1、公路路线设计规范(JTG D20—2006)多次提到采用运行速度进行检验。
建议:对运行速度进行检验缺乏了解,希望公司给予指导。
回复:
《 标准》 (2003 )在设计上引入了运行速度的概念,要求对线形设计受地形条件或其他特殊情况限制的地段,采用运行速度进行检验,以改善技术指标或采用必要的交通安全技术和管理措施。因为运行速度考虑了公路上绝大多数驾驶者的交通心理需求,以车辆的实际运行速度作为线形设计速度,从而有效地保证了路线所有相关要素,如视距、超高、纵坡、竖曲线半径等指标与设计速度相适应,可以获得连续、一致的均衡设计。近年来,德、法等欧洲国家和美国、澳大利亚等发达国家广泛运用了以运行速度概念为基础的路线设计方法。运行车速的引入,可以有效地解决路线设计指标与实际行驶速度所要求的线形指标脱节的问题。规范在相关章节中对需采用运行速度进行检验的路段、技术指标等作了规定。但由于国外的交通条件和驾驶行为同我国的现状尚有明显差别,欲采纳这种设计方法须对我国的运行速度进行深人的调查,以确定适合国情的设计参数值。交通部公路司在2000 年度标准规范项目中,开展《 高速公路运行速度设计方法和标准》 专题研究,并正在编制《 运行速度指南》,基本具备逐步推行使用的基础,已经颁布的《公路项目安全性评价指南》对运行速度做了一定的介绍。关于运行速度我们应不间断跟踪和学习最新的成果,以指导我们的设计工作。
2、紧急停车带的设置
《规范》和《河南地方标准》中对紧急停车带的规定不一致,设计中如何掌握,同时规范规定的紧急停车带总长度为300米左右,这在山区高速公路设计中,由于地形复杂再加上结构物很多,要想每隔2公里左右找到一个300米长的地方是很困难的。
回复:
《规范》规定:“高速公路、一级公路的右侧硬路肩宽度小于2.50m 时,应设紧急停车带。紧急停车带的间距不宜大于2km ,宽度一般为5.00m ,有效长度一般为50m ,并设置l00m和150m 左右的过渡段”。
《河南地方标准》规定:“港湾式停车带应与路基同期实施,其间距近期可按1km设置,根据发展情况再增加数量至间距500m,宽度不小于3.5m,有效长度不小于30m”。
河南省交通厅文件(豫交计(2006)117号)关于修改《高速公路设计技术要求》的通知中规定:“港湾式紧急停车带应与路基同期实施,其间距以不超过2km设置为宜。港湾式停车带宽度应在右侧路缘带外不小于4.50m,进出口渐变长度为50m,有效长度不小于50m”。
要合理确定紧急停车带的间距,必须考虑故障车辆可能行驶的距离和人力可能推动的距离。结合国内经验,出现故障较多的是轮胎出问题,例如小客车的内胎被钉子等穿破后,行车200—400m就不能再使用了,这个距离内,货车则没有太大的问题。另一类故障是发动机的问题,车辆滑行距离与行车速度的2次方成正比,车速越高滑行距离越长,一般考虑200~300m的滑行距离。故障车辆用人力推动时,小客车在水平路段上,1人可以连续推动200m,尽力推动能达到500m左右。大型车辆至少需要3~4人方可推动,其可能推行的距离也没有小型车长。由此可见如果要保证大部分故障车辆能够停到紧急停车带,其理论最小间距应不大于1000m。
《规范》对紧急停车带的各项几何指标要求有所提高,有效长度一般为50m ,考虑同时可以满足两辆故障车辆的停车,设置l00m和150m 左右的过渡段目的是满足故障车辆进出停车带的加减速的要求,以减少对外侧行车道行车的影响。
在设计中建议河南项目统一按交通厅文件执行,外省项目可以采用规范规定值。
对于有些路段停车带位置不易选择,我们认为对于小型的结构物不用避让,可以对其加宽处理。
3、路线设计程序的问题
①占地图与土方量
在山区高速公路设计中在山岭重丘区会牵涉到截水沟的问题,如下图所示:
②横断面设计
在山区高速公路设计中,路线上使用的李方程序就显得有很多不尽人意的地方了,例如:如2所示的截水沟的问题;在戴帽设计中李方程序对边坡形式的限制是最多12种,而在山区的戴帽设计中对边坡形式的控制远远不止12种,现在我们对于这种情况所采用的方法是把全线分了好多段进行分段戴帽;还有用李方所生成的图纸字体方向都是和制图标准所对不上的,这就为修改工作带来了很大的工作量;另外还有在进行土石方调配时我们目前所采用的是纬地程序,这个程序使用起来简单明了,但缺点就是对于土与石的分界不是很准确。这就会为今后的施工带来很大的麻烦。
回复:
公司路线设计采用程序统一为dicad程序(东南大学,李方),土方调配采用的为纬地程序(郭腾锋)。对于dicad程序其平纵面设计模块,除了不够灵活外,均能够胜任我们现阶段的设计需求,但是设计人员普遍反映其横断面设计模块不够完善,进行平原区公路横断面设计问题不大,很难处理山区公路中复杂的横断面设计。分段落多次戴帽是个办法,同时应注意要检查到每个断面。
对于土方调配的纬地程序不能处理土石混填的调配,目前是存在这样的问题,如果有条件可以试着采用手工调运,作为程序的补充和检验。
4、地形图的问题
由于测量单位所提供的地形图出现了大量的不满足制图标准的规定,就为设计带来了大量的修改工作,例如:地形图绘制不够精细,地形图中的高程点数据方向不对,等高线绘制的不规则,字体大小与字体方向不正确等。这些都为制图的规范化带来了很大的麻烦,不修改不满足制图标准,修改所带来的工作量是巨大的。
回复:
不仅是地形图,对于地质报告也有上述问题。总工办将进一步明确对外委托的地形图测量和地质报告的技术要求和提交(或出版)标准,各个公司按照统一的规定,严格要求委托的单位按此执行,同时也将逐步提高对外委托单位的业务门槛,为我们的设计工作做好应有的技术支持。
5、实际通行能力是否与设计无关?以往公司有人将实际通行能力等同于设计通行能力,是否错误?
回复:
通行能力根据使用性质和要求,通常定义为以下三种形式:① 基本通行能力:其含义是“理想条件”下,公路设施在四级服务水平时所能通行的最大小时交通量,即理论上所能通行的最大小时交通量。② 设计通行能力:其含义是设计某一公路设施时,根据对交通运行质量的要求,即在一定服务水平要求下,公路设施所能通行的最大小时交通量。因此,设计通行能力与选取的服务水平级别有关。③ 实际通行能力:其含义是设计或评价某一具体路段时,根据该设施何构造、交通条件以及交通管理水平,对不同服务水平下的服务交通量(如基本通行能力或设计通行能力)按实际公路条件、交通条件等进行相应修正后的小时交通量。
(二)平面
1、路线规范7.5.3说各圆曲线半径所设置的超高值应根据设计速度、圆曲线半径、公路条件、自然条件等经计算确定。在《公路路线设计规范》(JTJ 011—94)表7.5.3 圆曲线半径与超高值中对超高值给予了规定,而新规范没有明确规定,我们在设计如何采用超高值表,如何进行计算和验算?
回复:
《规范》仅对超高的设计做出定义,即将颁布的《公路路线设计细则》将对其计算和取值做出具体的规定。现阶段设计可以采用原《规范》的超高设置表,也可以自己通过计算取值。
2、路线规范7.5.9高速公路、一级公路的纵坡较大处,其上、下行车道可采用不同的超高值。怎么理解,怎样选择超高值。
回复:
对于较大的纵坡路段,纵坡对行车速度影响较大,其上、下行车道的运行速度是不同的,《规范》同时规定超高的横坡度应根据设计速度、圆曲线半径、路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定,必要时应按运行速度予以验算。 建议对于较大的纵坡路段,应对上、下行车道运行速度进行检验,如果的运行速度差异较多,可以根据其不同的运行速度,计算其对应的超高值。
3、路线规范9.2.3圆曲线的应用讲,设置圆曲线时应与地形相适应,以采用超高为2%-4%的圆曲线半径为宜,那么平原区圆曲线半径怎样选用,是采用不设超高的半径的呢,还是2%-4%的超高。
回复:
对于平原区圆曲线半径的选用也应与地形、地物相适应,能大就大,该小就小,同时做好线形的连续和均衡。对于曲线半径不受控制的路段,其曲线半径的选择不同的专家有不同的看法。
《公路路线设计规范》(JTJ011—94)对圆曲线规定:
各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应,并应尽可能选用较大的圆曲线半径,以提高公路的使用质量。
《公路路线设计规范》(JTG 20—2006)对圆曲线规定:
7.3.1各级公路平面不论转角大小,均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时,应与设计速度相适应”。
9.2.3圆曲线的运用:设置圆曲线时应与地形相适应,以采用超高为2 %~4 %的圆曲线半径为宜。
由以上新旧规范对圆曲线半径取值的解释,可以看出原规范强调了选用较大的圆曲线半径,而新规范不再强调选用较大的圆曲线半径。
《新理念设计》中对圆曲线的运用这样解释:
对于我国高速公路,特别是山区高速公路,一般情况下,采用1000-3000m半径比较合适。在山岭区,纵面起伏变化大,平面指标过高,尤其是偏角较大时,曲线较长,不利于与地形协调,也不利于平纵组合设计,反而不如有意识地采用小一些的平面指标,以使平纵线形达到均衡。
对于平原区,控制条件较少、地形起伏不大、曲线偏角不大的路段,连续采用不设超高的平曲线半径也是可行的。
以往经常提出:“在不过大增加工程数量的前提下,尽量采用较大的技术指标。”这一原则不宜作为一个独立平曲线半径采用的指导原则。平曲线半径的采用,最重要的考虑因素是曲线附近的运行速度及其与前后衔接线形指标的均衡性和连续性。
通过对相同技术指标,采用各种半径的曲线,考虑对应的超高横坡,计算其不同半径的横向力系数进行对比,其结论为:采用不设超高的半径,曲线外侧的横向力系数都略大,设置一定超高的圆曲线半径, 横向力系数较小,当采用超高为2 %~4%的圆曲线半径时横向力系数最小。
现在仍有大部分专家认为有条件时应选用较大的圆曲线半径。普遍采用超高为2 %~4 %的圆曲线半径,将使大部分段落设置超高,增加排水设置的投资,同时路线会略有迂回和增长。但是随着新理念设计的提出,以采用超高为2 %~4 %的圆曲线半径(2000m-5000m)为宜的理念已经逐渐得到了越来越多的专家的认可。
4、隧道洞口3s车速问题:
公路路线设计规范(JTG D20—2006)9.6.2:“(2)隧道洞口外连接线应与隧道洞口内线形相协调,隧道洞口外侧不小于3s设计速度行程长度与洞口内侧不小于3s设计速度行程长度范围内的平面线形不应有急骤的方向变化。”
公路隧道设计规范(JTG D70—2004)4.3.5:“1、隧道洞口内外侧各3s设计速度行程长度范围的平面线形应一致。”
新理念公路设计指南(2005版)6.2.3:“(3)隧道洞外接线应与隧道内线形相协调,应保证隧道洞口内外各3s(共6s)设计速度行程长度范围的平面线形一致。所谓平面线形一致,是指采用直线、圆曲线的一种,不能采用缓和曲线。
疑问:三个规范规定基本上一致,但对线形的具体要求深度不同,在新乡的项目的各次审查中专家都按照新理念的标准对隧道线形提出了质疑,对新理念的规定我们在设计中是应该完全的贯彻还是根据实际而定只要满足规范要求即可?
回复:
规范所说的“平面线形不应有急骤的方向变化”,我理解是指平面曲率不应有大的变化,也就是指新理念的“采用直线、圆曲线的一种,不能采用缓和曲线”的意思。
5、在新乡项目的几次审查中专家多次提出不设缓和曲线半径和设缓和曲线半径相接时,相接一侧应设置缓和曲线。
疑问:不设缓和曲线半径所加上超高对行车或线形起一个什么样的作用?
回复: 《规范》没有对此限制,《新理念》提出了加以限制,主要考虑到:在设置超高的平曲线结束后,马上进入反超高运行,如果这时运行速度较高,会导致安全事故。同时加设缓和曲线,曲率变化会更加连续,减小内移值。
6、在山区线形设计中很容易出现s形曲线相邻反向曲线之比大于2,不满足公路路线设计规范(JTG D20—2006)9.2.4:“(3)③两圆曲线半径之比不宜过大,以R1/R2≤2为宜。”在新乡项目的审查意见中提出:加入直线可能解决这个问题。
疑问:如果是R=1000和R=3000的两半径相接,把3000半径的曲线换成直线解决了半径比大于2的问题,但是接3000的半径和直接接直线相比从何种角度解释对行车安全性更为合理?
回复:
专家个人意见仅供参考。没有办法解释接直线更为合理,《规范》规定“两圆曲线半径之比不宜过大,以R1/R2≤2为宜”,主要考虑线形的连续和均衡,同时保证运行速度的一致。在不过多增加工程量的情况下,加大小半径、缩小大半径,使其更均衡。
7、分离式路基的设计线和设计标高定在那个位置更为合理?
回复:对称的整体路基的设计线取路基的几何中心线;分离式路基的设计线可以取行车道的中心线,有利于我们的设计。
整体路基的设计标高一般位于中央分隔带的路缘石的下边沿的路面位置。对于设置墙式护栏分隔带的设计标高位置可以取墙式护栏边缘,也可以取左路缘带边缘的位置,但应注意与桥上高程的连续。
8、公路路线设计规范(JTG D20—2006)9.5.2:“(7)复曲线、S形曲线中的左转圆曲线不设超高时,应采用运行速度对其安全性予以验算。”
疑问:对不设超高两曲线反向相接时拐点处的行车受力分析不清楚,希望给以指导。另外,如果和左转不设超高圆曲线相接的圆曲线设置了缓和曲线,对受力进行了渐变之后进入不设超高圆曲线,此时的受力特性相当于直线,验算有必要吗?如果相邻两圆曲线的半径都足够大是否还要进行验算?
回复:
对于上下行车辆来说,反向曲线都有左转圆曲线的存在,对于驾驶员来说左转行车是比较容易出事故的,当运行速度较大时,左转反超高,应对其安全性予以验算。
9、公路路线设计规范(JTG D20—2006)6.5.3:“六车道、八车道高速公路,六车道一级公路,当超高过渡段的路拱坡度过于平缓时,可设置两个路拱。”
建议:希望公司对设置两个路拱的具体操作进行指导,或者以某个项目为基础做一样板以供学习参照。
回复: 如果路基较宽,超高过渡段的路拱坡度过于平缓时,不利于排水,设置两个路拱利于路面的排水,总工办应逐步建立这方面的资料。
(三)纵断面
1、路线规范9.3.1纵面线形设计一般规定第4条凡个别技术指标接近或达到最大值的路段,应结合前后路段各技术指标设置情况,采用运行速度对连续上坡方向的通行能力与下坡方向的行车安全进行检验。如何理解。
回复:
对于连续上坡的路段,应检验运行速度和通行能力,判断是否采用其它措施(如爬坡车道等),改善行车条件;对于连续下坡的路段,应检验运行速度,对行车安全做出评价。
(四)视距和横断面
1、有中央分隔带的道路,当左转的车辆在内侧行车道时,如果半径接近最小值,可能会影响行车者的视距,如若要求满足视距,需要降低中央分隔带中遮挡物的高度,这样会不会对对面行车的安全性产生影响?
回复:
通过计算当半径当小于或接近一般最小半径时,其中央分隔带的绿化和防眩设施会影响其内侧行车道的停车视距,设计中应降低或取消中央分隔带中遮挡物,这样会带来一定的对面车辆夜晚眩光的问题。
2、当车辆右转时,左舵的车辆视野更好一些,那在中国以左舵车为主,设计的时候是否以最不利的右舵车考虑?
回复:
中国的右舵车禁止上牌照,考虑右舵车的不利影响没有必要。
3、规范中提出:曲线路段内、外侧硬路肩横坡的横坡值 及其方向:当曲线超高小于或等于5%时,其横坡值和方向应与相邻车道相同;当曲线超高大于5%时,其横坡值应不大于5%,且方向相同。在以往的设计中是否考虑过,对安全有没有影响,以后设计要不要考虑,李方程序可以解决吗?
回复:
原《规范》没有此项规定,以前设计中也没有考虑过,本次《规范》修订对硬路肩横坡的方向及其横坡值作了修改,即:当曲线超高小于或等于5 % 时,采用与邻近路面相同的横坡值,以利于施工;当曲线超高大于5 %时,硬路肩横坡值应不大于5 % ,这是考虑载重车在横坡值较大的硬路肩上停靠易失稳。 最近公司有些山区项目,超高值较大,应按照此条规定进行设计。路线上用DICAD(李方)程序,公路模块无法处理,通过设置城市断面可以变通处理这样的设计。
4、关于公路建筑限界:二、三、四级公路的侧向宽度为路肩宽度减去0.25米,里面所说的路肩宽度是单指硬路肩还是土路肩与硬路肩宽度的总合?若路肩宽度是指土路肩与硬路肩宽度的总合,那么,桥梁净宽应为路基全宽减去0.5m,桥梁全宽是否应比路基宽度宽出0.5m?
回复:
在公路建筑限界中二、三、四级公路的侧向宽度(L)为路肩宽度减去0.25米,所说的路肩是指土路肩与硬路肩宽度的总合。您提出的问题设计中是存在的。对于二、三、四级公路,以前我们常采用桥与路基等宽来设计,如果护栏宽度不大于0.25m,可以保证不让桥上护栏侵入公路建筑限界,而我们常采用的是混凝土墙式护栏,护栏宽度为0.50m,桥上净宽小于公路建筑限界,也就是说桥上护栏侵入了公路建筑限界。为了保证公路建筑限界,对于二、三、四级公路桥梁全宽是否应比路基宽度宽出0.5m,应对具体的项目进行分析。
5、高速公路与高速公路相交叉时,要求净空大于等于5.5m,目的是考虑下穿高速公路之后的加宽和改建,那么匝道跨越匝道或主线跨越匝道时,净空能否降低?
回复:
《河南地方标准》中要求:“在设置上跨天桥(包括其它跨路结构物)时,净高不小于5.5m”。
主线和被交路高速公路的主线净空大于等于5.5m,对于匝道的净空可以适当降低,最好控制在大于等于5.20m.
6、路线规范8.4爬坡车道,什么情况下需要设置爬坡车道和避险车道,是否有经验数据可参考
回复:
设置爬坡车道的条件:
四车道高速公路、四车道一级公路以及二级公路连续上坡路段,符合下列情况之一者,宜在上坡方向行车道右侧设置爬坡车道。( l )沿连续上坡方向载重汽车的运行速度降低到表8 . 4 . 1 的容许最低速度以下时。
上坡方向容许最低速度表
设计速度(km/h)
120
100
80
60
40
容许最低速度(km/h)
60
55
50
40
25
( 2 )上坡路段的设计通行能力小于设计小时交通量时。( 3 )经设置爬坡车道与改善主线纵坡不设爬坡车道技术经济比较论证,设置爬坡车道的效益费用比、行车安全性较优时。
设置避险车道的条件:
按《 公路纵坡坡度与坡长限制》 专题研究的调查与分析,当长陡下坡,其平均纵坡大于或等于4 % ,纵坡连续长度大于或等于3km ,交通组成中的大、中型载重车占50%以上,且载重车缺少辅助制动装置的路段,在危及运行安全处应设置避险车道。失控车辆一般是由于机器过热或机械发生故障致使制动失灵,或者因调挡失误而使驾驶者失去对车辆的控制所造成的。
避险车道可修建在直线路段上,或失控车辆不能安全转弯的主线弯道之前,应避开人口稠密区,以保证其他车辆、失控车辆、驾驶人员以及坡道下方居民的安全。
7、规范明确了中央分隔带的宽度最小值是1m,此时采用混凝土护栏的建筑限界是否不能套用规范P.25中的图6.6.2?
回复:
如果采用《规范》规定的中央分隔带的宽度最小值是1m,则C值不能满足其规定的值。
我理解《规范》规定的C值是针对设有分设型护栏和路缘石的中央分隔带,取C 值的目的是保证一定的侧向余宽,减小护栏对驾驶员的压力,从而减少交通事故的发生。当分设型护栏设置在有路缘石的中央分隔带内,波形梁护栏面到路缘石面的最小C 值可以减小到25 cm。有专家研究指出在正常行驶中保留C 值是合适,但是一旦发生交通事故,C 值的保留可能会对驾驶员、乘员和车辆造成更大危害。
在具体的设计中还要按规范要求,保证C值满足其规定的值,这样中央分隔带的宽度最小值只能取1.5m。
8、河南地标与规范有些方面不一致,有冲突!如规范P.105路基宽度部分的最后一段。
回复:
《规范》的这段话指出了河南地标四车道改六车道设计的不妥,但是它作为河南的地方标准,在我们设计河南项目时应遵守其规定,否则可能不利于项目的审批。
(五)交叉
1、做互通超高的时候,超高限制在6%以内,但根据规范设计时超高大于6%,而实际操作时因其他需要把超高控制到6%,这与实际设计要求不符,其安全性能否满足要求?
回复:
这样设计是依据过去各家设计单位的经验,河南是属于向积雪和冰冻区的过渡的区域,新理念指出对于交通组成中大型货车比率较高的公路,最大超高值应控制在6%。
对于立交的匝道设计,是先确定匝道设计速度,根据设计速度和半径计算匝道的超高,对于匝道的各种车辆的运行速度是不一样的,可能小客车的速度会高于设计速度;对于大型货车的运行速度,因为匝道的平纵指标相对较低,其运行速度会低于设计速度。降低匝道超高的最大取值是为了保证复杂气候条件下低速行驶车辆的安全,考虑了高速行驶的小型车辆对横向稳定的承受能力较强因素。
2、集散车道的要求及适合条件,苜蓿叶互通两条相邻叶型匝道之间是否是规范中所表达的集散车道?
回复:
设置集散车道目的是为减少匝道车辆分流和汇入的交织对主线行车的影响,集散车道要与主线车道隔离,有固定的汇入和分出主线车道的设计,我们以前做的只是加减速车道,不是集散车道。
3、由于李方程序无法完成平面交叉的具体设计,在设计过程中,平面交叉的土方一般都是估计出来的,如果小的平面交叉对整个工程来说影响不大,但是如果两条等级道路相交叉时,工程量就比较大,问,目前有没有更合理的计算工程量的方法或较完善的程序来做?
回复:
公司目前还没有程序能完成平交的设计,我们只有通过手工设计和计算,自己手工计算应该也可以保证工程量的准确性。
4、天桥纵坡的问题
在《河南省高速公路设计技术要求》中对天桥做了如下规定:被交道路的纵坡应控制在3%以内,一般以2.5%为宜。新规范当中规定桥头引道纵坡不宜大于5%,在山岭重丘区的天桥设计当中会碰到一些桥头引道纵坡过大的现象,在实际设计当中由于山岭重丘区原始的道路纵坡就很大,设计时满足不了5%的限制。
疑问:在山区的天桥设计中是否应改严格按照此规定进行设计?
回复:
天桥在规范和地标的规定的前提下,因地制宜的选择合适的引道纵坡。对于山区的引道纵坡,如果要突破规范,应根据被交道路的情况谨慎的采用。
5、《公路路线设计规范》JTG—2006中第65页表11.3.7-1与第65页图11.3.7-1中的含意不明,表头为偏置值,但大样中C1包括了主线硬路肩而C2却不包含匝道硬路肩,出现异议。
回复:
规范是存在这个问题。
6、《公路路线设计规范》JTG—2006中第67页表11.3.7-3中“渐变率”值,不太恰当,实际工作中互通鼻端处设在回旋线或较大的圆曲线上,这就使此处的线形曲率与接线处的曲率不一样(即使是曲率一样但不是无穷大时),按所定的渐变率定线则不能满足要求。通常设计者通过改变相应的渐变率来完成设计,这还不如直接给出个车辆驶出入角范围(见相关参考书)。
回复:
如果规范给出出入角范围的,为了保证一定长度,可能会同样遇到你所说的问题。