【交通运输】同济大学:道路规划与几何设计 6-10章.ppt
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1、道路规划与几何设计,同济大学交通运输学院,本章主要内容(2-3次课): 一、道路规划设计的程序(1) 二、路线方案选择(2) 三、道路选线要求和地形划分(2) 四、平原区选线(2) 五、山岭区道路选线(3) 六、丘陵区道路选线(3),第六章道路选线,设计任务:在道路规划起终点之间选择一条技术可行、经济合理、又能符合道路中心线的工作。,一、 道路规划设计工作的程序,路网规划,道路可行性研究,实地踏勘,初测与初步设计,定测与施工图设计,定测与施工图设计,技术设计,总体设计,1、路网规划,2、道路可行性研究和实地踏勘,3、总体设计,(1)路线走向的选择,(2)总体设计要点,(3)路线的控制点,(4)
2、公路景观设计,(5)公路环保设计,4、初测与初步设计,5、定测与施工图设计,6、技术设计,二、路线方案选择,1、路线基本走向的选择,2、路线方案选择,例1,3、路线方案选择的主要因素,例2,4、路线方案评价,三、道路选线要求和地形划分,1、选线原则,2、选线步骤,3、地形划分,四、平原区选线,1、主要特点,2、选线要点,不占或少占良田。农田的价值。避免斜穿大块农田,五、山岭区道路选线,1、主要特点,2、布线方式,沿溪线,3、选线原则,在S形河段腰部跨河。,在河弯附近跨河,在顺直河段跨行。,不同河谷地形选线,六、丘陵区道路选线,本章主要内容(2次课): 一、纸上定线(1) 二、实地定线(1) 三
3、、曲线定线方法(2) 四、航测及CAD(2),第七章道路定线,设计任务:在选线布局完成后的“走廊”内根据既定的技术标准和路线方案结合地形、地质条件,从平、纵、横三方面综合考虑具体的定出合理的路线。,一、纸上定线,适用情况,1.路线等级高,地形复杂的二阶段测设或纸上定线实地定线的一阶段测设。 2.有大比例尺地形图,基本步骤,1.定控制点,安排线位 2.放坡 工具圆规 原理:二维平面等高线 步骤 3.调整坡度线导向线 4.穿线交点(以点连线,以线交点) 5.量偏角(或计算) 6.敷设曲线 7.钉桩量距 8.纵断面高程读取 9.横断面读取,定控制点,安排线位,放坡,工具圆规 原理:二维平面等高线 步
4、骤,i,h,l,调整坡度线导向线,穿线交点(以点连线,以线交点),量偏角(或计算),敷设曲线,钉桩量距,纵断面高程读取,横断面读取,二、实地定线,适用情况,1.线位明确 2.路线等级不高的阶段测设。,基本步骤,1.分段安排路线根据选线结果定出控制点,逐段确定路线方案。 2.放坡 3.调整坡度线产生导向线 4.穿线交点,定出交角点(打木桩) 5.测角:测偏角测视距打转点 6.中桩:曲线设计中桩丈量钉桩曲线敷设 7.水准测量 8.横断面测量,分段安排路线,根据选线结果定出控制点,逐段确定路线方案,拟订路线轮廓方案。,放坡,控制坡度 按平均坡度放坡5.05.5%。对整个路线起控制作用。 放真坡:按真
5、实纵断面放坡。 放坡 工具花杆、手水准。10=1.75% 30=5.25% 2052=5%,i1,i2,h2,h1,放坡原理,放坡步骤,手水准定好角度-指挥另一人跑-插旗-得到导向线,放坡应注意几个问题,放坡者要有距离的概念和实地测定距离的能力。 测距法: a目估法 b用手水准读视距 c用花杆量距 d步测 放坡者要有线型的概念 a合成坡 b沟、山嘴的跨越 要根据地形、地质情况,长短坡、大小坡结合。,调整坡度线产生导向线,穿线交点,定出交角点,测角,打中桩,水准测量,纵断面设计,横断面测量,三、曲线定线方法,单交点曲线,复曲线,S曲线,C曲线,回头曲线,单交点曲线(元素计算),单交点曲线(元素计
6、算),带缓和曲线的平曲线中缓和曲线放样,带缓和曲线的平曲线中圆曲线放样,单交点曲线(坐标计算),复曲线(元素计算),复曲线(坐标计算),寻找M点(完整缓和曲线的起点),求出M点坐标和切线方向角,一切OK!,复曲线(坐标计算),寻找M点(完整缓和曲线的起点),同前类似,S曲线(坐标计算与元素计算),C曲线(坐标计算与元素计算),回头曲线的测设S曲线+单交(偏角180,虚交)+S曲线,四、航测及CAD,航测-DTM,CAD,1.双交点法 2.辅助三角形法,本章主要内容(2次课): 一、交叉口交通分析和设计原则(1) 二、交叉口的形式及其选择(1) 三、交叉口的交通组织设计(1) 四、平面交叉口的通
7、行能力(2) 五、交叉口的视距(2) 六、交叉口转角的缘石半径(2) 七、交叉口立面设计(2),第八章道路平面交叉口设计,设计任务:正确选择交叉口形式、确定各部分的几何尺寸,交通组织设计,验算视距,保证安全,立面设计,布置排水,第一节、交叉口交通分析和设计原则,一、交叉口的交通特征 1.车辆、行人在交叉口转换方向 2.机动车、非机动车和行人之间有交叉(汇合、冲突、交织) 3.车速变化很大 4.通行能力受限制 其中冲突点的存在是交叉口最大的问题 产生冲突点最多的是左转弯车辆 交叉口设计的最终目的:取消或减少冲突点和增加通行的能力 同一行驶方向的车辆向不同方向分离行驶的地点称为分流点;来自不同行驶
8、方向的车辆以较小的角度,向同一方向汇合行驶的地点称为合流点;来自不同行驶方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点称为冲突点。此三类交错点都存在相互尾撞、挤撞或碰撞的可能性,是影响交叉口行车速度、通行能力和发生交通事故的主要原因。其中,以直行与直行、左转与左转以及直行与左转车辆之间所产生的冲突点,对交通的干扰和行车的安全影响最大,其次是合流点,再次是分流点。因此,在交叉口设计时,应尽量采取措施减少冲突点和合流点,尤其要减少或消灭冲突点。,分析上述可得出以下两点结论: (1)在无交通管制的交叉口,都存在各种交错点。其数量是随相交道路条数的增加而显著增加,其中增加最快的是冲突点。因此,在规划和设计交叉口
9、时,应力求减少相交道路数量。 (2)产生冲突点最多的是左转弯车辆。四路交叉口若没有左转车流,则冲突点可由16个减至4个,而五路交叉口则从50个减到5个。因此,在交叉口设计中如何正确地处理和组织左转弯车辆,是保证交叉口交通通畅和安全的关键所在。,二、消除或减少冲突点和增加通行能力的方法 1.立交空间上分开 2.信号灯时间上分开 3.渠化(环交)分隔,三、交叉口设计的内容 1.正确选择交叉口的型式、确定几何尺寸(进口车道数、车行道道宽、缘石转弯半径、交通岛尺寸等) 2.视距计算 3.立面设计 4.交通设计(标志、标线、信号灯)和渠化设计 5.结构设计,四、平面交叉口设计原则 设计基本要求 所有车、
10、人通畅安全、保证排水通畅 设计原则 1.尽可能正交;无法正交时,斜交角度不小于45、避免畸形交叉。 2.正确选定计算行车速度。 3.正确选定交叉形状、类型。选择合适尺寸,保证视距。 形状:十、T、X、Y形、错位、多路交叉。 类型:简单交叉、拓宽交叉、渠化、 环交 4.做好交通组织设计交叉口车道数路段车道数 5.保证通行能力 6.竖向设计应使行车舒顺、排水迅速。 7.公路或山城交叉口纵坡应较小。 8.公、铁平交时两侧应各有50米直线,并保证视距。,第二节 交叉口的形式及其选择,一、交叉口形状及其改建 形状十、T、X、Y、错位、多路交叉。 1.基本形状:十、T 2.斜交改正交 3.避免近距离错位
11、4.多路交叉的改造 环岛(五角场)、封路、调整交通,环交,错位,二、交叉口类型选择 1.简单交叉口交通量小的一般交叉口。 2.交叉口拓宽交通量大特别是左右转。 3.渠化直行及左右转交通量大或斜交、畸形交叉口。 4.环交多路交叉、公路交叉、交通量不太大。,拓宽设计,渠化设计,三、交叉口的车道 交叉口各相交道路的车道数,应根据交通控制策略、交通量、车道的通行能力及交叉处用地条件等决定。在城市道路上还应考虑大量非机动车交通的需要。 从渠化交通考虑,交叉口最好按车种和方向分别设置专用车道,以使左、直、右行的机动车和非机动车能在各自的专用车道上排列停候或行驶,避免相互干扰,以提高通行能力。但在交通量较小
12、的道路上设置过多的车道是不经济的,可考虑车道混合行驶。根据行车道宽度和左、直、右行车辆的交通量大小可作出多种组合的车道划分。 (1)左、直、右方向车辆组成均匀,各设一专用车道; (2)直行车辆很多且左、右转也有一定数量时,设二条直行车道和左、右转各一条车道; (3)左转车多而右转车少时,设一条左转车道,直行和右转车共用一条车道; (4)左转车少而右转车多时,设一条右转车道,直行和左转共用一条车道。 (5)左、右转车辆都较少时,分别与直行车合用车道; (6)行车道宽度较窄,不设专用车道,只划快、慢车分道线; (7)行车道宽度很窄时,快、慢车道也不划分。 在确定交叉口的车道数和车道宽度时,必须考虑
13、我国城市目前自行车交通较发达的实际情况,尽可能组织机动车和非机动车分流行驶,以保证交通安全。,所设置的车道数,其通行能力的总和必须大于高峰小时交通量的要求,否则,交叉口会产生交通拥挤和阻塞的现象。由于受信号控制的影响,在相同车道数下交叉口车道的通行能力总是比路段上要小,所以交叉口的车道数不应少于路段上的车道数。为了充分发挥整条道路的通行能力,交叉口的设计通行能力应与路段通行能力相适应,一般情况下,交叉口的车道数宜比路段上多设一条。,一、机动车道交通组织设计方法 1.设专用车道 减小宽度,增加车道 拓宽设计 当相交道路的交通量较大、转弯车辆较多而车速又高时,若交叉口进口道仍然采用路段上的车道数,
14、会导致转弯车辆和直行车辆受阻,分流与合流困难,且易发生交通事故。此时可向进口道的一侧或两侧拓宽车道,以改善交叉口的通行条件,提高交叉口的通行能力。 拓宽的车道数主要取决于进口道的各向交通量、交通组织方式和车道的通行能力等。一般应比路段单向车道数多增加一至二条车道。 进口道车道的宽度,应尽量与路段保持一致。如因占地等限制,需要变窄车道宽度时,最窄不得小于3m,一般在33.5m之间。 拓宽车道包括右转车道和左转车道两种。,第三节 交叉口的交通组织设计,(一)设置条件 平面交叉符合下列条件时应设右转车道: (1)平面交叉角小于60,且右转车较多; (2)右转交通量大,且为主要交通方向; (3)右转车
15、辆所需车速较高; (4)有特殊需要。 平面交叉除下列条件外应设左转车道: (1)不允许左转弯; (2)道路交通量很小,通行能力有富裕; (3)相交道路设计速度为 40km/h以下,设计小时交通量小于 200辆;,(二)设置方法 拓宽车道的设置方法是指在交叉口的进口道上如何实现增辟车道的方法。 (1)右转车道设置方法 右转车道设置方法是在进口道的右侧或同时在出口道的右侧拓宽右转车道。,(2)左转车道设置方法 左转车道是向进口道左侧扩宽,依据相交道路是否设置中间带和中间带的宽窄可按以下方法实现左转车道。,宽型中间带:当设有较宽中间带(一般不小于4.5m)时,将道口一定长度的中间带压缩宽度,由此增辟
16、出左转车道。 窄型中间带:当设有较窄中间带(宽度小于4.5m)时,利用中间带后宽度仍不够,可将道口单向或双向车道线向外侧偏移,增加不足部分宽度。向外侧偏移车道线后,在路幅总宽度不变的情况下,视具体条件可压缩人行道、两侧带或进口道车道宽度。 无中间带:当相交道路不设中间带时,可通过两种途径增辟左转车道。一是向进口道的一侧或两侧扩宽,增加进口道路幅总宽度,在进口道中心线附近辟出左转车道,二是不扩宽进口道,占用靠近中心线的对向车道作为左转车道。,(三)拓宽车道的长度,交叉口的进口道设置了拓宽车道后,为不影响横向相交道路上的直行车流,在横向相交道路的出口道应设加速车道。进口道处拓宽车道的长度应能满足转
17、弯车辆减速所需长度,也应保证转弯车辆不受相邻等候车队长度的影响;出口道的加速车道应保证加速所需长度。拓宽车道长度由渐变段长度、减速所需长度或等候车队长度组成。(P205图),1)渐变段长(表8-11),2)加减速段长(表8-12),3)排对长度,4)右转车道长,5)左转车道长(n的值与右转不同),例8-1,2.左转车辆处理 左转专用车道 禁止左转 环交变左转为右转,(一)中心岛(表8-14) 中心岛的形状一般多用圆形,有时也用圆角方形和菱形;主次道路相交时宜采用椭形;交角不等的畸形交叉可采用复合曲线形。此外,结合地形、地物和交角等也可采用其它规则或不规则几何形状的中心岛。中心岛的关键指标是半径
18、,中心岛的半径首先应满足设计车速的要求,然后按相交道路的条数和宽度,验算相邻道口之间的距离是否符合车辆交织行驶的要求。,分别计算,然后取大值。,(二) 交织段(表8-13) 进环和出环的两辆车辆,在环通行驶时相互交织 交换一次车道位置所行驶的距离 称为交织长度,交织长度的大小主要取决于车辆在环道上的行驶速度。当相邻路口之间有足够的距离,使进环和出环的车辆在环道上均可在合适的机会相互交织连续行驶,该段距离称为交织段长度,其位置大致可取邻道路机动车道外侧边缘延长线与环道中心线交叉点之间的弧长。,(三)环道 环道即环绕中心岛的单向行车带,其宽度取决于相交道路的交通量和交通组织。 一般,靠近中心岛的一
19、条车道作绕行之用,最靠外侧的一条车道供右转弯之用,中间的一至二条车道为交织之用,环道上一般设计三到四条车道。因为车辆在绕岛行驶时需要交织,在交织段长度小于二倍的最小交织段长度范围内,车辆只能顺序行驶,不可能同时出现大于二辆车交织,所以不论车道数设计多少条,在交织断面上只能起到一条车道的作用。因此环道的车道数一般采用三条为宜,如交织段长度较长时,环道车道数可布置四条;若相交道路的车行道较窄,也可设二条车道。如果采用三条机动车道,每条车道宽3.503.75m,并按前述弯道加宽中单车道部分的加宽值,当中心岛半径为20 40m时,则环道机动车道的宽度一般为15 16m。 公路上一般不超过3条车道,一般
20、总宽12米。,(四)、交织角 交织角是进环车辆轨迹与出环车辆轨迹的平均相交角度。它以距右转机动车道的外缘1.5m和中心岛边缘1.5m的两条切线交角来表示。交织角的大小取决于环道的宽度和交织段长度。环道宽度越窄,交织段长度越大,则交织角越小,行车就越安全。但交织段要长,中心岛半径就要增大,占地也要增加。交织角以控制在20o30 o之间为宜,常在交织段长度已有保证的条件下,交织角多能满足要求,(五)、环交进出口 环道进、出口的曲线半径取决于环道的设计车速,为使进环车辆的车速与环道车速相适应,应对进环车辆的车速加以限制。环道进出口曲线半径采用接近或小于中心岛的半径,而且各相交道路的进口曲线半径不要相
21、差太大,环道出口的曲线半径可较进口曲线半径大一些,以使车辆加速驶出环道。 (六)环交的优缺点及适用条件 优点 .无冲突点、无停车、.安全、.交通组织管理方便、.美化环境,成为城市标志性建筑。 缺点 .占地大、.通行能力不大、.绕行远、.造价高 (七)适用条件:畸形交叉 .多路交叉、公路、.快速路、交通量大的主干道不宜采用。 .纵坡3%,不宜采用.与远期立交结合、.桥头不宜采用,3.渠化 缩小交通流交叉面积,行车有规律。 减小交叉角。 有意降低车速 使各方面车辆各行其道。,在车道上划线,或用绿带和交通岛来分隔车流,使各种不同类型和不同速度的车辆能象渠道内的水流那样,沿规定的方向互不干扰地行驶,这
22、种交通组织称为渠化交通。 渠化交通在一定条件下可以有效地提高道路的通行能力,减少交通事故。它对解决畸形交叉口的交通问题尤为有效。 渠化交通的主要作用是保证行车安全,具体表现在: (1)利用分车线或分隔带、交通岛等,使不同方向和速度的车辆分车道行驶,行人和司机很容易看清互相行驶的方向,避免车辆相互侵占车道和干扰行车路线,因而可减少车辆相互碰撞的机会,增加行车安全。 (2)利用交通岛的布置,限制车辆行驶方向,使斜交对冲的车流变为直角交叉或锐角交叉。 (3)利用交通岛的布置,限制车道宽度,控制车速,防止超车。 (4)利用渠化交通的交通岛或分隔带,设置交通标志,并可作为行人过街时避让车辆的安全岛。,在
23、交通量较大,车速较高的交叉口利用交通岛组织渠化交通时,还需考虑设置变速车道和候驶车道以利左转弯车辆转向行驶和变速行驶。 在渠化交通中,最常用的是高出路面的交通岛。按其作用不同可分为方向岛、分隔岛、中心岛、安全岛等。 方向岛又称导向岛,用以指引行车方向,它在渠化交通中起着很大作用,许多复杂的交叉口,往往只需用几个简单的方向岛,就能组织好交通,消除或减少冲突点。方向岛还可用于约束车道,使车辆减速转弯,保证行车安全。 分隔岛是用来分隔机动车和非机动车、快速车和慢速车,以及对向行驶的车流,保证行车速度和交通安全的长条形交通岛,有时也可在路面上划线来代替分隔岛。中心岛是设在交叉口中央,用来组织左转弯车辆
24、和分隔对向车流的交通岛。 安全岛供行人过街时避让车辆之用。在宽阔的交通繁忙的街道上,宜在人行横道线中央设置安全岛,以保证行人过街安全。,4.交通策划 禁止左转、单向交通,二、非机动车的交通组织交通组织,在交叉路口,非机动车道通常布置在机动车道和人行道之间。 在交叉口内,一般车流量下非机动车随机动车按交通规则在右侧行驶,不设分离设施。而车流量较大时,可采用分隔带(或墩)将机动车与非机动车分离行驶,减少相互干扰。上述两种情况与机动车交通组织共同考虑。 当车流量很大,机动车、非机动车之间干扰严重时,可考虑采用立体非机动车交通组织,并与人行天桥或地道一起考虑。上下人行天桥或地道可用梯道、坡道或混合式。
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