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城市道路设计

五、城市道路设计

城市道路设计的内容包括：

路线设计、交叉口设计、道路附属设施设计、路面设计和交通管理设施设计等五个部分。

其中道路选线、道路横断面组合、道路交叉口选型等都是城市总体规划和详细规划的重要内容。

城市规划工作者必须掌握城市道路设计的基本知识和技能。

（一）城市道路的设计原则

1.城市道路的设计必须在城市规划、特别是土地使用规划和道路系统规划的指导下进行。

必要时，可以提出局部修改规划的道路走向、横断面形式、道路红线等建议，经批准后进行设计；

2.要求在经济、合理的条件下，考虑道路建设的远近结合、分期发展，避免不符合规划的临时性建设；

3.要求满足交通量在一定时期内的发展要求；

4.综合考虑道路的平面线形、纵断面线形、横断面布置、道路交叉口、各种道路极限标难。

（二）城市道路的设计步骤

1.资料准备

进行城市道路附属设施、路面类型，满足行人及各种车辆行驶的技术要求；

（1）设计时应同时兼顾道路两侧城市用地、房屋建筑和各种工程管线设施的高程及功能要求，与周围环境协调，创造好的街道景观；

（2）合理使用各项技术标准，尽可能采用较高的线形技术标准。

设计需要准备下列资料：

①城市规划确定的道路性质和控制性要求资料；

②道路沿线的地质资料、水文资料和气象资料；

③道路沿线现状地形图，其比例按平面图设计要求；

④现状道路交通量资料和规划交通量资料。

2.测设定线

（1）先在现状地形图上（或较小比例地形图上）按照规划给定的控制坐标及红线、横断面等，初步确定道路的走向及平面布置；

（2）现场测设道路中心线，并按照道路中心线测量原地面的纵断面和横断面。

3.综合进行路基路面设计和道路平面、纵断面和横断面的设计，以及附属设施设计。

4.完成设计文件，包括：

·设计说明书；

·道路设计资料（现状及设计计算资料）；

·道路设计图：

平面设计图（含横断面）、纵断面设计图、交叉口设计图、道路附属设施设计图（或选用标准图）；

·施工横断面图及土方平衡表。

（三）城市道路路线设计

城市道路路线设计包括横断面设计、平面设计和纵断面设计：

部分是综合考虑、协调进行设计的。

1.城市道路横断面设计

城市道路横断面是指垂直于道路中心线的剖面。

道路横断面的规划宽度又称为路幅宽度，即规划红线间的道路用地总宽度。

城市道路横断面由车行道（机动车道和非机动车道）、人行道、绿带和分隔带四部分组成，如图8-8所示。

图8-8城市道路横断面组成

城市郊区道路一般属公路型，其横断面由路面（车行道）、路肩（人行道）和边沟（排水沟）三部分组成，如图8-9所示。

图8-9城市郊区道路（公路型）横断面组成

横断面设计就是根据城市规划确定的道路的性质、功能要求和规划交通量，合理确定道路各组成部分的相互位置、宽度和高差。

通常先确定道路的标准横断面，在特殊地段要结合平面和纵断面设计进行调整和补充。

1）机动车道设计

不同类型的机动车有不同的净空要求，在机动车道设计时，要根据不同的交通组织确定机动车道的具体尺寸。

一般来说：

①各类机动车混合行驶时，考虑最宽的净空要求，即每条车道宽3.5-3.75m；

②各类机动车分道行驶时，每条小客车道宽3.5m，其他车型车道当V＜40km／h时宽3.5m，当Y＞40km／h时宽3.75m；

③停车道宽3.0m。

一条道路的机动车道需要多少条车道，取决于规划的要求及交通量的要求。

根据规划可以确定交通组织的方式，是否需要停车道，以及由于建筑艺术、城市景观或政治国防等特殊要求所需要的路宽，如游行、临时起降飞机及与高层建筑相适应的开敞街道等。

根据交通量要求，机动车道的通行能力必须适应一定时期交通量的发展。

由于一条车道的通行能力又决定于车型、车速、服务水平、交叉口折减、坡度折减等，计算比较复杂，实际应用时，各国都在规范中给出一定的规定值或参考值。

我国一般推荐的一条车道的通行能力值如表8-3所示：

表8-3一条机动车道的通行能力推荐值

车辆类型

小客车

载重汽车

公共汽车

混合汽车

每小时最大通行车辆数

500～1000

300～600

50～60

400

一般从合理组织交通的观点考虑，城市道路机动车道的行驶车道不宜大于（双向）4条车道。

如果一条道路的交通量需要多于6条的行驶车道，与其盲目加宽道路，不如调整交通组织，加大道路网密度，开辟平行道路分散文通量更为经济合理。

2）非机动车道设计

非机动车车型复杂、车速相差很大。

当非机动车与机动车7昆行时，非机动车道经常受到机动车、特别是公共交通车辆停靠的干扰，非机动车也常驶入机动车道。

因此，非机动车道的设计需考虑各种情况的组合，根据组合情况选定非机动车道的宽度。

常见的组合情况如表8-4所示。

表8-4非机动车道车型组合情况表

组合类型

自行车

/辆

三轮车

/辆

兽力车

/辆

板车

/辆

公共汽车停站/辆

总宽

独立设置非机动车道

3～5（6）

（1）

4～6（7）

4.5

5.5

机非混行时的非机动车道

（1）

4.0

5.5

我国城市中兽力车和板车的货运日渐被机动车辆所取代，非机动车道逐渐成为主要行驶自行车的车道。

非机动车道的横断面设计可以按自行车带的标准进行设计，一条自行车带的通行能力在平原城市可选用1000辆/h，地形起伏大的城市可选用500辆/h。

依此，根据规划交通量确定所需要的自行车带的条数和白行车道的宽度。

但是，由于近年来城市货运三轮车的增加，单向非机动车道的宽度以不小于4.5m为宜。

3）分隔带、绿带与人行道设计

（1）分隔带

分隔带是为保证行车安全而设置的起分隔车道和导流作用的用地空间，活动式的隔离设施（如混凝土墩柱、铁制柱链、栅栏等）也可起到同样的作用。

分隔带常与绿化带结合布置。

通常分隔带的宽度为1.5-2.5m，除为远期发展预留备用地之外，一般城市道路分隔带不宜大于4-6m，宽度不宜小于2m。

分隔带的绿化应以花草和低矮灌木为主，交通性干道的中央分隔带和导向分隔带不允许种植高大乔木，也不宜布置灯柱、电杆。

机动车与非机动车分隔带种植的乔木不得过密，过密种植的乔木会影响机动车司机的视线，容易发生交通事故。

（2）绿化带与人行道

绿化带常与人行道组合布置。

道路绿化带既是整个城市绿地系统的重要组成部分，又是为步行、车行交通创造良好环境及分隔交通的重要手段。

道路绿化带的宽度一般占道路总宽的l5％-30％为宜。

绿化带的种植及宽度要求已在城市绿地规划中有所论述，这里不再重复。

人行道上的绿带和树穴的最小尺寸为1.25m。

人行道的宽度可根据步行交通量确定。

在城市没有详细步行交通规划时，可参照表8—5确定人行道的宽度。

表8-5人行道宽度选用参考表

一般道路

全市性生活干道

大型公共设施附近

一条步行带宽度/m

常用人行道铺砌宽度/m

0.75

2.5～3.0

0.85

4.5～6.0

1.0

6.0～10.0

注：

人行道模数为0.25m，常用人行道方砖尺寸为0.25×0.25m（包括灰缝）。

绿化带和人行道的布置形式一般有四种，如图8-10所示：

图8-10绿化带与人行道组合形式

人行道与绿化带组合设计时，可先按步行量确定人行道的宽度，其余的做绿带。

如果车行道的交通量较大，可以沿车行道布置较宽的绿带，如果交通量较小，则尽可能在靠近红线的一边布置较宽的绿带，或布置多条绿带。

人行道和绿化带的宽度还必须满足埋没地上、地下管线的宽度要求。

在南方炎热多雨的城市以及一些旧城狭窄街道的改建中，常在临街建筑的底层设置骑楼式人行道（图8-11）以利于行人躲避雨淋日晒和拓宽旧有的狭窄道路。

图8-11骑楼式人行道

（3）郊区道路路肩及边沟

郊区道路路肩兼有保护路面、人行、绿化、停车、避让的作用。

每侧路肩宽度一般不小于1．5m。

路肩及排水边沟的标准横断面如图8-12a。

图8-12

国外一些城市近郊道路的边坡由若干个缓坡组合而成，坡度不少于1：

5，路旁的边坡铺上石块、种植草皮，连同自然地形融为一体，不但有利于车行安全、而且可以取得好的景观效果，如图8-12b。

1）道路路缘石、横坡和路拱设计

（1）路缘石

道路铺筑部分两侧边缘常设置路缘石。

车行道路缘石又称道牙路牙，分侧石（立道牙、又称I型路牙）和平石（平道牙）两种。

一般道形侧石高度为12-18cm、标准采用15cm。

在居住区或郊区道路、工厂内部道路，可以将路缘石与路面基本做平，遇特殊情况时可以利用路面外的地面调剂行车宽度，也利于自然排水。

平石宽度一般为30cm。

在一些城市也有将侧石、平石连在一起呈L形，又称L型路牙。

每块路线石长度一般为50cm。

各类预制混凝土路缘石的断面尺寸如图8-13所示。

图8-13各种混凝土路缘石断面（尺寸单位；cm）

（2）横坡

道路车行道、人行道、绿化带、分隔带为自然排水，均设置横向坡度称为横坡。

横坡的大小主要取决于铺筑的材料、纵坡和铺筑宽度。

纵坡越大，横坡可以减少；铺筑宽度越大，横坡越需加大。

各种路面及道路组成部分的横坡如表8—6所示。

表8—6道路横坡参考值

车行道

铺砌人行道

绿化带

分隔带

广场、

停车场

郊区道路路肩

高级路面

次高级路面

中低级路面

横坡

1.0%～2.0%

1.5%～2.0%

2.0%～3.0%

1.0%～2.0%

0。

5%～1.0%

随路拱

0.5%～1.5%

2.5%～3.5%

（3）路拱

车行道横断面常采用双向坡面、由路中央向两边倾斜，形成路拱车行道路拱形式有四种：

a．直线形（图8.14）

计算公式：

y=x·i

式中：

y——纵距，cm；

x——横距，cm；

i——设计路面横破，以小数计。

图8-14直线形路拱

直线型路拱常用于水泥混凝土路面、顶制混凝土块路面、大块料石路面、停车场广场以及单向排水路面宽小于9m的较窄道路和设置超高的曲线路段。

在较宽的水泥混凝土路面中亦可采用不同坡度直线组成的折线形路拱。

b．抛物线形（图8-15）

图8-15抛物线形路拱

北京采用变方二次抛物线形路拱，计算公式：

式中：

B—路面宽度，cm;

n—抛物线方次，n=1.25—2.0

上海采用修正三次抛物线形路拱，计算公式：

式中：

h为路拱中心与路缘的高差，h＝Bi/2

抛物线形路拱常用于路面宽B＜20m，横坡i＜3％的道路

c.直线接抛物线形（图8-16）

图8-16直线形路拱

路拱中部为抛物线形，两边接直线形，计算公式：

曲线段y=（2n-1/Bn-1）xn

直线形y=yT+（x-xT）i

式中：

xT—直线与抛物线切点的横距，xT=B/2n1/（n-1）

yT—直线与抛物线切点的纵距，yT=（2n-1/Bn-1）xnT

直线接抛物线形路拱适用于各种宽度及横坡的路面，多用于超过20m宽的路面，外表平顺美观，排水效果较好。

d．直线接圆曲线形（图8-17）

图8-l7直线接圆曲线形路拱

路拱中部为圆曲线形，两边接直线形，计算公式：

曲线段y＝（xT-x）2/2R+xi-E

直线段y＝xi-E

式中：

xT为直线与圆曲线切点横距xT=K/2

K为圆曲线长度K=B/3

R为圆曲线半径R=K/2i

E为直线形路拱中心与圆曲线中心高差E=x2T/2R

直线接圆曲线形路拱适用于各种宽度及横坡的路面，多用于超过20m宽的路面，但路中心部分较平坦，排水效果不如直线接抛物线形。

道路车行道横坡的坡向一般由路中向路边倾斜，人行道和绿化带的横坡则采用直线形向路缘石方向倾斜。

具体布置道路横向坡度时，要根据两旁用地的高程及道路纵坡的要求，对横断面上各车行道的横坡坡向进行组合，保证道路两旁用地不被水淹。

5）道路横断面组合

城市道路横断面一般是对称布置的，在地形复杂的地段及有其他要求时可以不对称布置，如北方城市东西向道路的南侧人行道可以宽于北侧，以保证车行道上的冰雪能得到日照及时融化。

图8-18是几种不对称布置的横断面示例。

图8-18道路横断面不对称布置示例

城市各类道路的标准横断面形式示例如下：

（1）高速公路与城市快速路（图8-19），设计车速80-120km／h。

图8-19高速公路与城市快速路核断面（单位：

m）

图8-20全市性交通干道横断面（单位：

m）

图8-21全市性生活干道横断面（单位：

m）

图8-22交通性次干道横断面（单位：

m）

图8-23工业区干道横断面（单位：

m）

图8-24生活性次干道横断面（单位：

m）

图8-25一般道路横断面（单位：

m）

郊区道路基本上可分为两类：

一类与城市主要交通干道相连接的同级或高一级的道路，可参照城市主要交通于道（包括快速路）选定横断面；另一类可以按照公路的标难选择横断面，有条件时应尽可能加大路肩宽度。

我国国家规定的公路横断面标准见表8-7。

表8-7各级公路主要技术

等级

高速公路

一

二

三

四

计算行车车速/km/h

120

100

车道数

1或2

行车道宽度/m

2×15.0

2×11.25

2×7.5

2×7.0

2×7.5

9.0

7.0

6.0

3.5或6.0

中央分隔带宽度/m

一般值

3.0

2.0

1.5

底限值

2.0

1.5

左路缘带

宽度/m

一般值

0.75

0.5

底限值

0.5

0.25

硬路肩

宽度/m

一般值

3.25或3.5

3.0

2.75

2.5

3.0

2.5

底限值

3.0

2.75

2.5

1.5

2.75

1.5

上路肩

宽度/m

一般值

0.75

0.5

0.75

0.5

1.5

0.75

0.5或1.5

底限值

0.5

路基

宽度/m

一般值

42.5

35.0

27.5～28.0

26.0

24.5

22.5

25.5

22.5

12.0

8.5

7.5

6.5

底限值

40.5

33.0

25.5

24.5

23.0

20.0

24.0

20.0

17.0

4.5或7.0

停车视距/m

210

160

110

160

110

超车视距/m

550

200

350

150

200

100

极限最小

平曲线半径/m

650

400

250

125

400

125

250

125

不设超高

最小平曲线半径/m

5500

4000

2500

1500

4000

1500

2500

600

1500

350

600

150

最大纵坡

一般郊区道路至少保证有两条机动车道宽度的路面，有条件时可以布置三条车道或加宽路肩，以适应远期的发展。

位于有可能形成市区的地段的郊区道路，应为远期改建成城市型道路留有余地，主要是控制红线并按红线要求埋设管线和植树等。

6）横断面图的绘制

常用比例为水平方向1：

200或1：

100，垂直方向1：

100或1：

50.

（1）设计横断面

内容包括：

①适用范围（××桩号—××桩号）；

②各部分布置及尺寸、坡度、高差；

③路拱；·路面结构；

④地上、地下管线位置。

（2）施工横断面

按桩号分别在现状地面横断面上，依照设计高程套入设计横断面，标注土方填挖高程及原有的和设计的地下管线位置等。

2、城市道路平面设计

城市道路平面设计就是根据城市道路系统规划和详细规划（或城市用地的现状）确定道路中心线的具体位置（确定道路的直线、曲线线形，又称为“定线”）；按照标准横断面和道路两旁地形、用地、建筑、管线等要求，详细布置道路红线范围内道路各组成部分，包括道路排水设施（如雨水进水口）、城市公共交通停靠站台等其他设施和交通划线的布置（又称“平面布置”）在内；确定各路口、交叉口、桥涵的具体位置和设计标准、选型、控制尺寸等（另进行交叉口设计和桥涵设计）。

平面交叉口的平面设计一般绘入道路平面设计图中。

道路平面设计要同道路的横断面设计、纵断向设计、交叉口设计、排水管线设计、桥涵设计等结合进行。

1）道路平面曲线设计

道路平面曲线常采用圆曲线（图8-26）。

（1）平曲线要素

转点：

转角：

切线长：

曲线起点B．C，中点M．C，终点E．C

曲线长：

半径：

外距：

图8-26平曲线要素

各曲线要素关系：

可根据α和计算选定的R值，查阅圆曲线表得到T、L、E等要素；也可根据α和T（或量E）的要求，查表得到R，再进行验算确定。

（2）弯道半径选定

根据汽车在平曲线上行驶的力学分析。

考虑汽车在横向离心力作用下抗倾覆的平曲线最小半径：

式中：

——设计车速；

——路面横向摩阻系数；

——道路横坡。

汽车在曲线上行驶时，一般有较高的抗倾斜稳定性。

考虑车辆行驶的安全，主要应保证车辆横向滑移的稳定性，此时平曲线最小半径：

式中：

μ—横向力系数，反映乘客的舒适程度。

μ=0.10时，乘客不感到有曲线存在，感觉平稳；

μ=0.15时，乘客略感有曲线存在，感觉尚平稳；

μ=0.20时，乘客感到有曲线存在，略感觉不平稳；

μ=0.35时、乘客感到有曲线存在且不平稳；

μ=0.40时，乘客感到很不稳定，站立不住，有倾倒危险。

μ值大小与燃料的消耗和轮胎的磨耗合关。

当μ=0.1时，燃料消耗增加10％，轮胎磨耗增加1.2倍；当μ=0.15时，燃料消耗增加20％，轮胎磨耗增加2.9倍。

所以，综合考虑汽车运营的经济与乘客舒适程度的要求，μ以不超过0.1为宜。

道路平曲线半径主要取决于设计车速V。

同时要考虑地形、地物（建筑）所允许道路通过的（视距）空间条件，在满足这两个条件的情况下，一般尽可能选用较大的曲线半径。

平曲线半径选用参考值如表8—8所示。

表8—8城市道路平曲线半径建议值

平曲线半径

道路等级

主干道

次干道

住宅区街坊道路

最小平曲线半径/m*

150～250

70～100

40～60

不设超高的平曲线允许半径/m

500～1500

150～250

100～200

*须设超高或降低车速。

当R

125m时，R取值5的倍数；

当125m

150m时，R取值10的倍数；

当150m

500m时，R取值50的倍数；

当R>500m时，R取值100的倍数。

（3）超高

当平面弯道的设计受地形、地物限制，不能按照设计车速V、横向力系数／

和常规的横坡

选用适宜的曲线半径时，就必须改变道路横坡，以保证车辆行驶的安全。

一般常将道路外侧拾高，使道路横坡呈向内侧倾斜的单向横坡，称为超高（图8-27）。

图8-27平面弯道超高横坡变化

超高横坡度

道路设置超高后，需要有一个变坡的路段，称为超高缓和段（图8-28）。

超高缓和段长度

式中：

B——路面宽；

——由于超高而引起的道路外侧增加的纵坡（外缘纵坡与道路中心线纵坡之差），一般

0.5%～1.0%。

山区

2.0%。

图8-28平面弯道超高及缓和段

（4）弯道加宽

汽车在曲线上行驶时所占用的行车宽度比在直线路段上行驶的宽度大。

所以，对于圆曲线半径R≤250m的城市道路的曲线路段的车行道需要考虑加宽。

每条车道加宽值：

式中：

L为车身长；n条车道的加宽值为ne。

同样，道路加宽时需要设置加宽缓和段，其长度不小于10米。

同时设置超高时，通常加宽缓和段与超高缓和段合并设置，内侧增加宽度，外侧增加超高。

一般城市道路由于车速木高，同时考虑到沿街建筑布置和地下管线敷设的方便，应尽可能选用不设超高的曲线半径，也不考虑加宽。

超高和加宽可用于城市快速路、高速公路、山城道路和郊区道路（包括风景区道路）。

每条车道圆曲线加宽值如表8—9所示：

表8—9（a），每条车道团曲线加宽值

圆曲线半径/m

200～250

150～200

100～150

60～100

50～60

40～50

30～40

20～30

15～20

车型

小型汽车

普通汽车

铰接式汽车

0.28

0.40

0.45

0.30

0.45

0.55

0.32

0.60

0.75

0.35

0.70

0.95

0.39

0.90

1.25

0.40

1.00

1.50

0.45

1.30

1.90

0.60

1.80

2.80

0.70

2.40

2.50

表8—9（b）城市道路双车道路面加宽值

圆曲线半径/m

500～400

400～250

250～150

125～90

80～70

60～50

45～30

2e/m

0.5

0.6

0.75

1.0

1.25

1.5

1.8

2.0

2.2

（5）缓和曲线

在城市快速路、高速公路及一、二级公路设计中，为了避免行车时由于曲率的突然变化而引起的离心力的突变，需要在直线进入圆曲线之间设置符合汽车转向行驶实际轨迹，并使离心力逐渐增加的缓和曲线。

当设计速度大于40km／h时，常采用辐射螺旋线（或称回旋线）作为缓和曲线，其可变曲率半径：

式中：

——参数，取决于车速

和角速度

；

——缓和曲线长度，为保证乘客的舒适，常选用

实际使用时取5的倍数，有计算表可查。

（6）复曲线

道路平面设计中还会出现两段或三段曲线相接的情况。

对于不设超高的相邻曲线，一般允许直接衔接；设有超高时，两曲线之间应该设置改变超高的缓和段，反向曲线之间的缓和直线段长度不小于两曲线超高缓和段之和。

直接衔接的相邻曲线要尽可能避免选用相差一倍以上的曲线半径。

2）道路路段平面综合设计

常用比例为：

1：

500或1：

1000。

平面图绘制范围：

在城区一般要求超出红线两侧各20m，郊区约为道路中心线两侧各50m左右。

平面综合设计步骤如下：

（1）定线

将现场测设的道路中心线（直线和平曲线）用细点划线画在现状平面图上，标注中心线控制数据，如测量和设计控制点坐标、设计高程、桩号、平曲线各控制点及曲线要素等。

道路桩号一般采用公里桩，如1+250表示距起点1250m的

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