高速公路-西南科技大学网络教育学院PPT课件

高速公路,主讲苏华友教授,2,第二章高速公路的设计依据,没有依据，后患无穷！,3,第一节设计车速,一、设计车速是指在天气良好、交通量小、路面干净的情况下，中等技术的驾驶员在道路受限制部分能够保持安全而舒适行驶时所能保持的最大速度。,4,第一节设计车速,设计车速是决定公路几何设计的本要素之一。曲线半径、超高、视距等技术指标都直接与设计车速有关。是为作出影响行车的公路外部特性并建立其各部分相互关系而确立的速度，同时它又与公路的重要性和经济性有关。,5,第一节设计依据,设计车速美国各州公路与运输工作者协会（简称：AASHTO）将设计车速定义为：当道路条件良好，行车只受公路的设计特征控制时，公路的特定路段上能保持的最高安全速度。设计速度对确定公路的曲线半径、超高、视距等技术指标起着决定的作用，同时也影响着车道的尺寸和数目以及路肩宽度等指标的确定。,6,第一节设计车速,二、高速公路设计车速国外设计速度：美国一般规定高速公路时速为128.7km/h（平原）、96.5km/h（丘陵）、80.5km/h山区）英国高速公路时速为113km/h日本则为126kmh（平原）、100km/h（丘陵）、80kmh（山区）德国没有限制,7,第一节设计车速,我国设计速度：设计车速一般在国家或地区的“标准”、“规范”中有所规定。它是概括了全国或地区的情况而制定的一般标准。在选用时，还需因地制宜结合具体情况加以引用。根据我国公路工程技术标准（JTJ001-2003），高速公路划分为四级：,8,第一节设计车速,第一级设计车速120km/h，平原微丘区，车道数为8、6、4；第二级设汁车速100km/h，重丘区，车道数为4；第三级设计车速80km/h，山岭区，车道数为4；第四级设计车速60km/h，山岭区，车道数为4。,9,第一节设计车速,设计车速可根据实际情况分段确定。但是为了保证形成的连续性，应注意以下几点：(1)分段之间的设计速度差一般按20km/h为一级，并应设置相应的限速标志；(2)不同设计车速分段不宜过短，通常高速公路分段长度不宜小于20km；(3)需要改变设计车速时，应设置过渡段，过渡段长度可根据具体地形条件结合各方面的使用效果灵活确定；(4)设计车速变更点的位置，应选择在驾驶人员能够明显判断路况的村镇、车站、交叉道口等处，并应设置相应的标志。,10,第一节设计车速,三、运行车速运行速度是指在一定的道路几何条件下，某种车辆的实际行驶速度。实际应用中常取一个代表性的速度。,11,第一节设计车速,设计车速与运行车速的关系：运行车速与设计车速既是不同的，又是有联系的。不同之处在于设计车速是理论车速，运行车速是实际车速；在一条道路上，相对于变化的几何线形，设计车速是不变的，而运行车速则是随道路路线不断变化的。设计车速是最大的安全运行车速，运行车速是几何设计实现车速程度的反映。,12,第二节设计车型,一、设计车型的定义是高速公路设计的重要依据之一设计车型就是设计所采用的有代表性的车型，它应根据本国行驶车辆的具体情况、汽车发展的远景和国家的经济水平等因素而定道路的技术指标如行车道宽度、曲线加宽、视距等都与车辆的外廓尺寸及性能有关,13,第二节设计车型,二、我国的设计车型外廓尺寸（m）,14,第二节设计车型,二、我国的设计车型外廓尺寸（m）,小客车,载重车,15,第三节公路用地与建筑限界,一、高速公路的用地公路用地：公路两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚），或路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶），加上一定的附加宽度后的土地。附加宽度通常不小于1m，对高速公路附加宽度宜大于等于3m。,16,第三节公路用地与建筑限界,一、高速公路的用地除了道路路基范围内的建筑物以外，高速公路用地还应包括立体交叉、服务设施、安全设施、交通管理设施、停车设施、公路养护管理、公路绿化和苗圃等工程用地。,17,第三节公路用地与建筑限界,二、高速公路的建筑限界建筑限界：是在保证路上汽车交通的正常运行与安全情况下所规定的一定宽度和一定高度范围内不得有任何障碍物的空间限界。,18,第三节公路用地与建筑限界,高速公路、一级公路建筑界限（单位：m）,19,第三节公路用地与建筑限界,高速公路、一级公路建筑界限（单位：m）,20,第四节交通量与通行能力,一、交通量交通量是指道路上某一断面在单位时间内通过的车辆数量。如小时交通量、日交通量等。根据观测法和观测时间的不同，最常用的交通量有：年平均日交通量（AADT）、高峰小时交通量（PHV）、平均日交通量（ADT）、日平均小时交通量（DAHV）和第30位高峰小时交通量（HAHV）交通量反映了某条上的交通负荷，也反映了汽车运输时对公路设施的要求。,21,第四节交通量与通行能力,二、设计交通量设计交通量是以规划远景设计年限（高速公路为20年）的预测交通量。大多采用第30个高峰小时两个方向的交通量为标准。,22,第四节交通量与通行能力,经过观测调查，把一年中所得8760(36524)个小时交通量占年平均日交通量的比例按大小次序排列得到一个曲线图，结果发现第30个高峰小时交通量附近的曲线急剧变化，大于第30个高峰小时的交通量变化明显变缓。以第30个高峰小时交通量作为设计依据，在一年中，只有29个小时超过设计值，即仅占0.33%(29/8760)。,23,第四节交通量与通行能力,高峰小时交通量与年平均日交通量关系,24,第四节交通量与通行能力,三、车辆换算为使交通量具有可比性，通常将实际的混合交通量换算成标准车性的交通量，换算系数如下表。,25,第四节交通量与通行能力,四、通行能力通行能力是指在一定的道路、交通、控制和环境条件下，对应于一定的形式质量即服务水平，在某道路断面上单位时间（常用1h）所能通过的最大车辆数。般四车道高速公路的基本通行能力约为每一车道16002000辆小时。设计的依据是以远景规划年份（规定为20年）的设计小时交通量作为标准。,26,第四节交通量与通行能力,（一）基本通行能力在道路、交通、环境和气候均处于理想条件下、不考虑服务水平，标准车辆在单位时间通过一条车道或一车行道上某一断面的最大车辆数，它是道路所能承受的交通负荷极限。,27,第四节交通量与通行能力,（一）基本通行能力理想的道路条件：(1)足够的道路车道宽（3.5m）；(2)足够的侧向余宽，即外侧车行道边缘至路旁障碍物（例如护墙、电杆、灯柱、护栏等）之间应有足够的距离（3.5m）；(3)足够的视距，合格的线形（例如弯道、纵坡等）；(4)路况良好。,28,第四节交通量与通行能力,（一）基本通行能力计算方法：车头时距法、车头间距法(1)车头时距法：是指连续车流中前后两车通过同一断面的时间间隔。（辆/h）t车头时距（s），通常由观测得到。,29,第四节交通量与通行能力,(2)车头间距法是指连续车流中，前后两车保持行车安全的车头之间的距离。L车头间距（m）v行车速度（m/s）,30,第四节交通量与通行能力,（二）可能通行能力可能通行能力是在实际环境或预计的道路、交通条件和良好的气候条件下，不考虑跟服务水平，标准车辆在单位时间内通过一条车道或某一断面的最大车辆数。考虑了车道宽度、侧向净宽、大型车混入、交通安全设施等修正后的实际通行能力。,31,第四节交通量与通行能力,（三）设计通行能力1、设计通行能力是指在良好的气候条件下，交通运行状态保持在一定的服务水平上，标准车辆在单位时间里通过有代表性的、均匀路面上的一条车道或一车行道上某一断面的最大车辆数。考虑人为主观对道路要求，并按照公路运行质量要求及经济、安全因素加以确定的，是作为设计的依据。,32,第四节交通量与通行能力,2、服务水平对车辆在交通流中的运行条件和驾驶员与乘客所感受的行车质量的量度。决定因素：运行时间和驾驶时间、驾驶自由度、交通间断、舒适、方便和安全。通常采用运行速度和V/C(或交通量)来定量描述。根据1985年美国出版的公路通行能力手册中，将道路服务水平分为A、B、C、D、E、F等六个服务等级，其中A级服务水平代表车流运行条件最佳，而F级服务水平则是最差运行条件。,33,第四节交通量与通行能力,3、计算方法我国标准规定单车道设计通行能力可按下式计