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；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；要求满足交通量在一定时期内的发展要求；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.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；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；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。测设定线先在现状地形图上 （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 ；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。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。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 -3.75m;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组合类型自行车三轮车兽力车板车公共汽车总宽/辆/辆/辆/辆停站/辆/m13〜5(6)4〜6(7)独立设置非机动车道22132（1）1机非混行时的43图图8-11骑楼式人行道非机动车道1）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卒ffl/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-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。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 〜 〜注：人行道模数为0.25m,常用人行道方砖尺寸为x 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。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1.5ml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15cmi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30cmi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）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道路横坡参考值高级路面车行道次高级路面中低级路面铺砌人行道绿化带分隔带广场、停车场郊区道路路肩横0。随路坡%%%%%%%%5%^%拱%%唳%（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（图计算公式： y=x•i式中：y 纵距，cmi；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）8-198-19高速公路与城市快速路核断面 (单位：m)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一路面宽度，cm;n—抛物线方次， n=—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<20成横坡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一直线与抛物线切点的横距，xT=B/2n1/(n-1)yT一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/2K为圆曲线长度 K=B/3R为圆曲线半径R=K/2iE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：高速公路与城市快速路 (图8-19)，设计车速 80-120km／h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8-20全市性交通干道横断面 （单位： m）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（包括快速路 ）选定横断面；另一类可以8-7。表8-7各级公路主要技术等级计算行车车速/km/h120车道数86行车道宽度/m2乂2X中央一般分隔值带宽底限度/m值左路一般缘带值宽度底限/m值硬路肩一般值或宽度底限/m值上路一般肩值宽度底限/m值路基宽度/m一般值底限值停车视距 /m超车视距 /m210极限最小平曲线半径650的公路横断面标准见表高速公路/m100 8044460 100 604442X2X2X2X2X2X二三四80 40 60 30 40 202 2 2 2 1或2或1601107516075110407530402055020035015020010040025012540012525060125306015或不设超高不设超高最小平曲线 5500半径/m最大纵坡 3%40002500150040001500250060015003506001504% 5%5% 4% 6%5%7%6%8%6%9%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.设计横断面内容包括：①适用范围（桩X桩号一XX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。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）。平曲线要素转点：IP转角：aTOC\o"1-5"\h\z切线长： T曲线起点B.C,中点M.C,终点E.C曲线长： L半径： R外距： E8-26平曲线要素各曲线要素关系：

可根据a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a和T（或量E）的要求，查表得到R,再进行验算确定。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：仙一横向力系数，反映乘客的舒适程度。仙=时，乘客不感到有曲线存在，感觉平稳；仙=时，乘客略感有曲线存在，感觉尚平稳；仙二时，乘客感到有曲线存在，略感觉不平稳；仙二时、乘客感到有曲线存在且不平稳；仙二时，乘客感到很不稳定，站立不住，有倾倒危险。N值大小与燃料的消耗和轮胎的磨耗合关。当以二时，燃料消耗增加10%,轮胎磨耗增加倍；当以二时，燃料消耗增加20%,轮胎磨耗增加倍。所以，综合考虑汽车运营的经济与乘客舒适程度的要求，小以不超过为宜。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。8所示。表8—8城市道路平曲线半径建议值平曲线半径最小平曲线半径 /m*不设超高的平曲线允许半径 平曲线半径最小平曲线半径 /m*不设超高的平曲线允许半径 /m*须设超高或降低车速。主干道150〜250500〜1500道路等级次干道70〜100150〜250住宅区街坊道路40〜60100〜200当R125m寸，R取值5的倍数；当125m<R150m■,R取值10的倍数;当150m<R500mt,R取值50的倍数;当R>500m寸，R取值100的倍数。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%-%山区%图8-28平面弯道超高及缓和段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RK250m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15〜20圆曲线半径/m200〜250150〜200100〜15060〜10050〜6040〜5030〜4020〜3015〜20小型汽车车普通汽车型铰接式汽车表8—9(b)城市道路双车道路面加宽值20圆曲线500〜400400〜250250〜150 125〜90 80〜70 60〜50 45〜30 2520半径/m2e/m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。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：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的桩号。在城市中心区内，可以利用交叉口作为平面转折点，在交叉口一般不TOC\o"1-5"\h\z做平曲线，但转角不宜超过 300。道路平面布置以道路中心线位置，按照标准横断面画出道路各部分用地的控制线，再根据现状条件和规划设计要求具体进行布置，用粗实线画出车行道与人行道的分界线（路缘石线），用粗双点划线画红线。确定两旁各建筑用地出入口的布置 （宽度、转角半径等 ）。分隔岛的长度一般为50-100m,间隙8-10m。快速路的分隔岛在路段上不断开。设施平面布置用细实线画出绿地的布置，公共交通站台和各种停车场的布置。雨水进水口的布置及交通设备 （包括信号灯、划线等 ）可用相应图例表示，还需标注各地上、地下管线位置、桥涵的位置和技术指标等。根据交通规则要求，公共交通停靠站台应距交叉口（常指转角曲线切点）不小于50ml考虑2-3个停车位长度。3、城市道路纵断面设计城市道路的纵断面是指沿道路中心线方向的剖面，道路纵坡是指沿道路中心线方向的纵向坡度。城市道路纵断面设计是根据城市竖向规划的控制标高，按道路的等级，以及道路沿线地形、地物、工程地质、水文、管线等条件， 确定道路中心线的竖向高程、坡度起伏关系和立体交叉、桥涵等构筑物控制标高，有时尚需确定道路排水设施 （如边沟、盲沟）的纵坡、标高。要求道路线形起伏尽可能平顺，土方尽可能平衡，排水良好。当道路横断面为两块板不对称布置时，应分别确定两块板的道路中心线及其纵断面，设置锯齿形街沟（详见本章第五节 ）时，需确定街沟的纵断面。1）道路纵坡道路纵坡常指道路中心线（纵向）坡度，在保证排水要求的条件下，设计中应尽可能选用较平缓的纵坡。道路纵坡主要取决于自然地形、道路两旁的地物（建筑物出入口及散水高程）、道路构筑物的净空限界要求、车辆性能、车速、道路等级等。设计车速/km/m806050设计车速/km/m80605040城市道路机动车道最大纵坡限制值如表 8—10所示。表8—10不同车速机动车道最大纵坡限制值设计车速 /km/m806050403020最大纵坡4%5%%6%7%8%设超高时 +%%%7%7%8%不大于表8—11城市道路较大纵坡坡长限制值纵坡5%% 6%6% % 7%6%% 7%%7% 8%颇长限制600500 400400 350 300350300 250300250 200表8—12城市各级道路最大纵坡建议值道路等级快速路主干道次干道支路设计车速 /km/m60〜8040〜6030〜4020〜25最大纵坡3唳4%3%~4%4%^6%7%^8%不同路面纵坡限制值如表8—13所示表8—l3不同路面纵坡限制值路面类型高级路面料石路面块石路面砂石路面最小纵坡%%%%%最大纵坡%%%%城市道路多为高级路面，根据路面自然排水的要求，希望纵坡控制在％一％以上。城市道路非机动车道的纵坡应控制在％以下，以使大多数骑车人能够在上坡时不感到吃力。所以，一般城市道路的纵坡也应尽可能控制在％以下，平原城市机动车道的最大纵坡宜控制在 5％以下。当纵坡大于％时，对非机动车道的坡长应有所限制，如表 8-14所示。表8—l4非机动车道较大纵坡坡长限制值纵坡 % % %自行车 300 200 150坡长其他非机动车 150 100 ——2）竖曲线在道路纵坡转折点常设置竖曲线将相邻的直线坡段平滑地衔接起来，以使行车比较平稳，避免车辆颠簸，并满足驾驶者的视线 （视距）要求。道路竖曲线也常采用圆曲线，圆形竖曲线 （以凸形为例）各曲线要素如图8-29所示。图8-29凸形竖曲线要素坡度代数差，坡度以上坡取正值，下坡取负值，即同向坡相减，异向坡相加；曲线半径：曲线长：切线长：外距：竖曲线分凸形竖曲线和凹形竖曲线两种。凸形竖曲线的设置主要满足视线视距的要求，凹形竖曲线的设置主要满足车辆行驶平稳 （离心力）的要求。需要设置凸形竖曲线的条件：式中：为停车视距，北京市规定城市干道，支路时设凸形竖曲线。凸形竖曲线最小半径需要设置凹形竖曲线的条件：当外距时，可不设竖曲线。城市道路竖曲线最小半径建议值如表 8—15所示。表8—15