场地设计的工作要点道路及竖向设计

场地设计的工作要点道路及竖向设计

第 4 章 2 节 场地设计要点 2 道路及竖向设计 4 ． 4 ． 3 道路设计 道路布置的主要任务是确定道路的各项平剖面技术要求，这包括道路的宽度、纵横向坡度、转弯半径的控制等等。这些内容概括起来可分成两个方面，一是道路的平面形式，二是道路的剖面形式。 4 ． 4 ． 3 ． 1 道路设计的一般原则 道路布置必须满足各种使用功能的要求： (1) 满足各种交通运输的要求； (2) 满足车行及人行安全的要求； (3) 满足建筑布置有较好朝向的要求； (4) 满足道路与绿化、工程技术设施等统一协调的要求。 道路布置应做到既适用又节约用地和投资。 一般原则 道路布置应利用自然地形，山地道路网布置，为保证行车安全，纵坡不宜过大。 几种手法布置道路：环状沿山丘布置、枝状尽端式布置、平行盘旋延长路线减缓纵坡布置等。 场地中的道路以及在紧急情况下可供人、车等通行的场地的有关部分的设计要求。 4 ． 4 ． 3 ． 2 道路的平面设计 有关道路的平面形式的确定包括下述一些技术要求：道路宽度，转弯半径，交叉口视距保证，道路与建筑物安全距离。尽端道路的回车场尺寸要求等。 1 ．道路的宽度 场地内车行道路的路面宽度一般由通行车辆的种类和可能的高峰交通量来决定，同时亦应考虑气候条件、地形、以及维护需求等因素的影响。在场地中，人车通道在很多情况下是与广场、庭院等复合在一起的。对于较单纯的道路，过大宽度只会带来造价的增加，浪费用地。从场地生态的角度来讲，有效缩减场地内的硬地面积，可为绿化留出更多的用地，利于场地环境的优化。 一般：单车道最小宽度 3.5m ，双车道 6 ～ 7m ，生活区内主要车行道 5.5 ～ 7m ，次要车行道 3.5 ～ 6m 。当考虑机动车与自行车共用时，单车道最小宽度为 4m ，双车道最小宽度为 7m 。 2 ．道路的转弯半径 转弯半径系道路在转弯或交叉口处，道路内边缘的平曲线半径。转弯半径的大小，应根据通行车辆的型号、速度和有无挂车等确定。各种车辆在基地内部的最小转弯半径。 4 ．回车场 当采用尽端式道路时，为方便行车转弯、进退或调头，应在道路尽端设置回车场，回车场的面积不应小于 12m×12m ，各类回车场的具体尺寸图 4—12 。 3 ．道路交叉口的视距 道路交叉口的视距指在交叉口处，使司机视线能看见对面来车的距离，一般会车视距不应小于 20m 。 4 ． 4 ． 3 ． 3 道路的横断面设计 1 ．道路的横断面形式，分为城市型及公路型两类，城市型道路用于道路较密集和外观要求较高的场地，其特点为：设有保护路面的路缘石，采用暗排雨水。而公路在道路两侧不设路缘石，而有保护路面的路肩，采用明沟排雨水。 2 ．道路横坡大小的选择应从路面类型、行车方便、有利排水和当地气候条件来确定。 4 ． 4 ． 3 ． 4 道路的纵断面设计 1 、道路的纵断面设计，应使车辆具有较好的行驶条件和场地具有有利的排水条件。 2 、为了有较好的行驶条件，道路的变坡点距离不宜太近，一般应在 50m 以上，对于相邻段的坡差也不宜太大，应避免锯齿形纵断面，道路的最大纵坡一般不应大于 8 ． 0 ％，在个别路段可不大于 11 ． 0 ％，但长度不应超过 80m ，路面应有防滑措施，最小纵坡≥ 0 ． 3 ％。 3 、当道路纵坡较大，要避免长距离的上坡或下坡，为保证行车安全，对不同纵坡的坡长应予以限制，详见表 4 — 3 。 4 、当道路纵坡较大，又超过限制坡长时，应设置不大于 3 ． 0 ％的缓坡段，其长度不宜小于 80m 。 5 、道路纵断面变坡处，当相邻纵坡差大于 1 ％～ 2 ％时，为保证所需视距和有利行车条件，应设置竖曲线，竖圆线的最小半径，凹型竖曲线为 100m~ 凸形竖曲线为 300m 。 4 ． 4 ． 3 ． 5 道路路基和路面 1 ．路基： 路基应有足够的强度和稳定性，并应结合当地的地质水文和材料等情况，设置护坡、挡土墙等防护设施。路基的横断面，根据地形变化，有填土路基、挖土路基及半填半挖路基等几种情况。 2 ．路面： 道路路面系用坚硬材料铺设在路基上的一层或几层，供车辆行驶的结构层。路面设计应根据使用要求，交通流量、当地地形、地质、气象、材料和施工条件综合考虑。 (1) 路面分类及等级：分为刚性路面及柔性路面两种。 刚性路面： 主要是指水泥混凝土路面，其特点是在受力后发生板的整体作用，板体具有较强的抗弯强度。刚性路面坚固耐久，保养翻修较少，但造价较贵且维修困难。 柔性路面 ：由粘性、塑性材料和颗粒材料构成，受力后抗弯强度极小，路面强度很大程度上取决于路基的强度。该路面适应性较大，造价较低。 路面等级：分为高级、次高级、中级、低级四级 。 (2) 路面选择： 主要因素： ①按道路分类确定路面等级； ②根据使用功能选择路面类型； ③根据气候、路基状况和施工养护条件及材料选择路面。 (3) 路面结构构造 ①面层 ( 包括磨耗层和保护层 ) ：面层位于路面结构的最上层。 ②基层：位于面层之下，承受面层传来的荷载，并将荷载分布给下面各层，是保证路面的力学强度和结构稳定性的主要层次。 ③垫层：当路基易受潮、受冻等不利情况下，需要在基层与土基之间设垫层。协助基层承受荷载分布，并且有利于排水、稳定路面、防止冻胀、翻浆等病害作用。 ④土基：土基即路基；为原土夯实层，是整个路面的最底层。 4 ． 4 ． 3 ． 6 人行道设计 1 、人行道的最小宽度：设在道路一侧和两侧的人行道，最小宽度不小于 1m ，其他人行道的最小宽度可小于 1m 2 、人行道的纵坡和横坡：当人行道设在道路一侧和两侧时，纵坡一般与道路纵坡一致。人行道的最大纵坡不宜超过 8 ％，超过时应设踏步或粗糙路面。人行道的横坡一般为 1 ％ -2 ％。 3 、人行道与建、构筑物的距离：人行道边缘至建筑物外墙最小距离为 1 ． 5m ， 4 ． 4 ． 3 ． 7 基地内道路 1 ）基地内应设通路与城市道路相连接。通路应能通达建筑物的各个安全出口及建筑物周围应留的空地。 2 ）通路的间距不宜大于 160m, 3 ）长度超过 35m 的尽端式车行路应设回车场。供一般消防车使用的回车场不应小于 12m×12m ，大型消防车的回车场不应小于 15m×15m 4 ）基地内车行量较大时，应另设人行道。 5 ）考虑机动车与自行车共用的通路宽度不应小于 4m ，双车道不应小于 7m 。 6 ）消防车用的通路不应小于 3 ． 5m 7 ）人行通路的宽度不应小于 1 ． 5m 新人车混行道路的设计实例 实例 4 ． 4 ． 3 ． 8 通路与建筑物间距 通路与建筑物间距如表 4 — 4 所示。 4 ． 4 ． 4 竖向设计 概念： 建设用地的自然地形，往往不能满足场地设计中各种建筑物、构筑物设计的标高要求。因此将自然地形加以规划改造平整，进行垂直方向的布置。 什么是竖向设计 竖向布置 ( 竖向设计 ) 是场地设计的一项重要内容。其基本任务包括： 1 、确定场地的整平方式和设计地面的连接形式； 2 、确定场地中各建构筑物的地坪标高和广场、停车场、活动场等建构设施的整平标高； 3 、确定场地中道路的标高和坡度； 4 、组织场地的雨水排除系统； 5 、按需要设置挡土墙、护坡、排水沟等工程构筑物； 6 、土石方工程量的计算及土石方的平衡 竖向设计 —— 多视角景观及视野空间限定分析 竖向设计 —— 多视角景观及视野空间限定分析 竖向设计 —— 行走行为与相应的竖向细部空间设计分析 竖向设计 —— 地形的变化所形成的阳光、视线、视野空间分析 竖向设计 —— 地形的变化所造成的视线、视野分析图 竖向设计 —— 日照分析图 竖向设计 —— 功能分析图 竖向设计 —— 断面分析图 4 ． 4 ． 4 ． 1 竖向布置的任务 1 ．选择场地的整平方式和设计地面的连接形式； 2 ．选择建筑物、构筑物地坪标高和广场、运动场等整平标高； 3 ．确定道路标高和坡度； 4 ．拟定场地排水系统； 5 ．计算土石方工程量； 6 ．合理设置必要的工程构筑物和排水构筑物等。 4 ． 4 ． 4 ． 2 设计地面形式的选择 1 ）设计地面形式 将自然地面加以适当改造，使其能满足要求，称做设计地形。 一般可分为三种形式： (1) 平坡式：把用地处理成一个或几个坡向的整平面，坡度和标高均无大的变化。 (2) 台阶式：由几个标高差较大的不同平面连接而成，连接处设挡土墙及护坡。 (3) 混合式：即平坡和台阶混合使用。 2 ）设计地面连接形式的选择 选择设计地面连接形式，要综合考虑以下因素： 自然地形的坡度大小； 建筑物的使用要求及运输联系； 场地面积大小； 土石方工程是多少等。 一般情况下，自然地形坡度小于 3 ％，宜选用平坡式，自然地形坡度较大时，则采用台阶式，但当场地长度超过 500m 时，虽然自然地形坡度小于 3 ％，也可采用台阶式。 4 ． 4 ． 4 ． 3 设计标高的确定 1 、影响设计标高确定的主要因素 (1) 不被水淹，雨水能顺利排除，标高至少高出洪水位 0.5m 。 (2) 考虑地下水位及地质条件的影响。 (3) 考虑场地内外道路连接的可能性。 (4) 尽量减少土石方工程量和基础工程量。 2 、建筑物之间的详细竖向布置 要求：避免室外雨水流人建筑物内；保证建筑物之间交通运输有良好的联系。建筑物至道路的地面排水坡度，最好在 1 ％ -3 ％之间，一般允许在 0.5 ％～ 0.6 ％范围内变动。建筑物的进车道应由建筑物向外倾斜，室内地坪应略高于道路中心的标高。 建筑物有进车道时，室内外高差一般为 0.15m ，当无进车道时，只考虑行人要求，一般室内外高差可在 0.45m ～ 0.60m ，允许在 0.3m ～ 0.9m 范围变动。 一般情况，建筑物底层地面应高出室外地面至少 0 ． 15m 。 4 ． 4 ． 4 ． 4 场地排水 1 ．场地排水 应根据城市规划要求定，一般分明沟或暗管排水两种 暗管排水 ：多用于建、构筑物比较集中的场地；运输线路及地下管线较多；面积较大，地势平坦的地段；大部分屋面为内落水；道路低于建筑物标高，并利用路面雨水口排水等情况。 明沟排水 ：多用于建、构筑物比较分散的场地，高差变化较多道路标高高于建筑物标高的地段，或埋设地下管道不经济的岩石地段，山坡冲刷带泥土易堵塞管道的地段等。明沟的断面尺寸根据汇水面积大小而定；明沟坡度一般为 3 ％ -5 ％，特殊困难时可采用 2 ％。 2 ．场地排水坡度 为了方便场地排水，场地坡度不应小于 0 ． 3 ％，综合考虑其他因素，场地坡度也不应大于 8 ％，各类地面排水的适宜坡度详见表 4 — 5 ： 补充知识 —— 场地排水方式 4 ． 4 ． 4 ． 4 雨水排除 场地雨水排除的基本方式有三种： 1 ）是地表的自然排水方式，这种方式是不设任何排水设施，利用地形坡度及地质和气象上的特点来排除雨水。 2 ）基本方式是采用地下的雨水管道排水，在场地面积较大，地形平坦，不适于采用地表排水时，或者场地对卫生及环境质量要求较高时，或者场地中大部分建筑物屋面采用内排水时，或者场地排水系统要求与城市雨水管道系统相适应时，采用管道式雨水排除方式是较为合适的。 3 ）场地中的雨水排除也可采用明沟排水方式。雨水口布置应避开建筑物出入口、分水点及其他地下管道的上面。一般情况下，每个雨水口可负担 3000M 2 — 5000M 2 的汇水面积。多雨地区应小一些，干旱地区可适当放大。 为保证雨水排除顺畅应保证一定的排水坡度，一般情况下宜采用 0.5 ％～ 2 ％的坡度，最低不小于 0.3 ％。坡度也不宜过大。场地内地面坡度的上限一般为 8.0 ％。建筑物至周围地面、道路等的排水坡度可在 0.5 ％～ 6.0 ％之间选取，最佳值是 1.0 ％～ 3.0 ％。如果无法实现，应在建筑物的四周形成局部的高差，并采取其他辅助设施来排雨水。 竖向设计关注的其他问题 需要注意的是，尽管竖向布置的结果必然要对基地的原始地形做出某种程度的改变，但是并不应将其理解成仅仅是平整土地、改造地形的简单过程。 实际上，竖向布置与设计是对基地原有的地形、地貌及地质条件的综合利用的过程，应在因地制宜的前提下合理确定建筑物、道路、绿地、广场、硬地等各项场地内容的标高以及顺畅组织地表雨水的排除。 1. 用地的整平方式 在一般情况下，基地的原始地形往往不能完全满足各项场地内容的布置要求，需要进行某种程度的改造平整。其整平程度的大小应视各方面的具体条件和要求而定。 一般有重点式整平和全面式整平两种基本方式。在保证各项场地内容和场地排水组织的前提下，尽量减少对原有自然地形的平整改造是较为有利的，这样既可减少土石方工程量，降低造价，节约投资，又利于保持场地原有的生态条件和原有的风貌，体现不同场地的个性与特色。 2. 各场地之间的连接形式 场地中需整平部分设计地面的连接形式有 两种基本的类型 ，一种是 平坡式 ，即把设计地面处理成一个或几个坡向的整平面，各部分的坡度和标高均相差不大。另一种是 台阶式 ，即将设计地面处理成标高差较大的几个不同的整平面，在各整平面之间以挡土墙、护坡、台阶等形式连接 ( 图 128) 。在一般情况下，当自然地形坡度小于 3 ％时，应选择平坡式的连接形式，当自然地形的坡度较大时则应选择台阶式。在基地的自然地形坡度虽小于 3 ％，但需整平部分的长度超过 500m ，因为整体的标高差也较大，所以也可以采用台阶式。 2 场地内标高的确定 确定场地的各项内容、场地各个部分的设计标高，组织好它们之间的高低关系，这是竖向设计的一个基本问题。 标高确定实际上是为包括 建筑物正负零标高、道路标高、停车场标高、广场标高 在内的场地中各项内容进行竖向定位。 关于场地标高的确定有两个问题值得注意： 1 ）应组织好各项内容、各个部分之间标高的关系，既应便于使用，又应结合地形，同时还应能够形成良好的视觉景观和空间效果。 在确定各处标高时，应处理好建筑物与其周围的室外地面的高差关系 ( 图 129) 。 一般情况下，室内外高差可取 0 ． 45m ～ 0 ． 6m ，最小不应小于 0 ． 15m ， 保持这一高差的目的是使建筑物周围的雨水能顺利排除，避免室外雨水浸入室内。各种建、构筑物标高的确定还应考虑到地下水位和地质条件对其基础的影响。 2 ）是要处理好场地与周围的外部环境之间的标高关系，一般应保持场地内外标高的连贯性，不应出现不必要的陡坎或陡坡，这也利于场地内外道路的连通顺畅。场地内外标高关系的确定还应考虑场地雨水排除问题，应使雨水能顺利排除，不致积水。若基地临近河、湖等水体时，场地的 基本标高应高出设计洪水水位 0 ． 5m 以上。 3 陡坡地 ( 无障碍的斜坡 ) 1 ）陡坡地是指坡度 <25 。的场地。 2 ）陡坡地的等高线是主要的规划因素。通常采用等高线规划，也就是让规划要素与等高线平行排列。 3 ）陡坡地中的场地设计，建议采用栅栏形或条带形等狭长的规划形式，以有效利用可供使用的土地。 4 ）陡坡地中缺乏大面积平地。须在坡面上开挖或堆垒得到。如土质不好，须采用挡土墙或斜面支撑。 6 ）陡坡地建议采用梯田状方案。在多层结构中，各层面可分隔不同的使用功能。 7 ）陡坡地的斜面是一种坡道。因此，坡道和踏步都是合理的规划元素。 8 ）陡坡地对于组织车辆交通来说，斜面的坡度可能过陡。沿等高线行进是最省力的。 9 ）陡坡地具有动态的景观特性。坡度的明显变化。通过阶梯、眺望台及挑台的运用，这种场地有利于形成动态的布局形式，坡地有非常引人的特性。 10 ）陡坡地本身强调和土地、空气的接触。附于斜面之上的水平元素通常内侧与土地、岩石接触，外端尽头独立空中。水平元素同土地的交接部分须清楚表达。在悬空的突出一侧，建筑和天空的融合部同样应该给以设计表达。 11 ）陡坡地的顶部暴露于自然环境中。规划时可开发或创造如同梯田一样的地表轮廓，调整坡地以保持或扩大视域。 12 ）陡坡地为景致增添了情趣。 13 ）陡坡地的斜坡与太阳、风及暴风雨的规划关系应给以充分考虑。 14 ）陡坡地的排水问题是来自上方的地下水和地表径流，必须经拦截和改道，或者让其自由地通过建筑物底部。 15 ）陡坡地的斜坡创造出许多很珍贵的水景特性。瀑布、跌水、喷泉、涓流和水幕的存在显然为规划创造了良机。 4 平地 1 ）平地是指坡度 <20 ％的场地。 2 ）平地规划的限制性最小。相对而言平场地景观趣味较少。规划趣味的产生依赖于空间与空间、建筑物与空间及建筑物之间的关系。 3 ）平地表面展开的所有元素有非常重要的相互联系，平地中的垂直要素尤为重要，必须既要考虑自身的形式，又要作为背景，衬托别的物体或透过它形成斑驳阴影。 4 ）平地无焦点。场地上最显眼的要素将决定该地的景致。 5 ）平地中的道路不受地形的限制。从任何方向都可通达，所以任何一个立面都很重要。 6) 平地设计中天空是关键的景观要素，它孕育着无穷的变化和美感。我们可通过运用倒影、湖泊、水池、庭院、天井和后退空间，很好地展现天空的特性。 7 ）平地设计中光与影的设计是强有力的设计要素。我们可以将光的投影效果加以夸张或作为黑色背景衬托物体。 8 ）平地具有中性的景观特性。场地的特征取决于引入的元素，大胆的形式、强烈的色彩，外来的材料，都可以在这里运用。 9 ）平地缺少私密感。创造私密感是规划设计目的之一。通过有效组织空间或内敛于庭院，或外延于无穷远处等等，都可以达到私密效果。 10 ）平地中缺少第三维。地表三维空间可通过土地或建筑的平台，凹坑而获得。 11 ）平地有利于扩展规划。扩展规划可通过连续的通道或元素来表达。 12 ）平地设计容易单调。尽可能通过各种手段提高、强化构筑物本身特点。 13 ）平地设计中地平线是一条醒目的界线。运用低平的建筑形体 ( 补充 ) 或强烈的垂直形体 ( 对比 ) 可获得更显著的效果。 关键点坐标、道路坡度、坡长及场地排水图 实例 4 ． 4 ． 4 ． 5 土石方工程量平衡 1 ．土石方工程量的计算方法 计算方法很多，有方格网计算法、横断面计算法、查表法、计算图表法等。常用的是前两种方法。 (1) 方格网计算法： 将绘有等高线的总平面图划分为若干正方形方格网，间距取决于地表的复杂程度和计算的精度，一般采用 20m ～ 40m ；在每个方格中分别填入自然标高，设计标高，施工高程，分别算出每个方格的控、填方量，然后汇总。 (2) 横断面计算法： 一般用于场地纵横坡度变化有规律的地段，精度较低。横断面线的走向，应取垂直于地形等高线的方向。间距视地形情况而定，平坦地区可取 40m ～ 100m ，复杂地区可取 l0m-30m 。 2 ．土石方平衡 为了减少工程投资，在可能情况下，应尽量考虑平衡。还要考虑地下室、建筑物及构筑物的基础，地下工程管线等土量。同时还要考虑松散系数的因素。 4 ． 4 ． 4 ． 6 场地设计中地面和道路的坡度 1 ．地面和道路坡度选择 (1) 基地地面坡度不应小于 0.3 ％；地面坡度大于 8 ％时应分成台地，台地连接处应设挡墙或护坡； (2) 基地车行道的纵坡不应小于 0.3 ％，亦不应大于 8 ％，在个别路段可不大于 11 ％，但其长度不应超过 80m ，路面应有防滑措施；横坡宜为 1.5 ％～ 2.5 ％； (3) 基地人行道的纵坡不应大于 8 ％，大于 8 ％时宜设踏步或局部设坡度不大于 15 ％的坡道，路面应有防滑措施；横坡宜为 1.5 ％ -2.5 ％。 小结： 确定场地的整平方式和设计地面的连接形式； 确定场地中各建构筑物的地坪标高和广场、停车场、活动场等建构设施的整平标高； 确定场地中道路的标高和坡度； 组织场地的雨水排除系统； 按需设置挡土墙、护坡、排水沟构筑物； 土石方工程量的计算及土石方平衡；