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市政道路设计

城市道路路线设计方法分析

新闻时间:2018-05-07 文章来源:未知 文章作者:ztcjjt

路线设计是道路设计的重点,平面线形设计又是其中的重中之重。城市道路设计公路设计基本原则一致,但重点、难点有诸多不同,本文根据城市道路设计的具体实践,结合相关设计案例对城市道路路线设计方法进行简要的分析,并提出了一些新的设计思路。仅供参考。
关键词:城市道路;线形设计

        前言
        道路线形是由直线和曲线连接而成的空间立体曲线,是道路的骨架,对行车安全、舒适、经济及道路服务水平、通行能力、工程造价有着重大影响。
        1道路线形设计理论的发展
        一开始,人们以汽车行驶要求为标准,用以指导道路线型设计,所制定的要求、指标都以保证汽车行驶的平顺性、稳定性为准。但影响交通安全的因素是多方面的,随着道路设计理论的发展,国内外对交通事故的研究从以关注人和车的因素为主向研究人、车、路等多因素综合考虑发展。前人通过对各种交通事故进行统计分析,发现多数交通事故与道路通行条件有直接或间接联系。其中前苏联学者分析了苏联境内I-V级公路上所发生的13000余起交通事故,结合对事故发生地的路况调查,得出了“不良道路条件的影响是70%的交通事故的直接或间接原因”的结论,至此,人们开始认识到道路线形设计除满足车辆行驶的物理学要求之外,还应满足驾驶员的心理和生理要求,这个阶段的设计理论,开始逐渐考虑人车及道路的互动作用。而随着我国城乡建设的快速发展,城市道路新建、改造项目日益增多,在对城市道路进行设计的过程中,往往会受到地形和城市建筑物的影响,如何尽量减少拆迁,便对道路线形设计提出了很高的要求。
        2城市道路设计原则及特殊性
        城市道路路线应根据城市总体规划、城市综合交通规划、市政专项规划等合理设置,其中平面设计应符合城市道路网规划、道路红线、道路功能,并应综合技术经济、土地利用、征地拆迁、文物保护、环境景观以及航道、水利、轨道等因素;应与地形地物、水文地质、地域气候、地下管线、排水等结合,与周围环境协调,并应符合各级道路的技术指标,满足线形连续、均衡的要求;应协调直线与平曲线的衔接,合理设置圆曲线、缓和曲线、超高、加宽等;应结合交通组织设计,合理布置交叉口、出入口、分隔带开口、公交停靠站、人行设施等。纵断面设计应参照城市竖向规划控制高程,并适应临街建筑立面布置,确保沿线范围地面水的排除;应根据道路等级,综合交通安全、建设期间的工程费用与运营期间的经济效益、节能减排、环保效益等因素,合理确定路面设计纵坡和设计高程,纵坡应平顺、视觉连续并与周围环境协调;应满足路基稳定、管线覆土、防洪排涝等要求。
        由此可见,城市道路设计与公路设计的难点存在着显著不同,其中很明显的一点在于城市道路周边控制性因素众多,往往需要在线形设计上进行妥协。
        以茂名水东湾高地智慧城路网一期工程EPC项目为例,浅谈市政道路线形设计茂名滨海新区位于粤西沿海中部、茂名市域的南部沿海、中心城区南侧,距离茂名中心城区15~20公里,是茂名市域未来最具活力和发展潜力的增长极核。水东湾新城位于茂名滨海新区南部,是其北部片区(石化产业基地、现金制造业及新兴产业基地)、南组团(水东湾新城)、东组团(临港产业区)三大板块“L”型发展格局的城市建设重心。在粤西振兴发展战略下,依托深水港集聚现代工业,依托滨海资源集聚服务功能,建设成为重化工业强市和滨海宜居城市,成为带动粤西发展的经济中心和服务中心之一。


        本次设计包括智城一路、智城五路、海宁街三条市政道路。智城一路为高地智慧城内南北走向的城市主干路,南起慧城三街,北至325国道,路线全长5198.815m,红线宽度40m,设计速度60km/h。智城五路为高地智慧城内南北走向的城市次干路,南起慧城三街,北至南海大道,路线全长2158.647m,红线宽度36m,设计速度50km/h。海宁街为高地智慧城内东西走向的城市次干路,西起智城一路,东至南海大道,路线全长1862.438m,红线宽度36m,设计速度40km/h。道路沿线主要为村庄及待开发用地,道路用地主要包括农民的居住用地、耕地、菜地、苗圃、山丘、林地和鱼虾塘等等,局部地段有岭地、河流、石化管线及高压线穿过,既有建筑物较多,类型包括民宅、祠堂、学校等,且与G325、S280、海洋大道及多条村道等既有道路存在多次交叉。
        智城一路为避开K1+110处的民宅,采用了压缩人行道、非机动车道及侧绿化带的方法,为避开K0+660处建筑物、K1+400~K1+900处茂名第一中学及茂名职业技术学院围墙、K2+380~K2+580处村庄、K3+500~K3+800处村庄、K4+200~K4+300处村庄、接顺K4+930处现状新湖路及终点处325国道预留路口位置,共设置了7个转点,具体的平曲线参数如下表所示:


        智城一路设计速度为60km/h,根据《城市道路路线设计规范》,有两点要求需要注意:一是同向圆曲线间最小直线长度(以m计)不宜小于设计速度(以km/h计)数值的6倍,反向圆曲线间最小直线长度(以m计)不宜小于设计速度(以km/h计)数值的2倍;二是道路中心线转角α小于或等于7°时,平曲线最小长度为700/α(当α小于2°时按2°计)。由上表可知,智城一路平面线形符合以上要求。
        但实际工作中,常出现道路设计速度大于或等于60km/h时曲线间直线最小长度不满足规范要求或在道路设计速度小于60km/h时为提高线形平顺性的情况,在此时宜设置S形或C形曲线,如海宁街,为避开K1+045处的祠堂,便设置了S形曲线,具体的平曲线参数如下表所示:
  

        S形曲线是指两个反向圆曲线用两段反向回旋线连接的组合形式。从行驶力学与线形协调、超高过渡考虑,S形曲线相邻两回旋线参数A1和A2宜相等,当采用不等参数时,A1与A2之比应小于2.0,有条件时以小于1.5为宜;S形曲线的两个反向回旋线以径相连接为宜;两圆曲线半径R1与R2之比不宜过大,以小于3为宜。
        C形曲线是指两同向回旋线在曲率为零处径相连接的组合形式。C形曲线两个回旋线参数可相等,也可不相等。C形曲线连接处的曲率为零,即R=∞,相当于两基本型同向曲线间直线长度为零。
        此外,还有卵形曲线、凸形曲线、复合形曲线、回头形曲线。
        卵形曲线是指用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合形式。卵形曲线公用回旋线的参数A宜在小圆半径R2的0.5~1倍范围内,两圆曲线半径之比宜满R2/R1=0.2~0.8,两圆曲线的间距以D/R2=0.003~0.03为宜(D为两圆曲线间的最小间距)卵形曲线的回旋线不是从原点开始的完整回旋线,而是使用曲率从1/R1到1/R2这一段的不完整回旋线。
        凸形曲线是指两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相连接的组合形式。凸形曲线的回旋线参数及其连接点的曲率半径,应分别符合最小回旋线参数和圆曲线最小半径的规定。连接点附近最小0.3v(以m计;其中v为设计速度,以km/m计)的长度范围内,应保持以连接点曲率半径确定的超高(或路拱)横坡度。
        复合形曲线是指两个以上的同向回旋线在曲率相等处相互连接的组合形式。复合形曲线的回旋线,其曲率半径和参数是变化的,驾驶员需变更速度和反向,以适应变化的回旋线,,为避免对驾驶操作不利,相邻回旋线参数之比宜小于1.5。
        回头形曲线是指山区道路为克服高差,在同一坡面上转角接近或大于180°,由主曲线和辅曲线组成的组合形式。回头曲线的上线一般应设辅曲线,以免出现长直下坡接小半径平曲线的不安全组合;下线辅曲线可设可不设。主曲线与辅曲线间可设直线段,也可不设。主、辅曲线可以是反向曲线或同向曲线,根据地形条件确定。上线辅曲线半径与主曲线半径比值不宜大于2.0。两相邻回头曲线间应尽可能拉开距离。
        另外,当条件限制严重,不得已需要设置加宽时,在红线宽度限制严重的路段,可取略大于规定需加宽对应半径值的圆曲线半径,以规避或减小加宽值,节约用地。
        3结语
        通过以上分析,作为道路设计的灵魂,道路线形设计具有相当重要的意义,鉴于城市环境的复杂性,城市道路线形设计除了应像公路线形设计一样要既符合相关技术标准又从交通安全和行驶舒适的角度加以重视外,还要结合项目具体实际和周边实际情况,尽量适应协调地形和建筑物的变化,灵活选择不同的平曲线设置形式,力求设计方案合理可行。

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