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第一次是在19世纪中叶,由于人口增长和伦敦市区的不断扩张,城市交通一度处于拥堵、停滞状态。
为缓解这一危机,伦敦采取了将客运铁路引入市内的办法,在很大程度上缓解了交通紧张状况。
第二次是在19世纪末,由于经济的发展和伦敦市区的不断外延,再次导致了市中心交通拥挤。
伦敦的应对措施是大量修建地铁。
至20世纪初,伦敦已经具备了较为完善的内城地铁系统。
目前,伦敦近400公里地铁和3000公里市郊铁路,对保持伦敦成为强大世界中心城市起到重要作用,同时也在解决城市交通问题上发挥骨干作用。
在高峰小时期间,近80%进入市中心地区的出行是通过轨道交通实现的。
地铁年客运量占全市公交总客运量的45%,市郊铁路占公交比重的12%。
3、日本东京
东京是世界上人口最多的城市。
市中心成为业务中心,早高峰每小时约有100万人从郊外各县涌向市区。
60年代交通问题日益紧张,政府历经20余年的努力才使问题基本上得以解决。
其具体做法如下:
一是注重交通基础设施与城市发展的协调。
以建设和发展轨道交通为主,再综合布置高速公路和其它交通方式。
现有交通以快速铁路为主,公共汽车和出租车做为补充,轨道交通所承担的城市运量达60%以上。
二是建设综合性枢纽。
将高速铁路、城市轨道交通、地面公交、汽车停车和商业布局有机地联系在一起,缩短了乘客的换乘时间。
综合性枢纽建设还有助于交通的合理组织,提高交通安全性。
三是实行交通需求管理。
东京市制订了相应的交通需求管理措施,通过经济杠杆(提高停车费用等)调节进入市区的机动车需求,引导和鼓励居民使用公共交通系统,使得公共交通在城市交通中一直处于主导地位。
1.2.2国内发展现状
1.道路容量严重不足
长期以来,我国城市人均道路面积一直处于低水平状态。
尽管增长幅度较快,仍赶不上城市交通量年均20%的增长速度。
目前全国32个百万人口以上的大城市中,有27个城市的人均道路面积低于全国平均水平。
首先,我国目前大城市的人均道路面积尚不及发达国家的1/3.其次,我国大城市市区正处在从中心区向郊区化扩散过程中,近几年城市道路建设的增加,主要分布在新开发的市区和郊区,相对来讲,中心区的道路面积率反而略有下降。
再次,城市房地产开发集中于市中心地区,产生了过量的交通,造成道路超负荷运载。
此外,我国城市中占用道路和人行道问题一直得不到有效解决,城市新增的道路面积,往往很快就被各种摊商、集贸市场和停车场相继侵占,使本来就严重短缺的道路面积更加紧张。
2.车辆增加过快
根据我国轿车增长分析,每当轿车拥有量年增长率超过20%时,必将引起当年以及随后几年城市交通恶化。
轿车增长也正是大城市交通最紧张的两个时段,远远超过正常年度道路建设的供给可能。
我国现有城市路网一般都是密度低、干道间距过大、支路短缺、功能混乱,属于低速的交通系统,难以适应现代汽车交通的需要,阻碍着汽车化在城市的实现。
3.公共交通日趋萎缩
80年代中期开始,大城市的公共汽车交通(含无轨电车)相继萎缩,从运营效率到经营管理,从服务水平到经济效益,出现了全面的衰退。
公共汽车交通的萎缩,加速了自行车的极度膨胀,反过来又影响城市交通拥挤的波及范围。
至今,我国大城市公共交通几乎还全靠公共汽车一种方式,只有北京、上海、天津建有67公里的地铁线路,尚未形成以轨道交通为骨干的综合运输客运体系。
出租汽车和小公共汽车容纳量有限,因此,一旦单一的公共汽车受到冲击,被转移出来的乘客便要寻找出路,最有吸引力的便是自行车。
4.已有交通线路的老化
我国城市的城市道路的几何线型、横纵断面形式、车道的数量及其宽度、交叉口的渠化与信号配时、线路的拓宽与维修都迟于城市交通量的增加,这些滞后发展都是影响道路功能,引起交通延误、降低通行能力的重要因素。
1.3主要内容和设计思路
本文研究的目的是通过对石家庄是光华路的道路系统要素特性、道路沿线的商户社区的出行特性、重要交叉口的交通通行能力进行分析研究,然后对光华路的交通工程设计提出具体设计步骤、方法、内容、策略等。
本设计涉及的内容重点研究主要内容以下:
(1)城市道路交通特性研究
通过对光华路交通特性:
人、车、路三方面的进行分析,并综合该道路的交通流特点,从而提出相关的对策和措施。
(2)城市道路设计及改良
通过对光华路的道路功能、道路交通需求和道路环境进行分析研究,对其横断面、平面以及纵断面进行改进设计。
(3)城市道路平面交叉口设计
在光华路上取一典型交叉口进行分析研究,通过对交叉口当前交通特性、现有交叉口的渠化和交通信号配时进行分析,然后提出合理的交叉口改良设计方案。
(4)道路附属设施的设计
包括道路停车场、道路绿化、道路照明和道路排水的设计及改良
石家庄市地处华北平原腹地,北靠京津,东临渤海,西倚太行山,是河北省会,是河北省的政治、经济、文化中心,是河北省的重要城市。
现辖7个区、12个县、5个县级市,总面积1.58万平方公里,常住人口977.41万人,其中市区面积455.8平方公里,人口约300万。
至2010年石家庄主城区人口195万人,用地142平方公里,主城区为集中式布局,功能结构为“一轴、一核及三环”的格局。
石家庄采用的路网分布方式为:
方格-环形-放射式实为内方格外放射,并以环线相联的布局形式。
是我国众多棋盘式道路网向现代城市交通体系发展的主要途径之一。
放射干道起自环形干道(多在老市区外),且其道路多是垂直相交。
一环在市中心区内,二环环绕市中心区,三环沿着城市建成区,并逐步以立交取代平交路口,缓解主干道的交通压力。
石家庄的道路组成:
快速路、主干路、次干路、支路。
快速路的道路红线是40-50米,主干路的道路红线是45-50米,次干路的道路红线是25-30米。
主线路面结构分路基、路面基层和路面面层三部分。
其中路面基层依次为18cm石灰粉煤灰稳定土,18cm石灰粉煤灰稳定级配碎石,18cm水泥稳定级配碎石;
路面面层依次为8cm粗粒式密级配沥青砼,6cm中粒式改性沥青砼,4cm细粒式改性沥青砼。
居民的出行以公交出行为主,随着经济发展生活水平提高,私家车的数量急剧增加,道路交通负荷越来越大,使得原有线路不能再继续满足交通需求,道路改建扩建工作相继展开。
现就石家庄市的光华路为例进行论述。
石家庄市光华路位于二环以内,属于次干路。
光华路东起于胜利北街,向东延伸与建设北大街、体大街、建华大街等主干路相交,沟通了东西的交通流动。
始于纪念碑的公交102路通过光华路,61路也承担了该线路的公共交通。
光华路沿线有冀兴花园、御景园、博雅庄园、欧华园、常青园、百富勤电焊学校、蓝天圣木广场、红星美凯龙等小区和商业区,这些都在一定程度上增加了该线路的交通负荷,由于近几年居民生活水平的提高,各个小区的汽车保有量大幅增加,加之人口密度的增加,均使光华路的交通需求与现有道路的实际交通能力不平衡。
光华路沿线的居民小区有冀兴花园、御景园、博雅庄园、欧华园、常青园、众诚百合园等,这几个小区的居民大多属于上班族,平日由于工作出行的缘故,早上出行交通量多余吸引交通量,晚上吸引交通里多余出行交通量,而且由于光华路上的公交线路较少,光华路的居民出行主要集中在胜利大街、体育大街、建华大街三个主要干路上,小区居民出行时的步行距离很大。
居民平时的出行有一部分是依赖于自行车的,短距离的交通出行多以自行车为主。
近几虽然在一定程度上缓解了居民出行的困难,但却使得原来的道路通行能力不能满足不断增加的交通流量。
光华路沿线的公交较少。
始于纪念碑的公交102路车主要站点均是集中在光华路上,由于纪念碑紧邻火车站所以102路车上的乘客数量很大,乘客的下客点是以各个居民小区为主。
沿线的公司商业区的下客量相对较少。
还有公交61路也贯穿了光华路与102路共同承担了该道路上的交通出行。
18路车也分担了该路的交通量。
道路上的车辆以小汽车和公交车为主,自行车的数量较少,还有一些机动三轮车货车。
光华路沿线的商业区以五金配件和汽车修理店面为主,因此该路上的货运三轮车的数量占有相当的比例,汽车的数量也很多。
光华路的几何线形以直线为主,路面平顺,采用双向四车道,没有公交专用车道的设置,没有民显得机动车道与非机动车道的划分,道路上机动车与非机动车混行十分常见。
道路分路面结构为面层、基层、垫层。
面层以沥青混合料为主,基层以沥青混合料或粒料类基层为主,垫层起排水、隔水、防冻、防污及减少层间模量比、降低半刚性底基层拉应力的作用。
道路两侧的排水设施简单,没有专用的排水沟道。
由于近些年经济发展人民生活水平的上升,导致居民出行量剧烈增加,使得公交出行量、私家车出行量、自行车出行量及近距离的步行出行增加,光华路的交通荷载急剧增加,道路超负荷使用引起道路多段毁坏,路面出现许多的不平顺甚至是路面塌陷。
第3章道路断面设计
3.1.1道路横断面设计规范道路横断面设计:
研究路基横断面结构组成及尺寸的过程。
道路横断面的组成和部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定。
在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下,尽量做到用地省、投资少,使道路发挥其最大的经济效益与社会效益。
城市道路横断面由车行道、人行道、绿带和道路上附属设施用地等部分所组成。
道路横断面设计图3.1
道路的路基宽度是按照一定的规范进行设计施工的。
各个公路路基宽度规范:
车道宽度规范:
机动车道数常根据城市规模与道路等级确定:
3.1.2光华路道路横断面设计
光华路是石家庄的次干路,年平均交通量偏低,但由于它与胜利大街、建设大街、体育大街、建华大街等主要的主干道相交,为了减少各主干道的横向交通阻力,也为满足日益增加的的交通需求以及远景年的交通需求,可以设置为双向六车道,在道路两侧设置机动车与非机动车道隔离设施,缓解并逐渐解决机动车非机动车混行的现象,提高整条道路的利用率和交通通行通行能力。
根据规定知光华路的道路红线是40米。
3.1.2.1车道的设置
光华路上的机动车以公交车、私家车、机动三轮车为主,次干路的设计车速为30KM/H,采用双向六车道的机动车道,车道宽度宜取3.5米。
非机动车以自行车为主,根据国内城市建设的实践经验,一条非机动车道的宽度至少4.5米,若自行车的比例高,高峰小时自行车交通量大,宽度可达6~7米,这也有利于远景交通方式产生变化后改造和拓宽道路,或改作路边停车用。
由于光华路的自行车数量不是很大,预测未来年的自行车交通量不会有大幅增加,所以可以采用单幅路的形式,车道宽度设置为3.5米,非机动车靠右侧行驶,在路面上划出白色虚线,作为车辆分道线,基本实行各行其道。
3.1.2.4路侧带和人行道的设置
人行道是为市民提供步行交通的道路,以步行人流的流量为基本依据,人行道应有良好的铺装,道面平整,排水流畅,并且要保证步行交通安全和连续不断,不被其它活动任意占用。
人行道上应铺设盲条,并应符合无障碍交通的要求,以适应老、幼、残、弱者们步行活动的特殊需要。
人行道应与沿街建筑和绿地结合在一起规划设计,有时与步行广场、建筑小品结合在一起建造,以丰富城市的景观,要改变以纯工程技术的手法建造人行道。
在光华路上由于居民区较多,且居民区附近有许多商店和公交站点,这样居民不行出行两不容忽视,为了满足现有居民步行出行交通量,人行道的设位置不宜过小,在石家庄这样的城市适宜取5米。
像光华路这样的次干路由于道路两侧有许多的商店和商业区适于用绿带将人行道分为两部份,靠车行道一侧的人行道供过路者快走,靠建筑一侧的人行道供购物者慢行。
3.1.2.5道路绿化带的设置
道路绿化可以增加城市景观,使人心情舒畅;
浓密的树冠可以遮荫挡风防日晒;
绿化带可以分隔道路横断面上各组成部分,或用以限制横向交通任意穿越,以保障停车安全和快速,道路绿化带宽度宜为道路红线宽度的15~30%,为了保障行车安全适于在道路中间设置绿化隔离带,既保证各行其道又可以缓解驾驶疲劳,减少交通事故的发生,提高道路的使用效率。
3.1.2.6分车带与路肩
中间分隔带上的绿化,一般以种植花草或低矮灌木为主,既开阔视野又挡眩目的车头灯光,也便于竖立照明灯杆。
中间分隔绿带的宽度,在用地允许时,一般宜大于4米,到交叉口附近,可辟出一条车道供左转车排队和过街行人等候绿灯。
机动车道与非机动车道间的分隔带,若用地紧、宽度小于2米,不宜种树乔木,但可铺草皮或铺筑硬地,供临时停放自行车;
若宽度小于1米,不宜种植,向外生长的枝条要侵占道路净宽,降低道路通行能力,且绿化常年在烟尘的侵蚀和车辆对根系的震动下,也很难成活。
在机动车辆和非机动车辆都很多的干路上,设置较宽的分隔绿化,到交叉口附近可将绿带辟出一条机动车道供右转车排队,等候非机动车的空档右转,也可供行人在此等候过街。
在城市郊区的道路上采用边沟排水时,在车行道路面外侧至路基边缘所保留的带状用地,称路肩。
它可供临时停车、通行非机动车和行人,并对路面作横向支承,埋设交通护栏和交通号志。
路肩分为硬路肩(包括路缘带)和保护性路肩。
左侧路肩用于双幅路或四幅路中间具有排水沟的断面
最终效果图如下图所示
3.2.1道路纵断面设计规范
纵断面线形设计应根据道路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素,考虑路基稳定、排水及工程量等的要求,对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行综合设计,从而设计出纵坡合理、线形平顺圆滑的理想线形,以达到行车安全、快速、舒适、工程费较省、运营费用较少的目的。
路线纵断面设计:
在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡段变化的过程,确定纵断面线形的几何构成及有关尺寸。
路线纵断面图:
沿道路中线所作的竖向剖面图。
它反映沿途地面和路线在竖向的高低起伏情况和有关数据。
城市道路最大纵坡设计规范:
最小纵坡:
为保证路面、边沟排水顺畅,道路一般应考虑设置不宜小于0.3%的纵坡。
城市道路纵坡坡长限制:
非机动车车行道纵坡度宜小于2.5%。
大于或等于2.5%时,应按表5.2.5规定限制坡长。
城市道路竖曲线最小半径和最小长度“
竖曲线要素的计算公式
1.符号法则:
变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1和i2,上坡为“+”,下坡为“-”;
变坡转角为ω=i1-i2
当ω为“-”,表示凸形竖曲线
2.竖曲线要素计算
3.2.2光华路道路纵断面设计
石家庄地处平原地带,石家庄市区地势平坦并没有大的起伏,东西坡度较平缓。
东西高程差相对较小。
而光华路又位于二环以内地势平整地带,因而其道路的纵坡坡度几乎为零故满足设计规范的要求。
纵断面线形平顺,坡段平缓,起伏小、少,因此道路改造过程几乎不需要进行填挖作业。
对于光华路上没有必要再去仔细研究其竖曲线的相关数据及设置施工步骤,因道路走向起伏较小故可以忽略其竖曲线的存在。
这样既减少施工的难度和强度,有缩短了施工工期,有利于在短时间内完成度道路的改造工作,及早通车投入使用。
纵断面图:
?
第4章交叉口设计
分析石家庄道路及各类交叉口的特性,再以光华路与胜利大街交叉口为例进行展开。
{车道划分、车道数、标志表现、安全隔离设施、信号配饰、人行横道设置等}
1.队现有交叉口进行分析评价,找到不足和改进措施
2.分析光华路的交通流特性,研究胜利大街的交通流特性
3.根据以上和现有及预测交通量,重新划分车到功能,车道数量、激动与非机动车道、绿化隔离带、人行道设置
4.对信号等进行配饰。
5.交叉口车道示意图。
1.交通标志和标线
(1)交通标志
道路交通标志是用图案、符号和文字传递特定信息,用以管理交通的安全设施。
一般设置在路侧或道路上方。
交通标志应使交通参与者在很短的时间内就能看到、认识并完全明白他的含义,而采取正确的措施。
所以交通标志必须具有良好的视认性、易读性、公认性。
交通标志有三要素即颜色、形状、符号。
我国现代的道路交通标志分主标志和辅助标志两大类共100种。
主标志按其含意可分为四种:
警告标志、禁令标志、指示标志和指路标志。
1)警告标志。
警告标志共23种,是警告车辆、行人注意危险地点的标志,其形状为顶角朝上的等边三角形,其颜色为黄底、黑边、黑图案。
2)禁令标志。
禁令标志共35种,是禁止或限制车辆、行人交通行为的标志。
其形状分为圆形和顶角向下的等边三角形,其颜色,除个别标志外,为白底、红圈、红杠、黑图案、图案压杠。
3)指示标志。
指示标志共17种,是指示车辆、行人行进的标志。
其形状分为圆形、长方形和正方形,其颜色为蓝底、白图案。
4)指路标志。
指路标志共20种,是传递道路方向、地点、距离信息的标志。
其形状,除地点识别标志外,为长方形和正方形;
其颜色,除里程碑、百米桩和公路界碑外,一般道路为蓝底、白图案,高速公路为绿底、白图案。
辅助标志共5种,是附设在主标志下,起辅助说明作用标志,这种标志不能单独设立和使用。
辅助标志按其用途又分为表示时间、表示车辆种类、表示区域距离、表示警告和禁令理由的辅助标志以及组合辅助标志等几种。
其形状为长方形,其颜色为白底、黑字、黑边框。
此外,还有一种可变交通信息标志,它根据道路检测到的情况(如占道施工、阻塞、流量、流向的变化等),把某种信息及时显示出来,传达给车辆驾驶人员和行人。
(2)交通标线
道路交通标线是由各种路面标线、箭头、文字、立面标记、突起路标和路边线轮廓标等组成的交通安全设施。
他的作用是管制和引导交通,可以和标志配合使用,也可以单独用。
道路交通标线按其功能可分为纵向标线、横向标线和其他交通安全设施线共7类21种,其中标线17种,其他交通安全设施如路栏和锥形交通路标、导向标、道口标柱等4种。
路面标线应根据道路断面形式、路宽及交通管理的需要画定,路面标线形式有车行道中心线,车行道边缘线、车道分界线、停止线、人行横道线、减速让行线、导流标线、车行道宽度渐变段标线、停车位标线、停靠站标线、出入口标线、导向箭头以及路面文字或图形标记等。
2.交通信号控制
信号控制有各种各样的方式,分类也有很多种。
考虑信号控制方式的方便性,将信号控制分为单点多时段控制方式、单点感应控制方式、线协调控制方式和区域协调控制方式。
(1)单点多时段控制方式:
是最基本、最经济控制方式。
当交通情况符合总体流量最稳定、变化比较规律时采用。
(2)单点感应控制方式:
当单点控制的交叉口交通量变化比较频繁且没有规律时采用。
一般在交叉口进口车道设置检测器或在人行横道前设置行人按钮,信号配时参数可随检测到的信息改变。
单点感应控制方式分为半感应控制和全感应控制。
(3)线协调控制方式(绿波交通):
当需要在单点控制的基础上扩大控制范围,对若干连续口形成的线路上进行协调控制以提高整体通行效率时采用。
线协调控制方式常采用无电缆线协调控制方式。
(4)区域协调控制方式:
当需要取得较线协调控制更大范围内的协调控制效果以提高路网内的整体通行效率时采用。
区域协调控制方式分为定时和实时两种。
现代化的交通控制系统是缓解城市交通问题的重要措施,它具有投资省、效率高、见效快且有效面广的优点,也是城市现代化的重要标志。
区域控制系统可实施城市交通运输的策略,提高现有道路的交通效率,改善道路交通安全,节省能量消耗,减少环境污染,收集交通数据,提供交通情报,强化交通执法和指挥诱导,为整个社会提供综合的经济效益。
世界各国先后研制了很多信号控制系统,其中SCOOT城市交通控制系统是交通信号控制系统研究的新发展之一。
目前已被全世界170多个城市采用。
SCOOT系统是一种对交通信号网实行实时协调控制的自适应控制系统,其最新版本已发展到包括支持公交优先、自动的SCOOT交通信息数据库系统、事故检测系统,以及车辆排放物的估算。
最新版本还增加了控制策略的灵活性,尤其是应用于事故发生的条件下。
1.公共交通停靠站的布置
公共交通站点的布置,包括首末站、中途停靠站,特别是中途停靠站的布置,直接影响居民乘车的方便,车辆运行速度和道路的通行能力。
停靠站布置得合理并能相对固定,可使客运能力与客运负荷协调,保证交通安全。
同时,应采取有力措施,加固停靠站的路面,以防其过早损坏。
为了减少车辆行程和工时浪费,公共交通车辆一般分别停放在交通路线的首末站——始发站或到达站。
公共交通首末站也是车辆掉头、待发的场地,应设置回车场及司售人员休息室。
回车场应设在客流集散的主流方向同侧,其出入口不得直接与快速路、主干路接。
环形回车时,车行道的最小转弯半径,不小于公共交通车辆最小转弯半径的两倍,公共汽车一般为25~35m;
无轨电车为30~40m。
公共交通停靠站主要布置在客流集散点,如火车站、商场、干道交叉口、工矿企业等,有时还要考虑地形、特殊的治安要求等。
2.停靠站的间距
停靠站间距过小,就要在道路上过多设站,增加乘客乘车的时间,车辆速度不高,且频繁制动、起动,轮胎与燃料消耗也大。
反之,停靠站间距过大,虽然车辆运行速度提高,乘客乘车时间减少,但对于乘客乘车则不便,增加了步行时间。
一般认为公共交通车辆中途停靠比较合理的间距为市区一般为500m左右,郊区一般1000m左右。
3.停靠站设点问题
道路交叉口附近的站位,宜安排在交叉口出口道一侧,距交叉口为50~100m。
交叉口停靠站的布置有对称布置和非对称布置两种。
在交叉口附近设置站点时,应考虑使乘客乘车、换车方便;
不妨碍交叉口的交通和安全,即不阻挡交叉口视距三角形内的车辆和行人的视线;
不影响停车线前车辆的停
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