淺談交叉口展寬漸變段設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺談交叉口展寬漸變段設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本文從工程設(shè)計(jì)中遇到的一些問(wèn)題出發(fā)，試圖對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范中一些不明確的地方做一些探討和研究；通過(guò)分析計(jì)算，完善規(guī)范對(duì)平交口設(shè)計(jì)尚未明確部分，提出優(yōu)化漸變段長(zhǎng)度計(jì)算的思路和方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：道路交叉口；渠化；漸變段設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號(hào)：U41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A &l

2、t;/p><p><b>　　一、 前言 </b></p><p>　　路口展寬有利用分隔帶展寬、兩側(cè)展寬和單側(cè)展寬三種方式。 </p><p>　　當(dāng)設(shè)有較寬中央綠化帶（一般不小于4.5米）或較寬側(cè)綠化帶（一般不小于3米），或當(dāng)?shù)缆穬蓚?cè)用地條件較好，可采用利用分隔帶展寬或兩側(cè)展寬的方式。 </p><p>　　當(dāng)?shù)缆芬粋?cè)用

3、地條件受到限制時(shí)，可對(duì)道路進(jìn)行單側(cè)展寬，根據(jù)各方向的轉(zhuǎn)向交通量布設(shè)轉(zhuǎn)向車道數(shù)及直行車道數(shù)，通過(guò)中線偏移等方式對(duì)進(jìn)口道進(jìn)行展寬設(shè)計(jì)。 </p><p>　　交叉口設(shè)計(jì)一定要結(jié)合地形條件，當(dāng)進(jìn)口道展寬用地緊張時(shí)，如出口道一側(cè)有地，可以通過(guò)偏移道路中線，往出口道一側(cè)展寬。通過(guò)偏移道路中線，將行車道往出口道一側(cè)偏移，由此來(lái)增加進(jìn)口道的車道數(shù)量，提高交叉口的通行能力。 </p><p>　　二、 路

4、口展寬漸變段取值計(jì)算 </p><p>　　受用地限制，進(jìn)口車道所在一側(cè)不能展寬時(shí)，可以通過(guò)偏移道路中心線，將路口段的道路向出口車道一側(cè)進(jìn)行偏移，這種做法在各地得到了大量使用，但由于漸變段長(zhǎng)度取用不合適也帶來(lái)了一些問(wèn)題，如圖1。 </p><p>　　圖1 漸變段長(zhǎng)度過(guò)短 </p><p>　　此處為南海某個(gè)路口，由于偏移值過(guò)大、漸變段長(zhǎng)度取值過(guò)短，導(dǎo)致駕駛員要在極

5、短時(shí)間內(nèi)頻繁轉(zhuǎn)換方向；且由于漸變段過(guò)短，導(dǎo)致過(guò)渡的曲線半徑過(guò)小，產(chǎn)生過(guò)大的橫向力，造成車輛橫向漂移和碰擦等事故時(shí)常發(fā)生。 </p><p>　　由此可見(jiàn)，漸變段設(shè)計(jì)，包括漸變段圓曲線半徑以及漸變段長(zhǎng)度取值兩個(gè)問(wèn)題。 </p><p>　?。?）關(guān)于漸變段圓曲線半徑取值 </p><p>　　漸變段實(shí)際上是一組S曲線，漸變段長(zhǎng)度直接影響到S曲線的參數(shù)，曲線半徑過(guò)小，可

6、能導(dǎo)致過(guò)大的離心力，造成行車橫向漂移和碰擦事故?，F(xiàn)行規(guī)范對(duì)待漸變段取值，并不像對(duì)待道路主線那般重視，漸變段設(shè)計(jì)缺少獨(dú)立的平面線形設(shè)計(jì)，S曲線半徑可能取值偏小。 </p><p>　　根據(jù)汽車行駛在曲線上的力的平衡方程式：i+μ= </p><p>　　其中：i為路面橫坡；μ為橫向力系數(shù)； V為行車速度；R為曲線半徑。 </p><p>　　從上式可得知，（i+μ）與

7、速度的平方成正比，與圓曲線半徑成反比。若曲線半徑取值過(guò)小，則（i+μ）將變大，離心力過(guò)大，容易導(dǎo)致車輛橫向漂移甚至翻側(cè)。 </p><p>　　因此，橫向力系數(shù)μ值的大小影響著汽車的穩(wěn)定程度、乘客的舒適感、燃料和輪胎的消耗以及其他方面，所以μ值的選用應(yīng)保證汽車在圓曲線上行駛時(shí)的橫向抗滑穩(wěn)定性，以及乘客的舒適和經(jīng)濟(jì)的要求。 </p><p>　　μ值的選用還應(yīng)考慮汽車營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)試驗(yàn)分

8、析，汽車在彎道上行駛時(shí)與在直線上行駛相比，當(dāng)μ=0.10時(shí)，燃料消耗增加10%，輪胎磨耗增加1.2倍；當(dāng)μ=0.15時(shí)，燃料消耗增加20%，輪胎磨耗增加2.9倍。因此，在計(jì)算最小圓曲線半徑時(shí)，μ值小于0.15為宜。根據(jù)城市道路特點(diǎn)，超高橫坡度規(guī)定值較小。城市道路往往是機(jī)非混行，交叉口較多，一般車速偏低，因此μ值可加大些。 </p><p>　　橫向力因（μ+i）疊加而增大，為了安全，建議漸變段S曲線的設(shè)計(jì)速度采用

9、較大值來(lái)進(jìn)行連接曲線設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)速度與橫向力系數(shù)最大值的關(guān)系，考慮到道路橫坡i一般為2%，如主線不設(shè)超高，不同行車速度情況下，漸變段圓曲線半徑取值見(jiàn) 表1。 </p><p>　　表1 圓曲線半徑計(jì)算表 </p><p>　　注：本表μ值按《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152-2010）；R值為道路橫坡不大于2%的取值；當(dāng)橫坡大于2%時(shí)，需參照公式重新計(jì)算R值。 </p>

10、;<p>　　在不同的道路設(shè)計(jì)車速下，根據(jù)表1復(fù)核漸變段的圓曲線取值是否合適。 </p><p>　?。?）關(guān)于漸變段長(zhǎng)度取值 </p><p>　　對(duì)于漸變段長(zhǎng)度取值，《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-90）中，平面交叉章節(jié)并未做出明確規(guī)定；立體交叉章節(jié)對(duì)平行式變速車道過(guò)渡段長(zhǎng)度要求見(jiàn)表2： </p><p>　　表2 平行式變速車道過(guò)渡段長(zhǎng)度

11、</p><p><b>　　表3 漸變段長(zhǎng)度 </b></p><p>　　另外《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152-2010）對(duì)漸變段長(zhǎng)度取值作出以下規(guī)定：進(jìn)口道漸變段長(zhǎng)度按車輛以70%路段設(shè)計(jì)車速行駛3s橫移一條車道時(shí)來(lái)計(jì)算確定；漸變段最小長(zhǎng)度不應(yīng)少于：支路20m，次干路25m，主干路30m~35m。出口道漸變段長(zhǎng)度不應(yīng)小于20m。 </p>

12、<p>　　根據(jù)進(jìn)口道漸變段長(zhǎng)度按車輛以70%路段設(shè)計(jì)車速行駛3s橫移一條車道，車道寬3.5m來(lái)計(jì)算，不同設(shè)計(jì)車速不同展寬寬度列表見(jiàn)表4： </p><p>　　表4 不同設(shè)計(jì)車速不同展寬寬度漸變段長(zhǎng)度 </p><p>　　綜合多本規(guī)范對(duì)漸變段長(zhǎng)度的要求，發(fā)現(xiàn)較舊的規(guī)范僅僅規(guī)定漸變段長(zhǎng)度為一固定值，并未考慮到不同的展寬寬度所需的長(zhǎng)度要求；而僅有《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJ

13、J 152-2010）根據(jù)不同的展寬寬度情況，對(duì)進(jìn)口道漸變段長(zhǎng)度提出要求，但當(dāng)展寬寬度較大時(shí)，計(jì)算結(jié)果明顯不合理；另外，此規(guī)范對(duì)出口道漸變段長(zhǎng)度要求不應(yīng)小于20m，要求亦過(guò)于籠統(tǒng)。 </p><p>　　路口車道展寬有利用分隔帶展寬、兩側(cè)展寬和單側(cè)展寬三種方式。交叉口渠化設(shè)計(jì)需根據(jù)交通量分析、不同的用地情況、道路等級(jí)等因素，采取不同的展寬方式。因此交叉口展寬，單側(cè)展寬寬度超過(guò)一個(gè)車道寬的情況時(shí)有發(fā)生，同時(shí)，亦會(huì)發(fā)

14、生展寬僅有1、2米的情況。因此，僅僅按上述規(guī)范要求進(jìn)行漸變段長(zhǎng)度取值并不合理。 </p><p>　　根據(jù)本文關(guān)于漸變段的圓曲線半徑取值的探討以及漸變段實(shí)際上是一組S曲線的理論，若按最不利情況考慮，漸變段處于最短情況下，則圓曲線與圓曲線直接相接，中間沒(méi)有直線存在，見(jiàn)圖2。 </p><p>　　圖2 漸變段圓曲線半徑計(jì)算示意圖 </p><p>　　按照?qǐng)D2所示，c

15、osα= </p><p>　　而L=，因此tanα= </p><p>　　根據(jù)1+tan2α=sec2α=（）2 </p><p>　　從而得出：最不利情況下，漸變段長(zhǎng)L=x（2R-x） </p><p>　　其中α為圓曲線的圓心角； </p><p><b>　　R為圓曲線半徑； </b>&

16、lt;/p><p><b>　　x為邊線偏移值； </b></p><p><b>　　L為漸變段長(zhǎng)。 </b></p><p>　　根據(jù)上述推導(dǎo)的公式，不同的設(shè)計(jì)車速、不同的展寬寬度所需最小的漸變段長(zhǎng)度見(jiàn)表5。 </p><p>　　表5 漸變段最小長(zhǎng)度（m） </p><p>

17、;　　注：上表僅為根據(jù)表1中R取值，參照公式推導(dǎo)的計(jì)算值。 </p><p><b>　　三、 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　由表5推導(dǎo)的漸變段最小長(zhǎng)度可見(jiàn)，規(guī)范對(duì)交叉口漸變段長(zhǎng)度要求均能滿足加寬一個(gè)車道寬的最小長(zhǎng)度要求，但部分規(guī)范對(duì)于加寬值大于3.5m的情況并未考慮。且漸變段長(zhǎng)度僅為一個(gè)固定值，并未就不同的展寬寬度情況作出不同的要求，還有細(xì)化的必要。 <