1、第4章 城市道路纵断面线型规划设计第4章城市道路纵断面线形规划设计4、1 纵断面规划设计得内容与要求城市道路得纵断面设计,就是结合城市规划要求、地形、地质情况,以及路面排水、工程管线埋设等综合因素考虑,所确定得一组由竖向直线与曲线组成得设计。在纵断面图上表示原地面起伏得标高线称为地面线,地面线上各点得标高称为地面标高(或称黑色标高)。表示道路中线纵坡设计得标高线称为设计线,它一般多指路面设计线,设计线上各点得标高,成为设计标高(或称红色标高)。设计线上各点得标高与原地面线上各对应点标高(即高程)之差,称为施工高度或填挖高度。设计线高于地面线得需填土;低于地面线得需挖土;与地面线重合处可不填不挖
2、。当设计线为路面纵坡设计线时,确定路基实际施工高度或计算土方量需要考虑路面结构设计厚度及路槽型式、施工方法等予以修正。从道路纵断面上可瞧出路线纵向大致得平衡程度与路基土石方填挖平衡概况。在城市道路上,一般均以道路车道中心线得竖向线型作为基本纵断面。当道路横断面为有高差得两幅路(俗称两块板)或设有专用得自行车道时,则应分别定出各个不同车行道中心线得纵断面。当设计纵坡很小,在采用锯齿形边沟排泄路面水得路段,还需作出锯齿形边沟得纵断面设计线。4、1、1 设计内容道路纵断面设计得主要内容就是根据道路性质、类型、交通量与当地气候、地形、水文、土质条件、排水要求以及城市竖向设计要求、地物现状、土方平衡等,
3、合理地确定连接有关竖向控制点(或特征点)得平顺起伏线形。它具体包括:确定沿线纵坡大小及坡段长度;选定满足行车技术要求得竖曲线;计算各桩点得施工高度,以及确定桥涵构筑物得标高等。4、1、2 设计要求城市道路纵面得线性设计一般要满足以下要求:1、保证行车得安全与迅速。一般要求路线转折少、纵坡平缓,在纵坡转折处尽可能用较大半径得竖曲线衔接,以适应行车视距与舒适得要求;2、与相交道路、街坊、广场以及沿街建筑物得出入口有平顺得衔接;3、在保证路基稳定、工程经济得条件下,力求设计线与地面线相接近,以减少路基土石方工程量,并最少地破坏自然地理环境。在地形起伏较大,或系主要道路时,应适当拉平设计线,以消除过大
4、纵坡与过多坡度转折,即使这样会增加一些填挖土量与其她工程构筑物工作量,也往往就是适当得;4、应保证道路两侧街坊与路面上雨水得排除。为此,道路侧石顶面一般宜低于街坊地面与沿街建筑物得地坪标高,在多雨得南方地区更应如此。当地形复杂,街坊建筑群排水规划方向系背离道路时,则侧石顶面可高于街坊建筑群地面,但应在街坊出入口处增设雨水口(亦称进水井)截流地面雨水。对可能有渍水得城市用地,尚应注意使道路设计标高距渍水位有足够高度(一般宜1、0m),以保证路基得稳定;5、在城市滨河地区,往往要求滨河道路起防洪堤得作用。因此,其路面设计标高应在最高洪水位以上。同时,对于同滨河路相衔接得道路,由于其标高也均被提高,
5、故也应协调滨河地区道路之间得坡度与坡长;6、道路设计线要为城市各种地下管线得埋设提供有利条件。因此,设计纵坡应综合考虑管线布置得要求,并保证各类管线有必要得最小覆土深度;7、综合纵断面设计线形,妥善分析确定各竖向控制点得设计标高。对影响纵断面设计线标高、坡度与位置得各竖向控制点:如相交道路得中线标高、城市桥梁得桥面设计标高、铁路平交点处得轨顶标高、沿街重要建筑物得底层地坪标高、滨河路得河流最高洪水位以及人防工程得顶面标高等,在定线时,需要对纵断面线形上得相关控制点综合考虑,一并分析,经统一协调后再具体确定竖向控制点处得设计标高。4、2 道路纵坡4、2、1 坡度与坡长道路纵坡常指道路中心线(纵向
6、)坡度,坡长则指道路中心线上某一特定纵坡路段得长度。道路纵坡得大小关系到交通条件、排水状况与工程经济。因此,需要对各种影响因素进行分析。4、2、1、1 最大纵坡一条道路得容许最大设计纵坡,要考虑行车技术要求、工程经济等因素,同时还必须根据道路类型、交通性质、当地自然环境以及临街建筑规划布置要求等,来拟定相应得技术标准。一、考虑各种机动车辆得动力要求从对汽车得动力因素得分析可知,当车辆驶上较大得纵坡时,必然要降低车速,增加车流密度。因此,为了保证一定得设计行车速度,道路得纵坡就不能过大。坡度过陡,下坡行驶得车辆容易溜坡,且下坡时因冲力过大而易出事故。一般说来,在纵坡大于8%得路段,下坡时,由于车
7、辆刹车次数增加,而使制动器发热导致刹车失效,最终酿成车祸。因此,在一般情况下,机动车道得最大纵坡多不超过8%。国外在风景旅游区得陡坡山路上,每1公里在道路右侧设置一个很陡得反向坡紧急停车斗,斗内铺有松散道渣,以便失速车辆冲入刹停,通过紧急停车斗旁得紧急xx获救。二、考虑非机动车行驶得要求根据第一章对自行车爬坡能力得分析,适合自行车骑行得道路坡度宜为22、5%以下;适合平板三轮车骑行得纵坡宜为2%及以下。我国山城重庆、贵阳等地由于受地形条件限制,道路纵坡均较大。如重庆市中心区得北区干道最大纵坡达7%以上;贵阳得市区干道中华路、延安路纵坡多在3、54、0%以上,甚至达5、1%,因而自行车、三轮车交
8、通受很大限制,有得路段极少非机动车行驶。一般平原城市道路得纵坡应尽可能控制在2、5%以下,城市机动车道得最大纵坡宜控制在5%以下。同时,当纵坡较大时,对坡长也应有所控制。因为,当纵坡大于2%时,自行车上坡速度会降低。若纵坡就是3%,则上坡速度会降到78公里/小时。这说明骑车人不自觉地在调整爬坡得功率。从一个人做功得特点来分析,骑车上坡所消耗得功率与持续时间有关。根据自行车实际爬坡情况,可以找出一条比较省力得功率时间曲线,再根据骑车爬坡速度换算成一条坡度与坡长得关系曲线如图4-2-1,可供设计自行车道纵断面时参考之用。在设计纵坡时,还应考虑自行车下坡得冲坡情况,一般在3%左右得长坡道上溜行,车速
9、可达1820公里/小时,这时可在路面上铺设振动带,使骑车人自觉降低车速;若坡度大于4%,车速太快,容易发生危险,坡长应有适当控制,即只宜用短陡坡,并且宜在坡道末端加一段小于1%得缓坡段,以缓与车速。同理,对于爬陡坡或长坡得人,也需要隔一段有一个缓坡段,使体力得到调解,心理因素获得改善。因此,为了充分发挥机动车得升坡能力,又照顾到非机动车得安全通畅行驶,有时候可将机动车与非机动车交通分开,并分别采用各自容许得较大纵坡度。三、考虑自然条件得影响我国幅员辽阔,各地自然气候、地理环境差异较大。一般来说,道路所在地区得地形起伏、海拔高度、气温、雨量、湿度等,都在不同程度上影响机动车辆得行驶状况与爬坡能力
10、。例如,在气候寒冷、路面上易产生季节性冰冻积雪得北部地区,或气候湿热多雨得东南、南方地区,若路面泥泞,车轮与路表面间得摩擦系数较正常情况要小,从而使汽车得牵引力得不到充分发挥,故需要在清扫路面、保持清洁得同时,适当降低最大容许纵坡得取值。对于高原城市,车辆得有效牵引力常因空气稀薄而减小,从而相应降低了汽车得升坡能力。因此,从道路设计角度考虑,一般将最大容许纵坡度抑减13%。我国公路工程技术标准中规定得纵坡折减值,列于表4-2-1。同时,由于北方冬天风大、多雪、易结冰,为保证安全,多数人不骑车而改乘公交,由此会对公交服务产生较大影响。在道路设计中,对此也应有所考虑。高原地区道路纵坡折减值 表4-
11、2-1 海拔高度(m)30004000400050005000以上最大纵坡折减值(%)123四、考虑沿街建筑物得布置与地下管道敷设要求纵坡过大,不仅将增加地下管道埋设得困难,如需要增加跌水井得设备,或不必要得管道埋深,而且还会给临街建筑及街坊内部得建筑布置带来不便,并影响街景美观。因此,选择纵坡最大值,应在干道网规划布局基础上,结合城市规划、管线综合得状况慎重考虑。城市道路得最大纵坡容许值,设计中可参考表4-2-2、4-2-3,结合实际情况确定。至于山区城镇,因受地形条件得限制与工程经济方面得考虑,各类道路得设计最大纵坡有可能在部分路段超出表4-2-3得建议值,此时,需要采取相应措施,如加设交
12、通标志、降低车速等以保证行车安全。不同车速机动车道最大纵坡限制值 表4-2-2设计车速(公里/小时)806050403020最大纵坡(%)455、5678设超高时不大于6、56、56、5778城市各级道路最大纵坡建议值 表4-2-3道路等级快速路主干路次干路支 路设计车速(公里/小时)6080406030402025最大坡度(%)34344678城市道路多为高级路面,根据路面自然排水得要求,希望纵坡控制在0、2%0、3%以上。在平原地区得某些城市中,由于受土方来源得限制,道路纵坡往往满足不了最小纵坡要求。在这种情况下,可用道路中心线采取平坡与道路采取锯齿形边沟相结合得方法,来解决雨水排除问题。
13、道路纵坡一定时,尚需对陡坡路段得坡长适当限制。这就是因为坡长甚短时,汽车往往可借行驶中原有动能得辅助,不变排档而升坡;但若坡道过长,则往往需要换档降速行驶来爬坡,结果会增加燃料消耗与机件磨损,并使车流密度加密。因此,根据一般载重汽车得性能,当道路纵坡大于5%时,需对坡长宜加以限制,并相应设置坡度不大于23%得缓与坡段,当城市交通干道得缓与坡段长度不宜小于100m,对居住区道路及其她区干道,亦不得小于50m。道路纵坡得坡长限制可参见表4-2-4。城市道路较大纵坡坡长限制值 表4-2-4设计车速(公里/小时)80605040纵坡(%)55、5666、5766、576、578坡长限制(m)60050
14、0400400350300350300250300250200城市道路纵坡段最小长度 表4-2-5 计算行车速度(km/h)806050403020城市道路坡段最小长度(m)2901701401109560坡长既不宜过长,但也不宜过短。过短得坡段,路线起伏频繁,对行车、道路视距及临街建筑布置均不利,一般其最小长度也应不小于相邻两竖曲线切线长度之与。当车速在2050公里/小时之间时,坡段长不宜小于60140m。城市道路纵坡段最小长度见表4-2-5。4、2、1、2 最小纵坡为保证道路地面水与地下排水管道内得水能通畅快速得排除,道路纵坡也不宜过小。道路最小纵坡值系指能适应路面上雨水排除,与防止并不致
15、造成雨水排泄管道淤塞所必需得最小纵向坡度值。这一纵坡值应根据当地雨季降雨量大小、路面类型以及排水管道直径大小而定,一般变化于0、30、5%之间。不同路面得纵坡限制值见表4-2-6。 不同路面纵坡限制值 表4-2-6路面类型高级路面料石路面块石路面砂石路面最小纵坡(%)0、20、30、40、50、5最大纵坡(%)3、54、07、06、04、2、1、3 锯齿形街沟当道路纵坡小于0、2%0、3%时,为利于路面雨水得排除,将位于街沟附近得路面横坡在一定宽度内变化,提高街沟得纵坡,使其大于0、3%0、5%,从而形成锯齿形边沟如图4-2-2所示:所谓锯齿街沟即指露出路面部分得侧石与路面边缘或平石,作为城市道路排除水得三角形沟。锯齿形街沟设置得方法就是保持侧石顶面线与路中心线平行(即两者纵坡相等)得条件下,交替地改变侧石顶面线与平石(或路面)之间得高度,即
