第四章 高速公路.ppt

1、第一节 高速公路的特点和意义 第二节 高速公路的线形标准 第三节 高速公路的沿线设施,第四章 高速公路,高速公路的名称： 欧洲多数国家称为“汽车公路”、“汽车专用公路”，如：英国motorway；法国autoroute；德国autoba；意大利autostrate。 美国在早期称为超级公路superhighway，对收费高速公路称为turnpike。1968年统一称为expressway（部分控制出入的快速公路）、freeway（全部控制出入的自由公路）、parkway(公园路)三类。 日本在初期称“自动车道”，50年代后改称“高速公路”。,第一节 高速公路的特点和意义,一、高速公路的概念 1

2、.高速公路能适应汽车时速120公里以上的速度； 2.高速公路要求路面顺滑，纵坡极小，双向在4条车道以上，中间设隔离带，采用沥青混凝土或水泥砼高级路面。 3.为保证行车快速、安全，全线采用全封闭、全立体交叉设计，即公路两侧有坚固的护栏,第一节 高速公路的特点和意义,4.与铁路或其他公路相交处采用立体交叉，行人跨越则采用跨线桥或地下通道； 5.沿线有必要的标志、信号、照明设备； 6.监控、通信等齐全，严禁非机动车驶入。,第一节 高速公路的特点和意义,目前全世界高速公路总长19.3万多公里； 其中美国有8.83万公里，加拿大有1.9万公里； 到2001年中国高速公路达到1.9万公里； 2004年中国

3、高速公路达到了3.4万公里，排列世界第二位。,二、高速公路的发展,第一节 高速公路的特点和意义,我国沪嘉（嘉定）、沈大、京津塘等高速公路的建成通车，结束了大陆无高速公路的历史。 后来建成的有广深珠、深汕、京石、洛阳至开封，以及广州环城、沈阳环城、海南岛环岛等线路；,第一节 高速公路的特点和意义,1984年12月21日，沪嘉高速公路开始在上海兴建，并于1988年10月31日建成通车。这是我国第一条全线通车的高速公路，从此掀开了我国公路建设史上新的一页。连接上海与科学卫星城嘉定的沪嘉高速公路，起于上海市区杨家桥，终点到嘉定县城，全长20.5千米 沈大高速1984年6月开工，1988年10月开始部分

4、通车，投资22亿元人民币，全长375千米，该线采用复线设计，在中途225千米处还建有平战结合的军用飞机跑道。它将东北重工业基地与大连经济开发区以及一些主要港口连接起来，大大改善了辽东半岛的投资环境，成为辽宁省和辽东半岛经济开放的大动脉，也是东北地区的高效纽带。,第一节 高速公路的特点和意义,三、高速公路的功能 (一)一般公路存在的问题 1.混合交通车流内部干扰大 2.对向车辆无分隔行驶 3.侧向干扰大 (二)高速公路的功能 1.实行交通限制，规定汽车专用 2.实行分隔行驶 3.严格控制出入 4.交通安全、服务设施齐全,第一节 高速公路的特点和意义,四、高速公路的特点 (一)速度快 、通过能力大

5、 (三)物资周转快、经济效益高 (三)交通事故少、安全舒适,第一节 高速公路的特点和意义,五、高速公路的缺点 （一）投资大、造价高 （二）与地方交通的贯通问题 （三）对环境影响大,第一节 高速公路的特点和意义,六、经济效益 （一）缩短运输时间，提高汽车使用效率所带来的经济效益。 （二）节约行驶费用，包括油耗、车耗、轮耗等方面的节约带来的经济效益。 （三）减少货物运输损坏，节省包装、装卸等费用带来的经济效益。 （四）由于降低事故率所减少的经济损失。,第一节 高速公路的特点和意义,七、社会效益 (一)促进全社会的生产和运输的合理化 (二)促进沿线经济发展和资源的开发 (三)加速物质生产和产品流通

6、(四)促进水运、铁路与高速公路的联运 (五)有利于城市人口的分散和卫星城的开发,第一节 高速公路的特点和意义,高速公路的线形设计标准比一般公路要求高，它不仅要满足标准提出的线形设计要求，还应最大限度满足汽车行使的安全性、舒适性和经济性的要求。,第二节 高速公路的线形标准,一、设计车速 是决定公路几何设计的基本要素之一。曲线半径、超高、视距等技术指标都直接与设计车速有关。 设计车速是指气候和交通条件正常的情况下，汽车行使只受公路本身条件（如路线的几何要素、路面、附属设施等）的影响下，一般驾驶员能安全、顺适地行使的最大速度。,第二节 高速公路的线形标准,设计车速的选取 设计车速应适合公路的类型和所

7、在地区的特征，是道路服务质量的尺度之一。 设计车速的选择，主要受道路性质、地形、地貌以及工程难易、经济性等影响，在满足行车安全与舒顺的要求下，应尽量采用较高的设计车速。 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。,第二节 高速公路的线形标准,设计车速的分段选取： （1）级差一般为20km/h; （2）分段长度不宜小于20km; （3）分段之间设过渡段； （4）变更点的位置易于判断，如车站、村镇、交叉道口或地形明显变化处等。（如成渝高速）,第二节 高速公路的线形标准,我国的设计车速 设计车速一般在国家或地区的标准、规范

8、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（JTJ001-97），高速公路划分为四级：,第二节 高速公路的线形标准,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。,第二节 高速公路的线形标准,二、高速公路的用地与建筑限界 公路用地： 新建公路路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为

9、坡顶）以外不小于1m的土地为公路用地范围；在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m，二级公路不小于2m的土地为公路用地范围。,第二节 高速公路的线形标准,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。,第二节 高速公路的线形标准,1、平面线形的组合 通常有基本型、S型、卵型、凸型和复合型等五种类型。 2、平面线形设计要领 平面线形应当是连续、平顺、均衡。高速公路平面线形趋向于以曲线为主的设计，使路线在满足行车动力要求条件下，考虑线形视觉的舒顺，以保证汽车的高速与安全。,三、平面线形,第二节 高速公路的线形标准,可根据具体情

10、况选用下述几种线形组合形式：, 基本型, S 型, 复曲线,凸型,复合型,平面线形设计要点,(1)基本型 基本型是按直线 回旋线圆曲线回旋线直线的顺序组合的。如图2-27 所示。 两个回旋线的参数值可以根据地形条件设计成对称型(A1 = A2 为对称型)或非对称型(A1 A2 为非对称型)曲线。 为使线形连续协调，回旋线圆曲线回旋线的长度之比宜为111左右，并注意设置基本型的几何条件：2 (为圆曲线转角，为缓和曲线角),平面线形设计要点,(2)S 型 两个反向圆曲线用回旋线连接起来的组合线形为 S 型。如图2-28 所示 S 型相邻两个回旋线参数A1与A2 宜相等，设计成对称形。当采用不同的参

11、数时，A1与A2 之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。,平面线形设计要点,(3)复曲线 1)直线与两同向圆曲线直接相连形式： 两同向圆曲线按直线圆曲线R1 圆曲线R2 直线的顺序组合构成。 2)两同向圆曲线两端设置缓和曲线形式： 两同向圆曲线按直线回旋线A1 圆曲线R1 圆曲线R2 回旋线A2直线的顺序组合构成。,平面线形设计要点,3)卵型 用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合形式，称为卵型， 按直线回旋线A1圆曲线R1回旋线圆曲线R2回旋线A2直线顺序组合构成。,如 图2-29 所示。,平面线形设计要点,(4)凸型 两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的线形称为凸型。 有：=20

12、(为圆曲线转角，0为缓和曲线角),如 图2-30,平面线形设计要点,(5)复合型 两个及两个以上同向回旋线，在曲率相等处相互连接的形式称为复合型。 复合型的两个回旋线参数之比以小于11.5为宜。,如 图2-31,平面线形设计要点,平面线形设计要点,平面线形设计要点,平面线形设计要点,平面线形设计要点,平面线形设计要点,四、纵面线形,第二节 高速公路的线形标准,1.纵面线形是公路几何路线三维空间形象的一个组成部分，它是由一系列的水平直线或坡线与竖曲线所组成。 2.纵面设计要求在整条路线上紧密配合平面线形，力求采用缓和的纵坡，做到线形均衡、协调、连续，舒顺，以利于车辆安全、经济、舒适地高速运行。,

13、第二节 高速公路的线形标准,纵面线形的设计要点:,3.纵面线形设计通常是在公路平面线形基本选定的基础上进行的，也就是说要在给定的地形条件下，恰如其分地结合工程经济和行车要求，合理地选定纵坡与前后线形衔接，设计出纵面协调舒顺美观的立体线形。 4.公路路线最大纵坡是公路线形设计控制的一项重要指标，它直接影响公路路线的长短、使用质量、行车安全以及运输成本和工程造价。,第二节 高速公路的线形标准,公路线形，最终是以平纵横面所组合的立体线形映于驾驶员的视觉上。 路线设计阶段的平面、纵面事实上它是一个不可分割的整体。 不注意平纵间的组合，最终不一定是优良的设计，必须把两者组合设计恰当，才能形成最优的立体线

14、形。 公路线形组合协调的着眼点在于考虑驾驶员的心理、生理因素及在一定车速下的视觉问题。,第二节 高速公路的线形标准,五、立体线形组合协调,1、平纵线形的组合原则 （1）应保持线形在视觉上的连续性； （2）注意保持平纵线形几何指标大小均衡； （3）应根据路面排水和汽车行驶力学安全的要求，选择组合得当的合成坡度； （4）注意与公路周围环境的配合。,第二节 高速公路的线形标准,2、平纵线形组合方法要点 （l）要使平曲线与竖曲线重合，最好是把平曲线和竖曲线一一对应，而且平曲线要比竖曲线长，即所谓“平”包“竖”。 （2）平曲线和竖曲线大小要保持均衡。 （3）选择合宜的合成坡度。,第二节 高速公路的线形标

15、准,第二节 高速公路的线形标准,3、平纵线形组合应注意的问题 （1）应避免在凸形竖曲线顶部和凹形竖曲线底都插入小半径的平曲线。 （2）要避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部设置反向平曲线的变曲点。 （3）在平面直线路段要尽量设计成直坡，避免设置凸凹而看不见的纵面线形，这样易于使视线产生折断感。,第二节 高速公路的线形标准,（4）事故调查分析表明，当回旋线与竖曲线组合时事故率最高，特别是凸形竖曲线更为不利，设计时应避免这种线形的组合。 （5）英国的高速公路组合设计要求，当平曲线半径小于1000m，竖曲线半径小于15000m时应避免两者重叠，应使两者错开或相接。,第二节 高速公路的线形标准,六、横

16、断面 高速公路横断面是包括行车道、中央分隔带、路肩、以及用地范围内的标志、照明、防护栅、植树绿化、取土坑、边沟、边坡等与地面线所围成的整个断面。它的宽度决定用地和造价，并能影响通行能力和行车安全。,第二节 高速公路的线形标准,典型的横断面组成,第二节 高速公路的线形标准,我国典型的横断面,第二节 高速公路的线形标准,国外典型的横断面,第二节 高速公路的线形标准,1、行车道与车道 行车道是高速公路横断面的主体。 行车道路宽度的大小取决于设计车速、远景设计交通量、以及大型车的混入率。 各国由于设计车速的差异及大型车所占比例不同，其车道宽度一般为3.503.75m。,第二节 高速公路的线形标准,2、

17、中间带 由中央分隔带及两侧路缘带组成的地带，其宽度等于设施带与侧向余宽之和； 高速公路中间带，主要是为了分隔对向行车、防止对向车辆碰撞；减轻夜间车灯眩光；清晰显示内侧边缘，引导司机视线； 可作为设置防护栅、标志及绿化等用。 分隔带两侧的路缘带起着诱导视线及增加侧向余宽的作用，以提高行车速度和行车的安全舒适感。,第二节 高速公路的线形标准,(1)中央分隔带 中央分隔带宽度等于设施带宽度和侧向与设置防护栅的需要，一般为0.8m。安全宽度值考虑弯道视距、养护人员安全操作宽度、埋设地下沟管等因素，一般为l.0m左右。,第二节 高速公路的线形标准,（2）左路缘带 路缘带的作用一方面需要适当宽度来明显地显

18、示出行车带边缘，以引导司机视线，并提供一部分侧向余宽；另一方面考虑超车的需要，一般以0.75m为宜，特殊情况下可减至0.5m。,第二节 高速公路的线形标准,3、路肩:行车道外缘至路基边缘的地带,第二节 高速公路的线形标准,路肩的功能 : （1）保护路面； （2）停置临时发生故障、事故的车辆； （3）提供侧向余宽、显示行车道外侧边缘、引导视线、增加行车的安全舒适性； （4）增加挖方弯道地段的视距； （5）为设置路上设施（标志、防护栅等）或埋设地下管线及养护作业提供场地。,第二节 高速公路的线形标准,高速公路沿线设施包括安全设施、服务设施、交通控制及管理系统、防护设施以及绿化等。 这些设施是保证高速安全行车及调节恢复驾驶员和乘客疲劳、方便旅客、保护环境而设置的不可缺少的组成部分。,第三节 高速公路的沿线设施,1、防护栏 设于公路两侧及中央带，用以防止高速公路车辆驶出公路或闯入对向车道，使对乘客的伤害及对车辆的损坏减少到最小限度，并使车辆恢复到正常行驶方向及便于诱导驾驶员的视线。,一、安全设施,第三节 高速公路的沿线设施,第三节 高速公路的沿线设施,设置地点 （1）路堤高度大于2.0m，且边坡坡度大于1:2.5的填方路段； （2）桥梁、涵洞、高架构造物以及隧道入口附近的挖方区段； （3）夹在两填方区