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  美国公路设计理念和典型案例介绍          【字体:
美国公路设计理念和典型案例介绍

190

160

160

120

202.9-285.6

255

210

210

130

N.A.(5)

290

N.A.

N.A.

注:

(1)美国各州公路与运输工作者协会1994年版《公路与城市道路几何设计政策》,第120页,表III1。

(2)加利福尼亚州运输厅1993年12月15日出版的《几何设计临时公制标准》,第2页,表201.1

(3)俄勒冈州运输厅1994年出版的《公制道路设计指南》,第92页,图410

(4)佛吉尼亚州运输厅1994年8月出版的《道路设计指南,卷二(公制)》,第27页,表III1

(5)N.A=无规定

 “绿皮书”提供最小停车视距的数值范围,而这三个州中的每一个州都仅提供了一个最小允许数值。在每种情况下,加利福尼亚州的要求都是最高的。并且加利福尼亚州给出了一个更高的设计车速130公里/小时的停车视距。而美国各州公路与运输工作者协会、俄勒冈州和佛吉尼亚州的标准都没有规定超过120公里/小时设计车速的停车视距,暗示不鼓励采用超过120公里/小时的设计车速。

俄勒冈州及佛吉尼亚州允许的最小视距处于AASHTO允许的标准值范围的中低值。这种情况在其它的大多数州也存在,因为在过去大多数州都寻求在他们的设计中使用符合或超过由AASHTO建立的准则,这在他们自己建立的标准中有所反映。

罗得岛州运输厅在对其所有的州级公路制定新的州级标准时尤其具有创新性。罗得岛州已经决定:由于在其多数公路沿线有着大量的历史、景观与文化资源,大肆改动其几何结构与线形是不妥的,这样会给这些资源带来负面影响。如果可能,州运输厅更倾向于通过保留现有的线形与几何构造来维持现有的设施。对于新建项目将遵循以《绿皮书》为依据的标准。这一新的举措将有助于保护罗得岛许多旧路沿线的资源,并有助于工程师们以公众们认为符合当地社区环境的方式维护道路。

许多地方政府(主要是县级政府)也已经在近几年制定了他们自己的公路几何设计指南,给予地方道路设计上更多的灵活性。

(3)超标设计

尽管在所有主要公路设计要素中确实存在着一定范围的灵活性,但是仍然存在即使使用最低标准也会导致较高造价或对周围环境产生巨大影响的情况。对于这些情况,超标设计允许使用低于“绿皮书”中规定的最小允许值标准。

对于国家公路网项目,FHWA要求所有的超标设计必须以一定的方式加以论证并备有论证说明。同时要求针对以下13项特定的设计控制指标要经正式批准方可采用。这13项指标包括:

1.              设计车速

2.              车道宽度

3.              路肩宽度

4.              桥宽

5.              构造物通行能力

6.              平曲线

7.              纵断面

8.              纵坡

9.              停车视距

10.         横坡

11.         超高

12.         竖向净空

13.         横向净距(不包括禁停车区)

在评估超标设计时应注意以下几点:

²      应该考虑这种差异对公路设施安全性及运营的影响,以及其与前后公路路段的兼容性;

²      应该考虑该公路的功能分类、交通量及交通流特性、项目类型及该公路历史上的交通事故;

²      还应该调查如果坚持达到标准引起的工程造价,以及对景观、历史文化或其它环境要素的最终影响;

²      最后还应考虑以下三个问题:设计指标被降低到什么程度?该超标的设计指标会不会影响其它指标?是否存在运用其他的设计要素可以减轻这个问题?

四、设计控制要素

为了灵活运用平纵面线形和横断面在内的公路设计要素,设计人员必须掌握基本控制要素与标准之间的关系。基本控制要素中最重要的就是公路的功能分类,其它控制要素包括,但并不仅局限于以下:

²      设计车速;

²      设计拥挤度(如设计年高峰小时服务水平);

²      设计车型的物理特性;

²      设计车型的性能(尤其在山岭重丘区要考虑重型卡车,对于旅游地区考虑巴士和休闲娱乐车);

²      驾驶员适应沿线设施的能力(如习惯于高速公路的州际旅行者利用附近的城市居民街道低速性驶的能力);

²      公路设施交通需求现状及设计年平均日交通需求(如平均日交通量及高峰小时交通量,公路上客车及货车的比例)。

上述要素中最为重要的是设计车速。对于大多数公路而言,一旦一条公路确定了功能分类,与之相关的设计车速也就得以确定,对公路设计人员来说,设计灵活性应围绕设计车速进行。

²           设计车速

“绿皮书”中对设计车速的定义为:“…对于一条公路具体的路段而言,在理想条件下公路的设计要素起主导作用时,在该路段所能保持的最大安全速度”

从某种意义上讲,公路所有的几何线形设计指标都受到确定的设计车速的影响。一些公路设计指标与设计车速有直接联系,或不同程度的受其影响,这包括平曲线、超高、视距及纵坡。其它一些设计指标受设计车速的影响不是很大,如路面、路肩宽度、挡墙及护栏的水平净距。但这些要素的设计对车辆的行驶速度影响很大。因此,设计车速越高,对这些设计要素使用的标准就越严格。

美国大多数州政府和地方政府依据功能分类(如高速公路、干线公路、集散道路及地方道路)对于设计车速规定一个取值范围而不是一个固定值。表5给出了位于平原地区、丘陵地区和山岭重丘地区的各类公路的最低设计车速。

表5:不同类型的公路最小设计速度 (单位:英里)

 

高速公路

干线公路

集散和地方道路

地形

公路

城市道路

公路

城市道路

公路

城市道路

平原

70-80

70

60-70

30-60

30-50

30-40

丘陵

60-70

60-70

40-60

30-50

20-40

20-40

重丘

50-60

50-60

30-50

30-50

20-30

20-30

资料来源:1992年美国华盛顿特区“交通运输工程学院《交通工程手册(第四版)》,第156页。

注:1英里/每小时=1.613公里/每小时

表5中所列的数据是新建或改建公路在不同的地形条件和交通量下的最低允许设计车速。公路设计人员需要在采用较高设计车速带来的较高车辆运营速度产生的效益与由于采用较高设计车速而在设计上缺乏灵活性之间进行平衡。最大限度的运用设计的灵活性是十分重要的。

详细设计(施工图设计)的灵活性重点在诸如设计参数的取用、路基边坡防护形式、路肩及边沟形式、护栏的形式等处理上。后面结合典型案例给出参考性范例。

4.典型案例

案例一:

今天沿着这条长61公里的路行驶,很容易发现这条路的所有要素相互结合,体现了“公园大道”的理念。其位置与周围的植被看起来是那样的自然。路面的宽度取最低值,对向车辆通过一条类似于草坪的分隔带隔开,大多数路肩都覆盖有绿草。尽管该路周边的居民有所增长,但是当行驶在这条路时,树的密度与通过规划实现的渐变的地面线将增长的居民房屋从人们的视野中掩盖住。这条公园大道设计最为闪光的地方之一便是它的桥梁。该路上共有72座桥(其中35座为连接被交路的上跨桥)。尽管所采用的建筑材料和桥型不同,从石砌桥,混凝土桥到钢结构桥,从梁桥、板桥到拱桥,每座桥型的设计都不相同,然而它们混为一体,因为所有设计的跨径都是相同的,差不多具有同样的长度与高度,这让人们觉得它们都是属于一个大家庭。(图略)

案例二:

使用“开挖掩盖”的设计手法将道路建在现有地面以下,并且在上面用园林、建筑或者其它公用空间掩盖起来有助于避免负面影响。美国明尼苏达州德卢斯的湖畔建筑及其公园就是“开挖掩盖”形成地下通道的杰作,不仅挽救了历史古迹,而且为散步者提供了到苏比尔湖边散步的道路。

设计者在135号州际公路中采用了“开挖掩盖”明洞的技术以避免影响历史老区,并且将市区与湖滨重新连接了起来。(图略)

案例三:

许多情况下,有必要将公路横断面分开设计,使每个行车方向的分离式断面的平面线形和纵面线形独立。

分离式断面采用各自独立的平面线性和纵面线形即不同的中央分隔带将环境影响降至最低限度。(图略)

案例四:

与沿线景观协调配合良好的优秀设计范例(图略)

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