城市道路超高与加宽设计.ppt

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1、城市道路规划与设计,一、弯道超高（一）超高及其作用定义：超高是指路面做成向内侧倾斜的单向横坡的断面形式。（当RRbmin时设超高）当汽车在弯道上行驶时，将受横向力的作用，其值大小可用横向力系数表示；,作用：为了让汽车在圆曲线上行驶时能获的一个向圆心内侧的横向分力，用以克服离心力，减小横向力。全超高：在圆曲线上从起点至终点超高横坡度应是一个不变的定值，此定值即为全超高。在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。,道路超高及加宽,减小横向力的方法：增大曲线半径：有时是困难的 降低车速：设计中不推荐 增大向内侧倾斜的横坡设置超高横坡：（成本低、效果好）设置超高后：,（二）超高横坡度的计算,1最大超高和最小超高

2、 超高横坡度ih应按计算行车速度、半径大小、结合路面种类、自然条件和车辆组成等情况确定。Ihmax公路最大超高值,最小超高：ihmin等于路面拱度ig。2超高横坡度计算公式（V取设计车速，取路面摩阻系数）,超高横坡度计算图式 曲线半径越小，超高横坡越大,曲线半径与超高坡度,曲线半径与超高坡度,1.无中间带道路的超高过渡 绕路面内边缘旋转：一般用于新建公路与深路堑。绕路面中心线旋转：一般用于改建工程 绕路面外边缘旋转：可在高路堤与标高受限等特殊设计时采用。,（三）超高过渡方式：,2.有中间带公路的超高过渡绕中间带的中心线旋转：中间带宽度较窄（4.5m）的公路可采用；绕中央分隔带边缘旋转：各种宽度

3、中间带的均可采用 绕各自行车道中线旋转：车道数大于4条的公路可采用,（三）超高过渡方式：,1.绕路面内边缘线旋：,（四）超高缓和段长度,p超高渐变率,附加纵坡:,超高缓和段：从直线上的双向横坡渐变到圆曲线的单向横坡（全超高）所需的过渡段长度，叫超高缓和段。,即旋转轴与行车外侧边缘线之间的相对坡度。,2.绕路面中线旋转：,（四）超高缓和段长度,附加纵坡:,3.规范推荐公式：,式中：Lc超高缓和段长（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）；B=B：绕路面内边缘线旋转 B=B/2：绕路中线旋转 i超高坡度与路拱坡度的代数差（%）；i=ih：绕路面内边缘线旋转 i=ih+i1

4、：绕路中线旋转 p超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间的相对坡度。,超高渐变率,绕边线时：绕中线时：多车道公路的超高缓和段长度，视车道数按上式计算之值乘以下列系数：从旋转轴到行车带边缘的距离 系数 2车道 1.5 3车道 2.0,超高过渡段计算,1.超高形成过程：(1)绕路面内边缘线旋转,（五）横断面上超高值的计算,提肩,双坡阶段,全超高阶段,旋转阶段,提肩,双坡阶段,全超高阶段,旋转阶段,1.超高形成过程：(1)绕路面内边缘线旋转(2)绕路面中线旋转,（五）横断面上超高值的计算,(1)正常断面：,2.绕路面内边缘线旋转超高值计算方法,定义：超高值就是指设置超高后

5、路中线、路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。,（2）起始断面：ZH（HZ）,（3）全超高断面：,（4）双坡断面：（xx0）,双坡阶段长度x0(临界长度)计算：,超高过渡原则：路面外边缘高程按正比例升高，直到超高横坡断面。路面横坡度按正比例增加，直到超高横坡度。,规范7.5.6条规定，当线形设计须采用较长的回旋线时，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（0.3%）。,这时，不利于路面横向排水，应限制x0的长度。可按p1=0.3%计算x0：,超高缓和段长度Lc计算：,规范规定：（1）超高的过渡应在回旋线全长范围内进行：Lc=Lh（2）当超高渐变率过小时

6、，超高的过渡亦可设在回旋线的某一区段范围之内，则Lc Lh。按p1=0.3%计算Lc：,iG,双坡断面超高值计算：（xx0）,双坡断面超高值计算：（xx0）,式中：x计算里程桩号离开超高缓和段起点的距离。x=Lcz-ZH 或 x=HZ Lcz 当超高的过渡设在回旋线的某一区段范围之内 时，l0=Lh-Lc，x=lcz-ZH-l0 或x=HZ-lcz-l0。加宽值计算：正比例过渡：,高次抛物线过渡：bx=(4k3-3k4)b,（5）旋转断面：（xx0）,旋转阶段横坡度ix：,当双坡阶段的渐变率p1小于0.3%时：,旋转阶段超高值：,3.绕分隔带边缘旋转超高值的计算(设计高程）,3.绕分隔带边缘旋

7、转超高值的计算,硬路肩边缘：h2=h1-b2 i2 土路肩边缘：h3=h2-b3 i3,（1）直线路段断面：行车道边缘：,（2）全超高断面：,外侧路肩按向外侧倾斜：(硬路肩宽度2.25m）,（4-19）,（3）双坡断面：（xx0）,双坡阶段长度x0计算：,外侧路肩按向外侧倾斜：(硬路肩宽度2.25m）,（3）旋转断面：（x x0）,旋转阶段横坡度ix：,当双坡阶段的渐变率p1小于0.3%时：,外侧路肩按向外侧倾斜：(硬路肩宽度2.25m）,路面超高方式图就是指路面横坡度沿路线纵向的变化图。应用：纵断面图中“超高”栏 设计文件组成部分之一：超高方式图,（六）路面超高方式图的绘制方法,（1）按比例

8、绘制一条水平基线，代表路中心线，并认为基线的路面横坡度为零。（2）绘制两侧路面边缘线。用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘线，用虚线绘出左侧路面边缘线。若路面边缘高于路中线，则绘于基线上方，反之；绘于下方。路边缘线离开基线的距离，代表横坡度的大小（比例尺可不同于基线）。（3）标注路拱横坡度。向前进方向右侧倾斜的路拱坡度为正，向左倾斜为负。,路面超高方式图就是指路面横坡度沿路线纵向的变化图。应用：纵断面图中“超高”栏 设计文件组成部分之一：超高方式图 超高方式图绘图规则：,（六）路面超高方式图的绘制方法,-,二、平曲线路面加宽及其过渡,平曲线加宽原因：（1）汽车在曲线上行驶时，前后轮轨迹不重合，占

9、路面宽度大。（2）由于横向力影响，汽车出现横向摆动。汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。全加宽：是圆曲线上固定不变的定值。,1.普通汽车的加宽值计算方法：b=R-（R1+B）,（一）加宽值的确定(包括几何加宽和摆动加宽),式中：A汽车后轴至前保险杠的距离（m）：R圆曲线半径（m）。对于有N个车道的行车道：,2.鞍式列车的加宽值计算方法：,式中：b1牵引车的加宽值；b2拖车的加宽值；A1牵引车保险杠至第二轴的距离（m）；A2第二轴至拖车最后轴的距离（m）；,由于R=R-b1，而b1与R相比甚微，可取R=

10、R。,令A12+A22=A2，上式仍旧归纳成为：,2.鞍式列车的加宽值计算方法：,3.平曲线加宽标准：标准规定，平曲线半径等于或小于250m时，应在平曲线内侧加宽。,3.平曲线加宽标准：,双车道路面的加宽值规定见表；单车道路面加宽值按表列数值的1/2采用。,双车道路面的加宽值规定见表；单车道路面加宽值按表列数值的1/2采用。三类加宽值的采用：四级公路和V=30km/h的三级公路采用第一类加宽值；二级及二级以上和V=40km/h的三级公路公路采用第3类加宽值。对不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第2类加宽值。由三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。,3.平曲线加宽标准：,路面应在曲

11、线内侧进行加宽。路面加宽后，路基也应相应加宽。四级公路路基采用6.5m以上宽度时，当路面加宽后剩余的路肩宽度不小于0.5m时，则路基可不予加宽；小于0.5m时，则应加宽路基以保证路肩宽度不小于0.5m。分道行驶公路，当圆曲线半径较小时，其内侧车道的加宽值应大于外侧车道的加宽值，设计时应通过计算确定其差值。,4.平曲线加宽要求：,（二）加宽的过渡：,加宽缓和段：路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上加宽后的宽度的渐变段。1比例过渡：在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。加宽缓和段内任意点的加宽值：,（二）加宽的过渡：,加宽缓和段：路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上加宽后的宽度的渐变段。1比例

12、过渡：在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。加宽缓和段内任意点的加宽值：,加宽缓和段：路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上加宽后的宽度的渐变段。1比例过渡：适用于二、三、四级公路 在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。加宽缓和段内任意点的加宽值：,（二）加宽的过渡：,式中：Lx任意点距缓和段起点的距离（m）；L加宽缓和段长（m）；b圆曲线上的全加宽,在加宽缓和段上插入一条高次抛物线，抛物线上任意点的加宽值：bx（4k3-3k4）b式中：,2高次抛物线过渡,适用于适用于高速、一级公路及对路容有要求的二级公路。,3回旋线过渡 在缓和段上插入回旋线，这样不但中线上有回旋线，而且加宽以后

13、的路面边线也是回旋线，与行车轨迹相符，保证了行车的顺适与线形的美观。,3回旋线过渡,在缓和段上插入回旋线，这样不但中线上有回旋线，而且加宽以后的路面边线也是回旋线，与行车轨迹相符，保证了行车的顺适与线形的美观。适用于适用于高速、一级公路及对路容有要求的二级公路的下列路段：（1）位于大城市近郊的路段；（2）桥梁、高架桥、挡土墙、隧道等构造物处；（3）设置各种安全防护设施的地段。,4插入二次抛物线过渡,（三）加宽缓和段的长度,（1）对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用与缓和曲线相同的长度。（2）对于不设缓和曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用与超高缓和段相同的长度。（3）即不设缓和曲线，又不设超高的平曲线，加宽缓和段应按渐变率为1：15且长度不小于10m的要求设置。Lj=15b，且Lj10m,习题：,某新建三级公路，路面宽7.0m，路肩宽1.5m，路拱横坡度采用2.0%，路肩横坡度3%，有一弯道超高横坡度ic=5%，全加宽值为0.8m，缓和曲线长度为50m，超高过渡采用内边轴旋转方式，加宽按直线比列过渡。试计算曲线中点处、过度过程中距过渡起点15m处的内侧、中心、外侧超高值。,