市政道路設計
城市道路路線(xiàn)設計方法分析
路線(xiàn)設計是道路設計的重點(diǎn),平面線(xiàn)形設計又是其中的重中之重。城市道路設計與公路設計基本原則一致,但重點(diǎn)、難點(diǎn)有諸多不同,本文根據城市道路設計的具體實(shí)踐,結合相關(guān)設計案例對城市道路路線(xiàn)設計方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析,并提出了一些新的設計思路。僅供參考。
關(guān)鍵詞:城市道路;線(xiàn)形設計
前言
道路線(xiàn)形是由直線(xiàn)和曲線(xiàn)連接而成的空間立體曲線(xiàn),是道路的骨架,對行車(chē)安全、舒適、經(jīng)濟及道路服務(wù)水平、通行能力、工程造價(jià)有著(zhù)重大影響。
1道路線(xiàn)形設計理論的發(fā)展
一開(kāi)始,人們以汽車(chē)行駛要求為標準,用以指導道路線(xiàn)型設計,所制定的要求、指標都以保證汽車(chē)行駛的平順性、穩定性為準。但影響交通安全的因素是多方面的,隨著(zhù)道路設計理論的發(fā)展,國內外對交通事故的研究從以關(guān)注人和車(chē)的因素為主向研究人、車(chē)、路等多因素綜合考慮發(fā)展。前人通過(guò)對各種交通事故進(jìn)行統計分析,發(fā)現多數交通事故與道路通行條件有直接或間接聯(lián)系。其中前蘇聯(lián)學(xué)者分析了蘇聯(lián)境內I-V級公路上所發(fā)生的13000余起交通事故,結合對事故發(fā)生地的路況調查,得出了“不良道路條件的影響是70%的交通事故的直接或間接原因”的結論,至此,人們開(kāi)始認識到道路線(xiàn)形設計除滿(mǎn)足車(chē)輛行駛的物理學(xué)要求之外,還應滿(mǎn)足駕駛員的心理和生理要求,這個(gè)階段的設計理論,開(kāi)始逐漸考慮人車(chē)及道路的互動(dòng)作用。而隨著(zhù)我國城鄉建設的快速發(fā)展,城市道路新建、改造項目日益增多,在對城市道路進(jìn)行設計的過(guò)程中,往往會(huì )受到地形和城市建筑物的影響,如何盡量減少拆遷,便對道路線(xiàn)形設計提出了很高的要求。
2城市道路設計原則及特殊性
城市道路路線(xiàn)應根據城市總體規劃、城市綜合交通規劃、市政專(zhuān)項規劃等合理設置,其中平面設計應符合城市道路網(wǎng)規劃、道路紅線(xiàn)、道路功能,并應綜合技術(shù)經(jīng)濟、土地利用、征地拆遷、文物保護、環(huán)境景觀(guān)以及航道、水利、軌道等因素;應與地形地物、水文地質(zhì)、地域氣候、地下管線(xiàn)、排水等結合,與周?chē)h(huán)境協(xié)調,并應符合各級道路的技術(shù)指標,滿(mǎn)足線(xiàn)形連續、均衡的要求;應協(xié)調直線(xiàn)與平曲線(xiàn)的銜接,合理設置圓曲線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)、超高、加寬等;應結合交通組織設計,合理布置交叉口、出入口、分隔帶開(kāi)口、公交??空?、人行設施等??v斷面設計應參照城市豎向規劃控制高程,并適應臨街建筑立面布置,確保沿線(xiàn)范圍地面水的排除;應根據道路等級,綜合交通安全、建設期間的工程費用與運營(yíng)期間的經(jīng)濟效益、節能減排、環(huán)保效益等因素,合理確定路面設計縱坡和設計高程,縱坡應平順、視覺(jué)連續并與周?chē)h(huán)境協(xié)調;應滿(mǎn)足路基穩定、管線(xiàn)覆土、防洪排澇等要求。
由此可見(jiàn),城市道路設計與公路設計的難點(diǎn)存在著(zhù)顯著(zhù)不同,其中很明顯的一點(diǎn)在于城市道路周邊控制性因素眾多,往往需要在線(xiàn)形設計上進(jìn)行妥協(xié)。
以茂名水東灣高地智慧城路網(wǎng)一期工程EPC項目為例,淺談市政道路線(xiàn)形設計茂名濱海新區位于粵西沿海中部、茂名市域的南部沿海、中心城區南側,距離茂名中心城區15~20公里,是茂名市域未來(lái)最具活力和發(fā)展潛力的增長(cháng)極核。水東灣新城位于茂名濱海新區南部,是其北部片區(石化產(chǎn)業(yè)基地、現金制造業(yè)及新興產(chǎn)業(yè)基地)、南組團(水東灣新城)、東組團(臨港產(chǎn)業(yè)區)三大板塊“L”型發(fā)展格局的城市建設重心。在粵西振興發(fā)展戰略下,依托深水港集聚現代工業(yè),依托濱海資源集聚服務(wù)功能,建設成為重化工業(yè)強市和濱海宜居城市,成為帶動(dòng)粵西發(fā)展的經(jīng)濟中心和服務(wù)中心之一。
本次設計包括智城一路、智城五路、海寧街三條市政道路。智城一路為高地智慧城內南北走向的城市主干路,南起慧城三街,北至325國道,路線(xiàn)全長(cháng)5198.815m,紅線(xiàn)寬度40m,設計速度60km/h。智城五路為高地智慧城內南北走向的城市次干路,南起慧城三街,北至南海大道,路線(xiàn)全長(cháng)2158.647m,紅線(xiàn)寬度36m,設計速度50km/h。海寧街為高地智慧城內東西走向的城市次干路,西起智城一路,東至南海大道,路線(xiàn)全長(cháng)1862.438m,紅線(xiàn)寬度36m,設計速度40km/h。道路沿線(xiàn)主要為村莊及待開(kāi)發(fā)用地,道路用地主要包括農民的居住用地、耕地、菜地、苗圃、山丘、林地和魚(yú)蝦塘等等,局部地段有嶺地、河流、石化管線(xiàn)及高壓線(xiàn)穿過(guò),既有建筑物較多,類(lèi)型包括民宅、祠堂、學(xué)校等,且與G325、S280、海洋大道及多條村道等既有道路存在多次交叉。
智城一路為避開(kāi)K1+110處的民宅,采用了壓縮人行道、非機動(dòng)車(chē)道及側綠化帶的方法,為避開(kāi)K0+660處建筑物、K1+400~K1+900處茂名第一中學(xué)及茂名職業(yè)技術(shù)學(xué)院圍墻、K2+380~K2+580處村莊、K3+500~K3+800處村莊、K4+200~K4+300處村莊、接順K4+930處現狀新湖路及終點(diǎn)處325國道預留路口位置,共設置了7個(gè)轉點(diǎn),具體的平曲線(xiàn)參數如下表所示:
智城一路設計速度為60km/h,根據《城市道路路線(xiàn)設計規范》,有兩點(diǎn)要求需要注意:一是同向圓曲線(xiàn)間最小直線(xiàn)長(cháng)度(以m計)不宜小于設計速度(以km/h計)數值的6倍,反向圓曲線(xiàn)間最小直線(xiàn)長(cháng)度(以m計)不宜小于設計速度(以km/h計)數值的2倍;二是道路中心線(xiàn)轉角α小于或等于7°時(shí),平曲線(xiàn)最小長(cháng)度為700/α(當α小于2°時(shí)按2°計)。由上表可知,智城一路平面線(xiàn)形符合以上要求。
但實(shí)際工作中,常出現道路設計速度大于或等于60km/h時(shí)曲線(xiàn)間直線(xiàn)最小長(cháng)度不滿(mǎn)足規范要求或在道路設計速度小于60km/h時(shí)為提高線(xiàn)形平順性的情況,在此時(shí)宜設置S形或C形曲線(xiàn),如海寧街,為避開(kāi)K1+045處的祠堂,便設置了S形曲線(xiàn),具體的平曲線(xiàn)參數如下表所示:
S形曲線(xiàn)是指兩個(gè)反向圓曲線(xiàn)用兩段反向回旋線(xiàn)連接的組合形式。從行駛力學(xué)與線(xiàn)形協(xié)調、超高過(guò)渡考慮,S形曲線(xiàn)相鄰兩回旋線(xiàn)參數A1和A2宜相等,當采用不等參數時(shí),A1與A2之比應小于2.0,有條件時(shí)以小于1.5為宜;S形曲線(xiàn)的兩個(gè)反向回旋線(xiàn)以徑相連接為宜;兩圓曲線(xiàn)半徑R1與R2之比不宜過(guò)大,以小于3為宜。
C形曲線(xiàn)是指兩同向回旋線(xiàn)在曲率為零處徑相連接的組合形式。C形曲線(xiàn)兩個(gè)回旋線(xiàn)參數可相等,也可不相等。C形曲線(xiàn)連接處的曲率為零,即R=∞,相當于兩基本型同向曲線(xiàn)間直線(xiàn)長(cháng)度為零。
此外,還有卵形曲線(xiàn)、凸形曲線(xiàn)、復合形曲線(xiàn)、回頭形曲線(xiàn)。
卵形曲線(xiàn)是指用一個(gè)回旋線(xiàn)連接兩個(gè)同向圓曲線(xiàn)的組合形式。卵形曲線(xiàn)公用回旋線(xiàn)的參數A宜在小圓半徑R2的0.5~1倍范圍內,兩圓曲線(xiàn)半徑之比宜滿(mǎn)R2/R1=0.2~0.8,兩圓曲線(xiàn)的間距以D/R2=0.003~0.03為宜(D為兩圓曲線(xiàn)間的最小間距)卵形曲線(xiàn)的回旋線(xiàn)不是從原點(diǎn)開(kāi)始的完整回旋線(xiàn),而是使用曲率從1/R1到1/R2這一段的不完整回旋線(xiàn)。
凸形曲線(xiàn)是指兩個(gè)同向回旋線(xiàn)間不插入圓曲線(xiàn)而徑相連接的組合形式。凸形曲線(xiàn)的回旋線(xiàn)參數及其連接點(diǎn)的曲率半徑,應分別符合最小回旋線(xiàn)參數和圓曲線(xiàn)最小半徑的規定。連接點(diǎn)附近最小0.3v(以m計;其中v為設計速度,以km/m計)的長(cháng)度范圍內,應保持以連接點(diǎn)曲率半徑確定的超高(或路拱)橫坡度。
復合形曲線(xiàn)是指兩個(gè)以上的同向回旋線(xiàn)在曲率相等處相互連接的組合形式。復合形曲線(xiàn)的回旋線(xiàn),其曲率半徑和參數是變化的,駕駛員需變更速度和反向,以適應變化的回旋線(xiàn),,為避免對駕駛操作不利,相鄰回旋線(xiàn)參數之比宜小于1.5。
回頭形曲線(xiàn)是指山區道路為克服高差,在同一坡面上轉角接近或大于180°,由主曲線(xiàn)和輔曲線(xiàn)組成的組合形式?;仡^曲線(xiàn)的上線(xiàn)一般應設輔曲線(xiàn),以免出現長(cháng)直下坡接小半徑平曲線(xiàn)的不安全組合;下線(xiàn)輔曲線(xiàn)可設可不設。主曲線(xiàn)與輔曲線(xiàn)間可設直線(xiàn)段,也可不設。主、輔曲線(xiàn)可以是反向曲線(xiàn)或同向曲線(xiàn),根據地形條件確定。上線(xiàn)輔曲線(xiàn)半徑與主曲線(xiàn)半徑比值不宜大于2.0。兩相鄰回頭曲線(xiàn)間應盡可能拉開(kāi)距離。
另外,當條件限制嚴重,不得已需要設置加寬時(shí),在紅線(xiàn)寬度限制嚴重的路段,可取略大于規定需加寬對應半徑值的圓曲線(xiàn)半徑,以規避或減小加寬值,節約用地。
3結語(yǔ)
通過(guò)以上分析,作為道路設計的靈魂,道路線(xiàn)形設計具有相當重要的意義,鑒于城市環(huán)境的復雜性,城市道路線(xiàn)形設計除了應像公路線(xiàn)形設計一樣要既符合相關(guān)技術(shù)標準又從交通安全和行駛舒適的角度加以重視外,還要結合項目具體實(shí)際和周邊實(shí)際情況,盡量適應協(xié)調地形和建筑物的變化,靈活選擇不同的平曲線(xiàn)設置形式,力求設計方案合理可行。
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