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中鐵城際公路設計院分享各級公路設計參數!
平面設計中采用小轉角、大半徑圓曲線一般均屬條件限制不得已而為之。小轉角設置大半徑圓曲線系曲線長度規定所致,否則路容將出現扭折,還會引起曲率看上去比實際大得多的錯覺。鑒于小轉角的不利的一面,對其使用還存在不同的看法,并把7°-10°轉角亦歸于小轉角之列,要求少用。
以7°作為引起駕駛者錯覺的臨界角度也只是一種經驗值,因為通過選擇合適的圓曲線半徑,或設置足夠的長度的曲線可以改善視覺效果,這才提出小轉角的最小曲線長度的限制問題。
駕駛者在大半徑圓曲線上行駛時,方向盤幾乎與直線上一樣無須調整。當圓曲線半徑大于9 000m時,視線集中的300-600m范圍內的視覺效果同直線沒有區別,因此圓曲線半徑不宜過大。
回旋線過長,超高漸變率過小,將導致曲線段路面排水不暢。因此應按排水要求的最小坡率0.3%計,故規定超高漸變率不得小于0.3%,即1/330。
僅規定“直線的長度不宜過長”,給設計人員留下空間去作分析、判斷,以使設計更加符合實際。
如日本、德國規定直線最大長度不宜超過設計速度的20倍,即72s行程;西班牙規定不宜超過80%的設計速度的90s行程;法國認為長直線宜采用半徑5000m以上的圓曲線代替;
《標準》(2003)規定的圓曲線最小半徑“極限值”系在超高最大值為8%時經計算調整的取值。
(1)回旋線長度最小按3s行程計。
(2)小圓曲線的回旋線內移值按行駛力學上要求的小于10cm計。
本規范規定復曲線間回旋線的省略,以設緩和曲線兩圓位移差小于0.10m為條件。理由是從一個圓曲線過渡到另一個圓曲線,駕駛者在方向盤操作上,比從直線過渡到圓曲線困難;設計速度大于或等于80km/h時,大圓半徑與小圓半徑之比,仍規定小于1.5時可省略回旋線,較澳大利亞推薦的半徑比1.3有所提高。理由是只要滿足半徑比小于1.5,即能保證內移差不超過0.10m,同時半徑比加大有利于復曲線半徑組合的選擇。
根據為修訂《標準》(97)而立項的《公路橫向力系數》專題研究結論,并參考美國及澳大利亞的經驗,本規范規定高速公路、一級公路最大超高值為8%和10%,正常情況下采用8%;對設計速度高,或經驗算運行速度高的路段宜采用10%。二、三、四級公路限定最大超高為8%是適宜的。但對于積雪冰凍地區,考慮我國以貨車為主的特點,限定最大超高為6%比較安全。
回旋線過長,超高漸變率過小,將導致曲線段路面排水不暢。因此應按排水要求的最小坡率0.3%計,故規定超高漸變率不得小于0.3%,即1/330。
表7-1 潮濕狀態下的停車視距
設計速度
(km/h) |
行駛速度
(km/h) |
f1 |
計算值
(m) |
規定值 |
120 | 102 | 0.29 | 212.0 | 210 |
100 | 85 | 0.30 | 153.70 | 160 |
80 | 68 | 0.31 | 105.90 | 110 |
60 | 54 | 0.33 | 73.2 | 75 |
40 | 36 | 0.38 | 38.3 | 40 |
30 | 30 | 0.44 | 28.9 | 30 |
20 | 20 | 0.44 | 17.3 | 20 |
雙向行駛的二、三、四級公路按相向的兩輛汽車會車同時制動停車的視距考慮,所以
會車視距應不小于停車視距的2倍。當受地形限制,無法保證會車視距時,允許采用停車視距,但該路段應采取劃線等實施分道行駛。
7.9.3 貨車存在空載時制動性能差、軸間荷載難以保證均勻分布、一條軸側滑會引發
其他車軸失穩、半掛車鉸接剎車不靈等現象。盡管貨車駕駛者因眼睛位置高,比小客車駕
駛者看得更遠,但仍需要比小客車更長的停車視距。
本次修訂,貨車停車視距的眼高規定為2.00m,物高規定為0.10m,并規定對下列相
關路段進行視距檢驗:
(1)減速車道及出口端部;
(2)主線下坡路段且縱面豎曲線半徑小于一般值的路段;
(3)主線分、匯流處,車道數減少,且該處縱面豎曲線半徑小于一般值的路段;
(4)要求保證視距的圓曲線內側,當圓曲線半徑小于2倍“一般值”或路塹邊坡陡于1:1.5的路段;
(5)公路與公路、公路與鐵路平面交叉附近。
位于市鎮附近及混合交通量大的路段,橋上和引道的縱坡還應考慮非機動車的爬坡能力,故不宜過大。
所以當汽車交通量較大時,各級公路盡量采用較小的縱坡,對最大縱坡應慎用。
“坡長是指變坡點間的水平直線距離”,本次修訂,增列了二級公路設置爬坡車道規定。
以采用較小合成坡度8%為宜。應保證路面有0.3%-0.5%的合成坡度。
為確保安全,應對該路段的圓曲線半徑、超高、視距等采用運行速度進行檢驗。選用大半徑的圓曲線時,也應持謹慎的態度。
縱面線形的駝峰、暗凹、跳躍、斷背和折曲等會造成駕駛者視覺的中斷,因此,應予以避免。
豎曲線設計的要求
縱面線形的優劣很大程度上取決于豎曲線半徑的大小。選用本規范條文中大于表9.3.4所列的豎曲線半徑,有利于獲得視覺良好的線形。《標準》(2003)中給出豎曲線最小半徑的“一般值”和“極限值”是滿足停車視距所需的最小半徑。
豎曲線長度太短,汽車行駛時會感到不適或視覺上存在問題。對于凹形豎曲線,如果半徑較小,兩個同向凹形豎曲線間存在直線坡段時,在視覺上會產生斷背的感覺。對于反向豎曲線,豎曲線半徑較小時,汽車從凹(凸)形豎曲線駛向凸(凹)形豎曲線,當離心力加速度的變化值大于0.5m/s2時,應在反向豎曲線間設置直坡段。
平、縱線形組合設計的原則為“相互對應”,且平曲線稍長于豎曲線,即所謂的“平包豎”。國內、外研究資料表明,當平曲線半徑小于2000m、豎曲線半徑小于15 000m時,平、豎曲線的相互對應對線形組合顯得十分重要;隨著平、豎曲線半徑的增大,其影響逐漸減小;當平曲線半徑大于6000m、豎曲線半徑為25000m時,對線形的影響就顯得不敏感了。因此,線形設計的“相互對應,且平包豎”的設計原則需視平、豎曲線的半徑而掌握其對應、符合的程度。
橋梁、橋頭引道與路線銜接必須舒順才能滿足行車與安全的要求。
橋梁、橋頭引道與路線的線形連續、均衡;而特殊大橋則應盡量順直,以方便橋梁結構設計。
由于線形與環境景觀的不良配合,會給駕駛者造成精神壓力或因錯覺引發交通事故。線形與環境景觀的協調設計首先要考慮交通安全。
規定平面交叉的銳角不應小于70°,在特殊情況下可到60°。
一般公路上行駛的車輛有各種客車、貨車和鉸接式掛車。轉彎設計中應采用其中尺寸較大的掛車,即《標準》(2003)中規定的總長為16m的“鞍式列車”作為設計車型。偶爾有超長車通行的交叉,用上述設計車型控制設計時,由于路幅有一定余寬,因而一般情況下能滿足超長車以很慢的速度行駛時所循行跡的要求。對于轉彎角度大(>90°)和半徑小、路幅窄的曲線,應對超長車的通行作適當修正,如減緩路緣曲線和增設或加寬鋪面路肩。增設或加寬鋪面路肩后,路緣線仍保持不變。
公路與公路互通式立體交叉的最小間距仍維持4km的規定。
為使駕駛者及時發現互通式立體交叉的出口,按規定行跡駛離主線,從而防止誤行,避免撞及分流鼻,保證行駛安全,互通式立體交叉的引道上應保證對出口位置的判斷視距(其物高為0),這一視距應為“識別視距”。只有在條件受限時方能采用1.25倍的停車視距。本次修訂,將保證識別視距作為首先考慮的要求,這與《路規》(94)有所區別。
判斷出口時,駕駛者應看到分流鼻端的標線,故物高為0。對此,在確定凸曲線半徑時應注意。
路與鐵路立體交叉范圍內存在的主要問題是平、縱面線形和視距問題。其視距必須滿足停車視距的要求。公路、鐵路在交叉范圍內路線以直線為宜,交角也宜盡量正交。必須斜交時,其銳角應不小于70°;受地形條件或其他特殊情況限制時,應不小于60°。
相對于相交公路的路基寬度,道口鋪砌寬度和公路行道寬度不得縮減。主要是考慮到縮減斷面寬度,對于汽車與其他機動車、非機動車和行人通過道口的安全不利。即在對向同時有汽車,或道口上有性能差的機動車、非機動車占道時,應保證雙向交通正常安全運行。對于公路交通量大的設置看守道口,道口處的公路斷面應適當增寬。
一二級公路上行駛的拖拉機按路側干擾因素計
三 四級公路上行駛的拖拉機每輛折算為4 輛小客車
二級公路作為干線公路時設計速度宜采用 80km/h
二級公路作為集散公路時混合交通量較大平面交叉間距較小的路段設計速度宜采用
60km/h
一二級公路設計路段不宜小于10km
一條公路應采用同一凈高高速公路,一級公路二級公路的凈高應為5.00m 三級公路
四級公路的凈高應為4.50m
高速公路一級公路以及二級公路的連續上坡路段當通行能力運行安全受到影響時應
設置爬坡車道爬坡車道寬度應為3.50m
各級 公 路 路 基 寬 度
二 級 公 路 三 級 公 路 四 級 公 路
設計速度(km/h) 80 60 40 30 20
車道數 2 2 2 2 2 或1
路基寬度一般 12.00 10.00 8.50 7.50
最小值 10.00 8.50
各級公路路基寬度為車道寬度與路肩寬度之和當設有中間帶加減速車道爬坡車道緊急停車帶錯車道等時應計入這些部分的寬度
2 二級公路因交通量交通組成等需設置慢車道的路段設計速度為80km/h 時其路基寬度可采用15.0m 設計速度為60km/h 時可采用12.0m
表 3.0.12-2 二三四級公路停車視距會車視距與超車視距
設 計 速 度 km/h 80 60 40 30 20
停車 視 距 m 110 75 40 30 20
會車 視 距 m 220 150 80 60 40
超車 視 距 (m) 550 350 200 150 100
雙車道公路應間隔設置具有超車視距的路段
直線的最大與最小長度應有所限制一條公路的直線與曲線的長度設計應合理表3.0.14 圓曲 線 最 小 半 徑
設計速度 km/h 120 100 80
60 40 30 20
一般 值 (m) 1000 700 400 200 100 65 30
極 限 值 m 650 400 250 125 60 30 15
不設超最小半徑m
高路拱≤2.0% 5500 4000 2500 1500 600 350 150
路拱>2.0% 7500 5250 3350 1900 800 450 200
直線與小于表3.0.14 所列不設超高的圓曲線最小半徑相銜接處應設置回旋線回旋線參數
及其長度應根據線形設計以及對安全視覺景觀等的要求選用較大的數值
最大縱坡應符合表3.0.16 規定
表3.0.16 最大 縱 坡
設計速度(km/h) 120 100 80 60 40 30 20
最大縱坡(%) 3 4 5 6 7 8 9
表3.0.17-1 最小 坡 長
設 計 速 度(km/h) 120 100 80 60 40 30 20
最小 坡 長(m) 300 250 200 150 120 100 60
表 3.0.17-2 不同 縱 坡 最 大 坡 長
設計
速度
(km/
h)
最大坡長(m)
縱坡坡度(%)
120 100 80 60 40 30 20
3 900 1000 1100 1200
4 700 800 900 1000 1100 1100 1200
5 600 700 800 900 900 1000
6 500 600 700 700 800
7 500 500 600
8 300 300 400
9 200 300
10 200
橋上縱坡不宜大于 4% 橋頭引道縱坡不宜大于5%
平面交叉右轉彎車道的設計速度不宜大于 40km/h 左轉彎車道的設計速度不宜大于
20km/h
架空送電線路與公路相交叉時宜為正交必須斜交時應大于45
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