淺談城市道路寬度漸變段的設(shè)計(jì)

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摘要：在城市道路設(shè)計(jì)過程中，我們會經(jīng)常遇到道路寬度漸變段設(shè)計(jì)的問題。本文將對漸變段產(chǎn)生的原因和城市道路設(shè)計(jì)中常遇到的幾種寬度漸變段的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行討論分析，對不同情況下寬度漸變段設(shè)計(jì)方法的選取予以闡述。

關(guān)鍵詞：城市道路設(shè)計(jì)；漸變段；產(chǎn)生原因；設(shè)計(jì)方法

城市道路設(shè)計(jì)中，在道路前后設(shè)計(jì)參數(shù)不同時(shí)，為保證交通能從一種行駛狀態(tài)平緩地過渡到另一種行駛狀態(tài)，需要設(shè)置漸變段。

1.道路寬度漸變段產(chǎn)生的原因

道路寬度漸變段的設(shè)計(jì)是基于車輛交通在形式過程中的換道行為。一般意義上的換道行為是指前進(jìn)車輛側(cè)向位置有目的的變化過程，即車輛換道過程僅側(cè)向位置改變一次至相鄰車道的過程。

1.1車輛換道需求的產(chǎn)生

車輛換道需求的產(chǎn)生主要為：一是當(dāng)前行車道結(jié)束，車輛需要分流、合流和交織運(yùn)行等車道自身特征的要求；二是因駕駛員主觀意愿的驅(qū)使，即駕駛員對當(dāng)前車道的車輛運(yùn)行狀況不滿意，駕駛員為尋求更加自由的運(yùn)行狀況而產(chǎn)生的換道需求。

1.2車輛換道行為保證條件

（1）空間條件的保證

目標(biāo)車道應(yīng)能為車輛完成到行為提供足夠的空間，主要由駕駛員對運(yùn)行空間的預(yù)判能力和目標(biāo)車道運(yùn)行空間前后車輛的速度兩個(gè)因素決定。

（2）時(shí)間條件的保證

駕駛員完成換道行為的預(yù)判需要一段時(shí)間來保證，這段時(shí)間與駕駛員自身能力想匹配，并得到周圍運(yùn)行環(huán)境的支持，從而在時(shí)間上保證駕駛員感知、決策和操作車輛等一系列行為能夠順利完成換道行為。

（3）車輛狀況的保證

駕駛員完成換道行為的過程是通過車輛表現(xiàn)出來的，因此車輛應(yīng)該能夠提供換道所需要的動(dòng)力支持和轉(zhuǎn)向能力，即車輛的狀況要與駕駛員完成換道時(shí)空條件相匹配。

1.3車輛換道過程分析

根據(jù)車輛與車道分界線的關(guān)系，車輛的換道過程可分為三個(gè)階段：前期調(diào)整階段，即駕駛員開始操作車輛向目標(biāo)車道靠攏，并到達(dá)車道分界線時(shí)消耗的時(shí)間和走向的距離；車道變換執(zhí)行過程，即車輛在前一階段的基礎(chǔ)上繼續(xù)變道行駛，直至車輛超過車道分界線；后期調(diào)整階段，即車輛到達(dá)目標(biāo)車道后恢復(fù)到正常行駛狀態(tài)的過程。如圖1.1所示。

圖1.1 車輛換道過程示意圖

1.4漸變段對車輛換道行為的影響

道路設(shè)計(jì)過程中在時(shí)間和車輛狀況條件一定時(shí)，道路的幾何條件是影響車輛換道的主要因素。道路寬度漸變段對應(yīng)車輛變道執(zhí)行過程，道路寬度漸變段寬度變化的緩急影響了駕駛員變道軌跡決策范圍的大小和變道行駛的安全性。但并不是漸變段約緩和對駕駛安全越有利，當(dāng)緩和段寬度變化不能引起駕駛員的足夠注意時(shí)，駕駛員會誤認(rèn)為過渡段是正常路段，對安全不利。換道行為是車輛行駛中的客觀要求，且城市道路中車輛變道行為更頻繁，城市道路寬度漸變段的設(shè)計(jì)非常常見。

2.道路寬度漸變段設(shè)計(jì)

道路寬度漸變段是指道路橫斷面標(biāo)準(zhǔn)寬度與縮減或拓寬寬度之間保持一定的漸變指標(biāo)而進(jìn)行銜接過渡的部分。漸變段最小長度的計(jì)算按式（2.1）確定。

（2.1）

式中：

L—漸變段的長度，單位（m）；

W—變化寬度，單位（m）；

K—寬度漸變率。

2.1車行道寬度漸變段設(shè)計(jì)

車行道的寬度前后變化時(shí)，需要設(shè)置寬度漸變段。寬度漸變段的長度設(shè)計(jì)按式（2.2）確定。

（2.2）

式中：

V—設(shè)計(jì)速度，單位（km/h）。

當(dāng)按式（2.2）計(jì)算結(jié)果大于表2.1所示最小值時(shí)，采用計(jì)算結(jié)果作為實(shí)際漸變段長度，反之采用表2.1所示最小值作為實(shí)際漸變段長度。

表2.1 漸變段最小長度

設(shè)計(jì)速度V/（km/h）最小值/m設(shè)計(jì)速度V/（km/h）最小值/m

20206040

30257070

40308085

5035>80100

對于設(shè)計(jì)速度與實(shí)際運(yùn)行速度偏離較大的道路，可以采用實(shí)際運(yùn)行速度值確定漸變段長度。

2.2 圓曲線加寬漸變段設(shè)計(jì)

當(dāng)圓曲線半徑小于250m時(shí)，需要在圓曲線內(nèi)側(cè)設(shè)置加寬。在圓曲線范圍內(nèi)為不變的全加寬值，兩端需要設(shè)置加寬緩和段。當(dāng)設(shè)置緩和曲線或者超高緩和段時(shí)，加寬緩和段長度應(yīng)采用與緩和曲線或超高緩和段長度相同的數(shù)值；當(dāng)不設(shè)緩和曲線或超高緩和段時(shí)，加寬緩和段長度應(yīng)按加寬側(cè)路面邊緣寬度漸變率為1：15～1：30計(jì)算，且長度不應(yīng)小于10m。

2.3交叉口展寬漸變段設(shè)計(jì)

對交通量大、排隊(duì)車輛等待時(shí)間長的交叉口，需要設(shè)置展寬段來增大交叉口的通行能力，由展寬段過渡到一般段，需要設(shè)置展寬漸變段。交叉口進(jìn)口道展寬漸變段長度按車輛以70%路段設(shè)計(jì)車速行駛3s橫移一條車道來計(jì)算確定，漸變段長度不應(yīng)小于：支路20m，次干路25m，主干路30m～35m；交叉口出口道展寬漸變段長度不應(yīng)小于20m。

交叉口左轉(zhuǎn)彎交通量較大的，需要設(shè)置專用左轉(zhuǎn)道，對有條件的可以設(shè)置左轉(zhuǎn)彎專用道展寬設(shè)計(jì)。左轉(zhuǎn)彎專用道展寬寬度漸變段長度

（式2.3）

式中：

Ld—左轉(zhuǎn)彎專用道展寬漸變段的長度，單位（m）。

交叉口設(shè)計(jì)過程中，為了使設(shè)計(jì)道路美觀簡潔，在同時(shí)設(shè)置右轉(zhuǎn)彎專用道展寬和左轉(zhuǎn)彎專用道展寬的交叉口，通常將二者的展寬段及漸變段設(shè)置為相同的長度。

2.4橋隧路面寬度漸變段設(shè)計(jì)

橋梁和隧道的橫斷面與一般路段往往不同寬：（a）隧道兩側(cè)如果沒有人行道需要設(shè)置專門的檢修道，如果不設(shè)置人行道或檢修道時(shí)應(yīng)設(shè)置不小于0.25m的安全帶寬度；（b）為節(jié)省造價(jià)，取消或縮窄橋梁段的中央分隔帶；（c）橋梁或隧道的分車道部分要考慮安全帶寬度。

當(dāng)橋面寬度與路段的道路斷面總寬度不一致時(shí)，應(yīng)設(shè)置寬度漸變段；路面邊緣斜率可采用1：15～1：30，折點(diǎn)處應(yīng)圓順。當(dāng)隧道洞門內(nèi)外路面寬度不一致時(shí)，隧道洞口外與至相連接的路段應(yīng)設(shè)置距洞口不小于3s設(shè)計(jì)速度的行程長度，且不應(yīng)小于50m長度的、同隧道等寬的過渡段。

2.5 快速路變速段的設(shè)計(jì)

為滿足快速路主線車流穩(wěn)定、分合流交通安全迅速的要求，快速路需要進(jìn)行出入口設(shè)計(jì)。為適應(yīng)快速路與輔道之間不同車速交通的交通轉(zhuǎn)換，在快速路出入口位置，需要設(shè)置變速車道，變速車道主要分為平行式和直接式，由主線到變速車道或由變速車道到輔道之間需要設(shè)置漸變段，變速車道長度與出入口漸變率如表2.1所示。

表2.1 快速路變速車道長度與漸變率

主線設(shè)計(jì)車速（km/h）1008060

減速車道長度（m）單車道908070

雙車道13011090

加速車道長度（m）單車道180160120

雙車道260220160

漸變段長度（m）單車道605045

漸變率出口單車道1/251/201/15

雙車道

入口單車道1/401/301/20

雙車道

2.6中央分隔帶開口漸變段設(shè)計(jì)

為保證交通轉(zhuǎn)換的順暢，在間距不大于2km的位置需要設(shè)置中央分隔帶開口。根據(jù)中央分隔帶的設(shè)置原則，當(dāng)中央分隔帶寬度小于3m時(shí)，宜采用半圓形的端部形式；當(dāng)中央分隔帶寬度大于3m時(shí)，宜采用線性更為流暢的彈頭形端部形式。中央分隔帶彈頭形端部設(shè)計(jì)如下：

圖2.1 彈頭形開口端部示意圖

（式2.4）

（式2.5）

（式2.5）

式中：

R0—端部曲線半徑，單位（m），通常取中央分隔帶的1/5；

R1—過渡段輪廓曲線半徑，單位（m）；

R2—輔助曲線半徑，單位（m）；

Wmid—中央分隔帶寬度，單位（m）；

Wlane—行車帶寬度，單位（m）；

C—路緣帶寬度。

3.結(jié)語

本文對城市道路設(shè)計(jì)中漸變段產(chǎn)生的原因、影響因素以及幾種常見的漸變段設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了闡述，擬使設(shè)計(jì)人員對城市道路漸變段設(shè)計(jì)有一個(gè)更加清晰的認(rèn)識，使設(shè)計(jì)更加合理。

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