第6章-道路线形综合设计

城市道路定线道路线形综合处理特殊地段道路线形综合处理道路景观规划设计第六章道路线形综合设计第一节城市道路定线城市道路定线的意义城市道路定线的原则道路定线的远近期结合第一节城市道路定线一、城市道路定线的意义在总体规划阶段，根据城市自然地形地貌、用地功能分区和布局，初步确定干路的大致走向、平面主要转折点、干路交叉口的位置或方位坐标，并明确道路的功能性质、路幅宽度，一般称为道路网规划。在详细规划阶段，一般应进行道路红线设计。所谓红线设计，主要是根据道路网规划已大致确定的路线走向与道路性质、路幅，进一步确定道路走向、位置、主要控制标高、横断面组合布置以及主要交叉口和广场的平面安排等问题。此项工作通常在1:2000～1:5000现状地形图上进行。第一节城市道路定线所谓道路定线，就是在红线设计或初步设计（除红线设计内容外，还包括路面结构方案、沿线小桥涵造型以及其他构筑物的大致安排、工程量估算等）的基础上，结合细部地形、地质条件以及现状城市建设条件，综合考虑平、纵、横三方面的合理安排，确定道路的平面、竖向线形及其主要技术经济指标，并绘制平、纵断面设计图。它是道路技术设计的重要组成部分。道路定线对于城市建设和道路行车条件具有重要意义。它不仅要解决道路本身的工程、经济方面的问题，而且要充分考虑道路与周围环境、城市建设现状的配合以及道路景观等问题。道路定线除受城市自然地形、地质和地物以及城市建设现状的制约外，还受到技术标准、国家及城市建设政策、社会经济影响以及美学等因素制约。因此，要求设计人员必须具有广博的知识和熟练的定线技巧，通过多方案比较，才能选出理想的定线方案.第一节城市道路定线道路定线一般有纸上定线和实地定线两个阶段。初步设计通常采用纸上定线；技术设计则可采取纸上定线与实地定线相结合。纸上定线就是在较精确的大比例尺（一般为1:500～1:1000）城镇现状地形图上，根据道路网规划或红线设计拟定的路线走向、技术标准和路线起终点、主要中间控制点的方位坐标及标高，进行道路平、纵线形设计，从而为以后进行施工设计、测设放线提供依据。实地定线就是在纸上定线的基础上，通过现场勘测调整来确定路线。实地定线较纸上定线准确，因而对于重要的干路，特别是旧城区街道的改建或能获得的城镇地形图比例尺小，现状资料又不全时，均应实行纸上初步定线与实地勘测定线相结合。第一节城市道路定线二、城市道路定线的原则道路定线不仅仅是一项单纯的技术工作，要全面综合地考虑各方面的问题。定线的方法并没有固定格式可套用，需要在实践中反复推敲，以下仅提出一些基本原则和做法以供参考。1、因地制宜确定路线位置在城市中开辟一条新路或改建一条旧路，往往涉及到工程、经济、社会生活等各方面的复杂问题。因此要本着“因地制宜、节约用地、减少拆迁”的原则，在定线中注意节约宝贵的城市用地，尽量利用差地、劣地、少占农田。对旧城区，要本着“充分利用、逐渐改造”的方针，反对大拆大迁，乱拆乱建，不顾人民生活的恶劣倾向。第一节城市道路定线2、掌握好各项技术标准坚持“以人为本”的思想，既要满足现代城市机动车交通的要求，也要充分考虑行人、自行车和其他非机动车交通的要求，对道路弯道半径、道路宽度、纵坡度、视距等，都应掌握好各项技术标准；同时应考虑沿线地形、地物以及土壤、地质、水文等自然情况，尽量利用有利于道路的因素，避免不利因素。经反复比较，选出最经济合理的路线，满足交通对道路的各项要求。第一节城市道路定线3、正确选定平面和立面上的控制点（1）平面控制点在定线以前，需首先确定路线在平面和立面位置上必须经过的控制点，如：道路的起、终点及重要桥梁的位置、路线穿越铁路处、重要道路的交叉口、不能拆迁的重要建筑物、准备利用的原有路面、滨河路段等，都是平面上的控制点或控制段。重要桥梁的位置，往往对两岸的交通联系和交通量分布有很大影响，所以要首先确定。中、小桥的位置一般应服从路线。道路与铁路相交时最好正交，因其他原因不能正交时也不宜小于45°。在平交道口必须保证足够的视距，使司机在未到道口之前能观察到两侧火车的来临。只有在平面控制点或控制段明确后，才可能定出合理的平面线形。第一节城市道路定线（2）立面控制点在平面定线的同时，必须考虑到立面控制点对平面位置可能的影响。一条城市道路常受到许多相交道路、现状建筑物、地下管线工程设施的制约。因而要特别注意道路交叉口、街坊和桥梁等相关标高的平衡设计。路线的平面位置有时为了满足某一线段立面的高程控制需作必要的移动。因此，道路定线时，必须同时兼顾平面和立面的控制点。第一节城市道路定线实际工作中，确定道路控制点标高及各段纵坡并不能单纯按自然纵坡，它还受沿线两侧已有地物现状、工程地质、土壤性质以及街坊建筑群布局的影响；在旧城改造中，它还受已有干路交叉口处高程的制约。例如某市的一条连接市中心邮电大楼到客运火车站的主要交通干路，宽达60m以上，路线顺直开阔，但由于接近车站的局部地段过于迁就自然地形与相交环路的标高，导致在临近车站广场前出现一“驼峰”式的凸形转坡，既不利于行车视线，又封闭了街景。如右图：驼峰影响对景及视线情况第一节城市道路定线4、合理布设直线、弯道以及相互之间的衔接路线布设力求平顺，要使车辆能以平稳少变的车速行驶，若车速必须有变化时，也要力求变化徐缓。在平面线形上，影响车速平稳的主要因素是交叉口。城市道路上的交叉口较多，宜尽量利用交叉口使路线作必要的转折，以减少弯道。路线在交叉口处作较小的转折时（一般为3°～5°），可不作专门的弯道设计，仅需注意展宽的路口处理。在两个交叉口间的线段上，尽可能有较长的直线段。第一节城市道路定线5、全面综合地考虑其他因素除上述原则外，定线时还要综合考虑以下各种因素：（1）结合交通量调查资料，布设路线时要让最多的客货流量走最短捷的路线；（2）要适应和利用当地的地形、工程地质、水文地质等自然条件；（3）选择路线走向时，要考虑风向和日照的影响；（4）要考虑到为城市交通安全、绿化、排水以及各种地下管线等提供有利条件；（5）为城市及其所在地区将来发展留有余地。总之，道路定线必须根据具体情况，其处理原则和方法也要因时因地而异，要将纸上定线与实地定线结合起来，修正线形，完善设计。第一节城市道路定线三、道路定线的远近期结合城市是发展的，城市的交通运输在不断发展，交通的性质和组成也不断起着变化，道路也应具有不同时期的适应性。另外，由于经济条件和建设现状等因素的制约，可能使近期道路建设技术标准与远景规划标准有较大差距。这就要求道路规划设计必须考虑分期建设，统一规划设计，分期修建实施，既满足近期的使用要求，又能为向远期发展提供过渡条件。随着我国城市化进程的加快，城市近郊道路将不断延伸拓宽，其两侧用地亦将逐步建成新的小区、街坊，因此，在设计干路纵断面时，道路中心线标高不宜定得过高，招致填方过大。要预计远期道路两侧街坊建筑布置的要求，否则将影响街坊内雨水的排除，增大土方工程量，并给居民进出街坊带来不便。第一节城市道路定线在考虑道路定线的分期建设时，还应注意以下几方面：（1）近期修建道路应按远景规划所定线位和断面布置，并根据近期需要的车行道宽度、沿线建筑物的要求、街道分期建设计划等，决定修建永久断面的某一部分，其线形应按规划所定线形。如结合当前实际而有具体困难时，可提出方案建设修订规划。（2）近期修建道路需在规划断面内摆动时，应尽量减少位置变动，以利将来展宽。直线段尽量放长，并与永久中线平行。位置变动的过渡部分尽可能设在交叉口，路口处可处理成中心线相错的设计，以避免反向曲线，并可缩短过渡段长度。必须在路段上变动位置时，应结合交通安全及便于将来展宽，尽量缩短过渡段长度。第一节城市道路定线（3）改建街道时，应结合规划线位、断面、旧路线形、路面结构和纵横坡度、旧路杆线管缆布设情况、两侧原有房屋使用情况和密度以及道路使用情况，结合近期拟建道路的宽度、横坡、控制高程、路面结构等，充分考虑旧路利用以及展宽的方向（一侧或二侧）和幅度，以决定近期道路的线位和线形。（4）新辟街道应结合旧房情况、折迁数量及影响程度，尽量符合规划的线形线位，选择修建规划断面的某一部分（或全部）以利于街道的分期建设，逐步实现远期规划。必要时可提出方案，修订规划。（5）当路宽和路面结构为逐步实现远景规划布置时，纵断面高程和坡度应考虑与现状环境、近期要求和远景规划三者之间的适当结合。第二节道路线形综合处理平面和纵断面设计的各项几何技术指标按相应的技术标准规定选用后，尚不能保证道路线形设计必定很完美，重要的是还要结合地形、景观，从视觉方面进行平面线形和纵断面线形的协调。计算车速越高，道路等级越高，越应重视，并做到线形的连续，视觉上的良好,景观的协调和行车的安全舒适。对于混合交通的低等级道路或V40km／h的道路，应在保证行驶安全的前提下，做到各种线形要素(直线、圆曲线，回旋曲线，直线纵坡，竖曲线)之间的合理组合，尽量避免和减少不利的组合。第二节道路线形综合处理四种常见线形线型要素的各种基本组合示于下图。第二节道路线形综合处理1、平面直线与纵断面直线的组合平面直线与纵断面直线的组合有利于超车和城市道路管线的敷设。当两者长度均较大时，则公路线型的单调易使司机疲劳，一旦过多超速行驶会导致车祸。所以力求避免两种直线均长的情况，对于等级高的公路，就要靠道旁的绿化、自然景观与路两侧构筑设施来调节视线。2、平面直线与竖曲线的配合直线与凹曲线的配合有较好的视距、效果，但是凹曲线的长度则不宜过短，以避免产生突折感。如长直线内需设两个凹曲线时，则两曲线之间的直坡段不能太短，以免产生“虚设凸曲线的错觉”。长直线末端要避免插入凹曲线。第二节道路线形综合处理当凹形竖曲线设在距平曲线较远的直线上，且坡差较大而竖曲线半径较小时，驾驶员可能将前方坡段的坡率看得比实际陡，其错觉程度随坡差的增大及竖曲线半径的减小而加剧，特别严重时，还将导致动力撞坡，因车速过高而导致交通事故。因此设计中应尽量选择半径大于100倍V的竖曲线。直线与凸形竖曲线的配合，往往导致视距条件差及视觉的单调，连续可见长度随凸形竖曲线半径的减小而变短。连续可见长度过短时，将因视距不良或不足导致交通事故。事故率随平、竖曲线半径的减小而增大。其平曲线左弯比右弯更不利。当凸形竖曲线设在“S”形反向弯道的拐点附近或夹直线很短的直线段上时，被遮蔽的平面线形与可见部分相反，比上述情况更易发生交通事故。所以设计中应注意避免。第二节道路线形综合处理3、平曲线与直线段的组合在等级低的公路常见一个直坡段经过几个平曲线，设计中要避免暗弯。见右图，该处视距较差。改善的办法是加大平曲线半径，或者减小暗弯边坡高度，如能改暗弯为明弯，或用树木引导，则不致产生上述影响。（a）暗弯上坡（b）暗弯下坡平曲线与直坡段的组合第二节道路线形综合处理4、平面曲线与竖曲线的组合（1）为判别平纵线形组合的优劣，可利用曲率图及坡度图，其判定点就是比较曲率图上的零点和坡度图上的零点。如下图所示，在线形图上表示的曲率零点和坡度的零点处于同一位置或几乎处于同一位置是一种不好的组合。这两种线型的零点一致，可以明显看出排水有问题。右图点A和B在纵面线形顶部与平面线形弯曲点重合时，不仅视线没有诱导，排水也发生困难。在点C上，平面线形的弯曲点与纵面线形的凹处一致，虽然没有视线诱导上的问题，但排水却也成问题。线形图的零点一致的情况——不好的组合第二节道路线形综合处理与上述相反，下图所示曲率图的零点与坡度图的零点交错，遵守平曲线和竖曲线重合的线形设计原则，可得到良好的立体线形。因此，利用线形图上零点是否交错，是判别平纵组合是否协调的有效方法。线形图的零点交错布置，形成平曲线和竖曲线重合的理想组合第二节道路线形综合处理（2）平竖曲线半径值要配合适当平、竖曲线重合的线型并不是在任何情况下均有满意的效果。实践表明“竖包平”的组合效果最差。所以还应分析两者半径的大小：当平曲线半径在1000m以下时，竖曲线半径宜为平曲线半径的10—20倍，此时可获得视觉与工程费用经济的平衡，由德国的经验公式：时：实践表明，当，即直线时，无论R竖值多大，这种组合在路段上呈