路大多进行了拓宽或硬化路肩,公路中机非混行的面貌大为改观,对机动车行驶的各种干扰有所减少。在沿海经济发达的一些地区,自行车、三轮车、人.畜力车已不多见,取而代之的是私家车和摩托车;中部地区农用车、摩托车保有量也有大量增长;但西部大部分地区在交通量不是很大、相对崎岖狭窄的公路上,仍然维持着行人、自行车、三轮车和人.畜力车与机动车混行的局面。4.5服务水平4.5.1由于衡量服务水平诸因素相互间的联系有程度上的区别,以及有效资料的不足,因此不能同时用所有因素来量度服务水平和划分服务水平等级。为便于公路设计,此处将交通流状态作为划分条件,将服务水平分为四个等级。4.6公路接入4.6.1公路上的进口与出口如果随意、随处布设,则车辆可以任意地进出公路,这会降低公路的通行能力,增加事故隐患,破坏公路的机动性。因此需要进行接入控制,以使公路相邻建筑或支路中的车辆可以安全地接驳至公路,将其对主线穿行车辆的影响减至最低。“接入管理”的含义是允许但要管理公路邻近建筑的接入,与此同时,保障公路交通本身的安全、通行能力与速度。此时,公路以及周边的其它活动区被视为同一系统中的平等个体,这时管理的目标不再是给某一方以优先权,而是协调公路交通行为和其它295
《公路路线设计细则》条文说明2009.01活动,以保障整个系统的运行,并且允许这些周边地区的车辆充分地汇入到公路之中。按入管理涉及到了相交道路接入点的选位、设计以及运营。它包括了对不同类型建筑的合适的接入地点的评估与选择,就此而言,接入管理成为道路设计中的一项新的控制性要素。接入管理致力于回答的基本问题是:何时、何地、如何提供或拒绝接入,以及采用何种管理与工程措施能够保障这些措施的实施。接入管理的核心要素包括:对不同等级的公路制订接入的许可条件与间距标准,为实现合理的接入制订一种灵活的变通机制,为实现管理目标制订一套措施。这些核心要素最终应规范化,成为一个地区统一的设计规则。296
《公路路线设计细则》条文说明2009.015总体设计5.1一般规定5.1.1高速、一级公路工程需要全线进行总体布局和做出设计,并要求在设计文件中以一定形式表达出来。对于二级及二级以下的一般公路,也需要做好各个方面问题的考虑,并在设计文件中重点反映出来。十多年来,我国高速公路和一级公路的修建有了迅速的发展,公路结构发生巨大的变化。与一般公路相比,高速公路和一级公路不但主体的平纵线形指标很高,而且相应增加了路线的互通式立体交叉、分离式立体交叉、复杂的平面交叉及沿线交通工程设施等诸多工程项目。这些工程项目无论设计或施工都较一般公路的工程项目复杂得多,所以从技术上必须加强对这些工程的总体设计,以确保诸多工程作用连贯、相互协调、布局合理。对于路线位置与各控制点、路线平纵线形与地形及各种构造物、路线交叉、各项沿线设施的设置位置、间距等的衔接、协调与横断面之间的关系等,以及公路工程对自然环境的保护和协调、分期修建的总体布局及实施方案等,应在统筹布局的指导下系统地作好各项设计。5.1.2总体设计是公路设计的纲,贯穿于公路勘察设计的全过程,公路勘察设计的不同阶段,总体设计的重点不同,可行性研究阶段应提出总体设计的构思。5.2总体设计的基础工作5.2.1总体设计的基础工作主要指进行总体设计需要调查和收集资料等前期工作。5.3总体设计的主要内容5.3.1走廊带是一种不可再生的资源,可行性研究阶段应充分重视走廊带的综合利用,为公路建设可持续发展留有余地。5.3.2公路是系统的公共建筑设施,是供人们驾车运行、工作和休息的场所,总体设计应重视满足技术和美学的要求,特别是对高速公路和一级公路更为突出。公路景观与环保设计的目的是在保护环境的前提下,使公路建成及能构成一个同自然景观与当地风格相协调的建筑群体。环境保护是我国的一项基本国策,我国公路建设项目的设计和施工,历来十分重视对自然环境的保护工作,特别是在公路选线、确定桥梁位置、综合排水、防止水土流失等方面积累了丰富的经验。为了消除和减轻对环境负面影响,公路工程建设项目必须在总体设计中重视环境保护工作。高速公路、一级公路路线的平纵指标较高,容易与自然环境产生某种程度的干扰或造成社会环境、自然环境的改变。公路的线形是由直线、曲线、纵坡、横断面等要素互相组合形成的立体线形,各要素之间的配合要协调,要素的变化也要有节奏,同时线形的变化还要与自然地形变化相符,使各种变化平顺、视感舒适、景观优美,让驾驶者能一目了然而不致造成观察错觉和错误操作。因此,从保护环境同自然环境协调出发,高速公路、一级公路应结合地形、地质、生态等自然条件和桥梁、隧道方案的布设及考虑降低工程造价,保护自然环境的因素,论证采用分离式路基的可行性。按照公路环境保护设计所确定的保护优先、预防为主、防治结合、综合治理的原则。297
《公路路线设计细则》条文说明2009.01公路设计应在如何防止公路建设带来的环境负面影响以及如何改善环境上思考一些问题。预防为主是设计阶段前瞻性的活动过程,因此在公路设计中应从环境保护出发,在总体设计的角度上提出影响环境所有的因素,并事先采取必要的措施和对策。公路建设是线形工程,就技术、经济、环境综合来看是一项宏大的系统工程,从节约工程造价的角度出发,可以采用分期修建的方案,但需要按远期规划的技术标准做出总体设计,这一点应引起足够重视。298
《公路路线设计细则》条文说明2009.016公路路线方案研究6.1一般规定6.1.2公路网规划是公路建设科学管理大系统中决策系统的重要环节,是国土规划、综合运输网规划的重要组成部分,是确保公路建设合理布局,有序协调发展,防止建设决策、建设布局随意性、盲目性的重要手段,因此,公路路线方案研究必须按照公路网规划的系统性要求进行。299
《公路路线设计细则》条文说明2009.017选线、定线7.1一般规定7.1.2三维互动定线是以DTM技术为基础的公路全三维化的几何设计技术,该技术在实现在平面、纵断面实时修改的同时,实时采集纵横断面地面高程,动态更新纵断面和横断面以及公路三维模型等数据和图形,实时可视化地显示路线调整变化的过程。该技术是公路几何设计从两维走向三维的核心技术之一,详细内容参见附录:公路计算机辅助设计技术与应用。7.2选线、定线原则公路路线选线是结合自然条件,特别是地形、地质条件、灵活运用各项技术指标,解决好在自然条件下,采用的路线平、纵技术指标合理,达到工程数量小、造价低、运营费用省、效益好,运行车速均匀,并有利于施工和养护的问题。同时,注意到与农田基本建设配合,占用良田少、拆迁量少,与沿线名胜、风景、古迹等环境与景观相协调,与周围环境融为一体。还要设法绕避严重不良地质地段,以节省处理不良地质地段的费用。公路选线还应重视环境保护,尽量避免或减少对公路所经地区由于修建公路及汽车运行所产生的影响和污染等问题。选线工作随着设计人员的经验、水平与手法而异,本节只能根据实践经验的总结,按照初步设计、技术设计和施工图设计不同的设计阶段拟定一些在选线中应遵循的一般规律,作为原则性条文供设计人员运用,在具体设计中,需要设计人员根据实际情况,灵活运用。7.3选线、定线要点公路路线选线、定线的要点与公路所处的地形条件关系密切,根据我国公路勘察设计长期的实践经验总结,我们依然按照平原微丘区、丘陵区、山岭区、不良地质地貌和特殊地区分别提出原则性的公路路线选线、定线的要点,供设计人员参考,对于具体的工程项目,还应针对其地形、地质、水文条件等具体特点进行综合、全面地分析,筛选要点。7.3.3在长度超过500m或750m的长或特长隧道中,为便于设置车行横洞,在距洞口500m或750m以内的平纵面线形应适应洞外接线的布设需求,而其以后的平面线形应采用等间距布置形式,且左、右线纵断面应采取相同的坡度,以便于隧道横洞的设置。300
《公路路线设计细则》条文说明2009.018平面设计8.1一般规定8.1.2公路平面线形各要素的选择应根据公路等级、设计速度,遵循地形选线、地质选线、环境生态选线等原则,因地制宜地进行平、纵线形设计,平、纵面线形应舒顺流畅,指标高低均衡,并与地形、地物等自然环境和社会环境、景观等相协调。8.2平面线形要素8.2.1直线直线是平面线形基本要素之一,具有能以最短的距离连接两控制点、线形易于选定和汽车行驶受力简单、方向明确、驾驶操作简易、视距良好、路基排水方便等的优点。但由于直线线形不易与地形相协调,特别是对于山区公路,过多地采用直线会使公路整体线形僵硬,同时也会导致公路与周边自然环境难以协调配合,破坏自然环境景观,或导致边坡防护工程建设规模增大,诱发地质病害等。直线线形景观单调,易引起驾驶疲劳、并增加夜间行车车灯眩目的危险,还会导致出现超高速行驶状态。因而在设计直线线形和确定直线长度时,应结合地形、地物条件和直线的特点,慎重选用,不宜采用过长的直线。8.2.2圆曲线(1)圆曲线具有几何形态柔和,能够灵活地顺应各种地形的变化,易与地形相适应、可循性好、线形美观等优点,圆曲线作为平面线形的基本构成要素在设计中应用范围最为广泛。(2)圆曲线最小半径的计算圆曲线最小半径是以汽车在曲线上能安全而又顺适地行驶为条件确定的,最小平曲线半径的实质是汽车行驶在曲线部分时,所产生的离心力等横向力不超过轮胎与路面的摩阻力所允许的界限。圆曲线最小半径与一般最小半径的区别主要在于曲线行车舒适性的差异。最小圆曲线半径计算公式为:2VRmin=(式8.2.2)127(μ+i)maxhmax式中:V—设计速度(km/h);μmax—路面与轮胎间的最大横向力系数;ihmax—路面最大超高横坡度。在设计车速V确定的情况下,最小半径Rmin取决于μmax和ihmax的选值。国内外调查资料从人的承受能力与舒适感考虑,均认为:当μ<0.10时,转弯时不感到有曲线存在,很平稳;当μ=0.15时,转弯时稍感到有曲线存在,尚平稳;当μ=0.20时,转弯时已感到有曲线存在,稍感不平稳;当μ=0.35时,转弯时感到有曲线存在,已感到不稳定;当μ>0.40时,转弯时已非常不稳定,有倾倒的危险;因此,对μ值必须加以限制。301
《公路路线设计细则》条文说明2009.01(3)圆曲线最小半径的确定1)一般最小半径的确定一般最小半径对按设计速度行驶的车辆能保证其安全性与舒适性,是设计时建议采用的最小控制值,确定一般最小半径时采用的横向力系数值μ为0.05~0.06,将计算结果取整数,具体如表8.2.2-1。表8.2.2-1一般最小半径的i及f值设计速变(km/h)1201008060403020μ值0.050.050.060.060.060.050.05i值0.060.060.070.080.070.060.06一般最小半径(m)100070040020010065302)极限最小半径的确定极限最小半径是在最大超高时,能够以设计上容许的横向力系数最大值相对应的设计速度而行驶的最小曲线半径。基本上能保证与其对应的各个设计速度的行驶安全和舒适。我国《标准》规定的最大超高值的变化范围在10%~6%之间,《规范》中所制定的极限最小半径是考虑了我国国土辽阔、南北温差悬殊,东西气候迥异,地形地理条件变化较大的具体情况,根据国内研究结果,并参照国外资料,根据设计速度V,取适当的μmax值,最大超高值ihmax按10%、8%、6%,代入式8.2.1计算,将其结果归纳整理而得出的。极限最小半径采用的是最大超高率取值为8%的计算结果。具体如表8.2.2-2。表8.2.2-2极限最小半径的i及f值设计速度V(km/h)1201008060403020μmax0.100.120.130.150.150.160.170.10(%)570360220115503015最大超高0.08(%)650400250125553015(ihmax)0.06(%)7104402701356035153)不设超高的最小半径的确定当平曲线半径较大时,离心力的影响就较小,路面摩阻力就可以保证汽车有足够的稳定性,这时就可以不设超高,也可以不设缓和曲线(回旋线),允许在圆曲线上采用与直线段上相同的双向横披的路拱形式。因此,不设超高最小半径就是指不必设置超高就能满足汽车行驶稳定性的最小半径。路面上不设超高时,对于行驶在曲线外侧车道上车辆来说是“反超高”,其大小与路拱坡度相同。从舒适和安全角度考虑,应把横向力系数μ值控制到尽可能小的值,以保证行驶的稳定性。不设超高最小半径是将路拱横披和横向力系数按设计速度代入公式8.2.1进行计算并整理得出的结果。不设超高的圆曲线最小半径计算时,横向力系数μ在路拱横披≤2%时,取值为0.035~0.040;路拱横披>2%时,取值为0.040~0.050。其中:当路拱横坡为1.5%时,横向力系数采用0.035;当路拱横坡为2.0%时,横向力系数采用0.040;302
《公路路线设计细则》条文说明2009.01当路拱横坡为2.5%时,横向力系数采用0.040;当路拱横坡为3.0%时,横向力系数采用0.045;当路拱横坡为3.5%时,横向力系数采用0.050。(4)圆曲线最大半径汽车在圆曲线上行驶时,曲线两侧的景物能给驾驶员提供一个很好的视线诱导。设大半径曲线比设小半径曲线更能缩短里程,而且比较顺畅。但过大的圆曲线半径往往导致曲线较长,不利于平纵组合设计;当半径大到一定程度时,其几何性质与行车条件已与直线无太大区别,如果半径>9000m,视线集中的300~600m范围内视觉效果近乎直线,驾驶人会出现与在长直线上行驶类似的单调、疲劳感,也易使驾驶员为追求新的行车环境而超速行驶,诱发安全事故。因此,曲线半径也不宜过大。我国规定圆曲线最大半径不宜大于10000m。8.2.3回旋线(1)回旋线的作用回旋线是构成公路平面线形的基本要素之一,是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同或相反的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。回旋线主要起以下作用:曲率连续变化,符合行车轨迹,便于车辆遵循;离心加速度逐渐变化、乘客感觉舒适;超高横坡度及曲线加宽逐渐变化,行车更加平稳;与圆曲线配合,增加线形美观。(2)回旋线设置考虑的因素回旋线的设置应满足汽车动力学和行车舒适及视觉等方面的要求。1)考虑线形曲率过渡要求。在高速行驶或曲率急变时,汽车则可能超越当前的车道驶出一条很长的过渡性的轨迹线。从安全角度出发,有必要设置一条驾驶员易于遵循的路线,使车辆在进入或离开圆曲线时避免因曲率骤变侵入其他车道。这就决定回旋线必须保证一定的长度,以避免车辆在回旋线上行驶时间过短而使驾驶者操纵过于匆忙。一般认为汽车在回旋线上的行驶时间至少应有3S。即:VLS(min)=(m)(式8.2.3-1)1.2式中:LS(min)——回旋线最小长度(m)V——汽车行驶速度(m/s)2)考虑乘客舒适性要求。汽车行驶在回旋线上,其离心加速度将随回旋线曲率的变化而变化。若变化过快,将会使乘客有不舒适的感觉。为使乘客舒适,回旋线需要有一定的长度保证。离心加速度的变化率:2avαs==tRt式中:v—汽车行驶速度(m/s);R—圆曲线半径(m)a—离心加速度(m2/s);t—汽车在回旋线上行驶时间(s);在等速行驶的情况下:303
《公路路线设计细则》条文说明2009.01LSt=v33vV于是:αs==0.0214RLRLSS式中:V—汽车行驶速度(km/h);根据上式:可以推出回旋线最小长度公式为:3VLS(min)=0.0214(式8.2.3-2)aRs选定能保证舒适的最大的αs,则可得出在一定车速V和一定圆曲线半径R下的最短回旋线长度LS(min)。关于αs的取值,各国采用情况不一致,我国铁路上采用αs≤0.3(单位为m/s3),公路上参考这一规定建议αs≤0.6,于是,回旋线的最小长度为:3VLS(min)=0.036(式8.2.3-3)R设计中可根据实际情况选用不同的αs值。高速公路要小些,低速路大些;平原区要小些,山岭区大些。3)考虑超高渐变率适中要求。行车道从直线上的双坡断面过渡到圆曲线上的单坡断面,一般是在回旋线长度内完成的。如果回旋线过短,超高渐变率过大,则会因路面急剧地由双坡变为单坡而使路面扭曲,对行车和路容均不利,如果超高渐变率过小,则于排水不利,因此,对由于超高过渡而引起的路面旋转角速度应控制在不使人感到不舒适的程度。《规范》中规定了适中的超高渐变率,由此可推导出计算超高缓和段最小长度的公式:LS(min)=B△i/P(式8.2.3-4)式中:B——旋转轴至硬路肩外边缘的宽度(m)△i——超高坡度和路拱坡度的代数差(%)P——超高渐变率(%)4)考虑线形顺适及美观要求。考虑驾驶者的视觉,回旋线过短,其回旋线角在3°左右时,曲线极不明显,在视觉上容易被忽略,回旋线角大于29°时,圆曲线与回旋线不能很好协调,因此,从适宜的回旋线线角3°~29°这一区间可以推导出合适的A值。A与R大致有下面的关系:R/3≤A≤R根据线形顺适与美观对A的取值要求,在半径R一定时,可根据回旋线基本公式计算出回旋线长度为:2Ls=A/R(式8.2.3-5)回旋线满足视觉方面能得到圆顺线形的条件是其参数A按R/3≤A≤R范围取值。但当圆曲线半径特别大时,采用A≥R/3,即使加大A,回旋线的效果也不大,日本《高速公路设计要领》建议参数的最大限界可用到A=1500m左右。实际采用亦可考虑A=1000m左右的回旋线。在一般情况下,高速公路用A≤1000m,一般公路用A≤500m,即可满足304
《公路路线设计细则》条文说明2009.01需要。上述四种决定回旋线长度取值的因素中,前三种因素对车辆行驶安全影响较大,是在条件受限制时的最小长度,设计中对回旋线长度取值必须首先同时满足其要求。对第四种因素,主要是考虑线形顺适与美观要求,对安全行车影响相对较小,在条件许可时应尽量满足,条件受限时,可适当放宽。因此,回旋线的最小长度一般应在考虑前三种因素所需要的最小长度之中,取其长度最大者进行控制。(3)复曲线中的小圆临界曲线半径复曲线中的小圆临界曲线半径,按下述条件计算确定:a.回旋线长度按最小3s行程计算:VtVL=(m)或L=(m)3.61.2b.小圆曲线的回旋线内移量P按行驶力学上要求的小于20cm计算:2LV2P=或R=()/(24×0.2)24R1.2将设计速度代入上式,则可得出满足汽车行驶力学上要求的不设缓和曲线的临界曲线半径,即复曲线的临界(内移量为20cm时)圆曲线半径。(4)回旋线最小长度的确定回旋线最小长度的计算条件是驾驶操纵方向盘需要的时间采用3s,而且离心加速度3的变化率αs取值为0.6m/s,是按设计速度,并基于圆曲线极限最小半径计算所得的;对于高速公路,当速度增加时,空气动力及其它动力作用会影响车辆尤其是大型半挂车在3曲线上的行驶轨迹。因此其横向加速度变化率宜减小为αs=0.45m/s,回旋线长度也应相应地增长。回旋线最小长度系指曲率缓和长度,基本满足以双车道中线为旋转轴设置超高过渡的长度需要;但对以行车道边缘线为旋转轴,或者行车道数较多或路面较宽的,则可能出现超高所需过渡段长度大于曲率过渡段长度的情况,这时应视这两个缓和段长度的计算结果采用其中回旋线较长的一个。缓和过渡段长度一经确定,就应在其中同时进行各种需要的缓和过渡。(5)回旋线长度应随圆曲线半径的增大而增长。这是因为,从理论上讲,按离心加速度变化率或路面旋转角速度所决定的回旋线长度,是圆曲线半径越大则需要的回旋线长度越短,但在视觉上希望的回旋线长,是具有圆曲线半径越大则需要回旋线越长的性质。也就是说,以离心加速度变化率等行驶力学条件与视觉条件作为求算回旋线长度的条件,其性质相反。《规范》作出这一规定,是充分考虑了线形的圆顺和视觉要求,即回旋线的设置不仅要满足汽车动力学方面及行车舒适方面的要求,还应能够在视觉方面得到满足。8.3平曲线超高8.3.1圆曲线设置超高的目的是形成向心力以平衡高速行驶车辆的离心力。超高的设置不仅要照顾高速车辆,也要考虑低速车辆的行驶安全。对于低速车辆,乃至因故暂停在弯道上的车辆,其离心力接近于零和等于零。如果超高值过大,超出轮胎与路面之间的横向摩阻力,车辆即有沿着路面最大合成纵坡方向下滑的危险。因此必须确保最大超高305
《公路路线设计细则》条文说明2009.01值不大于一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻力。美国认为对无冰雪地区公路通常使用的最大超高率为10%,以不超过12%为限;在潮湿多雨以及季节性冰冻地区过大超高,易引起车辆向内侧滑移,采用最大超高率为8%。我国《规范》参考美国及澳大利亚经验制定,对一般地区高速公路、一级公路仍限定最大超高为10%;考虑到较大超高对低速行驶的大货车行驶稳定性的影响,因此推荐对高速公路和一级公路一般正常情况下最大超高横坡度应采用8%,当交通组成中的小客车比例较高时才可以考虑采用10%;二、三、四级公路限定最大超高为8%;对于积雪冰冻地区,在超高为8%的情况下,货车即有沿纵横组合的合成坡度方向倾斜、滑移和装载偏重的可能,对行驶安全非常不利,所以对积雪冰冻地区,为保证低速车辆行驶安全,各级公路均限定采用大于6%的最大超高横坡度。8.3.2公路接近城镇路段,车辆行驶速度一般会有所降低,同时城镇路面排水也不允许设置大的超高,因此其最大超高较一般公路应有所降低。8.3.3超高横坡的确定《公路路线设计规范》JTJ-94中对于圆曲线半径与超高值的对应关系曾按最大超高值为10%、8%、6%,路拱横坡为2%,编制表格。但实践证明,以设计速度为基础计算选定的弯道超高值,并不能完全确保运营期车辆的行驶安全。因为设计速度是指在气象条件良好车辆行驶只受公路本身条件影响时,具有中等驾驶技术的人员能够安全顺适驾驶车辆的速度,是一个固定的数值。但在实际的驾驶行为中,没有一个驾驶员能自始至终地去按这一固定车速行驶。同时,公路上行驶的汽车,由于车辆性能的差异,车辆的实际运行速度与设计速度间存在较大差异,在运行速度与设计速度差异较大的实际情况下,如果仍按设计速度对应的超高横坡度进行超高设计,必然存在安全隐患。考虑到各地应根据实际条件,经检查、验算运行速度后再确定圆曲线半径与超高值,《公路路线设计规范》JTGD20-2006中删去了此表。考虑到设计习惯,重新列出了圆曲线半径与超高值的对应关系表,以方便公路技术人员进行超高设计。在进行公路超高设计时,可参考表8.3.3,先根据设计速度和结合地形、地物等条件初拟的平曲线半径,初步拟定出超高值,然后用运行速度进行检验,根据运行速度检查、验算结果反复调整平曲线半径或超高值,直到符合安全要求为止。8.3.4超高过渡段的确定超高渐变率系根据《标准》,参照美、日数值确定,其范围在0.4%~2.0%间变化。超高过渡段长度,一般选定旋转轴和超高值后即可按公式计算。对设有硬路肩的公路,应考虑硬路肩随行车道超高过渡的需要,按实际加大B值,超高过渡段长度Lc应相应增长。8.3.8下坡与平曲线的组合对拖挂车的稳定性将产生不利影响,为了消除这一影响,应提高位于陡坡路段的平曲线超高横坡度。当设计速度小于100km/h且平曲线半径小于400m时,特别是平面线形不连续一致时,应考虑车辆的实际运行速度。超高可增加1%~2%;此外还需设置安全警告标志。对双向双车道公路,两个车道都应采用实际行车速度增加后的超高值;对于分向行驶的公路,上、下坡速度有明显的差异,实际行车速度大的超高值可只布设于下坡方向的车道。306
《公路路线设计细则》条文说明2009.01表8.3.3设计速度、超高和圆曲线半径之间的关系设计速度1201008060(km/h)最大超高(%)最大超高(%)最大超高(%)最大超高(%)超高(%)10861086108610864<5500<5500<5500<4000<4000<4000<2500<2500<2500<1500<1500<1500<15002(<7550)(<7550)(<7550)(<5250)(<5250)(<5250)(<3350)(<3350)(<3350)(<1900)(<1900)(<1900)(<1900)~2950~2860~2730~2180~2150~2000~1460~1410~1360~900~870~800~610<2950~<2860~<2730~<2180~<2150~<2000~<1460~<1410~<1360~<900~<870~<800~<610~32080199018401520148013201020960890620590500270<2080~<1990~<1840~<1520~<1480~<1320~<1020~<960~<890~<620~<590~<500~<270~415901500134011601100920770710600470430320150<1590~<1500~<1340~<1160~<1100~<920~<770~<710~<600~<470~<430~<320~512801190970920860630610550400360320200<1280~<1190~<970~<920~<860~<630~<610~<550~<400~<360~<320~<200~6超1070980710760690440500420270290240135<1070~<980~<760~<690~<500~<420~<290~<240~7910790640530410320240170高<910~<790~<640~<530~<410~<320~<240~<170~8790650540400340250190125(%)<790~<540~<340~<190~9680450280150<680<450~<280~<150~10~570360220115307
《公路路线设计细则》条文说明2009.01表8.3.3(续)设计速度、超高和圆曲线半径之间的关系设计速度403020(km/h)最大超高最大超高最大超高超高(%)8%6%4%2%8%6%4%2%8%6%4%2%<600<600<600<600<350<350<350<350<150<150<150<1502(<800)(<800)(<800)(<800)(<450)(<450)(<450)(<450)(<200)(<200)(<200)(<200)~470~410~330~75~250~230~150~40~140~110~70~20<470~<410~<330~<250~<230~<150~<140~<110~<70~331025013017014060907030<310~<250~<130~<170~<140~<60~<90~<70~<30~4超220150701208035704015<220~<150~<120~<80~<70~<40~51609090505030高<160~<90~<90~<50~<50~<30~61206060354015(%)<120~<60~<40~7804030<80~<40~<30~8553015910注:括号值为路拱大于2%时的不设超高最小半径308
《公路路线设计细则》条文说明2009.018.3.9超高横坡平缓区的超高过渡路面水最终要排往路面两侧,对于路拱横坡较缓路段,如果纵坡很小,路面水很难尽快排除;如果纵坡较大时,“+2%~-2%”路段上的水仍要顺合成水流方向流淌,而不能及时排至路外。因此,无论公路纵坡大小,较小的路面横坡路段对排水都是不利的,因此超高设计应尽可能缩短“+2%~-2%”之间(水平)横坡前后段落的长度。对于多车道高速公路、一级公路,在满足力学性能和路容美观要求的基础上,即使采用较大的渐变率,排水不畅路段的长度仍较长,加之路面较宽,总体的排水效果仍不理想。为解决这一问题,可考虑增设路拱线。增设路拱线的基本思路就是将“+2%~-2%”的路段较长范围的排水不畅区域进行重新布置,尽量减少平缓区域范围。8.4平曲线加宽8.4.1曲线加宽值的确定(1)汽车在圆曲线上行驶时,所有车轮沿不同半径行驶,后轴内侧车轮行驶的半径较小,前轴外侧车轮所经曲线半径最大。因此,在曲线上行驶的汽车占有较大的宽度,必须将车道加宽才能满足行车的要求。同时由于驾驶人员保持车辆在车道中心线上也较困难,弯道部分的路面宽度比直线段需要加宽。(2)我国设计车辆以小客车(长6.0m)、载重汽车(长12.0m)、鞍式列车(长16.0m)为标准,设计车辆最大宽度2.5m。随着汽车工业和运输业的发展,公路通行车辆中载重车、半挂车有加长的趋势,总长20~30m的车型也越来越多。我国设计车辆以16.0m鞍式列车作为标准,目前能够代表大多数通行的大型车尺寸。(3)半径50m以下曲线,在平原区三级以上公路不允许使用,规定第3类加宽值小于50m半径无意义,故不做规定。(4)对有特殊要求的公路、港口、场站联络公路还应调查半挂车的类型,必要时应按大型超长车进行加宽验算。8.4.3分向行驶公路的加宽分向行驶的公路,当圆曲线半径较小时,若将加宽仅设于曲线内侧,则内侧行车道宽度远超出车辆行驶转弯轨迹的需求,而外侧因不能侵占内侧车道则行车道宽度不能提供车辆转弯所需的宽度,因此,对分向行驶的公路,应按内、外两侧分别加宽。8.5平曲线长度8.5.1平曲线长度不宜过短或过长,公路平曲线长度除应满足设置缓和、超高、加宽过渡的需要外,还应保留一段圆曲线,以保证汽车行驶状态的平稳过渡。汽车在公路曲线上行驶时,如果曲线长度过短,就必须很快地转动方向盘,因此离心加速度变化急剧,乘客不舒适,特别在高速行驶时很危险。当公路转角较小时,即使采用了相当大的半径,驾驶员也会把曲线长看成比实际的小,看起来好像公路出了个硬弯。平曲线过长,容易诱发曲线上超车;对于半径大于3000m的曲线,由于横向力的存在而引起的舒适性方面的降低是人体所不能感觉到的,在驾驶操作上与在直线段上已无大的差异,此时易引起驾驶员疲劳,超速行驶。强超硬会和超速行驶均易引发公路交通安全事故,因此对公路平曲线长度进行适当的控制是十分必要的,平曲线长度既不能过短,也不能过长。309
《公路路线设计细则》条文说明2009.018.5.2平曲线最小长度各级公路平曲线最小长度按回旋线最小长度的2倍控制,实际上是一种极限状态,此时曲线为没有圆曲线的凸形线形,在曲线半径最小点上,就需要急转方向,既使驾驶员操作方向突感变化,也在超高过渡和视觉上存在问题。因此,从安全和线形平顺美观方面考虑,在两缓和曲线之间必须插入适当的圆曲线。因为在驾驶操纵上往一个方向转动方向盘最小需要3秒钟,因此,回旋线间插入的圆曲线长度最好为按设计速度行驶3秒以上的长度。这样以来,最小曲线长理论上至少应该不小于3倍回旋线最小长度,即保证设置最小长度的回旋线后,仍保留相同长度的一段圆曲线。所以,在公路平面设计时,平曲线最小长度应按不小于3倍回旋线长度控制。8.5.3公路小偏角平面设计中小偏角大半径曲线一般均属条件限制时不得已而为之,小偏角设置大半径系曲线长度要求所致。日、美均认为小偏角曲线应有足够的长度,否则路容上出现扭曲,还会引起曲率看上去比实际大的错觉。美国规定5°偏角时曲线长不应小于500英尺(152m),并且每减少1°最小曲线长增加100英尺,至2°时要求曲线长250m,敷设7000m以上半径曲线即可争取较大长度;日本按操作转向需要的6s行程时间,规定高速公路最小2°偏角时的曲线长200m。此处公路转角小于7°时的平曲线长度参照日本经验制定。关于小偏角问题,目前公路技术人员在对小偏角(≤7°)的设置和认识上尚存在不同的看法,有些人甚至认为小于10°的转角都应视为小偏角,并建议公路设计中的曲线转角应不小于10°。对这个问题,应该辩证地看待,小偏角的出现必然有其特殊理由。如果设置小偏角曲线其前后路段直、曲线长度均匀,半径过渡自然,而且设置小偏角显著减少工程量,或者前后路段调整线位涉及到工程实施的可行性,则可以认为其具备存在的理由。国内外有关研究结果表明,转角大小对交通安全有较大影响,当曲线转角在8°~30°区间时,转角对交通事故率的影响不很明显,但当转角大于30°时,交通事故率就明显增加,因此设计中应尽量将转角值控制在8°~30°范围。8.5.4平曲线最大长度(1)平曲线长度一般值的控制公路平曲线长度究竟采用多长较为合适,是一个涉及到公路本身线形要素(如曲线半径、视距等)、行车速度、行车环境、驾驶心理等多方面的问题,有人认为一般最小曲线长度按极限值的5~8倍即1000~1500m左右控制较为适宜。经过对35条高速公路的平曲线长度实际情况进行调研统计与分析,结果如下:对于设计速度120km/h的高速公路,曲线长度多在1800m~3000m范围,相当于15~25V,大约是规范规定平曲线最小长度极限值600m的3~5倍;设计速度100km/h的高速公路,曲线长度多在1000m~2000m范围,相当于10~20V,大约是规范规定的曲线最小长度一般值500m的2~4倍;设计速度80km/h的高速公路,曲线长度多在600m~1200m范围,相当于7.5~15V,大约是规范规定的曲线最小长度一般值400m的1.5~3倍。从调研统计结果可以看出,平曲线长度随着设计速度的降低实际运用值越来越向规范一般值靠近。设计人员在进行公路平面设计时,对公路平曲线一般长度的运用可参考上述统计结果进行控制。(2)平曲线最大长度关于平曲线的最大长度,国内外尚缺乏相关的研究资料。从汽车在长曲线上行驶的310
《公路路线设计细则》条文说明2009.01情况分析来看,长曲线的主要问题是曲线内侧的超车所带来的安全问题,为减少曲线上的超车频度,最好的办法就是控制曲线的长度,控制汽车在曲线上的行驶时间不致过长,使曲线长度能够为司机心理所承受,不致引发频繁超车和驾驶疲劳。为尽量消除或避免由于曲线过长而引起的行车安全问题,通过对国内多条高速公路的平曲线长度的设置数据进行统计分析,提出对高速公路的平曲线最大长度按汽车在曲线上行驶的时间90s~150s进行控制的建议值,供设计人员参考。8.6视距8.6.1汽车在同一车道遇到障碍(如路面破坏或其它障碍物在地面以上0.10m)必须及时停车时,司机(司机视线高度:小车眼高1.20m,货车眼高2.00m)可能看到的距离,即为“停车视距”。制动距离随纵坡不同而变化,表8.6.1中所列的计算值是采用纵坡为零时的平坦路面而求得,理论上下坡路段是危险的,上坡则比较有保障。但因采用值尚较富裕,因此安全可以得到保障。8.6.2高速公路、一级公路由于设有中央分隔带,无对向车流,同向车辆只需考虑制动停车视距。双向行驶的二、三、四级公路按相向的两辆汽车会车同时制动停车的视距考虑,会车视距应不小于停车视距的2倍。8.6.4货车存在空车制动性能差、轴间荷载难以保证均匀分布、一条轴侧滑会引发其它车轴失稳、半挂车铰接刹车不灵等现象。尽管货车驾驶员因眼睛位置高,能比小客车驾驶员看得更远,但也需要比小客车更长的停车视距。设计中应考虑货车特征,对货车通行可能存在视距和减速距离潜在危险的区段进行视距检验。曲线上可设定的视距取决于曲线方向和侧向视距障碍。后者包括中央分隔带、边坡、建筑物、停驶的汽车、护栏和公路设施等。8.6.5双向行驶的双车道公路,根据需要应结合地形设置,保证具有超车视距的路段。超车视距的长度取决于超车汽车、对向汽车及被超汽车的速度。超车视距S如图8.6.5。最小必要超车视距S1S2S3S41/3S22/3S2超车汽车被超汽车图8.6.5超车视距超车视距由加速行驶距离S1在对向车道行驶距离S2、安全距离S3及对向汽车行驶距离S4组成。311
《公路路线设计细则》条文说明2009.01加速行驶距离S1:VO12式中:VO—被超汽车的速度S1=·t(km/h);1+at13.62t1—加速时间(s);a—平均加速度(m/s2)。(2)超车汽车在对向车道上行驶的距离S2为:VS2=·t23.6式中:V—超车汽车的速度(km/h);t2—在对向车道上行驶的时间(s)。(3)超车完成时,超车汽车与对向汽车之间的安全距离S3为:S3=30~100m(4)超车汽车从开始加速到超车完成时,对向汽车的行驶距离S4为:2S4=S23表8.6.5超车视距表超车汽车及对向汽车速度(km/h)8060403020被超汽车速度(km/h)60453020152平均加速度a(m/s)0.650.630.610.600.60S1加速时间t1(s)4.23.73.12.92.7加速行驶距离S1(s)7650281914在对向车道行驶时间t2(s)10.49.58.58.0S2在对向车道上行驶距离S2(s)231159956742S3对向车道的间距S3(m)6040252015S4对向汽车行驶的距离S4=2S2/3(m)154106634528全超车视距(S1+S2+S3+S4)(m)550350200150100最小超车视距(2S2/3+S3+S4)(m)350250150110708.8线形设计8.8.2直线的运用(1)曲线间直线长度的运用平曲线间最小直线长是基于保证线形连续性考虑的。能通视的同向或反向平曲线之间如果直线过短,对同向曲线会看成反向弯曲;对反向曲线如果半径不是足够大,除造成行车转向不便外,线形看起来不柔和。日本经验同向曲线间直线长不小于6V;反向曲线间不小于2V。对于设计速度为120km/h的高速公路,美国认为同向曲线间应保留至少1500英尺(457m)的直线或者做成复曲线;反向曲线间直线长度应满足行车转向至少10s行程准备时间即333m或者最好用回旋线代替。我国《规范》的规定与日本相同。1)反向曲线间直线长度当设计速度≥60km/h时反向曲线间直线长度(m)宜以不小于设计速度(km/h)的2312
《公路路线设计细则》条文说明2009.01倍为宜,即2V。设计速度≤40km/h时,可参照此执行。如果反向曲线间直线长度达不到2V要求,则应调整线形设置为S型曲线。规定反向曲线间直线最短长度,主要是为了避免短直线影响线形的连续、圆滑和美观。事实上组成反向曲线的两个基本型曲线一般均按要求设置了足够长度的缓和曲线,汽车在行驶动力学上的要求已经得到满足,并不影响车辆的正常行驶。除非缓和曲线长度不足,需要用直线段来补偿以满足汽车动力学要求。因此,就汽车行驶动力学要求而言,反向曲线间并不需要刻意地设置直线段,如果设置了直线段,从汽车在一个线形单元上运行的长度要求来看,直线长度只要能够达到设计速度行驶3s以上的长度即可满足汽车行驶上的要求,但过短的直线将会使得公路线形看起来很不舒顺。经验证明,反向曲线如其间存在限制不能用回旋线相连接时,设置不小于2V的直线路段就不存在影响线形的情况。因此,对反向曲线间的直线最小长度,宜以2V控制。2)同向曲线间直线长度当设计速度≥60km/h时,同向曲线间直线长度(m)宜以不小于设计速度(km/h)的6倍为宜,即6V。设计速度≤40km/h时,可参照此执行。规范要求同向曲线间直线长度宜保持6V以上,主要是为了避免直线设置过短形成断背曲线,对同向曲线会看成反向弯曲,导致司机误判,引起错误操作,发生不安全事故。实际使用情况调研发现,平原区各级公路设计中一般均能满足曲线间直线长度设置要求,但山岭、重丘区受地形条件限制较严,有些同向曲线间很难达到6V要求,而且公路等级越高、设计速度越高越难满足。考虑山区地形复杂及工程设计实际情况,建议当受特殊地形条件严格限制时,同向曲线间最小直线长度可按不小于4V控制。实际运用中,若曲线间的直线长度难于达到4V要求时,可通过技术措施将同向曲线设计为卵形曲线或复合曲线。(2)直线最大长度直线一般来说是和自然景观不易协调的线形,并且难以顺应地形的变化,因此在应用上自然会受到限制。为了提高直线段的安全性,各国分别制定标准来限制长直线的最大长度,所采用的直线长度限值也不尽相同。我国规范对长直线的运用是参照日本经验制定的,规定最大直线长度一般不宜超过20V。我国地域宽广,不同地区的地形条件、村镇及人口密集程度差异较大,如东部地区人口稠密,村镇密集,西部地区地广人稀。由于各地的情况不同,所以在执行规范过程中对长直线的运用掌握也就存在不同的看法,不少人认为规范规定的直线最大长度偏短,一些人甚至认为对直线最大长度不应限制,此种观点的产生主要有如下几个方面的原因:一是我国也确实存在某些公路上设置了长达数公里甚至数十公里的长直线而并未因此而发生太大问题的情况;二是即便是在山区的公路平面设计中,有时20V的直线长度也不尽令技术人员满意,有时会出现为满足规范非强制性要求而牺牲线形指标或投资的情况;三是能够采用较长直线的路段,一般地形条件都相对较好,与直线相邻的平曲线半径都比较大(长直线尽头接小半径平曲线的不利线形组合,一般设计人员都会注意并避免),行车安全一般能够得到保障。没有必要硬性增设曲线而使路线里程增长,投资增大。从另一方面讲,一般硬性增设的曲线,其路线转角一般都较小,曲线半径可以设得很大,而从实际运用情况来看,大于3000m的曲线半径,其车辆运行条件与直线就基本上差异不大,从这个角度讲,增设曲线也是没有必要的。从直线的实际运用角度来看,关于长直线限值偏短的看法不无道理。而事实上我国的《标准》和《规范》中对于长直线运用也没有限制过死,只是提出了最大长度按20V313
《公路路线设计细则》条文说明2009.01控制的一般建议性指标,并要求“在实际工作中,设计人员应根据地形、地物、自然景观以及经验等来判断决定”,《标准》同时还要求设计人员对直线路段的汽车运行速度进行检查,以确保直线段与相邻曲线段上的车速差不超过20km/h。参考国外有关直线长度的规定,并根据驾驶者在高速公路直线上的驾车经验,认为在5min之内一般不会出现驾驶疲劳问题。而对于一般公路,因汽车行驶受到的横向干扰因素较多(如平交道口的存在、频繁会车等),直线线形因能提供良好的视距,反而是较为理想的线形。因此建议直线长度按6km控制(对运行速度为120和80km/h的车辆,行驶6km长度的路程分别需要3.0min和4.5min时间),供设计者参考使用。8.8.3圆曲线的运用(1)圆曲线半径的选用1)各级公路应根据沿线地形等情况合理选用圆曲线半径,曲线半径不宜过小或过大。在运用圆曲线半径的三个最小半径时,应遵循的一般原则是:在地形条件许可时,应力求使半径尽可能达到或接近不设超高的最小半径;一般情况下或地形有所限制时,应尽量采用大于一般最小半径的圆曲线;极限最小半径不得轻易采用。只有在地形特别困难、采用一般最小半径会引起工程费用显著增加,不得已时,方可采用极限最小半径。2)在预计交通量很大的区间,应尽量避免采用小半径曲线,在这样的区间,采用小半径有可能会因容量不足而产生交通阻塞。3)要考虑曲线附近的运行速度及与其前后衔接线形指标的均衡性和连续性,不应突然采用小半径曲线。当前后线形都比较好时,必须避免在局部地段采用半径很小的曲线。因为在这样的地点,司机会因对线形的急骤变化不相适应而发生事故。由地形条件较好的区间(如平原微丘区)进入地形条件较差的区间(如山岭重丘区)时,线形指标应逐渐降低,相反,由地形条件较差的区间进入地形条件较好的区间时线形指标应逐渐提高。4)应根据周围地形、城市化的状况等环境及公路的服务对象(如专线公路)进行线形设计。如路线从狭谷间通过,或道路使用者对公路环境非常熟悉时,即使采用相当小的曲线半径,由于在那样的区间里行驶速度自然而然地受到限制,一般是不会出现安全问题的。对于公路平面指标的降低对环境及工程规模、投资等影响较小时,应尽量提高平面指标,减少弯曲,提高公路使用品质。5)长直线、长下坡的尽头及陡坡路段应避免出现小半径平曲线。平曲线半径较小时,车辆行驶速度一般会有所降低。但对长直线、长下坡及陡坡路段,车辆往往容易加速行驶,造成进入曲线时车速过高,影响行车安全。对这样的路段,公路平面必须设置曲线时,应尽量采用较大的曲线半径,并根据车辆的实际运行速度对曲线超高予以调整。5)对大半径圆曲线的运用应注意避免出现如下两种不利情况,一是为控制曲线长度而形成小偏角,二是为加大偏角而设置过长的曲线。6)应考虑与纵面线形的协调。在前后纵面线形非常好的路段插入一个半径很小的平曲线,或在纵面线形很差的地方连续插入小半径平曲线都是不适当的。应避免出现曲线半径小的区间与陡坡区间相重合。小半径与陡坡重合的线形,其事故发生率非常高。314
《公路路线设计细则》条文说明2009.017)高速公路应尽量少采用600m以下的半径关于平曲线对行车安全的影响问题,国内外已做了较多的研究,结论也不尽相同。英国的McBean(1982)认为曲线半径小于500m就会显著增加事故率;澳大利亚的Johnston(1982)认为半径小于600m时,就会产生更高的事故率;OECD(1976)建议的极限半径为430m;瑞典的HeDman(1990)认为对于两车道公路,曲线半径小于1000m时事故率显著增加,但半径大于3300m时,某些情况下曲线太长,导致曲线内超车,也会带来因超车的事故率明显增加。德国和日本国对圆曲线半径与安全事故统计资料分析,2000~3000m半径的事故率最低。根据国内研究资料,对于平原区高速公路,设计速度一般均为120km/h,平曲线半径一般都在2500m以上,半径普遍较大,不同半径大小的平曲线对事故率的影响差异不显著;但当平曲线半径小于1500m时,曲线半径越小事故率越高。特别是当半径小于600m时,事故率是同类几何线形元素和全路段事故率的1.5倍,半径小于400m时,事故率大约是其事故率的2倍。因此对于高速公路,曲线半径应尽量少采用600m以上的平曲线,只有在不得已的情况下才采用半径小于400m的平曲线。8)3000m的半径值可视为是较大的半径有关研究表明,对于高速公路而言,当R大于3000m后,汽车的横向力系数的差异极小。此时,由于横向力的存在而引起的舒适性方面的降低是人体所不能感觉到的;在驾驶操作上与在直线段上已无大的差异;因横向力的存在而增加的燃料消耗也小于3%。而且,汽车在超车道上行驶时,满足停车视距要求所需要的横净距已符合要求。所以大于3000m的半径值可视为是较大的半径。(2)圆曲线一般最小半径的选用一般最小半径应是能够基本保证行车安全和行车舒适性要求的半径。经验证明,对一般地形而言,采用接近于一般最小半径的曲线,或采用接近于极限最小半径的曲线,在工程费用上并无多大差别。已建成通车的众多高速公路的圆曲线半径,90%以上是大于一般最小半径的。从这一情况来看,在实际设计中,一般地形条件下,能够不勉强使用的数值,就应该是一般的最小曲线半径。《标准》规定的平曲线一般最小半径值主要是以汽车行驶动力学和舒适性方面的需求为基本出发点考虑的,对于其它影响行车安全的因素(如视距)考虑较少。根据调研,目前越来越多的设计、科研和技术人员认为《标准》规定的高速公路一般最小半径值偏小,对应的超高值偏大,与实际运用情况不尽符合。如对于为100km/h和80km/h的公路,《标准》规定的平曲线一般最小半径分别为700m和400m,但在有中央分隔带的双向高速公路上,由于中央分隔带上防眩设施的设置,左转弯道内侧行车道上的停车视距在正常路基宽度条件下却达不到《标准》要求,由此而引发的技术争端时有发生。经对国内高速公路平曲线半径的运用情况进行调研和统计分析,根据调研资料,考虑采用相同设计速度情况下地形复杂程度的差异,认为对于高速公路,一般最小曲线半径按“超高值”控制比较符合实际,对于设计速度较低(<60km/h)的公路,一般最小曲线半径按《标准》规定的最小值控制,这样对设计更具有指导意义。1)当设计速度采用120km/h时,公路一般最小半径宜按超高值为2%控制。设计速度为120km/h的公路多地处平原、微丘区,地形条件较好,平曲线设置主要是为了绕避城镇、村庄、工厂、规划区、电力电讯设施等地物,寻求与地方公路、铁路、河流等的合理交叉角度,曲线半径一般较大,多在3000m以上。315
《公路路线设计细则》条文说明2009.01《标准》和《规范》中对设计速度120km/h所规定的平曲线一般最小半径为1000m,中央分隔带视距要求的最小曲线半径为2110m。《标准》规定值与实际一般运用值相差较大,且当采用《标准》规定的一般值时,还存在中央分隔带的视距不能保障的问题。据对国内已通车运营的7条设计速度采用120km/h高速公路平曲线半径采用情况进行调研统计,结果显示:除少数公路路线因受地形、地物条件限制,设计中采用了超高在3%~5%之间的曲线半径(3240m~1300m)外,绝大多数公路实际设计中采用了大于3240m(超高2%)的曲线半径;占总曲线数的平均比例高达94%。根据调研结果建议:对设计速度为120km/h的高速公路,平曲线一般最小半径按2%的超高值控制,平曲线一般最小半径值采用3300m。2)当设计速度采用100km/h时,公路一般最小半径宜按超高值为3%控制。设计速度为100km/h的公路多地处平原微丘区和低山丘陵区,路线布设区域的地形高差起伏差异不大,路线平面设计所受限制主要为地形、地物。平面布线自由度相对较大。平面设计主要考虑的问题是如何充分利用地形,减小占地、拆迁,降低工程规模,并尽可能使路线直顺短捷,避免不必要的绕行。经验证明,在这种区域地貌差异不大的地形条件下,有时路线即便采用较低的平面指标,也未必就能达到降低工程规模的目的。相反,小半径平曲线的设置往往对降低工程规模和投资的效果并不明显,反而无谓增长了路线长度,降低了路线平面指标,对行车安全也不利。但过分追求高指标无疑会导致投资规模的增大。《标准》和《规范》中对设计速度100km/h所规定的平曲线一般最小半径为700m。中央分隔带视距要求的最小曲线半径为1225m。据对国内已通车运营11条高速公路的平曲线半径运用情况进行调研统计,结果显示:曲线半径取值在1220m(超高≤3%)以上的曲线占曲线总个数的平均比例为93.3%;少数位于丘陵区、人口密集区、经济发达地区的公路,因受地形地物条件限制,曲线半径取值在1220m~950m(超高为4%)范围,平均比例为5.1%,半径取值在950m以下(超高≥5%)的曲线所占比例非常小,平均比例为1.4%。即超高不大于3%的曲线半径占绝大多数。根据调研结果,并考虑中央分隔带视距要求,建议:对设计速度为100km/h的高速公路,曲线超高值按3%控制,平曲线一般最小半径值采用1250m。3)当设计速度采用80km/h时,公路一般最小半径宜按超高值为4%控制设计速度为80km/h的公路多地处山岭重丘区,路线布设区域的地形、地质条件复杂,路线平面设计所受限制主要为地形、地质和高差,平面布线自由度相对较小,部分特别复杂路段,路线布线条件极差。平面设计主要考虑的问题是如何充分利用地形,克服高差、合理选择隧道、互通等大型构造物设施的位置,降低工程规模。此种地形条件下,路线往往为克服较大的高差、减小桥隧工程规模,不得不展线绕行,平面指标相对较低,隧道设置也相对较多。《标准》和《规范》中对设计速度80km/h所规定的平曲线一般最小半径为400m。中央分隔带视距要求的最小曲线半径为640m。据对国内已通车运营的19条高速公路的平曲线运用情况进行调研统计,结果显示,超高小于4%的曲线(半径大于830m~620m)占总曲线数比例平均为81.3%,超高采用5%的曲线(半径620m~500m)占总曲线数比例平均为13.0%,超高采用6%(半径500m~410m)的曲线占总曲线数比例平均为3.7%,超高大于6%的曲线(半径小于410m)占总曲线数比例很小,平均为2.0%。超高在5%以下的曲线半径所占比例达94.3%,占绝大多数。316
《公路路线设计细则》条文说明2009.01根据调研结果,对设计速度为80km/h的公路,其超高值按5%控制较为合适,但考虑到中央分隔带视距要求(要求半径≥640m)、隧道内视距的保证和隧道超高的控制要求,建议对设计速度为80km/h的高速公路,曲线超高值按4%控制,平曲线一般最小半径可按接近4%超高所对应的曲线半径的下限值取值,一般最小半径值采用650m。4)对于设计速度采用60km/h的公路,一般最小半径应按不加宽的最小半径250m控制;对于设计速度≤60km/h的低速公路,仍按《标准》规定的一般最小半径控制设计。设计速度采用≤60km/h的公路,一般地形条件均非常复杂,从道路功能上来说,主要属为地方服务的支线公路,预计交通量相对较小。设计速度≤60km/h的公路多用于城镇道路、乡村公路、山区公路及互通立交匝道等,往往受地形、地物等条件限制非常严格,如果提高其一般最小半径取值标准,必然会带来工程规模的大幅度增加,经济性较差,因此其一般最小半径采用《标准》规定的一般最小半径取值是较为符合实际的。但对设计速度为60km/h的公路,考虑曲线加宽因素,建议其一般最小半径取值提高到250m。至于设置中央分隔带时存在的弯道内侧车道停车视距不足问题,建议通过其它措施予以解决。综上所述,建议对高速公路的一般最小半径取值标准适当提高,对设计速度<60km/h的公路,其一般最小半径按《标准》规定取值,见表8.8.3。表8.8.3公路一般最小半径设计取值建议设计速度(km/h)1201008060403020《标准》一般最小半径R(m)10007004002001006530建议一般最小半径值R(m)3300125065025010065308.8.6隧道平面线形设计(1)隧道路段平曲线半径的选用平曲线半径越小,行驶在曲线上的车辆为抵消离心力的作用所需的超高值就越大,超高的增大,一方面会造成隧道路面的扭曲,造成对行车安全的不利影响,另一方面,超高的增大,必然导致为保证隧道净空,隧道的断面尺寸要相应增大,进而加大了隧道的工程规模和投资,经济性差。因此,为确保安全,同时考虑工程经济、施工方便等因素,对隧道的超高横披值应有所限制。根据对不同超高情况下,隧道的断面尺寸进行设计分析,发现隧道超高值在由4%增大到5%时,隧道的断面尺寸面积增加相对较为显著,因此将隧道超高值控制在4%以内是较为合适的。为确保在特定超高值和设计速度下,行车的安全舒适,对平曲线半径的取值也应有所控制。对于隧道路段,采用《标准》一般最小半径值时存在不能满足隧道洞内行车视距要求的情况。中央分隔带及隧道洞内行车视距要求的最小半径与《标准》规定的一般最小半径的对比情况见表8.8.6-1表8.8.6-1中央分隔带及隧道洞内行车视距要求的最小半径设计速度(km/h)1201008060《标准》规定的停车视距(m)21016011075《标准》规定的一般最小半径(m)1000700400200中央分隔带视距要求的最小半径(m)21101225640300隧道洞内正常行车车位视距要求的最小半径(m)1431.8831.17392.90182.60隧道洞内不利行驶车位视距要求的最小半径(m)1837.51066.7504.20234.40317
《公路路线设计细则》条文说明2009.01表8.8.6-2隧道路段平曲线半径最小取值建议满足隧道内停车视超高要求的平曲线设计速度隧道平曲线半径取值(m)距要求的平曲线最最小半径(m)(km/h)小半径计算值(m)超高半径一般最小值(m)极限最小值(m)1201837.502%3240330018501001066.703%12201250110080504.404%62065055060234.404%430450250表8.8.6-2中隧道路段平曲线半径的“一般最小值”系按控制隧道超高不大于表中数值综合确定的数值,是一般情况下宜达到的数值;“极限最小值”系根据车辆在隧道内行驶时停车视距要求的最小半径计算整理所得,并考虑了隧道内曲线不宜设置加宽的因素,为条件受限时方可采用的最小数值。(2)回旋线在隧道线形中的运用我国《规范》对隧道及其洞口两端的路线平纵面线形的规定为:“隧道洞口外连接线应与隧道洞内线形相协调,隧道洞口外侧不小于3S设计速度行程长度与洞口内侧不小于3S设计速度行程长度范围内的平面线形不应有急骤的方向改变”。经对公路线形要素组合进行分析,所谓“急骤的方向改变”点仅存在于直线与圆曲线相接处(直圆点、圆直点)和两圆曲线径相连接处(不设回旋线),而其它的曲线要素点均不存在急骤的方向改变。回旋线是曲率连续变化的曲线,其线形与汽车的行驶轨迹相符合,属于方向不发生急骤变化的线形,可以在隧道线形中运用。关于隧道洞口可否设置于回旋线上这一问题,近年来在公路设计行业内存在较大的分歧。因为我国《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)与《公路隧道设计规范》(JTJ011-94)均规定:隧道洞口内侧不小于3S设计速度行程长度与洞口外侧不小于3S设计速度行程长度范围内的平、纵线形应一致。但由于对“线形一致”未作进一步的解释说明,使得业内在对隧道“平面线形、纵面线形相一致”的问题上存在不同的理解和认识,部分人认为“隧道洞口不能设置于缓和曲线上,只能设置于直线和圆曲线上”,并由此产生了“隧道洞口距离曲线要素点(曲中QZ除外)不能小于3s设计速度行程”的说法,这种认识的存在,造成了设计人员在隧道线形设计中的极大困惑,直接导致山区公路设计中经常出现为满足上述线形要求而导致公路线形与地形不协调、工程规模增大、隧道洞口及引道上出现深路堑高边坡、对环境影响破坏较大等问题。针对这种情况,业内不少工程技术人员和科研人员也就此问题展开了讨论和研究。大量的隧道安全事故产生的原因分析及国内相关研究结果表明,隧道安全事故的发生原因是多方面的,引起隧道事故发生的主要因素有洞口光线的明暗变化、车速、隧道路面的潮湿程度、洞内能见度、视距、隧道与相邻路段的线形指标采用不均衡等,与是否在隧道中采用了回旋线线形没有太大的关系,对线形来说,如果视距足够、超高设置合理得当,线形曲率过渡和超高变化率适中,车辆行驶安全是能够得到保障的。据调研,在已建成通车的很多隧道上和正在进行设计与施工中的许多公路上,就存在大量的隧道洞口线形位于缓和曲线上,且洞口距曲线要素的距离小于3s设计速度行程的情况,但从隧道运营期间的事故调研结果来看,并未得到因隧道洞口位于回旋线上而发生事故的证据,甚至存在隧道洞口位于S型曲线拐点处但运营多年从未发生过交通事故的典型实例。虽然调研中也发现极个别洞口位于回旋线上的隧道发生了多起交通事故,但事故发生的真正原因是多方面的,并非单纯的线形因素,因此不能以个别或极少数案318
《公路路线设计细则》条文说明2009.01例的出现,就得出回旋线不能设置在隧道洞口的结论。事实上,回旋线由于其线形的灵活性,与地形的协调性较好,在山区公路隧道线形设计中的运用是不可避免的,只要控制线形曲率变化率和超高缓和过渡不过于急骤,采用回旋线也是安全的。8.8.7互通立交范围主线平曲线半径的选用高速公路上的互通式立交区、服务区和停车区,是车辆频繁驶出和进入高速公路的路段,对这些区段,若路线平面必须采用曲线时,应优先考虑采用不设超高的曲线半径,如果条件受限,也应尽量运用较大半径的平曲线。大半径平曲线可以提供良好的视距条件,同时弯道所需设置的超高值较小。对于驶离高速公路主线的车辆来说,司机可以在很远处就看到公路出口部位,便于司机及早作出减速反应,避免车辆在离开主线进入匝道时因车速过高而发生撞向匝道路侧护栏的危险;同时,对于位于曲线外侧的出入口来说,一般车辆在离开主线进入匝道时都有一个超高的反向变化过程,如果反向超高差值过大,为使超高平顺过渡,必然需要较长的超高缓和段长度,这无疑会使匝道长度及相应的互通立交占地规模加大,当条件受限、匝道长度增加困难、超高渐变率较大时,则容易造成路面扭曲,可能存在排水不够通畅,雨季水流不能及时排除的问题,这对车辆的稳定行驶是十分不利的,主线采用较大半径时,因弯道超高值小,可使反向超高过渡长度减短、对减小立交占地规模,确保超高平顺过渡、消除出口鼻端附近行车安全隐患是有利的。而对于驶入高速公路的车辆,无论是对进入高速公路者还是对在高速公路上正常行驶的车辆来说,都能确保在较长的距离范围内互相通视,避免追尾、擦碰等交通事故的发生。从《规范》对互通区的主线平曲线半径指标的规定值来看,120km/h和60km/h的公路一般最小圆曲线所对应的平曲线超高值均为4%,极限最小值对应超高值为5%;100km/h和80km/h的公路一般最小圆曲线所对应的平曲线超高值均为3%,极限最小值对应超高值为4%。从公路运营实践看,采用《规范》规定的平曲线半径作为互通立交区的主线平面控制指标是合适的,可以满足公路安全、舒适的要求。但从公路设计实践来看,设计速度120km/h和100km/h的高速公路一般位于平原微丘区和低山丘陵区,路线基本不受地形条件制约,若非特殊地物条件限制,一般120km/h高速公路平面线形极少会采用半径小于3000m的平曲线,100km/h高速公路平面线形极少会采用半径小于2000m的平曲线,因此对于设计速度120km/h和100km/h的高速公路,建议互通区的平曲线一般最小半径在取值时尽量按超高值不大于2%控制,极限值按超高值不大于3%控制,即适当提高平面曲线半径控制指标,这一般是很容易实现的。鉴于此种情况,从工程应用实际出发,建议设计者在选取互通立交主线平曲线半径一般值和极限值时,对设计速度120km/h和100km/h的高速公路,在条件许可或工程规模增加不大的情况下,最好按表8.8.7选取(当然按《规范》取值也是可以的),对于80km/h和60km/h的公路,由于一般情况下互通布设处的平面线形受地形条件限制较为严格,采用《规范》规定的曲线半径是比较符合工程实际的。表8.8.7互通式立交区主线平曲线半径建议取值设计速度(km/h)1201008060最小圆曲线一般值(对应超高值)3300(2%)2000(2%)1100(3%)500(4%)半径(m)极限值(对应超高值)2500(3%)1500(3%)700(4%)350(5%)上表中80km/h和60km/h对应的平面指标为规范规定的数值。319
《公路路线设计细则》条文说明2009.019纵断面设计9.1一般规定9.1.2二、三、四级公路路基设计标高采用路基边缘标高,主要是考虑控制超高段路基最低高度方便。也可根据使用习惯,采用路基中心线标高作为路基设标高。9.2纵坡9.2.1各级公路的最大纵坡主要考虑载重汽车的爬坡性能和公路通行能力。一般公路偏重于考虑爬坡性能,高速公路、一级公路偏重于考虑车辆的快速安全行驶。根据《关于纵坡与汽车运行速度和油耗之间关系研究》实验分析结论和《公路纵坡坡度与坡长限制》专题研究的结论,各级公路的最大纵坡是合理的。研究结论显示,随着纵坡增大,每提高速度1km/h的油耗和每增加一吨货物的油耗是急剧增加的,当纵坡坡度大于7%时尤其突出。考虑到我国较长一段时间内仍将以“解放”和“东风”这类的载重汽车占很大比例,所以当汽车交通量较大时,各级公路尽量采用较小的纵坡,最大纵坡应慎用。9.2.2高原地区公路,随着海拔高度的增加,大气压力、空气温度密度都逐渐减小。空气密度的减小,使汽车发动机的正常操作状态受到影响,从而使汽车的动力性能受损。研究及试运转表明,解放牌汽车发动机平均功率下降为:在海拔1000m处,下降11.3%;2000m处下降21.5%;3000m处下降33.3%;4000m处下降46.7%;4500m处下降52.0%。另外,空气密度变小,散热能力降低,发动机易过热。经常持久使用低档,特别容易使发动机过热,并使汽车水箱中的水易沸腾而破坏冷却系统。根据实验与分析,当海拔高度超过3000m时,应考虑纵坡折减。9.2.4桥上纵坡的规定主要是从桥梁结构受力和构造方面考虑的,而引道纵坡规定则主要从行车要求上考虑与桥上保持一定距离的相同纵坡。在具体应用时,应根据桥型、结构受力特点和构造要求,选用合适的桥上纵坡。在市镇及其附近混合交通繁忙的路段,桥上和引道纵坡的规定还考虑到非机动车的爬坡能力,严格遵守纵坡规定。9.2.5隧道纵坡与汽车排放的废气量有关,其纵坡以接近3%为界限,纵坡再增大排放的废气量将急剧增加。对需要以机械通风换气的隧道,其最大纵坡最好小于3%。考虑短于100m的隧道一般不需要机械通风,因此短于100m的隧道不受此限制,高速公路、一级公路的中、短隧道最大纵坡,当条件受限时,经技术经济论证后最大纵坡可适当加大,但不宜大于4%。320
《公路路线设计细则》条文说明2009.019.2.6互通式立体交叉范围内的主线线形指标是对立交范围内的视距、视觉、前方路况应有预知性,变速车道的平纵线形及其与主线的衔接以及匝道关键段落的平纵线形等一系列形态要素应进行宏观控制,以保证车流顺畅平滑,变速从容,使整个立交具有良好的运行性能。鉴于已建成运营的高速公路主线大下坡路段出口出现较多事故的事实,对出口陡坡作了较为严格的限制,增加了表9.2.6中括号内的坡值限制。《规范》执行中和修订稿征求意见中,有意见认为表9.2.6的部分指标过高而难以满足的意见。细则征求意见和讨论中,有意见认为设计速度为100km/h的最大值应调整为3%,2%作为括号内的值。经再三考虑,对该指标进行了调整,其他指标不变。在设计中若遇特殊情况或困难,可采用最大值,但应有保证行驶安全的弥补措施。9.2.7公路纵断面设计即使完全符合最大纵坡、坡长限制及缓和坡段的规定,还不能保证使用质量。不少路段由于平均纵坡较大,上坡持续使用低速档,也易导致车辆水箱沸腾。下坡则因刹车发热、失效而导致事故发生。因此,有必要控制平均纵坡。《公路纵坡坡度与坡长限制》专题研究认为,二级、三级、四级公路相对高差为200~500m时,以平均纵坡不应大于5.5%进行控制是可行的。随着山区高速公路的快速发展,在高速公路越岭路段,由于地形复杂,高差大,在路线方案布设和纵坡设计时,为克服高差和控制工程规模,往往采用连续的长大下坡。调查发现连续长大下坡路段是交通事故多发路段。2004年初,公安部和国家安全生产监督管理局研究确定了两部局督办治理的全国29处事故多发路段中,有16处属于连续长大下坡路段,高达55%。山区高速公路连续长大下坡路段交通事故主要原因是刹车失灵造成的,应从控制平均纵坡度和连续坡长来保证越岭路段的交通安全。但《标准》和《规范》规定的平均纵坡度,只适用于二级、三级、四级越岭公路,对山区高速公路平均纵坡度和连续坡长没有规定。国外山区高速公路连续长大下坡路段也存在因刹车失灵造成交通事故的问题,但到目前为止也没有对平均纵坡度和连续坡长做出一些规定,仅仅考虑设置避险车道。在山区高速公路设计中,设计人员无章可循,连续长大纵坡路段没有控制指标。因此,对山区高速公路平均纵坡进行研究,合理控制长大纵坡、保障行车安全是非常必要的,也是迫切需要解决的问题。《山区高速公路平均纵坡研究》根据我国高速公路交通的实际情况,通过现场调查、实验,汽车动力性能和制动性能分析、交通安全分析,应用道路工程学对山区高速公路连续上坡和连续下坡路段平均纵坡的指标值进行研究。研究试验确定的主导车型为定额定载重10~12t,功率重量比在7.0~8.5范围的大型载重车,在此基础上,通过对连续纵坡路段主导车型的爬坡性能的研究、连续纵坡路段通行能力分析,连续下坡路段主导车型的制动性能试验、制动器温升预测模型研究,平均纵坡与交通事故关系的分析,提出了山区高速公路长大纵坡路段的界定标准、平均纵坡的指标值、设计中的应用原则等。同时,对连续上坡路段爬坡车道的设置、连续下坡路段的安全等级划分、连续下坡路段的安全保障措施、避险车道的设置等进行了系统的研究。《山区高速公路平均纵坡研究》专题研究认为,山区高速公路长大纵坡路段的界定321
《公路路线设计细则》条文说明2009.01标准、平均纵坡的指标值、设计中的应用原则等,应依据下坡路段的安全保障等级确定,安全保障等级划分规定如附表9.2.7。安全保障等级为一级时作为山区高速公路连续下坡路段的界定标准,安全保障等级为二级、三级时分别作为山区高速公路连续下坡路段路线长度的一般值和最小值。附表9.2.7下坡路段安全保障等级划分表危险程等级划分制动器温度(℃)连续坡长防护措施度一级安全T≤200推荐值主动防护二级一般200<T≤250一般值主、被动防护三级较严重250<T≤300最小值主、被动防护四级严重T>300特殊措施9.2.8山区高速公路连续下坡路段的界定标准以安全保障等级一级为标准,即山区高速公路连续下坡路段平均纵坡的路线长度大于表9.2.8中的值时为连续长陡下坡路段。1根据研究平均纵坡小于2%时,载重汽车制动器温度一般不会高于200℃,即连续坡长的长度可不限制,称为长缓坡。2连续长大下坡过程中间的长缓坡或反坡路段需要多长,载重汽车制动器温度才能恢复到低于200℃,还需进一步研究。细则规定“当连续下坡路段中出现长度较短的反坡或缓坡时,仍应作为一个连续长陡下坡路段”,当两点之间存在反坡或缓坡时:其平均纵破>2%时,按连续长大下坡考虑;其平均纵破<2%时,应分段考虑。3长大纵坡路段长度计算应扣除两端平均纵坡小于2%的路段,即起终点位置纵坡应小于或等于2%,且延伸段的平均纵坡也应小于或等于2%。9.2.9山区高速公路连续长陡下坡路段的平均纵坡度控制以安全保障等级二级、三级为标准,分别作为山区高速公路连续下坡路段的一般值和最小值。即山区高速公路连续下坡路段各种平均纵坡度的路线长度宜小于表9.2.9中的一般值或最小值。1《山区高速公路平均纵坡研究》专题研究主要成果适应于相对高差小于300m的情况,根据交通事故调查分析,高速公路和一级公路在连续3km下坡路段中,当平均纵坡大于3.0%时,出现交通事故,当平均纵坡大于4.0%时,交通事故明显增多。载重汽车制动性能试验研究结论与交通事故调查分析结果完全吻合。因此,细则提出“高速公路和一级公路的连续下坡路段,任意连续3km的平均纵坡不宜大于4.0%”。相对高差大于300m时,参考相对高差小于300m的研究成果,建议平均纵坡不宜大于2.5%。322
《公路路线设计细则》条文说明2009.012连续长陡下坡路段各种平均纵坡度的路线长度控制,应在走廊带方案和路线方案比选阶段予以考虑。有一些地区的意见认为表9.2.9中的一般值和最小值规定偏大,还不能确保安全,但有一些地区的意见认为规定值偏小,难以做到。细则对平均纵坡度的规定取值,主要依据专题研究结论,同时,兼顾工程经济性和交通安全性,即结合工程经济性考虑了被动防护措施。根据初步调查了解,只要在走廊带方案和路线方案比选阶段考虑连续长陡下坡路段平均纵坡的合理控制问题,全国大部分地区能够做到不大于表9.2.9中的一般值,特别困难地区,做到不大于最小值。已建高速公路和一级公路较多项目不满足表9.2.9中的规定值,应根据具体情况采取各种措施,保障行车安全。3在积雪冰冻地区,路线应尽量布设在阳坡上,不应采用最小值。4连续下坡过程中间设置较长的长缓坡,有利于缓和驾驶员因连续下坡造成紧张的心理,减少刹车次数,降低制动器温度,设置反坡,还有利于控制车辆运行速度。建议尽量设置较长的长缓坡,最好设置反坡。但不能因设置反坡而出现某一种以上平均纵坡度的路线长度大于表9.2.9中的一般值。5由于《山区高速公路平均纵坡研究》专题研究的对象是正常情况下不允许的小概率事件,是从“以人为本,安全至上”的原则为出发点,兼顾工程经济性。所以,研究难度非常大,研究结论是通过连续下坡路段对主导车型的的制动性能试验、制动器温升预测模型研究,平均纵坡与交通事故关系的分析研究等得出的,有一定的局限性。《山区高速公路平均纵坡研究》专题研究结论,可作为主要设计依据之一。为了慎重起见,对连续长陡下坡路段的相应内容在用词上均用“宜”。同时,建议“连续长陡下坡路段均应通过交通工程安全设施的设置,严禁驾驶员采用空档下坡,并控制合理的下坡速度。”9.3坡长9.3.1在《纵坡与汽车运行速度和油耗之间关系的研究》和《公路纵坡坡度与坡长限制》专题研究中,根据东风和解放两种车型在不同纵坡上的试验结果,载重汽车在纵坡上行驶时存在一个稳定车速,与之相对应的有一个稳定坡长。从运行质量看,纵坡长度不宜超过稳定坡长,而稳定坡长的长短则取决于车辆动力性能、驶入坡道的行车速度和坡顶要求达到的速度。车辆动力性能越好,上坡道起始速度越高,坡顶要求速度越低,则稳定坡长就越长。根据不同等级公路上实际观测到的载重汽车运行速度和汽车工业的发展,将85%位载重汽车车速作为起始速度,15%位载重汽车速度作为坡顶速度,结合减速冲坡的坡长与车辆运行速度变化的关系,并考虑车辆实际上坡行驶时车速要比冲坡试验时略小的调查结果和汽车工业发展的需要,提出了不同纵坡最大坡长的规定值。9.3.3《规范》所列坡长是指变坡点间的水平直线距离,主要考虑:一是设计时纵坡及竖曲线要素未确定,当量坡长推算较困难;二是按变坡点间距离确定限制坡长,设置竖曲线后对纵面线形有改善,对行车舒适性和行车安全有好处。在调研中,有设计者建议应对坡长予以折算,即由于变坡点前后设有竖曲线,而竖曲线上任一点的纵坡已不323
《公路路线设计细则》条文说明2009.01是直线坡而是该点处的切线坡,在需要采用长大陡坡时,应考虑竖曲线的折减。经研究,细则增加了“长大竖曲线的坡长计算可考虑竖曲线的折减。”根据国外文献和国内的设计经验,当限制坡长考虑竖曲线设置后纵坡折减时,近似的当量直线坡长为:在竖曲线半径较大,竖曲线也很长,变坡点前后坡段的坡度方向相反、且坡度差大于1%时,可近似地取四分之一的竖曲线长度作为变坡点间直线坡长的一部分,即四分之一的竖曲线长度其坡度等于变坡点间的直线坡度,中间的1/2段,按变坡点前后坡度差的一半考虑。规范条文对竖曲线折减当量坡长不做硬性规定,至于局部地区受地形等特殊原因限制纵坡设计难以克服高差而希望用足坡长限制规定,设计者可以根据实际情况按上述方法进行坡长当量折算。9.4合成坡度9.4.1将合成坡度限制在某一范围之内的目的是尽可能地避免陡坡与急弯的组合对行车产生的不利影响。关于最大合成坡度的限值如何来确定,迄今为止,在理论计算上尚无确切的方法,一般是用粗略地横向和纵向受力分析计算,再根据公路等级和地形类别确定最大允许值。9.4.2合成纵坡的方向一般是斜向路基边缘,某些情况下,会给行车带来危险。冬季路面有积雪、结冰的地区,车辆横移性增大;自然横坡陡峻的傍山路段,斜滑后果严重;非汽车交通比率高的路段,斜移将对非机动车造成较大危害。在具体设计时,应多方面考虑,对由斜移形成斜滑易造成严重后果的路段,以采用较小合成坡度8%为宜。9.4.3合成坡度还关系到路面排水问题,合成纵坡过小则排水不畅,路面积水易使汽车滑移,前方车辆溅水造成的水幕影响通视,使行车中易发生事故。为此,应保证路面有0.3~0.5%的合成坡度。合成坡度较小时,必须在排水设计上多加考虑。9.5竖曲线9.5.1当汽车行驶在纵坡变坡点时,为了缓和因车辆动能变化而产生的冲击和保证视距,必须插入竖曲线。《规范》中表8.6.1所列各级公路的竖曲线半径极限值,在地形等特殊原因不得已时方可采用。在实际设计中,为了安全和舒适,应采用一般最小值的1.5~2.0倍或更大值。9.5.2竖曲线最小半径与最小长度的规定主要依据以下三方面控制因素确定。1离心力冲击的影响汽车行驶在竖曲线上时,产生径向离心力。这个力在凹形竖曲线上是增重,在凸形竖曲线上是减重。这种增重与减重达到某种程度时,旅客就有不舒适的感觉,同时对汽车的悬挂系统也有不利影响,所以在确定竖曲线半径时,对离心加速度应加以控制。2时间行程不过短汽车从均匀坡道行驶到竖曲线上,尽管竖曲线半径不小,如其长度过短,汽车倏然324
《公路路线设计细则》条文说明2009.01而过,乘客也感到不适,故应保证在竖曲线上行经时间不致过短。这个限制以计算行车速度V在t秒中的行程表示,最短应满足3s行程。3满足视距的要求汽车行驶在竖曲线上,若为凸形竖曲线,如果半径太小,会阻挡驾驶员的视线。若在凹形竖曲线上时,也同样存在视距问题。对地形起伏较大地区的道路,在夜间行车时,若竖曲线半径过小,前灯照射距离近,影响行车速度和安全;高速公路及城市道路跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等,如果它们正好处在凹形竖曲线上方,也会影响驾驶员的视线。为了保证行车安全,对竖曲线的最小半径应加以限制。9.5.3竖曲线一般采用圆曲线和二次抛物线两种。由于竖曲线的前后坡差很小,抛物线呈非常平缓的线形,曲率变化较小,实际上同圆曲线几乎相同。考虑在计算上抛物线比圆曲线方便的多,公式推导时采用抛物线,表达形式上采用圆曲线。9.6爬坡车道9.6.1爬坡车道的设置是陡坡路段坡长受限制后的补充措施,即在陡坡路段满足坡长限制的规定后,行车速度和通行能力仍不能满足正常要求时,需考虑设置爬坡车道。车辆在公路上行驶的自由度不仅受交通量大小的制约,还要受载重车辆因在长大纵坡上减速慢行而产生的阻车限制,在双车道上表现尤为突出。小客车在上坡道上的速度变化不大,而载重汽车却会因爬坡能力不足而减速行驶,结果在坡道上两种车辆的速度差增大,超车需求增多、“强超硬会”的可能性增大,危及行车安全性。而多车道公路由于设置了超车车道,只有在交通量和重型车比例达到一定程度后,载重汽车才会对车流运行产生严重影响。因此,在长上坡路段为低速车辆设置爬坡车道,将会缓解这种不利影响。但如果不考虑交通量和重型载重车的比例,则这种设计的经济性不好。因为从行车内心感受讲,多数驾驶员虽然难以承受整个公路长度内的拥堵,但可以忍受局部路段的跟车排队行驶,特别是在山区地形环境下。9.6.3爬坡车道的超高坡度是按爬坡车道的行车速度确定的,因爬坡车道行车速度低于主线行车速度,故爬坡车道的超高宜小于主线的超高。9.7避险车道避险车道的设置最早起源于美国,在1956年美国加利福尼亚诞生了第一条用于救助失控车辆的避险车道。美国避险车道数量发展很快,1990年的统计表明,在美国27个州中共设置了170条避险车道。在避险车道设置方面,美国联邦公路局(FHWA)开发的坡道严重度分级系统(GradeSeverityRatingSystem-GSRS)是到目前为止连续长大下坡路段是否需要设置紧急避险车道运用最为广泛的分析工具。GSRS使用预先确定的制动器温325
《公路路线设计细则》条文说明2009.01度限制(260℃)来建立坡道的最大安全下坡速度,最大安全速度被定义为以此速度在坡底紧急制动,制动器温度不会超过预先确定的温度限制值。而在其它一些文献及设计手册中,对避险车道的设置也进行了相关规定,如:美国公路与运输协会(AASHTO)2001年发布的公路和街道几何设计政策(俗称“绿皮书”),美国土木工程师协会(ASCE)出版的文献,亚利桑那州的公路设计指导方针,北卡罗莱纳州的公路设计手册等。除美国外,国外许多国家对避险车道的设置也展开过广泛的研究,如澳大利亚昆士兰州的公路规划和设计指南,南非几何设计手册等研究成果中,都根据本国的实际情况,对于如何设置避险车道都做出了相应规定。与国外相比,国内在紧急避险车道设置和研究方面起步较晚。在1998年,北京八达岭高速公路设置了国内第一条避险车道,减轻了交通事故造成的伤害和损失。近年来,避险车道数量大幅度增长,但相应的规范或指南还没有出台,各地在避险车道设置方面还没有统一的遵循标准。《标准》中只是规定在“连续长陡下坡路段,危及运行安全处应设置避险车道”,《规范》中规定“连续长、陡下坡路段,为减轻失控车辆的损失或危及第三方安全,宜在长、陡下坡地段的右侧视距良好的适当位置设置避险车道,其宽度不应小于4.5m”。并没有规定避险车道具体的设置原则。现阶段,对于己运营道路,国内在确定是否设置紧急避险车道时主要考虑的是失控车辆事故率,对于新建公路,在设计阶段考虑是否设置避险车道主要是依靠设计人员的主观判断。9.7.1避险车道设置位置及间距是依据安全保障等级划分确定的,具体设计时还应根据连续长大陡坡路段的地形条件,平面线形指标、平纵组合,车辆下坡运行速度等确定。一般情况,交通组成中大、中型载重车占50%以上属于比例较高者,鉴于交通事故为小概率事件,建议大、中型载重车占30%以上,甚至更低时也应考虑设置必要的避险车道。对于己运营的公路,避险车道设置位置及间距应根据失控车辆事故发生位置和事故率情况确定,表9.7.1中的规定作为参考依据。326
《公路路线设计细则》条文说明2009.0110横断面设计10.1一般规定10.1.2从环境保护需要考虑,公路路基横断面组成,也可包括环境保护设施带。八车道以上高速公路的中间带如设左侧硬路肩,还应包括该部分组成。10.2车道10.2.2车道宽度我国习惯把单车道、双车道、四车道等带状部分统称车道。这里所指的是行车车道和超车车道、其它起特殊作用的车道,如:爬坡车道、变速车道等,虽然也是车道,但由于其功能和作用的不同,均按附加车道考虑。所以,我国的车道总宽是指车道数乘以一个车道的宽度。10.2.3路拱坡度行车道路拱一般多采用双向坡面,由中央向两侧倾斜,形成路拱。有中间带道路的路拱一般采用自中央分隔带两侧边缘向路基两侧边缘倾斜的路拱。路拱的基本形式有抛物线、人字型和折线型三种。抛物线路拱,路拱型式比较圆顺,没有路中央转折尖峰,行车道中间部分坡度较小,越到路的两边坡度越大,有利于路面排水,从型式来看,也较美观。缺点是行车道中间部分横坡度过于平缓,使行车容易集中中央,这样使中央部分的路面损坏也较快,另外由于行车道横断面上各部分的坡度不同,增加了施工的难度。人字型路拱,路拱两侧是向下倾斜的直线,在行车道中心线附近加设竖曲线。它的优点是汽车轮胎和路面接触较为平顺,路面磨耗也较小。折线型路拱,路拱两侧是用多段直线联接起来,各段直线的坡度不同,由小到大向外递增倾斜形成折线路拱。这种路拱适用于多车道(双向六、八车道)公路较宽的黑色路面。优点是折线型的直线段要比人字型的直线段短,施工容易,辗压平顺,也可以在行车最多的着力处作为转折点,即使行车后路面稍有变形,但路面水仍可排除。缺点是有多处凸出的转折,可在施工时用压路机辗压平顺。确定路拱坡度,应有利于路面排水畅通和保证行车安全、平稳。路面横向排水与路面结构类型和当地气候条件有关,路拱坡度可根据路面类型和当地自然条件确定。路面表面即车道面层越粗糙,雨(雪)水在路面上流动就越迟缓,路拱坡度应做得大一些;反之路拱坡度应做得小些,在一般情况下,干旱地区可采用低值,多雨地区宜采用高值。为保证行车安全,在交通量大、车速高的公路上路拱度不宜大于2%,高速公路、一级公路在一般地区或中等强度降雨地区,宜采用2%;位于严重强度降雨地区,路拱坡度还可适当增大或采用更有利于排水的路拱型式;位于严寒、降雪地区,每一侧车道的路面为避免中央分隔带积雪融水流过行车道,可采用双向排水路拱,但应在中央分隔带做好排水设施,以便迅速排除路面水。327
《公路路线设计细则》条文说明2009.01具有分隔带的路基通常采用向路基外侧倾斜的单向坡度,这种单向坡度的车道对驾驶者来说更为舒适,因为车辆在变换车道时均倾向于同一方向行驶。在积雪和有冻融地区,分隔带两侧的车道也可各自设置路拱,采用双向排水。分离式路基,每一侧车道可设置双向路拱,以利及时排除路面水,当路面宽度不宽时亦可采用单向向路基外侧倾斜的路拱。10.2.4加、减速车道加、减速车道有直接式和平行式两种。加速车道一般多用直接式,有的也用平行式;减速车道原则上用直接式。互通式立交的变速车道与停车区、服务区、车站等处的变速车道由于各自的使用特点不同,对其要求也不尽相同。国外规定高等级公路停车道的宽度为3.50m,一般公路停车道及加、减速车道的宽度也为3.50m,但不得已时,可减少到3m。国外规定平面交叉处的加、减速车道宽度为3m。由于加、减速车道分别在不同的地点使用,有不同的特点和要求,因此,使用中应按不同的要求具体进行设计。加减速车道横断面组成规定如图10.2.4-1所示。设置加减速车道路段,路基应相应加宽,不得占用硬路肩宽度。3.5m(3.75m)土路肩车道加、减速车道硬路肩图10.2.4-1加减速车道横断面组成爬坡车道最大纵坡的确定,是考虑了小客车能以平均速度行驶,载重汽车降低车速行驶。但是,当载重汽车的混合率大时,则要降低爬坡路段的通行能力,这时应设置爬坡车道。设爬坡车道后,将易受坡度影响的低速车分流于爬坡车道上行驶,干道上则保证车辆快速行驶,这样既发挥经济效益,又避免了强行超车,以策安全。欧洲某些国家将增设爬坡车道作为改进公路交通安全的一项措施。高速公路、一级公路以及二级公路的连续上坡路段,当通行能力或运行安全受到影响时,宜设置爬坡车道。国外有的规定纵坡大于5%的路段,必要时应设置爬坡车道。他们认为在国家干线公路上,从设计上就造成载重汽车,特别是单挂车显著减速是不适当的,在其它公路上,为了节省投资和保证交通安全,也应设置适当的爬坡车道。六车道以上的高速公路,一般情况下不再需要设置爬坡车道,主要考虑其外侧车道可以行驶因上坡减速后的载重车,而二个车道以上的内侧车道仍可行驶高速的小客车。在实际设计中,宜选择需要而又合适的路段设置爬坡车道。并不是所有≥4%的坡道上均要设爬坡车道,应视上坡坡长载重车减速程度,和已有行车道宽度而异,爬坡车道的设置,一定要通过验算并经过技术经济比较后确定。典型爬坡车道如图10.2.4-2所示:高速公路、一、二级公路的爬坡车道右侧应设0.50m宽路缘带。328
《公路路线设计细则》条文说明2009.01爬坡车道的右侧应设0.50m宽的路缘带。分流与合流渐变段的位置如图10.2.4-2所示,其长度规定如表10.2.4-1。合流渐变段全宽爬坡车道分流渐变段土路肩.5m3.硬路肩行车道中间带a)高速公路合流渐变段全宽爬坡车道分流渐变段硬路肩宽(供非汽车交通行驶部分)m土路肩.53硬路肩行车道中间带b)一级公路合流渐变段全宽爬坡车道分流渐变段硬路肩(供非汽车交通行驶)土路肩3.5m行车道3.5m或3.75m3.5m或3.75m宽度一半C)二级公路图10.2.4-2典型爬坡车道(半幅平面)表10.2.4-1渐变段长度公路等级分流渐变段长度(m)合流渐变段长度(m)高速公路、一级公路100150~200二级公路5090紧急停车带是与车道平行设置的,有效长度的确定应考虑车辆最大长度及一辆维修车辆停放,建议采用50m,国外也有用30m的。紧急停车带宽度确定的主要依据是临时停放的车辆不得侵占车道宽度,且不影响车道上的车辆正常行驶。经研究3.50m的宽度可以符合上述要求。但考虑到车辆的维修、检查等需要一定空间,路线设计规范采用5.0m控制,使用时可根据地形特点,交通组成329
《公路路线设计细则》条文说明2009.01及工程投入等因素综合考虑。避险车道按《公路纵坡坡度与坡长限制》专题研究的调查与分析,在新建或改建公路上由于地形和位置的控制需要设置大段陡下坡,其平均纵坡≥4%,纵坡连续长度≥3km,车辆组成大、中型载重车占50%以上且载重车缺少辅助制动装置的路段,危及运行安全处应设置避险车道。设计和修建有效的避险车道要注意以下几点:——坡道长度必须足以消除行驶车辆的动能;——避险车道宽度应足以容纳一辆以上车辆,制动坡床的最小宽度应不小于4-6m;——坡床使用的材料应是清洁的、不易压实的,并具有很高的滚动阻力系数;如采用松散砾石和砂或3~4cm直径的豆砾石;——坡床中集料的厚度应大于30cm,并自入口处10cm厚起在30m长度内渐变至总厚度;——避险车道入口必须设计得能使车辆以高速率安全驶入。主要的车行道路面应铺设至出口三角区某一点以外,使车辆前轮能同时进入制动坡床,并使司机有所准备。——避险车道的入口,必须设置清晰醒目的出口标志,并在前方有足够视距,防止司机不及反应错过避险车道;避险车道一般可修建在主线直线段上合适的位置,并应修建在失控车辆不能安全转弯的主线弯道之前以及修建在坡底人口稠密区之前,以保证道路上其它车辆安全、失控车辆的驾驶人员以及沿坡道位于坡底的居民安全。10.3硬路肩考虑我国土地的利用情况和路肩的功能,在满足路肩功能最低需要的条件下,原则上尽量采用较窄的路肩,充分挖掘路肩的作用。10.3.5不管宽度如何,路肩应连续,除非驾驶员能够从任意一点离开行车道,进入硬路肩,否则路肩的作用将得不到充分发挥。当无法提供连续式路肩时,较窄的路肩或间断式的路肩仍然比不设路肩的情况要好一些。构造物上的左侧或右侧路肩,均应与其它路段的路肩同宽。为确定合理的宽度,对于里程大、造价高的公路需要进行专门的研究论证后,有时也可以考虑减少路肩宽度。我国部分省区在山区公路纵坡较大时采用了路基断面不对称布设,在不增加路基总宽度并保证各部分宽度满足规范规定的前提下,通过灵活设计硬路肩,使上坡侧路基宽于下坡侧便于设置爬坡车道,经实践证明效果良好。10.6中间带330
《公路路线设计细则》条文说明2009.01宽中间带的作用明显,但投资和占地多,不易办到,我国原则上采用窄的中间带。中央分隔带表面分为凹形(又称浅碟形)和凸形两种,一般前者用于≥4.5m宽的中间带,后者用于<4.5m宽的中间带,中央分隔带表面可采用植草皮、栽灌木、铺面封闭等方式,国内很多高速公路的中央分隔带采用栽灌木的方法,既解决了眩光,又增加了绿化,如经济上较为合理则值得推广。中间带应保证足够的长度,不宜设置过多的短段落。尤其在交叉口不远处,若将中间带断开容易造成车流紊乱,发生交通事故。平面交叉较多地段,有时采用路面标线,反而比中间带效果好。中央分隔带开口的设置是为了使车辆在必要时可通过开口进入反方向车道行驶,如事故抢救、公路维修等紧急状况下的交通组织。因此,开口的设计要考虑好适应什么交通需要,选择控制各种穿越和转变运行的开口宽度,并根据中央分隔带的宽度来选择开口端部的形状。10.7缘石对各种缘石的试验结果表明,在设计速度≥80km/h的公路上,无论什么形式的缘石几乎都不具有防止车辆越出路外的功能,特别是垂直的缘石(高度在20cm以上),反而会使车辆弹起而减弱防撞护栏的功能,甚至会出现翻车等情况,因此不推荐在高速公路、一级公路的中央分隔带上采用栏式缘石。由于缘石没有防止车辆越出路外的作用,原则上应在中央分隔带设置防撞护栏。10.15路基、桥梁与隧道的横断面过渡一般在路基、桥梁与隧道衔接段,路基、桥梁与隧道的横断面尺寸存在差异,特别是在路基、桥梁与隧道进口处,存在一定的安全隐患,应采用适当的过渡方式,保证衔接段视觉连续、安全行驶。设计规范中对衔接过渡设计未有明确要求或规定,本《细则》分别提出几种整体式与分离式路基中的桥梁、路基与隧道进、出口之间的过渡衔接方式,供设计参考。通过适当的过渡方式,优化路基、桥梁和隧道断面的衔接形式,达到安全、顺适、美观、节约的目的。过渡衔接方式通常可采用检修道或护栏过渡。隧道出入口区域的护栏应渐变至隧道洞口,过渡后护栏与隧道内轮廓对应。过渡时要求过渡渡线形平顺,并应采取喷涂黄黑相间的斑马线等视线诱导措施,使其在颜色和外观上起到引导作用。一、分离式路基1.路基与隧道的衔接1)分离式路基与隧道左侧进(出)口衔接(如图10.15-1、10.15-2)护栏和检修道过渡可采用缓和曲线过渡,两者高度也逐之渐变,护栏在隧道进(出)口处与隧道内轮廓对齐,并可在紧贴隧道洞口处增设一根钢管立柱,以提高断面衔接处护栏的强度。331
《公路路线设计细则》条文说明2009.01为提高过渡段的防撞能力,过渡段可采用C30钢筋混凝土结构,并在行车道一侧设置一排,间距50cm的Φ16锚固钢筋,自过渡段顶面一直锚固至路面下60cm。10.15-1分离式路基与隧道左侧进口衔接10.15-2分离式路基与隧道左侧出口衔接2)分离式路基与隧道右侧进口衔接(如图10.15-3)分离式路基与隧道右侧有所相差。一般情况下,两者行车道之间不存在过渡,车辆能够安全连续行驶,故该处的过渡设计主要考虑将硬路肩上的车辆安全引导至隧道内。一般可采用将右侧土路肩的护栏曲线过渡至隧道口,使洞口处护栏与隧道内轮廓对齐,并在紧贴隧道口处增设一根钢管立柱,以提高断面衔接处护栏的强度。为提高过渡段的防撞能力,可在过渡段采用C30钢筋混凝土结构,可在行车道一侧设置一排,间距50cm的Φ16锚固钢筋,自过渡段顶面一直锚固至路面下60cm。10.15-3分离式路基与隧道右侧进口衔接3)分离式路基与隧道右侧出口衔接(如图10.15-4)该处路面宽度由窄变宽,不影响行车安全,故该处可不进行过渡处理,也可在15~20m长度范围内,自隧道右侧出口直接过渡至路基,以节约工程量。10.15-4分离式路基与隧道右侧出口衔接332
《公路路线设计细则》条文说明2009.012.桥梁与隧道的衔接1)分离式桥梁与隧道左侧进、出口衔接(如图10.15-5、图10.15-6)高速公路、一级公路的桥梁通常采用墙式护栏。分离式桥梁与隧道左侧进口衔接可采用护栏与检修道过渡衔接,两者高度也随之渐变,护栏在隧道进(出)口处与检修道顺接。图10.15-5分离式桥梁与隧道左侧进口衔接10.15-6分离式桥梁与隧道左侧出口衔接2)分离式桥梁与隧道右侧进口衔接(如图10.15-7)一般可通过墙式护栏的渐变使护栏与隧道内轮廓对齐,但通常护栏钢筋预先安装,护栏渐变时预埋筋无法利用,因此可采用以下两种方式:方案一:将墙式护栏进行圆曲线渐变,渐变后与隧道内轮廓对齐,并在渐变段的桥面调平层内植入Φ16锚固钢筋作为预埋筋,与护栏渐变段钢筋绑扎或焊接。方案二:设置混凝土结构可移动或固定式防撞岛过渡,护栏位置和结构尺寸保持不变,在护栏内侧设一段混凝土结构防撞岛,在隧道洞口处与检修道断面尺寸相同,而后曲线过渡至墙式护栏上,高度也随之过渡至护栏。为提高过渡段的防撞能力,可在过渡段采用C30钢筋混凝土结构,并在行车道一侧设置一排,间距50cm的Φ16锚固钢筋,自过渡段顶面一直锚固至路面下60cm。10.15-7分离式桥梁与隧道右侧进口衔接3)分离式桥梁与隧道右侧出口衔接该处路面宽度由窄变宽,不影响行车安全,故该处可不进行过渡处理。二、整体式路基333
《公路路线设计细则》条文说明2009.011.整体式路基与连拱隧道衔接1)整体式路基中央分隔带与连拱隧道进、出口中隔墙衔接(如图10.15-8)可参照收费站防撞岛的设计,采用与检修道同宽的混凝土防撞岛过渡,端头采用圆弧线形式。整体式路基中央分隔带与连拱隧道出口中隔墙衔接与进口衔接方式相同。(如图10.15-9)10.15-8整体式路基与连拱隧道进口衔接10.15-9整体式路基与连拱隧道出口衔接2)整体式路基与连拱隧道右侧进口衔接同分离式路基与隧道右侧进口衔接方式,见图10.15-3。3)整体式路基与连拱隧道右侧出口衔接该处路面宽度由窄变宽,不影响行车安全,故该处可不进行过渡处理,也可在15~20m长度范围内,自隧道右侧出口直接过渡至路基,以节约工程量,见图10.15-4。2.整体式桥梁与连拱隧道衔接1)整体式桥梁与连拱隧道中隔墙进、出口衔接同于整体式路基与连拱隧道进、出口中隔墙衔接方式,见图10.15-8、图10.15-9。2)整体式桥梁与连拱隧道右侧进口衔接同分离式桥梁与隧道右侧进口衔接方式,见图10.15-7。3)整体式桥梁与连拱隧道右侧出口衔接该处路面宽度由窄变宽,不影响行车安全,故该处可不进行过渡处理。在隧道群地段,当隧道间的距离小于3s行程时,在满足设置紧急停车设施的前提下,路基、桥梁可与隧道同宽。334
《公路路线设计细则》条文说明2009.0111平、纵、横综合设计11.1一般规定平、纵、横综合设计应首先强调满足各自的规定值,在此前提下更要重视这些单项设计参数在三维空间中的组合,从构建三维实体的角度分析平纵面指标的连续性、均衡性及工程设计方案的合理性,并进行反复的优化调整,使得平、纵、横三者趋于均衡,以达到“安全、环保、耐久、节约”的设计目的。11.2平、纵、横综合设计的原则各项设计原则对设计中出现的各种情况的具有一定的指导作用,在实际工作中应根据具体问题综合分析,灵活使用,并注意各条款之间的联系,切不可片面强调某一单项原则的作用。11.3平、纵、横综合设计的工作步骤强调设计基础资料的重要性,设计者要充分收集和掌握影响平、纵、横设计的各种因素,并将其融入设计的各个步骤中。强调“从宏观到微观、从整体到局部”的设计流程,设计者在充分掌握了各种制约因素后,宜先进行概略布线设计,以测试这些因素对设计方案的影响程度,经综合分析,给出定性及定量结果,进而进行详细设计。335
《公路路线设计细则》条文说明2009.0112公路与公路平面交叉12.1一般规定12.1.1平面交叉口是公路系统的重要组成部分,是公路交通的咽喉。相交公路的各种车辆和行人都要在交叉口汇集、通过和转换方向,由于它们之间的相互干扰,会使行车速度降低,阻滞交通,耽误通过时间,也容易发生交通事故。因此,平面交叉位置选择很重要,在路线的总体设计和平面和纵断面设计时就应考虑平面交叉位置选择的要求,通常应选在地形平坦、视野开阔处,确保交叉范围内的通视条件。12.1.2平面交叉的位置、形式、转弯半径等的设计必须依据交叉口的交通量及其特性、所处的地形和环境、经济条件和驾驶员在经过平面交叉时的特点、特别是应该注意满足视距的要求,把安全放在首位。影响平面交叉的因素较多,重要考虑交通量、交通组成、地形地物条件和经济性因素,首先应考虑主要公路或主要交通的需求。12.1.3平面交叉间距是由交叉口功能区和车辆的平稳运行段长度综合确定。对公路沿线开发程度高的路段,应将街道或小区用户公路布置在与公路相交的支路上,或与公路平行而与公路间只提供有限出、入口的次要公路上。对于三、四级公路平面交叉间距没有作出明确规定,主要考虑公路一般位于人口、交通相对稀少的地区或山区,平面交叉间距可以不做明确的硬性规定,由设计者在保障安全的前提下确定。但仍保证最小间距的规定。12.1.4严重的交通事故常是因冲突点引起的,减少冲突点的方法主要有实行交通管制和渠化交叉口。未作渠化设计的交叉口,驾驶员无指定行迹可循,不知他人动向,抢道、占道行驶,仿徨择道或犹豫等待,致使交叉的空间得不到充分有效的利用,且频繁出现交通事故。随着交通量的增长,非渠化交叉的不适应性越趋突出。12.1.5控制平面交叉的岔数主要考虑减少交叉口冲突点的数量问题。近年来,在路网加密的新建公路和原有公路改建中出现了较多斜交角很小的交叉。这种交叉在使用中存在不合理的交通延误、驾驶困难,也存在恶性交通事故隐患。平面交叉斜交时,交叉角是指相交公路中线的最小夹角。一般情况下应不小于70°;在地形受限制的情况下,宜不小于60°;当受地形条件及其它特殊情况严格限制时,应不小于45°。12.1.6交叉口的设计速度与路段设计速度密切相关,二者速差大时会因减速过大而影响行车安全,速差小而路段车速又高时仍有行车危险。转弯交通的设计速度,应根据相交公路的设计速度、交通量、交叉类型和交通管理方式等因素合理确定,或按变速行驶需要而定,一般左、右转弯设计速度宜采用5~15km/h。分道转弯式右转车道设计速度可适当提高,但不宜大于40km/h。336
《公路路线设计细则》条文说明2009.0112.1.7除了采用限速标志外,还可以采用其他控制车速的工程或交通工程措施,保证视距不满足路段车辆行驶速度能有效降低,确保行车安全。12.1.10进出口直行车道数保持平衡的原则是:进口道的车道数小于或等于出口车道数。如果进口道的直行车道数是3,则直行方向的出口道也3条车道以上。同样,当需要设置2条左转车道时,左转方向的出口道也需要2条以上的车道。如果公路断面宽度发生变化时,应尽量避免在平面交叉处改变直行的断面宽度和车道数,应在平面交叉之前或之后的路段上变化。12.3平面交叉设计应收集的基本设计资料12.3.1收集完整的基本设计资料是平面交叉口定位、选型和设计的基础和前提。12.4设计交通量与通行能力12.4.1一级公路、二级公路和干线公路上的重要无信号交叉口,应进行通行能力与服务水平的分析;三级公路宜参照二级公路的分析方法进行,四级公路因交通量和服务水平低,一般可以不进行通行能力与服务水平的分析。12.4.2平面交叉设计交通量的预测采用与路段交通量预测相同的预测方法和年限。12.5平面交叉类型及其适用条件12.5.2T型平面交叉是指三路平面交叉。加铺转角式T形平面交叉的主线和被交线均保持正常路面宽度,适用于三、四级公路或接入主线交通量很小的地方公路。扩宽路口式T形平面交叉连接部增设的变速车道和转弯车道,可在主线上设置,也可在被交线上设置,或者主线,被交线都设置,需根据转弯交通的需求具体确定。T型平面交叉的渠化程度,可由简单的只在支路上设分隔岛或导流岛,到复杂的在主线和支路上均设置分隔岛、导流岛和转弯车道,对应公路等级为双车道二级公路、多车道二级公路、多车道一级公路,适应设计速度60km/h以上。互通式立体交叉匝道与被交路的平面交叉口,一般均应采用渠化交叉。12.5.3十字形平面交叉是指四路平面交叉口。加铺转角式十字形平面交叉的主线和被交线均保持正常路面宽度,适用于三、四级公路和接入主线交通量很小的地方公路。渠化十字形平面交叉的选用原则与渠化T形平面交叉相同。12.5.4分道转弯式或Y型交叉在无任何交通控制的情况下,易产生本地车辆高速转弯、外地车辆行车茫然、交通事故较高的问题,应重视指示标志、标线的设置。337
《公路路线设计细则》条文说明2009.0112.5.5在无交通管制的交叉口,存在各种交错点。其数量是随相交公路条数的增加而显著增加,其中增加最快的是冲突点。当相交公路均为双车道时,各交错点的数量可用下式计算分流点=合流点=n(n−2)⎫⎪n2(n−1)(n−2)⎬冲突点=⎪6⎭式中:n——交叉口相交公路的岔数。平面交叉口交错点数量表无交通管制有交通管制交错点类相交公路的条数相交公路的条数型3条4条5条3条4条5条分流点38152或144合流点38152或144冲突点316501或024总数932805或21014因此,在规划和设计交叉口时,应力求减少相交公路的条数,尽量避免五条或五条以上公路相交,使交通简化。12.5.6环形交叉的优点是驶入交叉口的各种车辆可连续不断地单向运行,没有停滞,减少了车辆在交叉口的延误时间;环道上行车只有分流与合流,消灭了冲突点,提高了行车的安全性;交通组织简便,不需信号管制;对多路交叉和畸形交叉,用环道组织渠化交通更为有效;中心岛绿化可美化环境。缺点是占地面积大,城区改建困难;增加了车辆绕行距离,特别是左转弯车辆;一般造价高于其他平面交叉。环形交叉适用于多条公路相交或转弯交通量较大,且地形较平坦的交叉口。在交通量大的干线公路上、有大量非机动车和行人交通、位于斜坡较大地形以及桥头引道上均不宜采用。按规划需修建立体交叉处,近期可采用环形平面交叉作为过渡形式,并预留远期改建为立交的可能性。12.5.7平面交叉设置信号控制的条件直接引用了《规范》的规定。随着交叉的交通量增大和设施的复杂化,平面交叉中交通管理设施的作用及其被依赖的程度越趋明显。因此,对交通管理方式中的信号控制作了明确规定,在一些接近城市郊区路段的公路上、交通事故繁发的交叉口及其他有条件的路段,以采用信号控制的交叉口为宜。338
《公路路线设计细则》条文说明2009.0112.6平面交叉口设计12.6.1本条除规定了平面交叉范围内两相交公路的交角和线形要求外,还规定了新建公路与等级较低的既有公路(次要公路)之间出现斜交角很小的交叉时,应通过局部改移次要公路引道,使之符合交角的要求。另外,提出了对平面交叉中次要公路扭正改线的处理方法及设计细节。这样处理后,使交叉角满足《规范》的要求。12.6.2平面交叉范围内驾驶操作复杂,易发生交通事故。尽管交叉范围内设计速度比一般路段低,但希望比一般路段有更好的纵面线形,使驾驶员能尽早看到交叉范围内的车流动向,以便变速或停车。在填方路段,若次要公路的竖曲线设置在主要公路边缘处,容易导致较大高差,次要公路的车辆容易冲坡,直接闯入主要公路,因而规定次要公路上紧接交叉的引道坡段至主要公路的路缘至少25m;而在挖方路段,次要公路进入主要公路时是下坡,速度较快,为了便于进入主要公路的车辆减速,也规定了次要公路上紧接交叉的引道坡段至主要公路的路缘至少25m。保证了这个距离后,使次要公路的车辆在次要公路上停车等待或择机平顺驶入主要公路。另外,次要公路的纵坡应服从主要公路的横坡主要是基于衔接处的连接平顺要求,也易于平面交叉的立面设计。一般情况下宜等于主要公路的横坡,不相等时,两者的坡差不宜过大。12.6.3本条详细阐述交叉口立面设计的各种处理方法,基本原则是过渡平顺、排水流畅,调整时先次要公路后主要公路。立面设计中的主要方法是调整纵坡、调整横坡或两者均调整,调整后应保持平面交叉范围内的路面排水流畅,包括隐形岛在内的任何部分路面上不得有积水。目前交叉口立面设计的常用方法是高程图法,这种方法易于检查整个交叉口的排水情况,更易于施工放样。设计方法详见附录二。12.6.4引道视距是使驾驶者在看到路面上的停车标线标记后能将车辆停下来所需的视距。因此引道视距的长度与看到路面上的障碍后能将车辆停下来的“停车视距”值相同。但引道视距的物高为0,故保证引道视距所需的凸形竖曲线半径比停车视距的应大一些。在交叉口范围内存在可能影响视距的障碍物时,均应绘制视距三角形来检查,并确定清除的范围。绘制视距三角形时,对十字形交叉口,最靠右侧第一条直行机动车道的轴线与相交公路最靠中心线的第一条直行车道的轴线所构成的交叉点为最危险的冲突点,对于T形(或Y形)交叉口,直行公路最靠右侧第一条直行车道的轴线与相交公路最靠中心线的一条左转车道的轴线所构成的交叉点为最危险的冲突点。本次特别强调公路管理和养路部门应对通视三角区范围内的植树绿化和高杆农作物种植严加限制,中央分隔带开口两端的绿化或防眩板,在通视三角区内的高度均应加以限制。由于受条件限制而不能保证由相交公路各自停车视距所组成的通视三角区时,可降低要求而保证安全交叉停车视距通视三角区的要求,但此时次要公路入口由“减速让行”339
《公路路线设计细则》条文说明2009.01管理改为“停车让行”。12.6.5平面交叉中的转弯在绝大多数情况下都是急转弯,尤其是左转弯。车辆在急弯状态下行驶,它所循线形和占用的路幅宽度时刻在变化,而且这一变化比较复杂,无简单的数学规律可循。不能像公路一般曲线路段那样以一条圆曲线或回旋线的中线为基础,进行路幅设计,而应以车辆转弯时的实际行迹内、外缘轨迹所包的区域作为转弯路幅的设计控制。不同车型以不同速度转弯时,其车辆的行迹是不同的。因此转弯曲线设计中首先应确定用来控制设计的代表性车型和合适的行驶速度。一般公路上行驶的车辆有各种客车、货车和鞍式列车。转弯设计中应采用其中尺寸较大的挂车,即《标准》中规定的总长为16m的“鞍式列车”作为设计车型。偶尔有超长车通行的交叉,用上述设计车型控制设计时,由于路幅有一定余宽,一般情况下能满足超长车以很慢的速度行驶时所循行迹的要求。对于转弯角度大(>90°)和半径小、路幅窄的曲线,应对超长车的通行作适当修正,如减缓路缘曲线和增设或加宽铺面路肩。增设或加宽铺面路肩后,路边线仍保持不变。转弯曲线所采用的设计速度分如下几种情况:(1)左转弯有时是待机进行的,因而不必采用较高的设计速度,一般采用5~15km/h的半挂车控制设计。设计中,左转弯的内缘曲线的最小半径为15m。大型车比例很小的公路(如旅游公路)可采用5km/h的半挂车控制设计,甚至用一般载重汽车低速行驶的行迹控制设计,相应地可采用12m的极限半径。(2)非渠化交叉或无分隔的右转弯车道的简单渠化交叉中,右转弯速度可与左转弯的相同或略高一些。转弯内缘曲线的主曲线最小半径也可为15m。(3)渠化交叉中,在设置分隔的右转弯车道的情况下,应有较高的转弯速度。有的国家对此有“右转弯车道的设计速度不低于公路设计速度的50%”的规定。鉴于我国土地资源珍贵,规定了较低的右转弯速度,一般可控制在20~30km/h的范围内。本条也规定了转弯(右转弯)路面内缘的最小半径和线形。12.6.6非渠化交叉或不设分隔的右转弯专用车道的交叉中,当主要公路速度较高(如80km/h)且交通量较大时,即使右转弯交通量不大,也会因右转弯的减速而影响直行车辆的速度并导致交通事故。这种情况下,增设的减速分流车道可避免车流紊乱。12.6.7左转弯车道是在直行车道左侧开辟的供左转车辆分流、减速和等候左转的专用车道,由渐变段、减速段和等候段组成。左转车道是向进口道左侧扩宽的,依据相交公路是否设置中间带和中间带的宽窄可按不同的方法实现。12.6.8我国平面交叉中的变速车道长度,比有些国家的短。鉴于我国公路上的平交密集,增长变速车道会使公路造价有相当比例的增加,同时我国有平交公路上的行驶速度普遍较低,因此变速车道的长度仍保留《规范》的规定,而且在条文中还规定可用汇340
《公路路线设计细则》条文说明2009.01流(加速)0.6m/s和分流(减速)1.0m/s的侧移率来控制,而将变速车道设计成一个渐变车道。渐变车道长度计算公式为:VAl=B(m)d3.6JV式中:A——路段平均行驶速度(km/h);B——右转车道宽度(m);J——侧移率(m/s)。当直行车道的通行能力有较大富裕且行驶速度较低,或条件受限制而难以设置应有长度的加速车道时,可采用不短于50m的渐变段。但此时入口处需要采用“减速让行”管理。12.6.9《规范》中未明确给出变速车道的宽度,本条明确右转弯变速车道和左转弯变速车道的宽度。采用变宽车道时,宽度渐变方式采用按其长度成比例增加的方式进行。12.6.10交通岛按结构类型分为实体岛、隐形岛和浅碟式岛三种,并规定了一般情况下的使用场合。在实体岛和隐形岛的适用场合上,国外四车道公路上多用实体岛,双车道公路上多为隐形岛。实体岛对车流作强制性分隔,因而分隔效果好。但双车道公路采用实体岛当遇事故和车辆故障时,易引起交通阻塞,尤其是在我国无硬路肩和较宽土路肩的情况下。同时,使用实体岛容易被撞及,反而导致交通事故。因此双车道公路宜采用隐形岛,如果采用实体岛,岛缘宜采用斜式缘石或半可越式缘石,以降低路缘石对碰撞车辆的损坏程度。12.7其他设计12.7.1因驾驶员有可能不顾交通标志的指示,由被交路进入某一出口端,并沿错误方向在主要公路上行驶。且随着平面交叉数量的增加,这种错误运行的可能性也越来越大,为防止这种情况的出现,应注意某些设计细节,防止这种潜在的危险行驶。在进入正线前单向公路或匝道的左边缘与正线直行车路面右边缘的汇合处,不宜设置转弯曲线,而是直接设计成直角或斜角。另外用控制半径设置机动车导向线,明确引导各个方向机动车的行驶轨迹,使整个交叉口的车辆运行不会出现潜在冲突。12.7.2不论中央分隔带的宽度或控制半径如何,除次要的被交路外,一般不应采用最小开口长度。在无信号控制的交叉处,注意不使中央分隔带开口长度大于必需的长度,以免车辆随意掉头。12.7.3在交叉处,当中央分隔带过窄以致不能提供左转弯,而且交通量大或速度高341
《公路路线设计细则》条文说明2009.01时,要保证安全有效的运行特别困难。一些左转弯车辆慢行或停在主要为直行交通而设置的车道中时,大大增加了尾撞的潜在危险。为了避免这种危险,当中间带宽度足够、大型车可以安全顺适转弯行驶时,应在中央分隔带设置左转弯车道,让车辆直接U形转弯,否则应采用间接U形转弯。12.7.4在行人过路交通量较大的路口,应设置人行横道。人行横道应醒目,一方面可以引起驾驶员的注意,另一方面可以规范行人过路的路线,减少随意过路对交通的干扰,提高交叉口的安全性。12.7.5交通管理设施不仅用于管制、警告及指示交通,且对交叉处的有效、安全运行也起决定作用。在进行交叉口设计时,要把一条公路上所有交叉口的位置设计、几何设计与信号、标志、标线的设计进行总体设计,以保证有足够的场地来装配交通管理设施。交通管理设施的设置应注意“路权”的问题,“路权”的分配不仅影响交通运行的优先权和运行的安全性,也涉及到公路事故管理中的相关法律问题。“路权”的问题是目前交叉口设计中容易忽视的问题,应该引起设计人员的足够重视。12.7.6既有平面交叉由于各种问题而导致过多的交通延误和存在事故隐患时,应采取相应措施改善平面交叉。若公路的设计速度高,交通量大,采取一定措施尚不能满足需要时,则应考虑将平面交叉改建为互通式立体交叉。342
《公路路线设计细则》条文说明2009.0113公路与铁路、乡村公路、管线等交叉13.1一般规定13.1.1当公路上跨各类铁路,由于各类铁路对净空高度的要求、以及铁路上各种管线架空的要求等不尽相同,在设计时应该调查清楚相交铁路的类型及有关要求,并与铁路的主管部门协商。13.1.2公路与铁路交叉可设置道口,或设置分离式立交,原则上应考虑设置分离式立体交叉,应同时考虑公路和铁路的等级、交通量(年客货运量)、安全、经济等因素综合确定,并与铁路的主管部门协商。13.1.4乡村公路是指位于乡村、农场范围内供各种农业机械及耕作人员等通行的公路。13.1.5对管线交叉,根据现行电力行业标准《110~500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T5092-1999),中华人民共和国国家标准《输气管道工程设计规范》(GB50251-2003),《输油管道工程设计规范》(GB50253-2003),石油天然气行业标准《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范一穿越工程》(SY/T0015.1-98),《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范一跨越工程》(SY/T0015.2-98)等规定执行,并与管线的主管部门协商。13.2公路与铁路交叉13.2.1根据公路、铁路近年来建设发展现状,特别是对铁路交通安全的关注,以前许多铁路与公路的平交口均改建为立体交叉,改建过程中带来了因下穿高度不够等问题。因此公路、铁路相交时,应首先考虑采用立体交叉。明确规定公路、铁路相交时设置立体交叉的条件,其目的是保障双方的行车安全。13.2.2公路与铁路立体交叉范围内存在的主要问题是平、纵面线形和视距问题。其视距必须满足停车视距的要求。公路、铁路在交叉范围内路线以直线为宜,交角也宜尽量正交。斜交时的交叉角,对干线铁路和支线铁路应区别对待,以有利于工程的实施为宜。13.2.5相关资料显示,公路与铁路的平交口不应设置在公路或铁路的曲线段,公路曲线可能会阻碍公路驾驶员在平交口内的视野,且容易使公路驾驶员的注意力转向完成转弯操作而不是注意列车;而铁路曲线会降低列车驾驶员对平交道口的望视距。瞭公路与铁路平面相交,交叉角应尽量正交,这是考虑到尽量缩短道口的长度,使车辆与行人减少横穿铁路道口的距离和时间。另外,交叉角过小,可能产生轨枕间缝卡住343
《公路路线设计细则》条文说明2009.01车辆轮胎等危及安全的情况,过小的交角存在交通事故隐患。公路与铁路平面交叉的斜交角度应严格限制,公路与铁路平面相交时,其交叉角以正交为宜。必须斜交时,其锐角应不小于70°;受地形条件或其他特殊情况限制时,应不小于60°。应避免过小的交角,并设置相应交通安全设施。对于公路的路基宽度、道口铺砌宽度和公路行车道宽度不得缩减。主要是考虑到缩减断面宽度,对于汽车与其他机动车、非机动车和行人通过道口的安全不利。在对向同时有汽车,或道口上有性能差的机动车、非机动车占道时,应保证双向交通正常安全运行。对于公路交通量大的设置看守道口,道口处的公路横断面应适当增宽。13.3公路与乡村公路交叉13.3.1各级公路与乡村公路交叉时,确定交叉方式的原则为:高速公路与乡村公路交叉必须采用分离式立体交叉。一级公路与乡村公路交叉时,应根据一级公路的功能与使用任务、性质确定。一级公路作为干线公路时,应按采取控制出人的设计原则设计,原则上应设置分离式立体交叉,也可利用辅道合并交叉数量,其目的是控制平面交叉的数量和间距,尽量减少横向干扰,增强行车安全和提高公路通行能力。一级公路作为集散公路时,同交通繁忙的乡村公路交叉时,可采用分离式立体交叉;当符合设置平面交叉的条件而采用平面交叉时,必须设置齐备的交通安全设施。二、二、四级公路与乡村公路交叉时,一般采用平面交叉;当地形条件有利时,也可采用分离式立体交叉。对于新建的具干线功能的二级公路,应创造有利条件,尽量减少平面交叉数量。13.3.2通道的净高,规定通行农用汽车,或拖拉机、畜力车时,其净高分别不小于3.2m﹑2.7m是一个低限值。近年各地在实践中,已有部分地区根据当地条件和使用要求,对通道净高作了不同程度的提高,如汽车通道3.50m,机耕通道3.0m等。因此,确定净高标准时,对各类通道的净高可根据当地的交通组成特征、农业及其他机械的特殊要求(如收割机)等,拟定合理可行的净高值。特别应避免通道内排水不畅,产生积水,影响正常通行。公路与乡村公路交叉的路基横断面,尤其是净空的选用,是一件事关群众生产、生活需要的敏感问题。规定的净宽是个推荐值,净高是个低限值。实际设计时,应根据地形、路线纵面等情况尽量争取较高的净空标准,避免为追求降低造价而普遍采用低限值的做法,并且注意使各类净空标准的交叉间距在路线纵向合理分布。13.3.3《规范》提出了通道的间距以400m左右为宜,但没有明确是车行通道还是其他的通道,此处明确提出了车行通道的间距以400m左右为宜,但对人行通道没有明确的规定,从方便沿线群众的生产和生活的角度考虑,人行通道的间距宜以当地自然形成的村道位置为基础,结合相邻的通道或天桥的位置以及路线纵断面情况作适当的调整。交叉处公路两侧的乡村公路设置大于20m的水平段主要是出于安全考虑,设置的目344
《公路路线设计细则》条文说明2009.01的是拥有一段缓冲区段。从利于交叉口细部设计和排水需要出发,平坡段宜设置为不大于2%的平缓坡,与公路的路拱横坡相配合。13.3.4人行通道下穿高速公路、一级公路时,利用中间带设置采光井,可以提高通道内的亮度,方便行人的通行。13.4公路与管线等交叉13.4.1要求各种管线均不得侵人公路建筑限界,这是公路正常行车所不可缺少的条件。不得妨碍公路交通安全是指:如高压输电线路,虽然未侵人公路限界,但若跨越公路的高度不够,则会妨碍公路的交通安全;水渠、水管虽不在公路限界之内,但经常漏水,也会损害公路路基稳定或引起边坡失稳。不得对公路及其设施形成潜在威胁是指:如石油、天然气或其他管道挂附在公路桥梁上,或者敷设于公路隧道内,都会对公路及其设施构成潜在安全威胁;各种管线的设施,如水池、油气管线的加压站房等,对公路亦可能构成安全威胁,故不得建在公路用地范围内或附近。鉴于高速公路对国民经济发展的重要性及其交通量大、不允许中断交通等特性,同时考虑到原油、天然气输送管道的检查、养护与维修工作能正常进行,并不致影响公路运营与安全,原油、天然气输送管道以及供水、污水、化工等管线与高速公路、一级公路相交,应采用穿越方式,埋置地下专用通道,并在其两侧设置检查井和标识性标志;原油、天然气输送管道下穿二、三、四级公路时,应对管线采取设置保护套管等措施。另外,通信、监控、电力电缆等下穿各级公路时,亦应设置保护套管,并采取防渗漏、隔温、防损等保护措施。上跨公路的各种管线,均应采取安全保护措施。如对水管应进行防腐、防漏等处理,对油气管道应采取防火、防爆措施和避免汽车撞击、行人接触的防护、隔离措施等,并使管线检修、养护时,不影响公路交通的正常运行与安全。345
《公路路线设计细则》条文说明2009.0114立体交叉14.2互通式立体交叉14.2.7细则对各种型式的互通式立交的运行特点和适用条件作了较为详尽、明确的阐述,旨在指导设计人员正确合理地选用立交型式。14.2.13一般苜蓿叶形立交由于存在交织这一致命弱点已被国际公路界摒去,因此,对它的适用应有限制。有集散车道的苜蓿叶形立交,虽在性能上有所改善,但由于存在低指标的左转道,集散道上依然有交织以及占地和造价上并不有明显优势,因而在使用上仍应有限制。14.2.15根据以往从国外翻译的名词,“定向型匝道”,即从行车道左侧驶离,直接左转后从行车道左方驶入的匝道,或从右方驶离,直接右转弯后从行车道右侧驶入的匝道,称为“直连式匝道”;“半定向型匝道”,即左转车辆从行车道右方驶离,稍作右转后再左转而从行车道右方驶入的匝道,称为“半直连式匝道”。左转弯匝道均为直连式或半直连式匝道的互通式立体交叉,称为“直连式立交”。14.2.15针对近年来的设计中,在互通式立体交叉的间距不能保证最小值时,简单地采用一条辅助车道将出入口变速车道连接起来,或不顾交织交通量的大小和对高速匝道中车流的影响而笼统地设置一条集散道的不正确做法,细则对复合立交的使用前提条件、复合方式作了较为具体的规定,强调了必要时应将交织的匝道进行立体分离。14.3互通式立交运行影响因素14.3.5表14.3.5中的“干线”和“主线”均为高速公路。前者指国、省道高速公路;后者指“干线”间较短的联络线,或其集散路,或者是地市和地县之间的高速公路。“干线”接近大城市环城高速公路的路段,也可按“支线”对待。14.3.7辅助车道的终止和基本车道数的变化细则增加了在各种情况下辅助车道终止和主线基本车道数变化的方式,并附详细的图示,以供设计参照。14.5匝道设计14.5.2汽车在匝道上行驶过程中客观存在着变速,匝道设计速度是匝道中线形紧迫路段所能保证的最大安全速度。匝道设计应改变以往在确定匝道各部位的形态要素时笼统地以一个固定的设计速度作为设计控制的不正确做法。346
《公路路线设计细则》条文说明2009.0114.6匝道端部设计14.6.5变速车道的超高及其过渡对变速车道的超高易被误解甚至曲解的是:当主线不设超高时,无论变速车道的线形如何或后随匝道第一曲线的曲率如何,分、汇流鼻处的变速车道均采用与主线相同的横坡,致使该点未设应有的超高和匝道超高过渡太急。应引起设计者的注意。14.6.6主线的分岔和合流中,除了分岔中左转的重型车专用车道先从右方驶离者以外,均为多车道匝道。这里提醒注意,高速公路间的三岔交叉中有的匝道可能是单车道匝道。这种“1+2=2”(一条单车道匝道与一条双车道匝道汇流成一条双车道匝道)的汇流和“2=2+1”的分流已不属主线的分岔和合流的范畴,在一般情况下应将次流从右方汇入或驶离,因而可能存在“变位”问题,而且应按匝道与主线的分、汇流方式对待,亦即分、汇流鼻不再是对准某一车道的中心线了。当然,“1+2=3”或“3=2+1”的情况就另当别论了。有渐变段的主线分岔设计在多数情况下,主线分岔部和合流部均存在车道数的变化,即存在一个渐变过渡段,而且这也是细节设计需注意和细则的重点所在。条文中对这种情况下的分岔和合流作了详细的规定,并附示例图。图示中以高速公路“一分为二”或“合二而一”的分岔和合流为例,指定了分岔前和合流后局部段落中两幅行车道间的线形依从关系。设计时应根据匝道的总体布线的具体情况而确定依从关系(即“左随右”还是“右随左”)。14.7收费广场几何设计14.7.4从对已建的高速公路调查看,除部分高速公路间的枢纽互通式立体交叉外,大约80%以上的互通式立交上均设置有匝道收费站。然而,部分设计中,收费站的设置位置及收费广场与两端行车道的过渡方式却欠规范和合理。本次修订中,对该部分设计作了明确的规定。对于收费广场中心断面至匝道分岔点的距离,75m是一个最小的要求距离。一般地,由于出入主线的匝道纵坡较大,距离太近不利于车辆的加减速,特别是出口下坡车辆有冲撞收费岛的危险。在有条件的地方,收费广场中心断面至匝道分流点的距离最好大于100m。14.8其它设计要点14.8.3景观设计的目的是使互通式立交与自然景观融合一体,并把对视觉、环境和社会的不利影响降低到最小程度。此外,还应考虑行车的美学感受。在一切景观工程设计中都应把交通安全作为重点考虑因素。树木和灌丛的种植不得影响视距和给失控车辆造成危害。为使立交各部分之间形成顺畅的自然坡度,整个互通式立交区域的边坡宜按等高线347
《公路路线设计细则》条文说明2009.01布局。边坡可以修圆,铰合点之间不必也不宜采用等坡。从绿化养护和失控车辆的安全出发,立交三角区的边坡宜尽量平缓,不必也不应采用与标准断面相同的1:1.5或1:2的边坡,最好采用小于1:3的边坡。尽管明知不可能把所有边坡设计得足够平缓以保证失控车辆的安全,但大多数情况下,出口匝道分岔端部后面的地带即可用很小的投资设计成极平缓的边坡。鉴于失控车辆冲过匝道端部的或然率很高,把上述地带保持成无障碍净空区具有重大意义。348
《公路路线设计细则》条文说明2009.0115环境保护设计15.1一般规定15.1.1根据《交通建设项目环境保护管理办法》“交通建设项目需要配套建设的环境保护工程,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。”因此,公路环境保护设计必须贯彻“三同时”制度。15.1.2我国的空气环境质量标准分为三级,一般以二级标准评价环境质量,即二氧化硫每立方米空气中不超过60微克,氮氧化物不超过100微克,总悬浮颗粒物不超过300微克。地面水环境质量标准分为五类,Ⅰ类水质主要适用于源头水和国家级自然保护区;Ⅱ类水质适用于集中式生活饮用水水源地以及保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等;Ⅲ类水质适用于集中式生活饮用水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区;Ⅳ类水质适用于一般工业保护区及人体非直接接触的娱乐用水区;Ⅴ类水质适用于农业用水区及一般景观要求水域。超过Ⅴ类水质标准的水体基本上已无使用功能。通常以Ⅲ类水质标准评价地面水环境质量。《声环境质量标准》(GB3096-2008)将声环境功能区分为0~4类五种类型,执行的环境噪声限值见表15.1.2。各类声功能区的夜间突发噪声,最大声级超过限值的幅度不得大于15dB。其中高速公路、一级公路、二级公路两侧为4a类。村庄原则上执行1类声环境功能区要求,工业活动较多的村庄以及有交通干线经过的村庄(指执行4类功能区要求以外的地区)可局部或全部执行2类声环境功能区要求;集镇执行2类声环境功能区要求;位于交通干线两侧一定距离内的噪声敏感建筑物执行4类声环境功能区要求。表15.1.2环境噪声限值声功能区类别声功能区范围时段昼间夜间0类康复疗养区等特别需要安静的区域50401类以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政5545办公为主要功能,需要保持安静的区域2类以商业金融、集市贸易为主要功能,或者居住、商业、6050工业混杂,需要维护住宅安静的区域3类以工业生产、仓储物流为主要功能,需要防止工业噪6555声对周围环境生产产生严重影响的区域4类交通干线两侧一定距离之内,需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城7055市主干路、城市次干路、城市轨道交通(地面段)、内河航道两侧区域4b类为铁路干线两侧区域7060此外,我国还制定有《海水水质标准》、《地下水水质标准》、《环境振动标准》等环境质量标准及多种污染物排放标准。排放标准是我国在水污染物的排放管理,建设项目349
《公路路线设计细则》条文说明2009.01的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理的主要依据之一,因此,公路工程环境保护设计除应符合我国现行的质量标准外,还应符合有关的排放标准。15.1.3我国等级公路改、扩建工程的环保设计已成为公路建设的新课题。根据高速公路改扩建工程的实践,对原有工程的环境保护工程进行评价;对拆除的桥梁混凝土、路面材料等提出再生利用方案等是高速公路改、扩建工程环保设计的主要内容。15.2路线设计与环境保护15.2.1公路环境保护设计不是一个独立的专业设计问题,它与公路各专业勘测设计密不可分,环境保护设计的许多具体措施不可能脱离主体工程设计,同时对主体工程的设计又要求从环境保护角度考虑方案与对策。15.2.3公路距离声环境敏感点的距离应在交通量和交通组成进行噪声预测的基础上,结合声环境质量标准和批复的执行标准进行综合确定,并不限于本条款的控制范围。尤其是交通量较大的高速公路或者运营期间交通量迅速增长的高速公路,其控制范围远大于本条款这一值,应引起重视。350
《公路路线设计细则》条文说明2009.0116公路景观设计16.1一般规定16.1.1公路景观可分为路内景观与路外景观,也可分为硬质景观和绿化。景观设计路段应根据项目特点有针对进行划分。16.1.2公路景观是一个动态的立体空间景观。景观设计不应阻断动态的视线。351
《公路路线设计细则》条文说明2009.0117公路改扩建设计17.1一般规定17.1.1随着社会经济的快速发展,我国高速公路建设呈现快速发展的态势,现有高速公路上交通量的迅速增长,使很多高速公路在建成不久服务水平就明显下降,许多地区交通拥挤,对于公路建设的需求日趋强烈。但由于新建高速公路投资大、耗时长、占用土地资源多等原因,许多地区更倾向于在原有高速公路的基础上进行改扩建。尤其是在我国东、中部及沿海发达地区,提高干线高速公路服务水平是促进沿线经济发展的迫切需要,因此,应将提高公路等级,改善原有公路沿线设施、提高原有公路通行能力和服务水平作为公路改扩建主要目标。对于一条正在运营使用的公路来说,是否要对其进行改扩建,是一个十分复杂和十分重要的问题,既涉及到对改扩建公路的性能和所在路网的评价,同时也涉及到改扩公路的经济效益(残值利用等)问题。因此,公路的改扩建要有充分的依据和明确的目的。17.1.2原有公路的交通量增长和公路的适应程度不满足要求,交通拥挤度是衡量其通行能力及其服务水平的一个重要指标;使用功能改变或服务水平要求提高的需要,原有公路的使用功能变化,如一般公路改为旅游公路,或因技术标准低或沿线设施不完善,公路运行安全性差,不符合以人为本的服务需要,需要进行改建;荷载标准发生变化或原有公路的使用寿命要求对公路的结构强度进行加固、补强;新一轮的路网规划,需要在原有走廊内建设更高等级的公路等,都是公路改扩建的主要依据。17.1.3最大限度的利用原有工程是改扩建工程的基本要求,要实现最大限度的利用需要有理念的创新和技术的保证。要最大限度的利用原有工程会涉及到设计规范、技术指标的掌握,涉及到原有工程及废旧材料的充分利用,需要结合公路现状评价进行深入的研究。17.1.4由于我国公路建设的方式多样,不同路段的技术标准不一样,不同时期采用的技术标准也不一样。因此,在确定公路改扩建方案时,应结合路段的实际情况和公路的功能,进行反复的技术经济论证和比较。原则上公路改扩建工程应按现行公路工程技术标准执行,选择满足标准、规范要求的指标进行设计、建设,但在具体的技术指标的运用上,要结合改扩建工程的特点,灵活掌握。对特殊项目或特殊路段可在充分论证的基础上(满足公路运行安全性要求和公路总体通行能力要求),局部路段也可降低标准,但必须是有良好的经济效益,要设置过渡段并设置预告标志,同时这些路段间的间距要尽可能大,如果这种特殊路段的密度过大,则要考虑较长路段降低设计标准;有的项目也可采用原技术标准进行改扩建。17.1.5原有公路的调查与评价实质上是对现有公路特性进行分析,是改扩建工程中的重要环节,是工程方案研究的基础。评价内容包括公路运行安全性评价、原有工程现352
《公路路线设计细则》条文说明2009.01状评价、交通量调查分析等内容。17.2公路改扩建总体设计17.2.1一般公路由于其建设年代较早,建设时采用的标准偏低,路基路面及构造物病害严重,交通安全事故频频发生以及路段通行能力降低和服务水平严重下降等是它的主要特点,升级改造时可按如下两种情况考虑,如建设改造的资金有限的话,则将交通安全方面的事故路段改造作为主要改造目标(局部改善),通过对主要的危险弯道和长陡下坡路段以及交叉点前后路段的路侧障碍的清除、视距的切割计算和通过设置一些必要的交通安全预告牌和限速标志设施等措施来提高公路的行驶安全条件和公路的服务水平;如建设资金允许的话,则应在对现有公路进行充分检测和综合评价的基础上,通过交通量预测,分析论证其升级改造的建设规模和建设标准,应对老路的既有病害、事故多发路段和平、纵、横线形综合分析的基础上,按现行有关的标准、规范来进行全面的升级改造设计。17.2.3由于历史原因原有公路沿线均形成了经济廊带,地方路网与改扩建项目的关系密切。扩建方案选择时既要合理考虑交通量的发展需要,也要结合路网建设情况合理确定工程规模,同时考虑远期进一步扩容的需要、与路网连接的需要,选择方便工程实施、减少后期建设规模的扩建方案。不同的项目,应根据其项目的不同特点制定相应的总体设计原则。而高速公路的改扩建,很大程度上是研究扩容和扩建的方式,在分析论证的基础上,综合提出是对原路直接进行改造、拼接加宽或新建走廊带的不同建设方式进行比选,通过与原有路网的协调并解决建设期交通组织是主要问题,至于具体的指标采用应掌握灵活运用的原则,不强求高标准。17.3改扩建方案的比选和论证17.3.1一般公路的升级改建和升级改造其方案主要有两种情况:1)针对公路病害的处理和安全事故多发路段的优化改造;其方案论证,需要在对全路段进行综合分析论证,在对路基、路面、桥梁、平交口等项目进行综合检测和安全性分析评价的基础上,提出合理经济的改造方案。2)根据公路所在路网的规划要求,或由于现有公路的通行能力和服务水平严重下降需要对现有公路进行升级改造时,则应在对现有公路病害调查、安全事故分析和公路平、纵、横综合分析的基础上,提出公路的改造方案,方案论证中需根据预测的交通量情况提出改扩建的建设规模和标准,针对新的建设标准来分析老路的利用和取舍情况,平面、纵面指标不满足标准的可根据上下行汽车的行驶状况,可采用新建分线或在老路的基础上进行局部改造,对个别指标不满足标准应在安全性评价和工程造价分析的基础上,提出是否进行改造或原状利用的方案进行比较。17.3.3高速公路的改扩建工程其改建方案主要有:1)通过新建一条平行的公路(扩容)来提高区域路网的通行能力,这种扩容方式可参照新建项目进行方案比选;2)在现353
《公路路线设计细则》条文说明2009.01有公路走廊带内通过增加现有公路的车道数(扩建)提高公路的通行能力;是采用扩容或扩建须根据公路网的规划密度、现有公路及规划公路的情况、建设的条件和工程经济等综合因素比较来确定其扩建方案,一般来说,扩容其工程建设费用、征用土地等都有较大幅度的提高,而在现有公路两侧的扩建相对来讲工程费用要低一些。不论是一般公路还是高速公路的改扩建,都应高度关注建设期间的交通组织和安全,要尽可能对现有交通不进行太多的分流,而影响现有公路的使用效益和对区域路网的交通造成大的影响;而这些要求都将影响方案的选择和施工设备的选用。高速公路的扩建方案的形式主要有:单侧扩建、两侧扩建、组合扩建,不同形式中又可以派生出不同的扩建方案。其方案特点如下:单侧扩建形式比较表扩建形式优点缺点1、老路基与新建路基宽度不相同,要改建成相同宽度仍需对老路进行加1、新加宽部分平面指标可与宽。A、单老路保持一致,纵面指标可根2、老路基为双向横坡,要调整为单向单侧(扩侧据需要作调整。坡在构造物处很难实现,若保持双向建部分)扩2、工程施工组织也较方便,坡行车不安全。单向行建对老路交通干扰少。3、互通、服务设施、上跨分离式立交车单3、可以降低拼接的技术难度。需重建。侧4、不能充分利用已征土地,占地数量拼成倍增长。接1、老路基与新建路基宽度不相同,要方改建成相同宽度仍需对老路进行加案1、新加宽部分平面标准可与宽。B、老路保持一致,纵面标准可根2、相当于两条并行的4车道高速公单侧(扩据需要作调整。路,不能解决4车道高速公路固有的建部分)2、工程施工组织也较方便,缺点。双向行对老路交通干扰少。3、互通、服务设施、上跨分离式立交车3、可以降低拼接的技术难度。需重建,且设置非常困难。4、不能充分利用已征土地,占地数量比“单侧单向行车”方案还大。1、工程量较拼接形式大。单C、1、相当于分离式路基,加宽2、互通、服务设施、上跨分离式立交侧单侧(扩侧的布置相对自由。均需重建。分建部分)2、工程施工组织也较方便,3、老路基为双向横坡,要调整为单向离单向行对老路交通干扰少。坡在构造物处有一定的难度。方车3、可以避免拼接的技术问题。4、需两套交通工程设施。案5、用地数量大于拼接方案。354
《公路路线设计细则》条文说明2009.011、工程量较单向行车形式大。D、1、相当于新线,布置相对自2、互通、服务设施、上跨分离式立交单侧(扩由。均需重建。建部分)2、工程施工组织也较方便,3、需两套交通工程设施。双向行对老路交通干扰少。4、用地数量大于拼接方案。车3、可以避免拼接的技术问题。5、不能解决4车道高速公路固有的缺点。单侧单向扩建单侧双向扩建355
《公路路线设计细则》条文说明2009.01两侧扩建形式比较表扩建形式优点缺点1、应用广泛,已有相当的技术积累。1、施工期交通组织难度较2、平纵面与老路相协调。大。两3、工程量最小。2、部分明通、桥梁有净空侧4、可充分利用已征用的土地,实际不足的问题需采用特殊结拼E、平、纵面均用地量最小。构解决。接与老路相同5、互通、交通工程、服务设施改造3、路基、构造物拼接处理方工程最小。有一定的技术难度。案6、可以彻底改变4车道存在的诸多4、部分互通不能简单拼接缺点。扩建。1、可以减少施工期对老路交通的干两1、用地数量明显大于两侧两扰。侧拼接方案。侧2、可以避免特殊路段的拼接,降低扩F、平纵面同时2、如果全线采用,土方大分技术难度,如枢纽互通改建、病害建分离或平纵面量增加,取土困难。离桥拼接等。单独分离3、工程费用均高于E形式,方3、和单侧分离相比,用地节约。且车道数越少越不经济。案4、可以解决拼接产生的净空变化问4、限制了后期的发展。题。G、一般路段采组用两侧拼接方合案,特殊路段具有方案E、F的共同优点方采用两侧分离案方案两侧拼接方案356
《公路路线设计细则》条文说明2009.01局部两侧分离方案17.4公路横断面17.4.2为了充分利用现有工程,局部路段(如大型构造物或导致特殊工程需要拆除的特殊困难路段)在分析论证的基础上,可压缩右侧路肩宽度,但应满足行车安全的侧向余宽(路缘带宽S1+相应设计速度的C值),并配合交通工程的设计设置变宽过渡段(构造物或特殊工程长度加上两端各不小于500m的范围),硬路肩宽度渐变率不宜>1:50。主线硬路肩局部压缩示意图357
《公路路线设计细则》条文说明2009.0117.5公路平面17.5.2“多圆复曲线拟合法”:就是指在拟合设计中,将拟合误差较大的单个圆曲线分割成几段半径不等(差值较小),但可迳相衔接的圆曲线,从而提高拟合精度。复曲线中各段圆曲线的半径和长度宜根据实测点位绘制的“桩号—曲率分布图”进行分析、比较后综合确定,同时各段复曲线长度宜满足部颁规范对最短圆曲线长度的要求。“桩号—曲率分布图”可利用Autocad中的“spline”命令,绘制测点资料,求出各段的长度以及曲率(半径),然后根据测点与路线桩号的相关关系进行绘图。17.5.3同向分离线形的设计有以下两种形式:线形分离方式与设置渐变段方式。但高速公路的同向分离路段宜按相应的设计速度,按线形分离设计,以提供行车安全。正常路段中央分隔带调整路段半幅路基+老路半幅路基+老路中央分隔带调整路段正常路段单侧加宽主线分合流端处理方式图17.5.5主线同向分离的出口位置应明显,易于识别。一般情况下,宜将出口设置在跨线桥前。当设置在其后时,则至跨线桥的距离宜大于150m。17.6公路纵断面17.6.1老路改建工程的纵面线形设计受控因素比较多,必须进行深入研究、综合比较。并围绕老路路面结构是否利用和利用的不同方式往往会有不同的纵面设计方案,如在老路现路面上直接加铺、铣刨面层后再加铺一层或两层、挖除老路面调整纵面、老路面直接利用而进行纵面拟合等,不同的纵面方案对扩建工程的造价也会产生很大的影响,358
《公路路线设计细则》条文说明2009.01纵面设计应结合桥梁的允许加铺最小厚度、路面的利用方式等开展纵面设计,而且对公路的纵面实施改造常常会增加昂贵的工程费用,提高了工程的质量,但对安全的影响却不太明显。17.6.2纵面线形设计中考虑与桥梁、路线交叉(互通立交、分离立交、通道)、路面设计、软基处理、沿线设施改造方案等的协调性,保证工程方案经济、合理。对于利用原路面结构层进行路面直接加铺的路段,纵面拟合设计误差宜控制为-1~3cm。对于软基路段要尽可能维持现有路基高程,同时应尽量满足规范要求。特殊困难路段,应进行多方案分析论证。17.6.4考虑到在变坡的凹型、凸型竖曲线处,过频繁的变坡易造成超重、失重,特别在车速较高时,使乘客很不舒适。因此,对不能满足最小坡长的路段,应采用3s行程来控制竖曲线的最小长度。17.7线形设计17.7.1改扩建项目,原则上可以按照新项目的线形要求设计,但公路改扩建项目,对线形的改造,其费用通常都很高,因此,建议改扩建项目的线形设计,在分析事故、测量视距、分析运行速度及线形特点的基础上,根据路线评价结论,对原路的线形指标进行相应调整。17.8公路与公路立体交叉17.8.2互通式立体交叉原址新建、移位重建和新增互通,基本属新建工程,在设计内容、施工方法上可按新建互通考虑,其几何设计应全面遵循现行规范执行。一般性的互通扩建主要指原址扩建。互通原址扩建理论上有三种扩建形式,主线两侧加宽是互通原址扩建的主要扩建形式。①主线扩建部分采用高架桥方案,供直行交通行驶。主要优点是征地面积小,通车后交通组织较好;主要缺点是施工期间对主线干扰大,原主线桥上建高架桥,高架桥设计、施工难度大。②主线单侧拼接,一侧匝道利用,另一侧匝道拆除后新建,主要优点是设计标准较高,施工易,干扰小。主要缺点是原主线中央分隔带改为行车道,易受限制。③主线两侧加宽,与主线连接的匝道一一调整,使匝道与主线重新顺接。主要优点是征地面积较小,原有工程利用率较高,通车后交通组织好。主要缺点是施工期间交通组织有一定难度。17.8.3在复合式互通式立体交叉的改扩建中由于受被交路上构造物控制,主线在复合互通路段可利用边桥孔设集散道,而主线的车道数在互通的起、终点外和互通内不连359
《公路路线设计细则》条文说明2009.01续。主线车道数减少发生在互通式立交内时,为了主线行驶安全,应在驶出匝道的下行车道内完成。车道减少位置选在双车道集散道路出口进行,在匝道的内侧车道的分流点开始以一个渐变段过渡来减少一条车道,减少的渐变段渐变率为1/70。这种方式类似典型双车道匝道流出的形式,与主线出口统一;主线车道的增加,应为由双车道集散道入口的辅助车道延伸而成。17.8.4我国早期修建的高速公路,由于收费的关系,大部分互通式立体交叉均采用喇叭型互通形式。高速公路主线扩建时,为了最大限度地利用原有工程,对原址扩建的互通式立体交叉,通常仅对与主线的连接匝道进行改建,喇叭的部分内环匝道及与被交路匝道尽可能维持不变,靠主线连接段内环半径需减小,因此,喇叭形互通的改扩建,使得其环形匝道将采用多圆复曲线。17.9公路改扩建的施工方案及交通组织17.9.1公路改扩建项目与新建项目的施工组织有明显的不同,现有公路要求改扩建,基本上都是交通的主要通道,交通流量较大,施工组织须考虑在不中断交通的要求下进行,难度更大。且交通组织方案既影响施工组织方案,又影响改扩建的工程方案。因此,保证在不中断交通的条件下施工,制定合理的实施方案尤为重要。17.10相关专业的设计要点17.10.1为满足改扩建工程中的横向拼接设计要求,拼接路基主要控制总沉降、差异沉降。改扩建路面需充分考虑老路面弯沉、病害、平整度等并结合改扩建纵坡确定路面设计方案。并在充分调查和论证的基础上,合理确定路面的改扩建方案。由于在路基桥涵施工期间的交通转换对现有路面的损坏较大,宜在路面施工前对现有路面再次进行最后一次的检测和评价,依据现场实际情况确定路面的具体改建实施方案。360
《公路路线设计细则》条文说明2009.0117.10.2对于拼接的桥涵构造物,其扩建工程应在平纵横上均与原有桥涵构造物顺适拼接。拼接设计前,充分调查原有桥涵构造物的结构尺寸,应充分勘测其几何特征点的高程及坐标,尤其是拼接处。设计宜以拟合原桥外侧边缘线进行拼接,一般情况下,拼接平面误差宜控制在±0.02m,拼接纵面误差宜控制在-0.02m~0m范围内。依据其原有桥梁的现状及拼接条件,在充分研究分析原桥涵构造物的承载能力的基础上,选择合适的基础形式和施工方案,控制好新老结构的不均匀沉降、混凝土收缩徐变的凝期差等因素对拼接的影响。通过对原有桥梁的调查、检测、试验、分析评定,确定原桥是否适宜拼接。对于不适宜拼接的桥梁,应结合路线方案考虑局部分线或拆除重建;对于适宜拼接的桥梁,应依据拼接的要求确定原桥是否需要维修、加固。17.10.3有效的交通管制是确保扩建工程顺利进行及改扩建公路交通畅通的重要保障,为了确保改建公路的畅通,要求最大限度地减少施工对工程的扰动,需考虑临时交通工程,兼顾施工和通车双方面的需求。临时交通工程设施在施工进行的不同阶段结合实际情况进行设置,有的设施仅用于不同的阶段,有的设施随着施工的进程需要进行移位或更改。为确保施工交通组织的顺利进行,交通工程安全设施的施工应和主体工程施工穿插进行。对于临时性的设施和永久性的设施、临时性和永久性结合使用的设施进行综合性的考虑。17.10.4改扩建公路原有的两侧绿化已具规模,形成了较好的生态群落,对改善沿线的生态环境现状起到了重大作用,原有植被可以进行保留的应尽量保留。边坡绿化还能过滤径流、吸附尘埃、净化空气、涵养水源、降低噪声、美化路容,具有改善公路环境的功能,扩建工程中,可进一步加大植草面积,减少圬工体积。361
《公路路线设计细则》条文说明2009.0118交通工程及沿线设施设计18.1一般规定18.1.1按照现行设计文件编制办法(交公路发【2007】358号)的规定,安全设施设计内容纳入路线部分考虑,但考虑到公路领域约定俗成的工程习惯,并与《标准》保持一致,仍然规定交通工程及沿线设施分为安全设施、服务设施和管理设施三种。18.1.3公路工程项目的组织跨越了多个行业,牵涉到社会的各个方面,技术上涉及到多个专业,应在技术上加强总体设计,将公路主体工程与交通工程及沿线设施作为一个整体全面考虑,处理好公路主体工程、桥梁、隧道等与交通工程及沿线设施的衔接关系,实现技术标准统一、功能相互匹配。交通工程及沿线设施是公路工程的有机组成,与公路主体工程形成从属关系,但两者又相互补充、协调。在进行总体设计时应注重两者的协调一致,特别是各类设施的布局、风格、衔接关系等,都应在搞好全局统筹的角度下加以分析、论证,不断优化,最终形成统一的有机整体。交通工程及沿线设施可视为公路工程的重要辅助设施,合理的设置交通工程及沿线设施可以弥补公路主体工程设计存在的不足,保障交通安全,提高公路运行效率。当路线采用较低技术指标或指标配置不理想,沿线存在长大直线、长大纵坡、连续弯路、高路堤、陡坡、隧隧相连、桥隧相连、桥路桥密集相连等和公路运行条件发生变化等,在这些路段上加强交通工程及沿线设施的配套设置,可以有效降低交通事故率。另一方面,交通工程及沿线设施的作用是有限的,保障交通安全的主要因素还在于公路主体工程设计本身,当公路主体工程存在严重设计缺陷时,交通工程及沿线设施不能完全解决安全问题,因此路线几何指标的选用应符合相应规范规定,公路主体工程设计合理才能给交通工程及沿线设施发挥其应有作用创造条件。18.2交通安全设施几何设计要点18.2.6路堤、桥梁与隧道相接时,由于两者横断面尺寸不一致,设计者往往忽略其过渡段的衔接,但这些地点不做处理或处理不当,会给驾驶者视觉带来刺激,既不美观,也会影响行车安全,因此在这些路段间应采取连接过渡,进行特殊设计。细则结合山区高速公路的实践,对这些路段的过渡处理给出了参考方案,主要是采取将隧道检修道向外延展逐渐过渡并与路侧护栏衔接,或者将路侧护栏通过过渡处理后延展进入隧道。在过渡区域要求采取视线诱导设计,比如设置突起路标、振动标线带或其它反光安全设施,通过检修道、护栏、标志、标线的相互配合解决两者的顺利衔接问题。18.3服务设施设计18.3.1服务设施是公路交通运输体系的一个基本要素,是体现公路交通文化的窗362
《公路路线设计细则》条文说明2009.01口。高速公路服务设施现阶段存在的主要问题是布局不合理,《公路建设项目用地指标(1999)》规定的服务设施用地指标与实际需求存在一定矛盾;其它等级公路没有设置为通行车辆服务的专用服务设施,服务设施设置的随意性大,设置不标准,服务不规范等;另外服务设施场区内部布设不合理,没有根据交通流、人流的特点合理规划各类服务建筑物的布局,绿化面积偏大而停车场地不够,“服务”功能不足等等。细则仍将公路服务设施分为服务区、停车区和公共汽车停车站等三类。但强调服务设施应依据公路服务水平、交通量的增长情况、服务需求和路网内服务设施的布局、场区建设条件等因素论证服务设施的设置、建设规模,做好场区内建筑物、构筑物规划等。18.4管理、养护设施设计18.4.5公路超限超载运输对交通安全、运输市场及汽车生产秩序造成了极大危害,诱发了大量公路交通安全事故,严重损坏了公路基础设施,导致公路运输市场的恶性竞争,造成车辆“大吨小标”泛滥。通过全国性的超限超载治理工作,超限超载现象已基本得到遏制,全国交通事故急剧下降,治超的目标基本达到。但是,在治超工作中仍存在许多问题,例如,超限检测站点设置不规范,有的检测站直接布设在主干道路上,或者把主线适当加宽后布设简易的检测站点及设施,还有的检测站直接与收费站或服务设施合建,检测站设置规模、技术标准不一,型式各异。由于检测站设置不规范,干扰主线交通,造成检测站及其周边地区交通拥挤,道路阻塞,运输秩序混乱;公路安全设施未作周密考虑,也埋下了极大的安全隐患;加之时有驾驶员和执法人员由于种种原因产生纠纷,造成长时间交通阻塞,社会影响恶劣。为解决这类问题,2005年交通运输部开展了超限超载运输检测站标准化建设试点工作,并为标准化建设工作制定了一套建设指南来规范超限检测站点的规划、设计、建设及管理。通过几年的超限超载运输检测站标准化建设试点,取得了很多经验,形成了本细则中关于超限超载运输检测站有关几何设计的内容。在超限超载运输检测站建设初期,普遍反映站点的占地、建筑规模等取值规定偏小,但考虑到通过全国性的超限超载治理工作,超限超载率会大幅度下降,同时通过在主线采取预检措施,也可以大大降低载重货车进入超限运输检测站进行二次精检的检测频次,因此超限运输检测站的规模是基于建立全国性超限超载运输综合治理的长效机制,通过多省(直辖市、自治区)调研后确定的,是适应超限超载运输长期治理客观要求的。363
《公路路线设计细则》条文说明2009.0119路线设计安全性检验19.1一般规定19.1.1公路安全性评价是针对公路行车安全进行的一个系统的评价程序,评价的基本原则基于2004年交通部颁布的《公路项目安全性评价指南》(JTG/TB05-2004)提出的评价标准,主要适用于高速公路和一级公路,其他等级的公路可参照执行。19.1.2公路线形设计协调性是采用相邻单元路段间运行速度的变化值进行评价的,相邻路段是指平面、纵面、横断面指标不同的相接路段;设计速度与运行速度一致性的评价是针对同一路段进行的,应注意两者的区别。19.1.3国外关于道路线形的安全评价始于英国,澳大利亚在1994年完成了《道路安全审计指南》,美国在1994年提出了交互式道路安全设计的概念,道路安全审计的内容包括道路线形、道路路况、车速等多方面的内容,针对道路线形设计的各种因素,通过对道路设计专家、熟练驾驶员和高速公路交警进行调查,根据道路设计专家的理论和经验、找出影响道路设计安全的因素及其影响程度,建立评价道路安全的德尔菲模型,确定高速公路设计中各个设计成分对道路安全影响的权重。用此模型对道路设计进行安全性定量评价,可为道路设计和事故多发地段的改造提供必要的理论依据。19.2安全性检验内容19.2.1安全性评价是以道路使用者为出发点,评价内容是根据《公路项目安全性评价指南》提出的,包括了与交通安全有关的路线、路基、路面、桥梁、隧道、路线交叉、交通工程及沿线设施等方面。其中路线设计部分对交通安全的影响最为显著,同时也与其他评价内容存在密切联系。运行速度协调性评价应采用实测运行速度进行,条件不具备时也可以采用运行速度计算模型进行预测,实测评价运行速度采用断面测速进行统计后得出代表车型的运行速v度(85),在交通事故调查分析的基础上,实测断面应布置在事故多发段和预测运行速v度协调性不良段的线性特征点,测速数据量应满足85统计数量要求。19.2.2路线设计评价内容是在总体设计运行速度与设计速度协调性评价的基础上进行的,要求按照设计速度采用的线性技术指标符合预测运行速度的行车安全性要求。评价的一般路段是指除独立大桥、长度大于等于100m的隧道、互通式立交平面交叉等以外的路基、桥梁和隧道路段,对路线的安全性评价范围主要针对设计速度与运行速度协调性不良的路段,即二者之差大于20km/h的一般路段。19.2.3为减少公路用地,我国现有高速公路和一级公路普遍采用梯形或矩形排水沟,并用浆砌片石进行铺砌,具有整齐美观并便于养护清理的优点,但该形式的排水沟364
《公路路线设计细则》条文说明2009.01对于失误进入车辆将陷入而不能自行安全撤离,部分边沟虽设置了盖板,由于车辆超载也大量被压碎,因此排水沟作为事故隐患已越来越明显,宜通过对碎落台、护坡道与排水沟形式进行综合考虑后,尽量采用可越式(三角形、浅碟形等)排水沟。19.2.4在特大事故的统计中,大客车从高架桥上冲到沟谷或河滩地的占有较大的比例,主要原因是防撞护栏高度偏低,不能适应大客车和大货车等大型车辆的要求,因此对于深沟壑谷等高架桥路段,建议根据交通组成特点,对桥梁防撞护栏的形式、高度、强度等综合进行比较后确定其方案。19.2.5平交口评价视距采用预测运行速度计算的引道视距(ASD)。引道视距量取标准为:眼高1.2m,物高0m,一般情况下反应时间按2.5s计,困难时可按2.0s计。当纵坡大于2%时,应按眼高1.2m、物高0m的标准对凸形竖曲线的影响进行修正。19.2.6收费站的位置往往受地形控制,特别是对收费的独立大桥,为缩短桥长,一般桥头均采用较大纵坡,紧接收费站,虽然收费广场纵坡符合规范要求,但运行速度受前后纵坡影响较大,导致冲岛事故频发,因此对收费站位置的选择,不仅要考虑收费站广场的纵坡,还要考虑其前后路段纵坡对货车运行速度的影响。365
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