第1章行人交通和车辆的基本知识.docx

第1章行人交通和车辆的基本知识.docx

《第1章行人交通和车辆的基本知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章行人交通和车辆的基本知识.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第1章行人交通和车辆的基本知识

第1章行人和车辆基本知识

1.1行人基本知识

1.1.1行人静态空间需求

行人静态空间主要是指行人身体在静止状态下所占用的空间范围，身体前后胸方向的厚度和两肩的宽度是人行空间和有关设施设计中所必需的基本尺寸。

一般设计中常以男性身体椭圆为标准，如图1-1-1所示。

一般来说单人行走无携带物需要~（平均）的宽度；单人行走一侧携带物品一般需要~m（平均）；单人行走两侧携带物品或大人带小孩行走需要~m（平均m），如图1-1-2所示。

行人的运动空间需求可分为步幅区域、放置区域、感应区域、行人视觉区域以及避让与反应区等。

根据国内已有的调查资料，男性步幅平均，女性步幅平均。

感应区域不像步幅那样容易测得，在很大程度上受人的知觉、心理和安全等因素的影响。

在通常情况下，能对一个人从头到脚都观察到，约需的距离，在此距离下，视觉感到舒服，也适合正常速度下人的步行，即后脚跟不易被人踩到。

步行者以常速行走时，也会在自己面前预留一个可见的区域，以保证有足够的反应时间，以便采取避让行为。

这个区域可通过反应时间与正常速度相乘而得出，约为~。

行人的空间感受也是一个影响设计与通行能力的因素。

行人在行走时都有一定的心理缓冲空间。

心理学家所做的人类缓冲区域的测量实验，已经确定了个人空间的较低要求范围，约为~²。

当强调舒适时，比缓冲区域变化幅度会更大，女性的身体缓冲区域面积范围在~²，而男性则在~m²。

对于拥挤状态下行人占用空间的当量面积大致划分为以下几类，如表1-1-1和图1-1-3所示。

行人占用不同空间分级表表1-1-1

类别

指标

接触区域

不接触区域

个人舒适区域

可行动区域

当量直径（cm）

面积（m²）

图1-1-3行人所占空间

（a）自由活动圈

（b）限制活动圈

（c）舒适活动圈

（d）非接触区

（e）接触区

（f）人体界限

1.1.2行人活动空间与速度的关系

行人活动区域的大小影响行人的步行速度。

当人流密度逐渐增加时，其活动圈就逐渐缩小。

当人均所拥有的空间达到m²时，行人能走得很快，可以达到能够行走的较高速度100m/min。

当人均间距或人均占用面积在~m²时，行人可以自由地走动，也不干扰其他人。

当人均间距为~时或人均占用面积为~²时，行人尚能进行横穿的走动，但有时也要干扰其他人。

这个密度使人还能在舒适的范围内活动。

当人均间距为~时或人均占有面积~m²/人时，行人站立时不与他人接触是可能的，但在队伍里行进时就受到很大的限制，流速就急剧下降，只能随着人群一直向前走，在这个密度里长时间待着，行走是很不舒服的；若人均间距小于或人均占有道路面积为~²/人时，站立时会不可避免地要与他人接触，在人行队伍里活动已不大可能，排队的情况只能持续很短的时间，人就会感到非常的不舒服；若人均占有面积在m²以下，这时人与人就要相互紧贴，是非常难受的，行人在队伍里面已不可能有任何活动，拥挤的人群会存在一种潜在的恐慌，一般是在刚刚从体育场或电影院散场时的情况，若有人逆行必然造成混乱和摩擦。

所以一般选取~m²/人的空间值作为确定服务水平界限的临界点。

1.2车辆基本知识

非机动车的基本尺寸

行驶在道路上的交通运输工具按其牵引方式分为非机动车和机动车。

各种牌号、型号的载客或载货的车辆可归纳为几种“设计车辆”，以便根据设计车辆的外廓尺寸、载重量、运行特性等特征作为道路设计的依据。

目前我国城市道路上行驶的非机动车主要为自行车，此外还有少量人力三轮车、板车和兽力车等。

我国生产的自行车品种、牌号及型号较多，宜采用28型自行车为设计标准车。

三轮车包括客运三轮车、货运三轮车两种。

兽力车在北方郊区道路上尚有使用（正逐渐被淘汰）。

非机动车设计车辆外廓尺寸见表1-2-1，自行车的车型尺寸见表1-2-2。

非机动车设计车辆外廓参考尺寸（单位：

m）表1-2-1

设计车型

外廓尺寸

总长

总宽

总高

自行车

三轮车

板车

兽力车

注：

1.总长：

自行车为前轮前缘至后轮后缘的距离；三轮车为前缘至车厢后缘的距离，板车、兽力车均为车把前端至车厢后缘的距离。

2.总宽：

自行车为车把宽度，其余车种均为车厢宽度。

3.总高：

自行车为骑车人骑在车上时，头顶至地面的高度，其余车种均为载物顶部至地面的高度。

自行车的车型尺寸（单位：

m）表1-2-2

类型

长（L）

高（H）

宽（B）

28型

~

26型

24型

机动车的基本尺寸

机动车设计车辆

机动车设计车辆通常分为三类：

一、小型汽车：

包括小客车、三轮摩托车、轻型越野车及以下的客、货运汽车。

二、普通汽车：

包括单节式公共汽车、无轨电车与载重汽车，不包括拖车，半拖挂车。

三、铰接车：

包括铰接式公共汽车、电车和半拖挂式载重汽车等。

在以上三类设计车辆之外，有些规范把设计车辆细分为五类，即增加微型汽车和中型汽车类。

其中：

微型汽车包括微型客货车、机动三轮车；中型汽车包括中型客车、旅游车和装载4t以下的货运汽车。

机动车设计车辆的长、宽、高等尺寸是停车场（库）设计的基础，也是道路设计中为车辆行驶留有相应空间的依据。

机动车设计车辆的外廓尺寸一般是指如下尺寸：

.

总长——车辆前保险杠至后保险杠的距离；

总宽——车厢宽度（不包括后视镜）；

总高——车厢顶或装载顶至地面的高度；

轴距——双轴车时为前轴轴中线至后轴轴中线的距离；铰接车时为前轴轴中线至中轴轴中线的距离及中轴轴中线至后轴轴中线的距离；

前悬——是指为车辆前保险杠至前轴轴中线的距离；

后悬——是指车辆后保险杠至后轴轴中线的距离。

以铰接电车为例，车辆各组成部分的名称如图1-2-1所示。

机动车设计车辆的外廓尺寸详见表1-2-3和图1-2-2。

机动车设计车辆外廓尺寸（单位：

m）表1-2-3

设计车型

项目

总长

总宽

总高

前悬

轴距

后悬

小型汽车

普通汽车

铰接车

+

图1-2-2机动车设计车辆外廓尺寸（单位：

m）

（a）小型车

（b）中型车

（c）铰接车

目前城市客车的长度在左右，其前悬可以达到，使乘客前门的宽度可以达到米，以方便乘客的上下。

今后城市的客车还要向大型车发展，做到11~12m、甚至18m系列的大型铰接通道车。

图1-2-3铰接车的转弯半径

不同用途车辆的底盘高度要求是不同的，车辆装载货物和乘客乘车的地板面离地面的高度宜低，尤其是城市公共汽车，可使乘客上下车方便。

公路长途汽车的乘客上下频率小，地板面可提高，其下可设行李厢。

随着设计的完善，城市客车的底盘和公路客车的底盘差异将会越来越明显，因而在城市里的客车应该根据其特点，使用专用的底盘。

车辆的转弯半径

汽车的最小转弯半径

是指汽车前外轮中心的转弯半径，它由汽车本身的构造、性能决定，以铰接车为例，如图1-2-3所示。

前轮转向角

：

（5°~35°）；

前轮中心回转半径：

；

中轮中心回转半径：

；

后轮中心回转半径：

；

最小转弯半径

1-2-1

车辆前端外侧回转半径：

1-2-2

车身通过宽度：

1-2-3

前中轮内侧偏移值：

；

中后轮内侧偏移值：

；

内侧总偏移值

1-2-4

如上图和上式所示，汽车在弯道上低速行驶时，它的前后轮及车体前后突出部分的回转轨迹将随着转弯半径的变化而变化，为保证车辆在弯道上低速行驶时不致碰撞其它物体，道路的宽度应按上述计算要求加宽至W，其他不同类型的汽车也可同理类推。

部分国产汽车的外廓尺寸、轴距和最小转弯半径详见附录1。

以上计算所得数值可以作为停车场（库）、回车场地和公交车终点站通道设计的依据。

车辆的停放

机动车的停车方式

一、车型的确定

车辆种类不同，其尺寸大小各异。

不同性质的停车场，停放不同类型的车辆，则需要不同的停车面积。

在设计时应以停车场停车高峰时间所占比重大的车型为设计车型，如有特殊车型，应以实际外廓尺寸作为设计依据，不同车型的外廓尺寸详见表1-2-1。

在某些场合，如体育场、会展中心或多功能会场处的停车也可以通过两种不同的划线适应不同车型（如小汽车和大客车）的停放。

二、车辆的停发方式

（a）前进停车、后退发车

图1-2-4车辆的停发方式

（b）后退停车、前进发车

（c）前进停车、前进发车

按车辆停发方式可分为：

前进停车，后退发车；后退停车，前进发车；前进停车，前进发车等三种方式，如图1-2-4所示。

在上述三种方式中，常采用的是后退停车，前进发车。

其优点是发车迅速方便，占地面积少，因而常用于公共停车场。

前进停车，后退发车常用于家庭车库。

前进停车，前进发车虽更为方便，但占地面积较大，多用于铰接车停车场，除有特殊要求外，一般较少采用。

由于后退停车，前进发车是常采用的停车方式，因而后文的停车场库均以此为标准。

三、车辆的停放方式

停车场内车辆的停放方式，与停车面积的计算、停车泊位的组合以及停车场的设计都有关系。

停车场车辆停放方式按汽车纵轴线与通道的夹角关系分，有平行式、垂直式、斜列式三种，如图1-2-5所示。

1．平行式：

车辆平行于通道方向的停放。

这种方式的特点是所需停车带较窄，驶出车辆方便迅速，但沿路占地最长，单位长度内停放的车辆数量少。

该停放方式常用于路边临时停车或短时间停放，有利于加快停车泊位的周转。

2．垂直式：

车辆垂直通行道的方向停放。

这种方式的特点是单位长度内停放的车辆数量多，用地比较紧凑，但停车带占地较宽（需要以场内停放的较大型车的车身长度为准），且在进出停车位时，需要倒车一次，因而要求通道宽度至少有倍的车身长度。

布置时可考虑两边停车，合用中间一条通道。

3．斜列式：

车辆与通道成角度停放，一般与通道成30°、45°、60°三种角度停放，特点是停车带的宽度随车身长度和停放角度不同而异，宜在场地受限制时采用。

这种方式车辆出入及停车均较为方便，故有利迅速停置和疏散，缺点是单位停车面积（三角形用地）比垂直停放要多出现，特别是30°停放，土地利用率不高用地最费，故较少采用。

以上三种停放方式各有优缺点，选用何种方式应根据停车场的性质、疏散要求和用地条件等因素综合考虑。

目前我国城市较多采用“平行式”和“垂直式”两种停车方式。

停车设施类型

城市公共停车设施分为路边停车带和路外停车场（库）两大类。

一、路边停车带

路边停车带一般设在车行道旁或路边，多为短时停车，随到随开，没有一定规律。

通常路边停车采用单边单排的港湾式布置，不专设通道。

在交通量较大的城市次干路旁设路边停车带时，可考虑设置分隔岛和通道。

二、路外停车场（库）

（a）出入口分设的停车场

（b）出入口合一的停车场

（c）有分隔岛的路边停车带

（d）港湾式路边停车带

图1-2-6路外小型汽车停车场及路边停车带示例

路外停车场包括道路用地以外设置的露天地面停车场和室内停车库。

停车库又包括地下或多层构筑物的坡道式和提升式停车库。

几种停车场布置形式如图1-2-6所示。

机动车停放空间需求

一、车辆停放的净空需求

车辆停放的纵、横向净距的确定需要考虑车辆类型、停放方式、车辆进出、乘客上下所需的纵向和横向净距，同时还要考虑停车的净空高度要求。

若车辆前后纵列停放，要能保证后面车辆安全出入停车泊位；若车辆平行横列停放，则要确保车门的开启。

各种净空尺寸要求详见表1-2-4，表1-2-5。

车辆停放的纵、横向净距（单位：

m）表1-2-4

项目

设计车型

微型汽车、小汽车

普通汽车、中型汽车、铰接车

车间纵向净距

背对停车时车间尾距

车间横向净距

车与围墙、护栏及其他构筑物间

纵净距

横净距

注：

停车场（库）内背对停车，两车间植树时，车间尾距为。

车辆停放的净高要求（单位：

m）1-2-5

车型

微型汽车、小汽车

普通汽车

中、大型、铰接客车

中、大型、铰接货车

最小净高

美国和日本划线较宽或划双线，以限定车辆横向净距，保证两车开门时不碰撞。

在背对停车时为了防止车辆车尾相碰，在两车之间可设置挡住车辆后轮的铁杆或水泥条。

二、停车带和通道宽度

在确定车辆的停放方式之后，需要确定停车带和通道宽度。

这需要考虑以下因素。

①设计时所选定的车型（如平面尺寸：

车长、车宽、车门宽等）；②车辆进入停车泊位和发车状况；③车辆的构造、性能（如最小转弯半径）；④司机的驾驶技能和熟练程度等。

确定停车带和通道宽度除了包括上述的四个因素外，还与车辆的机械性能有关，一般多采用调查和车辆试验相结合的方式进行。

停车所需通道宽度及有关尺寸详见表1-2-6。

机动车停车泊位尺寸和通道宽度（单位：

m）表1-2-6

停放方式

垂直通道方向的泊位尺寸

平行通道方向的泊位尺寸

通道宽度

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

平行式

前进停车

斜

列

式

30°

前进停车

45°

前进停车

60°

前进停车

后退停车

垂直式

前进停车

后退停车

注：

表中Ⅰ类为微型汽车：

II类为小型汽车；III类为中型汽车；IV类为普通汽车；V类为铰接车。

三、机动车的停放面积

在城市规划估算停车用地中，其用地总面积可按规划城市人口每人~计算。

其中：

机动车停车场的用地宜为80%~90%，自行车停车场的用地宜为10%~20%。

机动车公共停车场用地面积,宜按当量小汽车停车位数计算。

地面停车场用地面积，每个停车位宜为25~30m²；停车楼和地下停车库的建筑面积，每个停车位宜为30~35m²；路边停车带每个停车为16~20m²。

各种车型的换算系数如表1-2-7所示。

各种车型的换算系数表表1-2-7

车型

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

换算系数

注：

表中I类为微型汽车；II类为小型汽车；III类为中型汽车；IV类为普通汽车；V类为铰接汽车。

单位停车面积是停放一辆汽车所需的用地面积。

它与车辆尺寸、停放方式、通道的条数及车辆集散要求等因素有关。

机动车的停入面积除了考虑满足停车需要外，还应包括绿化、步行道及其附属设施等所需的面积。

其数值可通过平行通道的车位尺寸和单位停车宽度求得，两侧停车的具体计算公式如下。

单位停车宽度

公式1-2-5

单位停车面积

公式1-2-6

具体数值可参照表1-2-8。

机动车停车宽度和单位停车面积表1-2-8

停放方式

单位停车宽度

（m）

单位停车面积

（m²/辆）

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

平行式

前进停车

斜

列

式

30°

前进停车

45°

前进停车

60°

前进停车

后退停车

垂直式

前进停车

后退停车

注：

表中I类为微型汽车；II类为小型汽车；III类为中型汽车；IV类为普通汽车；V类为铰接汽车。

机动车的回车用地

在居住区内道路的尽端，为了汽车调头、回转方便，减少对其它车辆通行的干扰，可在适当地点设置回车场地。

回车场地的常用形式和尺寸如图1-2-7所示。

图1-2-7机动车的回车场地的常用形式和尺寸（单位：

m）

非机动车的停放用地

非机动车以自行车为主，由于自行车体积小，使用灵活，对场地的形状和大小要求比较自由，布置设计也较为简单。

在自行车停放场地的设计中首先需要考虑自行车的尺寸，详见上节。

其次，需要考虑自行车的停放方式、停车带和通道宽度。

一、自行车的停车方式

自行车有多种停车方式，一般采用单向排列方式，有些场合，为了节约用地和便于存放，采用双向错位、高低错位和对向悬挂等方式，如图1-2-8所示。

二、自行车的排列方式

自行车的排列方式，多垂直停放和成角度斜列，按场地条件可单排或双排排列，其中垂直式为常用停放方式。

自行车带之间通道的宽度，按取车人推车行走时所需宽度的而定，停车带宽度则与排列方式有关。

自行车在路边单边停放，是一个密度问题，可按照1米倍数停车数来计算，停车需要考虑存取方便，将前轮高低错位停放的方式，取车容易。

大量自行车的成片停放时，要成行，成组布置，以5辆为一组分开布置，或将自行车停放场地划分成区、条、段，并用色块和数码编号区分便于取车时寻找和管理。

如图1-2-9所示。

图1-2-8自行车的几种停车方式

（单位：

m）

（a）单向排列

（b）双向错位

（c）高低错位

（d）对向悬挂

图1-2-9自行车的排列方式

（单位：

m）

（a）双排垂直停放

（b）双排斜列停放

（c）单排垂直停放

（d）单排斜列停放

三、自行车停车空间需求

自行车停车带宽度、通道宽度、单位停车面积表1-2-9

停放方式

停车带宽度（m）

停车车辆间距（m）

通道宽度（m）

单位停车面积（m²/辆）

单排停车

双排停车

一侧停车

两侧停车

单排一侧停车

单排两侧停车

双排一侧停车

双排两侧停车

斜

列

式

30°

45°

60°

垂直式

一般在城市规划中估算自行车停车场用地面积时,可按每辆车占地（包括通道）~m2计算而定。

车辆的重量与装载量

车辆的自重

车辆的自重即车辆整车装备质量，是指汽车完全装备好的质量（以千克为单位，下同），包括汽车全部设备（主体设备及辅助设备），并加足润滑油、燃料、冷却液，再加上备用车轮、随车工具及其他备用品的质量，通常又称为空车质量。

车辆的载重

车辆最大总质量是汽车满载时的总质量，对于货车还应包括驾驶室规定数量乘员的质量。

车辆的载重即车辆最大装载质量，是指最大总质量与整车装备质量之差，简称载质量。

客车以客座计，每个乘员一般按65kg计算。

卡车自重小于总重的1/2，即载重大于自重。

部分国产汽车的自重和载重详见附录2。

车辆的总重量是自重与载重之和，它对设计道路和桥梁工程构筑物十分有用。

车辆前轴与后轴的荷重分配约为1：

2，也可从汽车轮胎上的最大载重量推算出轴重和车辆的总重。

车辆的动力特征与车速

汽车的动力特征

汽车由发动机、底盘、车身和电气设备等四部分组成。

发动机是汽车的动力装置，底盘是汽车的主体（包括传动系、行驶系、转向系和制动系四部分）。

汽车动力的传递是由传动系来完成的，传动系将发动机曲轴上产生的扭矩传递给驱动轮，再通过车辆与地面的作用产生牵引力，以克服各种行驶阻力，推动汽车行驶。

汽车的构造示意见图1-2-10：

图1-2-10汽车的构造示意图

（单位：

m）

汽车运动时需要不断克服运动中所遇到的各种阻力，这些阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和惯性阻力。

一、滚动阻力（

）：

指车轮在路面上滚动所产生的阻力。

它是由路面与轮胎变形而引起的，与路面种类、状态、车速、轮胎结构及充气压力有关。

滚动阻力

永为正值，亦即在汽车行驶的任何情况下都存在。

各种路面上的行车滚动阻力系数见表1-2-10。

滚动阻力系数表表1-2-10

路面种类

滚动阻力系数

水泥混凝土与沥青混凝土路面

~

用沥青浇拌的平整的碎石或砾石路面

~

碎石或砾石路面，稍有小坑穴

~

大卵石路面

~

平整坚实干燥的土路

~

二、空气阻力（

）：

指汽车在行驶中迎风面空气受阻所引起的阻力。

它与汽车迎风的压力、形状、大小及汽车后面因空气稀薄产生的吸力、汽车表面与空气的摩阻等有关。

空气阻力

永为正值。

三、坡度阻力（

）：

指汽车爬坡时作用于汽车上的阻力。

坡度阻力

，上坡时为正值，平坡为零，下坡为负值。

四、惯性阻力（

）：

汽车变速行驶时，需要克服其变速运动所产生的惯性力和惯性力矩，即为惯性阻力。

惯性阻力

，加速为正值，等速为零，减速为负值。

为使汽车运动，汽车的牵引力必须与运动时所遇到的各项阻力之和平衡，这是汽车行驶的必要条件（驱动条件），即：

1-2-7

上式称为牵引力平衡方程，若牵引力等于各项阻力之和，汽车等速行驶；牵引力大于各项阻力之和，汽车将加速行驶，随着车速的增加，阻力亦随之增加，最后重新达到平衡，车辆将转入等速行驶。

当牵引力小于各项阻力之和，则车辆将无法起步或减速行驶，以致停车。

根据汽车行驶理论中各项阻力的计算式（从略）代入上式可导得：

1-2-8

式中：

——汽车的牵引力；

——空气阻力；

——汽车总重量；

——道路阻力系数，是滚动阻力系数与道路坡度的代数和（

）；

——旋转物体的影响系数，与汽车车型和变速箱传动比有关：

——相对于重力加速度的汽车加速度。

上列方程式的等号左侧表示汽车单位重量牵引力的储备，等号右侧表示汽车的动力性能。

这个数值称为汽车的动力因数，以

来表示，它代表汽车单位重量的有效牵引力，也是能够克服道路阻力和惯性阻力的能力。

动力因数即：

1-2-9

汽车的牵引质量可以用汽车动力特性图表示，它亦是汽车行驶在道路上的牵引力计算基础。

因为牵引力

的大小与汽车行驶时所用的排挡有关，空气阻力

与车速有关，故可绘制出各种不同排挡时，动力因数和车速之间的关系曲线图形。

各种不同类型的汽车有其本身的动力特性。

如图1-2-11是我国解放牌CA—10B型载重汽车的动力特性图。

图中纵座标是动力因数

，横座标是速度

（km/h），各条曲线是该汽车各排挡的动力因数和行驶速度的关系曲线。

图1-2-11解放牌车CA-10B动力特性图

当汽车作等速行驶时，则

，根据已知的

值，就可查得汽车行驶时，所能保持的最高速度，并可知道汽车克服这种阻力所要采用的排档。

例如，行驶的道路阻力系数中

时，可达到的最高车速为30km/h；当行驶的道路阻力系数

时，已超过了第III排挡的最大动力因素位，汽车不能行驶，必需换至第II排挡，这时最高车速可达h。

因此，由上面分析可知，汽车行驶的第一个必要条件是：

汽车在道路上行驶，必须有足够的牵引力来克服各项行驶阻力，即汽车的牵引力必须大于等于汽车的行驶阻力。

汽车行驶的第二个必要条件是：

牵引力必须小于或等于轮胎与路面间的最大摩擦力（即附着力），车轮才不会打滑空转，这是汽车行驶的充分条件（亦称附着条件）。

即：

1-2-10

式中：

——作用在所有驱动轮上的荷载；