道路是具有一定宽度的带状构筑物,在垂直道路中心线方向上所做的竖向剖面称为道路横断面。城市道路横断面由车行道、人行道和绿地等部分组成。近期道路横断面宽度,通常称为路幅宽度;远期规划道路用地总宽度,称为道路红线宽度。红线是指城市中的道路用地和其他用地的分界线。
道路横断面设计应在了解规划意图、红线宽度、道路性质后,首先调查收集交通量、流向、车辆组成种类、行车速度等,推算道路设计通行能力。同时根据交通性质、交通发展要求与地形条件,并考虑地上、地下管线的敷设、沿街绿化布置等要求,以及结合市内的通风、日照、城市用地条件等。综合研究分析确定横断面形式与各组成部分尺寸,在规划部门确定的道路红线范围内进行,并考虑节约用地。根据《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中的要求,在进行道路横断面设计时应遵循以下一般规定。
(1)道路横断面设计应按道路等级、服务功能、交通特性,结合各种控制条件,在规划红线宽度范围内合理布设。
(2)道路横断面设计应满足远期工程的组成部分,并应预留管线位置,控制道路用地,给远期实施留有余地。城市建成区道路宜分期修建。
(3)改建道路应采取工程措施与道路交通管理相结合的方法布设横断面。
城市道路横断面规划与设计,其主要任务是在满足交通、环境、公用设施管线敷设和排水要求的前提下,经济合理地确定各组成部分的宽度及相互之间的位置与高差。城市道路横断面的设计应在城市规划的红线宽度范围内进行。
城市道路横断面的设计关系到交通、绿化、环境、市容、景观和沿线公用设施的协调安排,所以在道路横断面设计时,除了应根据道路等级、交通量大小等因素确定其断面形式外,还要贯彻下列规划原则。
(1)路幅宽度与沿街建筑高度要协调。即路幅宽度应使道路两侧的建筑物有足够的日照和良好的通风。
(2)断面布置与道路主要功能要协调。如交通性干道应保证足够的机动车车道数和必要的分隔设施,达到双向分流、人车分流、机动与非机动分流,以确保交通安全;商业性大街应保证足够宽的人行道。同时,车行道还要考虑公交车辆临时停靠的方便。
(3)断面布置要与当地的地形地物相协调,不要产生过大的填挖工程量。
(4)在进行断面布置时,要特别城市的发展总体规划,应当将其近期规划和远期规划相结合,切忌只顾眼前利益。
在确定城市道路横断面形式时,应当根据道路规划功能上的性质和作用,综合考虑各方面的要求,科学合理地安排各组成部分。在综合布置中应遵循以下原则。
(1)城市道路横断面综合布置,应在城市道路规划的红线范围内进行。从规划部门取得城市道路网的规划、红线宽度、道路等级、道路功能、断面形式、两侧建筑物性质与高度资料,向有关部门调查收集交通量(包括车流量、人流量及流向等)、车辆组成种类、行车速度、地下管线资料等,并进行综合分析研究,以便确定横断面形式和各组成部分的尺寸。
(2)横断面设计应当保证交通的安全和畅通。既要满足机动车交通量日益增长的要求,又必须顾及到我国自行车和电动车多的实际情况。因此,在城市道路横断面设计中,既要考虑非机动车车道的设置,又要考虑将来有过渡为机动车道和非机动车道专用道的可能。此外,还要考虑到人行道的宽度是否满足要求。
(3)充分发挥和重视道路的绿化作用。城市道路的绿化,既能起到环境保护、交通安全和美化道路、美化城市的作用,又能比较灵活地调节道路的组成。在布置绿化带时,可以结合分隔带,也可以结合人行道;可以作为横断面各组成部分的衔接部分,也可以作为横断面其他组成部分的备用地。
(4)保证路面雨水的排除。在进行城市道路横断面布置时,要考虑到路拱的形式和坡度及雨水口的位置,以便于快速顺利排水;同时还要注意道路两侧街坊、单位内部排水的出口,以便密切配合、互不干扰。
(5)避免沿路的地上、地下管线、各种构筑物以及人防工程等相互干扰。在进行道路横断面布置时,要综合考虑各种管线及构筑物间的配合和合理安排,还要提供它们今后发展的余地和维修的方便。
(6)要与沿跨各类建筑和公用设置的布置要求取得协调。如商业区的道路两侧大部分是商店一类的建筑,一般不宜采用有各种分隔带的横断面形式。
(7)对现有道路的改建,应采取工程措施与交通组织管理措施相结合的办法,以提高道路的通行能力和保证交通安全。对于道路的改建,除采用增辟车道、展宽道路等措施外,还可以通过邻近各条道路互相调节,采用机动车与非机动车分行、单向行驶等措施。
(8)注意节省建设资金,节约城市用地。道路横断面各组成部分的配置既要紧凑,又要考虑留有余地。如新建城市或城区,在发展的初期,交通量还不大时,就可先开辟最低必需宽度的车行道,预留车道的用地先进行绿化,待将来交通量增大,原开辟道路不满足交通要求时,再开辟为车行道。
城市道路的交通性质和组成比较复杂,尤其表现在行人和各种非机动车辆较多。各种交通工具和行人的交通问题,都需要在横断面设计中综合考虑予以解决,所以城市道路路线设计中的横断面设计是矛盾占主要方面,一般应在平面和纵断面设计之前进行。
城市道路各组成部分相互联系和影响,其宽度的确定和位置的安排,必须首先保证车辆和行人交通安全、畅通;其次,要与道路两侧各种建筑物及自然景观相协,并满足地面、地下排水和其他各种管线埋设的要求。
道路横断面设计应注意近、远结合,使近期工程成为远期工程的组成部分,并预留某些规划远期管线断面位置,路面宽度及标高等均应留有发展的余地。因此,在进行道路红线规划时应考虑各组成部分的位置,即要考虑道路横断面的选型。我国城市道路横断面形式主要有单幅路、双幅路、三幅路和四幅路。道路横断面形式如图4-1所示。
(一)单幅路
单幅路俗称“一块板”断面,车行道上不设分车带,以路面划线标志组织交通,或者虽然不做划线标志,但机动车在中间行驶,非机动车在两侧靠右行驶,这种道路称为单幅路。单幅路各种车辆在车道上混合行驶,适用于机动车交通量不大,非机动车交通量也较小的城市次干路、大城市支路以及用地不足,拆迁困难的旧城市道路。
当前,城市中的单幅路已经不具备机动车与非机动车错峰的混行优点,从交通安全的角度出发,即使混行也应当用路面划线来区分机动车道和非机动车道。单幅路的横断面形式如图4-1(a)所示。
(二)双幅路
双幅路俗称“两块板”断面,即在车道中心用分隔带或分隔墩将车行道分为两幅,上、下行车辆分向行驶。各自再根据需要决定是否划分快车道和慢车道。这种形式的道路适用于单向两条机动车车道以上、非机动车较少的道路。有平行道路可供非机动车通行的快速路和郊区风景区道,以及横向高差较大或地形特殊的路段,也可采用双幅路。
双幅路不仅可以广泛应用于高速公路、一级公路、快速路等汽车专用道路上,而且已经广泛用于新建城市的主干路和次干路上,其主要具有以下优点:①可以通过双幅路的中间绿化带预留机动车道,这样有利于远期车流量变化时拓宽车道的需要;②双幅路可以在中央分隔带上设置行人保护区,能够保障过街行人的安全;③可以通过在人行道上设置非机动车道,使机动车和非机动车通过高差进行分隔,避免在交叉口处出现混行,影响机动车通行效率;④双幅路有中央分隔带,能使绿化比较集中地生长,同时也利于设置各种道路景观设施的布置。
双幅路的横断面形式如图4-1(b)所示。
图4-1 道路横断面形式
(三)三幅路
三幅路俗称“三块板”断面,是用两条分车带分隔机动车和非机动车流,将车行道分为三部分,即中间一幅为双向行驶的机动车车道,两侧分别为单向行驶的非机车道。这种形式的道路适用于机动车交通量不大,非机动车数量多,红线宽度≥40m的主干道。
三幅路虽然在路段上分隔了机动车和非机动车,但把大量的非机动车设在主干路上会使平面交叉口或立体交叉口的交通组织变得很复杂,改造工程费用高,占地面比较大。新规划的城市道路网应尽量在道路系统中实行快、慢交通分流,这样既可提高行车速度,保证交通安全,又能节约非机动车道的用地面积。
三幅路的横断面形式如图4-1(c)所示。
(四)四幅路
四幅路俗称“四块板”断面,用三条分车带使机动车对向分流、机动车与非机动车分隔的道路,即在三幅路的基础上再将中间机动车道部分用中央分隔带分隔为两幅,实现分向行驶。这种形式的道路适用于单向两条机动车车道以上,非机动车很多的主干路;也可用于中小城市的景观大道,以宽阔的中央分隔带和绿化带衬托。
带有非机动车道的四幅路不宜用于快速路上,快速路的两侧辅路宜用于机动车与非机动车混行的地方性交通,并且仅供右进右出,而不宜跨越交叉口,以确保快速路的功能。
四幅路的横断面形式如图4-1(d)所示。
城市道路的横断面通常由机动车道、非机动车道、人行道、人行道、分车道、设施带及绿化带组成。特殊断面还可包括应急车道、路肩和排水沟等。横断面设计的主要任务是:根据道路的等级、性质和红线宽度以及有关交通资料,确定以上各组成部分的宽度,并给予合理的布置。
1.机动车车道数和宽度
在车行道上供一纵列车辆安全行驶的地带,称为一条车道。机动车车行道一般由数条机动车道组成,其宽度应是车道条数和一条车道宽度的乘积与两侧路缘带宽度之和,可用公式(4-1)进行计算:
W c =2( nb + W mc ) (4-1)
n = N h / N m (4-2)
式中 W c ——机动车车行道的总宽度,m;
n ——单向车道的条数;
b ——一条机动车车道的宽度,m;
W mc ——机动车道路缘带宽度,m,一般取0.25~0.50m;
N h ——设计车辆小时交通量;
N m ——一条车道的设计通行能力。
根据《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中的规定,机动车道断面设计应符合下列要求。
(1)一条机动车道的最小宽度应符合表4-1中的规定。
表4-1 一条机动车道的最小宽度
(2)机动车道路面宽度应包括车行道宽度及两侧路缘带宽度,单幅路及三幅路采用中间分隔物或双黄线分隔对向交通时,机动车道路面宽度还应包括分隔物或双黄线的宽度。
如果经过计算车道数为单向两车道以上,在设计道路的通行能力时,除进行交叉口影响折减与道路分类系数折减外,还应进行车道系数折减。折减后的通行能力除以设计小时交通量,以验算车道数是否能满足要求,从而再考虑路缘带以及分车带宽度,最后得出车行道总宽度。
不同车种和不同行驶车速,要求不同车道宽度与其相适应。根据我国对公路大、中、小城市道路的行驶车辆观测得出,主干路和高等级公路上的小型车车道宜采用3.5m,大型车车道或混合行驶车道宽度宜采用3.75m,支路上最窄车道宽度不宜小于3.0m。机动车道的车道数和红线宽度见表4-2和表4-3。
表4-2 大中城市机动车道车道数和红线宽度
表4-3 小城市机动车道车道数和红线宽度
2.非机动车车道数和宽度
在我国的城市道路横断面设计中,一般要考虑机动车、非机动车及行人的通行要求,在交通流量不大或道路等级不高的情况下,机动车道与非机动车道通常设在同一车行道上,即所谓的机动车与非机动车混行道路断面。在机动车流量较大或道路等级较高的情况下,一般应设单独的非机车道,或在机动车道与非机动车道之间设置分隔带,即成为三幅路或四幅路。
非机动车道是专供自行车、三轮车、平板车及兽力车等行驶的车道。各种车辆具有不同的横向宽度和相应的平均速度。在我国大中城市的非机动车道主要供自行车行驶,应根据自行车设计交通量与每条自行车与设计通行能力计算自行车车道的条数。
非机动车车道的总宽度,包括几条自行车车道宽度及两侧各25cm路缘带宽度。非机动车车道如果以自行车为主(三轮车不超过5%),其双车道宽度为2.5m,三车道为3.5m,四车道为4.5m,以此类推。
三幅路或四幅路的非机动车车道上,如果有三轮车、兽力车、板车行驶时,两侧非机动车道路面宽度除按设计能力计算通行外,还应当适当加宽。为减少分隔带的断口,保证机动车的交通顺畅,允许少量机动车在非机动车道上顺向行驶一段距离时,应适当加宽非机动车道的路面宽度。
根据《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中的规定,非机动车道断面设计应符合下列要求。
(1)一条非机动车道的宽度应符合以下规定:对于自行车,一条非机动车道的宽度为1.0m;对于三轮车,一条非机动车道的宽度为2.0m。
(2)与机动车道合并设置的非机动车道,车道数单向不应小于2条,宽度不应小于2.5m。
(3)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3.5m,双向不宜小于4.5m。
3.人行道的宽度
人行交通是城市道路设计中不容忽视的问题,人行道是行人的通道,与人群关系密切,因此,人行道设计应体现出对人的尊重,既要考虑交通需求,也要考虑景观功能。人行步道的景观体现在色彩、质感与周围环境的配合。
人行道在道路中占有十分重要的地位。在城市道路的设置中,如果人行道设计过窄,拥挤的行人必然会挤占非机动车道,甚至机动车道,从而造成交通混乱,甚至出现交通事故。反之,如果人行道设计过宽,则会占用寸土寸金的城市土地,造或城市土地的浪费。因此,应在城市道路设计中给人行道以充分的重视。
在城市道路中,人行道的功能包括主要功能、辅助功能和临时功能。人行道的宽度应满足该条道路步行高峰小时人流量的需要应满足辅助功能各项设施安置的需要,还应照顾到道路上临时功能的需要。
(1)行人通道的宽度 在人行道宽度设计中,计算方法有多种多样,目前常用的主要有以下两种。
第一种方法是按计算车行道宽度的方法,计算人行道的宽度,可用式(4-3)计算:
B = bQ / C cw (4-3)
式中 B ——一侧行人通道的宽度,m;
b ——一条行人通道所需要的宽度,m,与行人两手是否携带物品及携带方式有关,根据实测,普通行人所需宽度为0.60m,肩扛行李包者所需宽度为0.75m,一侧手提行李包者所需宽度为0.85m,双手提行李包者所需宽度为1m;通常一般城市道路一条行人通道取0.75m,火车站、港口码头、长途汽车站附近的道路,一条行人通道取0.85m;
Q ——高峰小时人流量(单侧、双向),人/h;
C cw ——一条步行带的通行能力,人/h。
上述计算方法未考虑到行人在行走过程的绕行、穿行、停顿及结伴同行对其他行人的影响,也未考虑不同出行目标的行人速度的差异,因此准确性不高,但可用于粗略估算路宽。
第二种计算方法是服务等级法计算人行道宽度。为了把行人的相对流动及其与其他行人冲突而影响其步行速度、行走空间和舒适感的程度加以量化而引入服务水平等级,并将服务水平等级分为A、B、C、D、E、F六级,以每个行人拥有的人行道面积,分别反映拥挤程度的逐渐增加和行走自由度的逐渐减小。
通常,在城市各个街区中的行人密度存在着很大差异,街区的性质也不尽相同,因此应根据各街区性质及人流密度确定人行道的服务等级,以此综合确定人行道宽度。
根据《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中的规定,人行道最小宽度应符合表4-4中的要求。
表4-4 人行道最小宽度
(2)辅助设施的占地宽度 人行道上辅助功能很多,这些功能的实现必然要占据人行道的宽度,并对行人形成一定障碍,因此在人行道宽度设计中必须保证这些功能的实现。这就需要分析这些设施的固有特性、占地规律及其对行人的影响。这些固定设施按其在地面上的投影,可分为条状、块状和点状三种形式。
①条状设施及其宽度。条状设施以有围栏的绿化带为主,并根据可能的人行道宽度为单侧布置、双侧布置和中间布置。通常一侧人行道上如布置一条绿化带,则其宽度不宜小于1.50m;一侧人行道上如布置工条绿化带,则其外侧绿化带不宜小于1.20m,内侧绿化带不宜小于0.50m。一条人行道如设置了条状绿化带,则其他设施均宜设置在绿化带内,以便行人通道笔直整齐、外形美观。
②块状设施及其宽度。人行道上的块状设施以交通标志、花坛、街头小景、电话亭、报亭、废物箱、信箱、车站牌和广告牌等为主,它们占地的宽度可参考表4-5。
表4-5 人行道上设施参考宽度
③点状设施及其宽度。人行道上的点状设施主要以高大乔木、各类杆柱等为主,这些设施的占地宽度可参考表4-4。
(3)临时功能需要宽度 人行道的临时功能,主要包括在人行道上的机动车临时停放、非机动车临时停放及人群的临时集散。
①机动车临时停放宽度。人行道的主要功能是行人的通道,为了不影响行人的正常通行,通常在人行道宽度内不考虑机动车的临时停放。
②非机动车临时停放宽度。非机动车临时停放主要指自行车、电动车的停放问题,这是交通、城建部门大力解决的问题之一。如果不能妥善地解决此问题,就会影响某商店、某条街道的正常运行,甚至可能影响市容与交通安全,因此在人行道宽度设计中必须妥善考虑并解决这一问题。
特别繁华的商业街是人流密集、寸土寸金的地段,因此不允许自行车停放,甚至不允许自行车行驶。但必须考虑与解决大量骑车购物人群的方便,在商业街的适当位置设置自行车停放点。
③人群的临时集散宽度。通常在文化娱乐中心、体育场、影剧院、飞机场、火车站、汽车站、码头、大中型饭店、商店等处,均会发生人群临时集散现象,因此这类设施在设计时应使建筑线后退,并在其出入口处设置一定面积的小广场予以解决。人行道设计时在宽度上可不必专门考虑此问题。
4.横断面组成宽度
(1)分车带 分车带按其在横断面中的不同位置与功能,可分为中间分车带(简称中间带)及两侧分车带(简称两侧带)。分车带由分隔带及两侧路缘带组成。
①中央分隔带的宽度。中央分隔带宽度的确定,主要考虑道路机动车行驶条件、交叉口交通组织、行人横向过街的距离、立交结构数量和道路景观设置要求等因素。
中央分隔带起着分隔对向车流的作用,新建道路更要充分体现现代城市的艺术、美感,要展现城市的历史文化内涵。因此,无论从行车速度和安全的角度,还是从景观效果等方面考虑,中央分隔带均必须达到一定的宽度,以便减小对向车面的相互影响,更好地布置绿化和景观,这样为道路的远期拓展车道和近期道路在进出口处的渠化设计均创造了有利条件,很大程度上增强城市道路及周边环境的美观和气势。
当中央分隔带宽度较宽时,比较有利于道路景观的布置,但会增加交叉口交通组织的难度、增加行人过街的距离、增加立交结构的数量、中间绿化带的养护不便等。根据实践经验,对于交通性干道的中央分隔带,其宽度一般为3.0m。
城市快速路两侧成行种植乔木和高大灌木后,不仅会严重遮挡视线,而且会产生晃眼的树影,对交通安全非常不利。中央分隔带上可种植修剪整齐的矮灌木丛,遮挡对向车辆的头灯灯光。快速路的两侧不宜种树,在城市防灾中可以起到隔离火灾蔓延的作用。
根据《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中的规定,绿化带的宽度应符合现行行业标准《城市道路绿化规划与设计规范》(CJJ 75—1995)的相关要求
②机动车与非机动车分隔带。机动车与非机动车分隔带主要作用是将机动车与非机动车分隔开来,并且可设置一些道路设施,如路灯、交通标志牌和信号灯等,以种植低矮灌木或草坪为主。
机动车与非机动车分隔带宽度,一般应根据实际情况而定,在有条件时宽度可达到5~6m,这样不仅有效地减少机动车与非机动车之间的相互干扰,在景观上可以达到较好的效果,而且在交叉口渠化设计或设置公共停靠站时均可以利用该部分宽度设置展宽车道或停靠站,而不需要改变非机动车道的走向,使道路更加顺畅、连续、安全;在红线宽度较小时可以采用较小的宽度,但一般不应小于1.5m,以便有足够的空间设置路灯、交通标志牌和信号灯等道路设施。根据《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中的规定,分车带的最小宽度应符合表4-6中的要求。
表4-6 分车带最小宽度
注:1.侧向净宽为路缘宽度与安全带宽度之和;2.两侧带分隔带宽度中,括号外为两侧均为机动车道时取值,括号内数值为一侧为机动车道,另一侧为非机动车道;3.表中分隔带最小宽度系按设施带宽度1m考虑的,具体应用时应根据设施带实际宽度确定。
③固定式分隔带可用缘石围砌,常用活动式分隔带作为组织车辆分向、分流的交通设施。活动式分隔带系用混凝土柱、铁柱或石柱做成,柱与柱之间缀以铁链或钢管。这种隔离墩的高度一般为0.7m,占路面宽度为0.3~0.5m。也可采用高度为1.2~1.3m、占路面宽度为0.1~0.15m的高护栏。
(2)设施带 设施带和绿化带都是人行道的重要组成部分,在现有城市道路中人行道的宽度规划设计仅3~5m,未充分考虑设施带的要求,如满足设施带要求人行的有效宽度所剩很少。要求设计中应保证人行、绿化、设施三方面的功能,并给予定的宽度,这样才能充分体现“以人为本”的原则。根据《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中规定:“设施带宽度应包括设置护栏、照明灯柱、标志牌、信号灯、城市公共服务设施等的要求,各种设施布局应综合考虑。设施带可与绿化带结合设置,但应避免各种设施与树木间的干扰。”
(3)路肩 路肩具有保护及支撑路面结构的功能,城市道路一般与两侧建筑或广场相接,不需要路肩。如果城市道路两侧为自然地面或排水边沟时,应设置保护性路肩,以保护路基稳定和设置护栏、栏杆、交通标志等设施。根据《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中的规定,设置的路肩应符合下列要求。
①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。
②保护性路肩宽度自路缘带外侧算起,快速路不应小于0.75m;其他等级道路不应小于0.50m;当有少量行人时不应小于1.50m。当需设置护栏、栏杆、交通标志时,应满足其设置要求。
(4)路拱与横坡 路拱即路面的横向断面做成中央高于两侧,具有一定坡度的拱起形状。路面表面做成直线或抛物线形,其作用是利用路面横向排水。横坡指的是路幅和路侧带各组成部分的横向坡度,一般是指路面、分隔带、人行道、绿化带等的横向倾斜度,以百分率表示。根据《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中的规定,设置的路拱与横坡应符合下列要求。
①道路横坡应根据路面宽度、路面类型、纵坡及气候条件确定,宜采用1.0%~2.0%。快速路及降雨量大的地区宜采用1.5%~2.0%;严寒积雪地区、透水路面宜采用1.0%~1.5%。保护性路肩横坡度可比路面横坡度加大1.0%。
②单幅路应根据道路宽度采用单向或双向路拱横坡;多幅路应采用由路中线向两侧的双向路拱横坡;人行道宜采用单向横坡。
(5)缘石 缘石是指砌筑在车行道与人行道之间的长条形石块或混凝土块,用以保护人行道并使车行道的路边水流通畅。根据《城市道路设计规范》(CJJ 37—2012)中的规定,设置的缘石应符合下列要求。
①缘石应设置在中间分隔带、两侧分隔带及路侧带两侧,缘石可分缘石为立和平缘石。
②立缘石宜设置在中间分隔带、两侧分隔带及路侧带两侧。当设置在中间分隔带及两侧分隔带时,外露高度宜为15~20cm;当设置在路侧带两侧时,外露高度宜为10~15cm。
③平缘石宜设置在人行道与绿化带之间,以及有无障碍要求的路口或人行横道范围内。