高速公路---高速公路的设计依据课件

1、2.1 设计车速l2.1.1 定义l2.1.2 我国高速公路设计车速l2.1.3 运行车速 运行车速与设计车速的联系？2.2 设计车型l设计车型是道路几何设计时选择的有代表性的车型，它是根据当前行驶车辆的状况、汽车发展的趋势和国民经济发展水平等因素所确定的。l设计车型在道路几何设计中起着重要的控制作用： 道路的路幅组成、弯道加宽、交叉口设计、纵坡、视距l设计车型外廓尺寸2.3 公路用地与建筑限界高速公路用地l 路基范围内公路用地：公路两侧排水沟外边缘，或路堑坡顶截水沟外边缘，加上一定的附加宽度后的土地为公路的用地。l 高速公路用地还包括：立体交叉、服务设施、安全设施、交通管理设施；停车设施、公

2、路养护管理、公路绿化、苗圃、绿化带、防护林等用地。l 高速公路用地范围内，不得修建非路用构筑物。l高速公路的建筑限界l在保证路上汽车交通正常运行的安全条件下所规定的空间限界。空间限界包括宽度和高度，在此空间限界内不得有任何部件侵入。2.4交通量、通行能力与服务水平2.4.1 2.4.1 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。根据观测方法和观测时间的不同，最常用的交通量有： （1)年平均的交通量(AADT) （2)高峰小时交通量(PHV) （3)平均日交通量(ADT) （4)日平均小时交通量(DAHV) （5)第30位高峰小时交通量(30th HAH

3、V)2.4.2 设计交通量l设计交通量作为公路规划和设计依据的交通量，通常为远景设计年限(高速公路为20年)的预测交通量。l世界上大部分国家在高速公路设计中均以小时交通量为设计交通量，而且大多采用第30位高峰小时交通量。l年8760(24X365)h的交通量按大小次序排列通常可得如图2-5所示的曲线 。2.4.3 车辆换算l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型交通量。l高速公路采用小客车作为标准车型，考虑车辆的外廓尺寸、行驶速度等因素，我国公路上采用的换算成小客车的当量系数如表2-2。 2.4.4 通行能力l定义：一定的道路、交通、控制、和环境条件下，对应于一定的行驶质量

4、即服务水平，在某一道路断面上所能通过的最大车辆数，反映了道路所能承受的交通负荷能力。l基本通行能力l可能通行能里l设计通行能力设计车速定义l 我国：在天气良好、交通量小、路面干净的条件下，中等技术水平的驾驶员在道路受限制部分能够保持安全而舒适行驶的最大速度。l 美国各州公路与运输工作者协会(AASHT0):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。l 德国：设计速度是根据道路的交通要求，从经济的观点出发选择的标准设计值。它相当于在潮湿而干净的路面上，行车不受阻碍的情况下，85的小客车不会超过的速度。l设计车速(又称计算行车速度)是公路设计最基本的设计依

5、据。它决定了公路几何线形的各项要素，并能使其相互协调。l设计车速的确定考虑了汽车行驶的实际需要和经济性，是汽车行驶要求与经济性平衡的结果。l设计车速的确定 l 汽车的行驶要求表现为汽车的最高时速，即：汽车的机械性能所能达到的最高速度。公路的设计车速不可能也没有必要达到这一速度，但应尽量满足汽车机械性能的发挥。l 汽车行驶的经济性要求表现为汽车的经济时速，即：汽车的机械损耗和燃油消耗为最小的车速。汽车越接近经济时速运营费用越低。但通常经济时速较低，从时间效益考虑，通常驾驶员不会追求以经济时速行驶。 因此，一般情况下,设计车速应该是最高时速与经济时速之间的一个速度。车速的确定还要考虑公路性质、等级

6、、和地形等因素。统计学方法公路工程技术标准(TJT00197)l 规定规定： 高速公路一般选用120kmh的计算行车速度，当受条件限制时，可选用100kmh或80kmh的计算行车速度，对个别特殊困难路段，允许采用60kmh的计算行车速度，但应经过技术经济论证。l 现行技术标准中高速公路的设计车速不再与地形直接相关，设计人员可根据交通量，交通组成和性质，结合地区、地形特点，考虑技术和经济条件，选定合理的计算行车速度。l 对同一条高速公路，如果途经的地区地形有较大差异，设计车速可根据实际情况分段确定。但是，为了保证行车的连续性，应注意以下几点： (1)分段之间设计速度差一般按20kmh为一级， 并

7、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)需要改变计算行车速度时，应设置过渡段； (4)计算行车速度变更点的位置，应选择在驾驶 入员能够明显判断路况发生变化而需要改变行 车速度的地点。 运行车速的概念l运行车速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，常以实测的85位车速为运行车速 。运行车速与设计车速的联系不同处l 设计车速是理论车速；运行车速是实际车速；l 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。互相联系l 设计车速是最大的安全运行车速，运

8、行车速是几何设计实现设计车速程度的反映。l 因此，运行车速在一定程度上综合反映了设计质量 公路工程技术标准(TJT00197)规定的设计车型外廓尺寸（单位：m）车辆类型总长总宽总高前悬轴距后悬小客车61.820.83.81.4载重汽车122.541.56.54鞍式汽车162.541.24+8.82表2-1小客车、吉普车、摩托车1.0大、小、小型载货汽车、大货车，单节公共汽车2.0拖挂车、铰链式公共汽车3.0表2-2当量系数换算系数基本通行能力l也称理论通行能力，在理想条件下，不考虑服务水平，标准车辆在单位时间内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。l车头

9、时距法l车头间距法车头时距是指连续车流中前后两车通过同一断面的时间间隔。车头时距法计算公式如下：N=3600/t（辆/h）式中：t-车头时距（s），通常由观测得到。表2-3为在北京、南京、上海等八城市观测得到的车头时距的平均值。车头时距法是指在连续车流中，前后两车保持行车安全的车头之间的距离，车头间距法的计算公式如下：2212136003600()/3.6254()mm/s ss NKKvvLvtllfiLtKKfi车安式中：车头间距（）； v-行车速度（）；驾驶员反应时间（ ），通常为1-1.8 ；后车制动系数； 前车制动系数； -路面与轮胎之间的附着系数（取值见表2-4）； 汽车的滚动阻力

10、系数（取值见表2-5）； m25mll车安道路纵坡，上坡取“+”，下坡取“-”； 汽车长度取相应设计车辆长度（）； 车辆间安全距离，通常取。高速公路每车道基本通行能力值设计速度（km/h）1201008060通行能力（pcu/标准车道/h）2000180017001600表2-6可能通行能力l在实际环境或预计的道路、交通条件和良好的气候条件下，不考虑服务水平，标准车辆在单位时问内通过一条车道或一车行道上某一断面的最大车辆数。l可能通行能力与基本通行能力的根本不同在于道路、交通和环境条件。它是考虑了诸如车道宽度、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。 设计通行能力l定义：在良

11、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。服务水平l 服务水平是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。l 它是公路在某种交通条件下所提供的运行服务质量的综合反映。服务水平的主要决定因素有：运行速度和行驶时间、驾驶自由度、交通间断、舒适、方便和安全。l 除了对以上因素进行定性描述外，通常采用运行速度和V/C值（或交通量）来定量描述。l 我国公路服务水平分级设计通行能力l CD=CB*(VC)lCD单车道设计通行能力(pcu车道h)；lCB单车道基本通行能力，见表27；l VC按图2-6选取。高速公路的适应交通量我国公路设计一般沿用适应交通量作为设计依据：式中：AADT-远景年限的设计年平均日交通量(辆d)； CD-单车道设计通行能力(pcu车道h) ； K-设计小时交通量系数； N-单向车道数 D-交通流方向分布系数，一般为0.6。KDNCAADTD高速公路年平均日适应交通量设计行车速度（km/h）四车道六车道八车道12040000-55000600