3.3.2 横断面各组成部分几何设计
1.行车道
行车道是指专为纵向排列、以安全顺适地通行车辆为目的而设置的公路带状部分。其横断面组成包括快车道和慢车道。在城市道路上,还有非机动车道。车道宽度是为了交通上的安全和行车上的顺适,根据汽车大小、车速快慢而确定的各种车辆以不同速度行驶时所需的宽度。行车道的宽度要根据车辆最大宽度,加上错车、超车所必需的余宽来确定。
1)一般双车道公路的车道宽度
双车道公路有两条车道,车道宽度包括汽车宽度和应满足错车、超车行驶所必需的余宽。汽车宽度取载重汽车车厢的总宽度,为2.5 m。余宽是指对向行驶时两车主箱之间的安全间隙、汽车轮胎至路面边缘的安全距离。
2)有中央分隔带的车道宽度
高速公路、一级公路有四条以上的车道,应满足车辆并列行驶所需的宽度,一般设置中央分隔带。分隔带两侧的行车道只有同向行驶的汽车。车速、交通组成和大型车混入率对行车道宽度的确定有较大的影响。
3)城市道路的车道宽度
在城市道路上供各种车辆行驶的路面部分统称为车行道。其中,供汽车、无轨电车、摩托车等机动车行驶的部分称为机动车道;供自行车、三轮车、板车等非机动车行驶的部分称为非机动车道。
(1)机动车道。机动车道按车在行车方向上的不同位置,可以分为内侧车道、中间车道和外侧车道。按照车道的不同性质,可以分为变速车道、超车车道、爬坡车道、停车道、错车道、会车道、专用车道等。机动车道的宽度应计入分车带及两侧路缘带的宽度,路缘带宽度一般为0.5 m。
根据我国城市道路的实际经验,机动车道的宽度一般设置如下:双车道为7.5~8.0 m,三车道为10.0~11.0 m,四车道为13.0~15.0 m,六车道为19.0~22.0 m。
(2)非机动车道。非机动车的单一车道宽度是根据车半身宽度和车身两侧所需的横向安全距离而确定的。根据调查,非机动车道宽度:自行车为1.0 m,三轮车为2.0 m。与机动车道合并设置的非机动车道,车道数单向应不小于2条,宽度应不小于2.5 m;非机动车专用道路面宽度应包括车道宽度及两侧路缘带宽度,单向不宜小于3.5 m,双向不宜小于4.5 m。
2.路肩
1)路肩的作用
路肩是位于行车道外缘至路基边缘之间,具有一定宽度的带状结构部分。路肩通常包括路缘带(高速公路和一级公路才设置)、硬路肩、土路肩三部分。路肩的作用如下:
①为发生机械故障或紧急情况的车辆提供在车道外的停车空间;
②由于路肩紧靠在路面的两侧设置,保护行车道等主要结构的水、温度稳定性;
③提供侧向余宽,能够增强驾驶的安全性和舒适感;
④作为道路养护操作的工作场地;
⑤改善挖方路段视距,提高交通安全性;
⑥在满足公路建筑限界的前提下,为设置标志和护栏提供横向净距。
路肩按其功能和所用材料的不同,可以分为硬路肩和土路肩。硬路肩是指进行了铺装的路肩,它可以承受汽车荷载的作用力,在混合交通的公路上便于非机动车、行人通行。在填方路段,为使路肩能够汇集路面积水,在路肩边缘应设置路缘石。土路肩是指不加铺装的土质路肩,它起到保护路面和路基的作用,并提供侧向余宽。
2)路肩的宽度
(1)右侧路肩宽度。《设计规范》规定了各级公路的右侧路肩宽度。一般值在正常情况下采用,最小值在条件受限时采用。
高等级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带,其宽度一般为0.50 m。二级公路在村镇附近及混合交通量大的路段,可以采用全铺式,以供非机动交通充分利用。计算行车速度为120 km/h的四车道高速公路,宜采用3.50 m宽的硬路肩;六车道、八车道高速公路可以采用3.00 m宽的硬路肩。二、三、四级公路在路肩上设置的标志、防护设施等不得侵入公路建筑限界,否则应加宽路肩。
(2)左侧路肩宽度。高速公路、一级公路采用分离式路基横断面时,行车道左侧应设置路肩,《规范》规定了各级公路左侧路肩宽度。左侧硬路肩宽度内含左侧路缘带宽度,其宽度一般为0.50 m。
(3)紧急停车带。高速公路、一级公路,有条件时宜采用大于2.50 m的右侧硬路肩,使发生故障的车辆能够尽快离开车道。当右侧硬路肩的宽度小于2.50 m时,应设紧急停车带。紧急停车带的设置间距不宜大于2000 m,包括右侧硬路肩在内的宽度为5.0 m,有效长度一般大于50 m。从干线进入和驶出紧急停车带应设缓和过渡段,一般长度为100 m和150 m。高速公路、一级公路的特长桥梁、隧道,根据需要设置紧急停车带,其间距不宜大于750 m。二级公路根据需要可设置紧急停车带,其间距视实际情况而定。
考虑我国土地的利用情况和路肩的功能,在满足路肩功能最低需要的条件下,原则上尽量采用较窄的路肩。
3)路肩横坡
(1)硬路肩。硬路肩一般应设置向外倾斜的横坡,其坡度值可以与车道横坡度相同;路线纵坡平缓,且设置拦水带时,其坡度值宜采用3%~4%。曲线路段内外侧硬路肩横坡的横坡度及其方向:当曲线超高小于或等于5%时,其横坡度和方向应与相邻车道相同;当曲线超高大于5%时,其横坡度则不大于5%,且方向相同。对于大中桥梁、隧道区段硬路肩的横坡度,应与行车道相同。
(2)土路肩。直线或位于曲线较低一侧的土路肩横坡度,当行车道或硬路肩横坡度大于或等于3%时,应与行车道或硬路肩横坡度相同,否则应比行车道或硬路肩横坡度大1%或2%。曲线或过渡段位于较高一侧的土路肩横坡度,应采用3%或4%的反向横坡度。
4)城市道路路肩
城市道路一般设置地下管渠和集水井排水,两侧设置人行道。采用边沟排水的道路应在路面外侧设置保护性路肩,中间设置排水沟的道路应设置左侧保护性路肩。保护性路肩宽度自路缘带外侧算起,快速路应不小于0.75 m;其他道路应不小于0.50 m;当有少量行人时,应不小于1.50 m。当需要设置护栏、杆柱、交通标志时,应满足其设置要求。
3.中间带
1)中间带作用
中间带是指沿道路纵向路中线设置分隔上下行车道行驶的带状设施。《标准》规定,高速公路和一级公路整体式断面必须设置中间带。中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成,其作用如下:
①分隔不同方向交通流,防止无序的交叉运行和随意转弯运行,减少因车辆高速行驶进入对向行车道造成迎面碰撞的严重交通事故;
②可以作为预埋公路标志牌及其他交通管理设施的构件场地;
③设置一定宽度的中间带并种植花草灌木或设置防眩网,可防止对向车辆灯光造成眩光的现象,还可起到美化路容和环境的作用;
④设置于中央分隔带两侧的路缘带,由于具有一定宽度且颜色醒目,既引导驾驶员视线,又增加了行车所必需的侧向余宽,从而提高了行车的安全性和舒适性;
⑤为超高路段设置路面排水设施提供场所,并为养护人员提供避车带、安全岛。
2)中间带宽度
中间带的宽度应根据行车安全、道路用地和经济条件等综合确定。
《标准》规定的中间带宽度随公路等级、地形条件变化,为2.00~4.50 m。宽的中间带作用明显,但投资和占地多,不宜采用。我国原则上均采用窄的中间带,以节约用地,《规范》规定了整体式断面中间带及各部分宽度。
《标准》规定,高速公路、一级公路整体式断面必须设置中间带。中间带由中央分隔带和两条左侧路缘带组成,中央分隔带的两侧设置左侧路缘带。中央分隔带由防护设施和两侧对应的余宽组成。不再指定中央分隔带宽度推荐值,中央分隔带宽度应从对向隔离、安全防护的主要功能出发,综合考虑中央分隔带护栏的防护形式和防护功能确定。
3)中间带的设计
中间带的设计是指中央分隔带的表面形式,有凹形和凸形两种。前者用于宽度大于4.5 m的中间带;后者用于宽度小于4.5 m的中间带。宽度大于4.5 m的,一般植草皮、栽灌木;宽度不大于4.5 m的可铺面封闭。
4.路侧带
路侧带由人行道、绿化带、公共设施带等组成,路侧带的宽度根据道路类别、功能、人流密度、绿化、沿街建筑性质及布设地下管线等要求综合确定。
1)人行道
人行道是指在城市道路上用路缘石或护栏及其他类似设施加以分隔的专门供人行走的部分,人行道宽度不仅取决于道路功能、沿街建筑物性质、人流密度,还应满足在人行道下埋设地下管线等的要求。
2)绿化带
道路路侧一般种有树木或设置绿化带,为保证植物的正常生长,需要保证其合理的宽度。当种植单排行道树时,株距一般为4~6m,植树带最小宽度为1.5 m,也有种植草皮与花丛的。绿化带宽度应符合现行标准《城市综合交通体系规划标准》(GB/T 51328—2018)的相关要求。车行道两侧的绿化应满足侧向净宽度的要求,并不得侵入道路建筑限界和影响视距。
3)设施带
设施带宽度包括设置行人护栏、照明灯柱、标志牌、信号灯等的宽度。设施带内各种设施布局应综合考虑,可与绿化带结合设置,但应避免相互之间的干扰。当红线宽度较窄或条件困难时,设施带与绿化带可以合并。经调查,我国各城市设置杆柱的设施带宽度多数为1.0 m,有些城市为0.5~1.5 m,考虑有些杆线需要制作基座,则宽度应更大一些,最小宽度不小于1.0 m,最大不超过1.5 m,设计时可根据实际情况选用。地下管线应尽可能布置在路侧带下面,并要布置得紧凑和经济。当管线埋设在路侧带下面时,如管线种类较多,且管线间还应有安全距离,则路侧带的宽度须更大。同时设置护栏与杆柱时,取大值。
现有城市道路中,人行道的宽度按规划设计为3.0~5.0 m,设施和绿化所占用的宽度不计入在内,设计时,要明确人行道、绿化带、设施带各自合适的宽度。
5.分车带
分车带按照其在横断面中的不同位置及功能,可分为中间分车带(简称中间带)及两侧分车带(简称两侧带)。分车带的作用与公路中间带相同,分隔主路上对向车辆。两侧带可以分隔快车道与慢车道、机动车道与非机动车道、车行道与人行道等。《规范》规定了分车带最小宽度。
6.路缘石
路缘石是设置在路面与其他构造物之间的界石,简称缘石。在分隔带与路面之间、人行道与路面之间一般都需要设置路缘石,在公路的中央分隔带边缘、行车道右侧边缘或者路肩外侧边缘常设路缘石。其形状有立式、斜式和曲线式等几种。
高速公路和一级公路中央分隔带上的路缘石起导向、连接和便于排水的作用,高度不宜太高。因为高速行驶的车辆一旦偏离方向驶入,高的路缘石(高度大于20 cm)便会影响行车安全,所以高速公路的分隔带因排水必须设置路缘石时,应使用低矮光滑的斜式或曲线式的路缘石,高度宜小于12 cm。
城市道路的人行道及人行横道宽度范围内的路缘石宜做成低矮的,而且坡面为较平缓的斜式,便于儿童车、轮椅及残疾人通行。在分隔带端头或交叉口的小半径处,缘石宜做成曲线式。
路缘石宜高出路面10~12 cm,桥上、隧道内线形弯曲段或陡峻路段等处可高出路面25~40 cm,并应有足够的埋置深度,以保证稳定。缘石宽度宜为10~15 cm。
7.边沟
边沟的主要作用是排除路面及边坡处汇集的地表水,以确保路基与边坡的稳定。一般在公路路堑及高度小于边沟深度的低填方地段设置边沟。
边沟的断面形状主要取决于排水流量的大小、公路性质、土质情况及施工方法等。石质地段大多采用三角形;排水量大的路段多采用梯形或矩形截面形式。
边沟设计遵循以下基本规定:
①底宽与深度不小于0.4 m;
②边沟纵坡一般应不小于0.5%,特殊困难路段也不得小于0.2%;当陡坡路段沟底纵坡较大时,为防止边沟冲刷,应采取加固措施;
③梯形边沟内侧一般为1∶1.5~1∶1,边坡外侧与挖方边坡一致,路堤段边坡与内侧边坡相同,路堑段边坡与挖方边坡一致,三角形边沟内侧边坡一般为1∶4~1∶2,外侧边坡一般为1∶2~1∶1;
④边沟长度不宜过长,一般不宜超过500 m,即应选择适当地点设置出水口,多雨地区不宜超过300 m。三角形边沟长度一般不宜超过200 m。