道路橫斷面設計

1、Ch5 道路橫斷面設計【本章主要內容】§5-1 道路橫斷面組成(1)§5-2 行車道寬度(1)§5-3 其它組成部分作用及寬度(1.5)§5-4 路拱及超高(4)§5-5 視距的保證(0.5)§5-6 道路建筑限界與道路用地(0.5)§5-7 道路橫斷面設計(1)§5-8 路基土石方計算及調配【本章學習要求】 掌握道路橫斷面的基本要求及布置形式、超高加寬計算的一般方法，土石方計算與調配的基本方法及一般原則；難點為超高、加寬的計算，路基土石方的調配與計算。§5-1 道路橫斷面組成要求：掌握各級公路橫斷面的組

2、成部分、城市道路橫斷面的形式。1公路的橫斷面組成1.1 高速公路、一級公路橫斷面整體式斷面 （中間帶、行車道、路肩以及緊急停車帶、 爬坡車道、變速車道等。）分離式斷面（行車道、路肩以及緊急停車帶爬坡車道、變速車道等）1.2二、三、四級公路橫斷面公路橫斷面組成：高速公路、一級公路二、三、四級公路：整體式斷面：分離式斷面：中間帶、行車道、路肩以及緊急停車帶、 爬坡車道、變速車道行車道、路肩以及緊急停車帶爬坡車道、變速車道等行車道、路肩及錯車道等2城市道路的橫斷面組成城市道路橫斷面由于它為城市交通服務的功能，特別是機動車、非機動車行人的混合交通，一般由機動車道、非機動車道、人行道、綠帶及各種管線、設

3、施組成。2.1四種典型斷面形式1）單幅路各種車輛在車道上混合行駛，機、非混行，上、下行不分。（例：國慶路、甘泉路）用于機動車、非機動車均較少的道路或拆遷困難的老城區(qū)道路。 2）雙幅路機、非混行，上、下行不分。（例：新城西路、秋雨路）用于單向兩條機動車車道以上，非機動車較少的道路。 3）三幅路機、非分開，上、下行分開。（例：江陽路、邗城大道）用于機動車交通量大，非機動車多，紅線寬度40m的道路。 4）四幅路機、非分開，上、下行分開。（例：文昌西路）用于機動車速度高，單向兩條機動車車道以上，非機動車多的快速路和主干路。2.2 分析比較 單幅路雙幅路三幅路四幅路交通安全最差較差較好最好行車

4、速度最慢較慢較快最快照明較好 較好 綠化  較好較好造價最低較低較高最高適用條件機動車、非機動車均較少或老城區(qū)拆遷困難的路段單向兩條機動車道以上，非機動車較少的路段機動車,非機動車均較多，紅線寬度 40m的路段機動車速度高，單向兩條機動車道以上，非機動車多的快速路和主干路§ 5-2 行車道寬度要求：了解各級道路車道的寬度值，掌握平曲線加寬的設置方法。1 機動車行車道寬度1.1 一條車道寬度確定 b=b 車+ b 擺+b 安 標準規(guī)定的各級公路車道寬度設計速度（Km/h)1201008060403020車道寬度（m) 3.753.753.753.

5、53.53.253.00(單車道時為3.50）1.2 行車道寬度行車道寬度=一條車道寬度×車道數說明：因受地形的限制，同一行車方向的各車道寬度可以不等，但對稱車道的寬度一般相等。2 其他車道1）爬坡車道：高速公路,一級公路的爬坡車道，其寬度為 3.5m。2）變速車道：高速，一級公路的互通式立體交叉、服務區(qū),公共汽車?？空镜韧骶€銜接處，應設置變速車道，寬 3.5m。3）錯車道：四級公路路基寬度采用 4.5m時，應在不大于 300m的距離內選擇有利地點設置錯車道。設置錯車道路段的路基寬度應不小于6.50m。3 平曲線加寬及其過渡3.1 為什么要設加寬（加寬的定義）？3.2 加寬值的計算

6、e=S2/2R考慮車速的影響，雙車道路面的加寬值為e=S2/R+0.1V/R公路標準規(guī)定，當曲線半徑小于或等于 250m時，應在平曲線內側加寬。 雙車道路面的加寬值規(guī)定如表 5-3 。 加寬值的選用：書P105。3.3 加寬設置1 ）全加寬設置位置:圓曲線段曲線內側2 ）加寬緩和段長L不設回旋線或超高緩和段時：L=15e 且L 10m設置回旋線LS或超高緩和段LC時：L= LS或L= LC 3 ）加寬過渡A 比例過渡：二、三、四級公路及一般的城市道路，在加寬緩和段全長范圍內按其長度成比例逐漸加寬。任意點的加寬值：ex=(Lx/L)eB 高次拋物線過渡：在加寬緩和段上插入一條高次拋物線.任意點的

7、加寬值： ex=（4k3-3k4)e k=Lx/L§5-3橫斷面其它組成部分作用及寬度要求：了解道路橫斷面各組成部分的作用，理解其寬度的規(guī)定或確定方法。1 路肩1.1 作用1) 保護及支撐路面結構2) 臨時停放故障車輛3) 保持行車道的功能4) 提供道路養(yǎng)護、埋設地下管線的場地，供行人及非機動車行駛5 ）增加美觀1.2 組成1.3 路肩寬度設計速度（Km/h）高速公路、一級公路二、三、四級公路12010080608060403020右側硬路肩寬度(m)一般值3.0或3.53.02.52.51.500.75-最小值3.02.51.51.50.750.25土路肩寬度（m）一般值0.750

8、.750.750.50.750.750.750.50.25（雙車道）0.50（單車道）最小值0.750.750.750.50.50.52 中間帶四條和四條以上車道的道路應設置中間帶。2.1 作用1）分隔對向車流2）沿線設施帶3）綠化4）增加側向余寬，提高行車安全和舒適 2.2組成2.3 中間帶寬度設計速度（Km/h）1201008060中央分隔帶寬度(m)一般值3.002.002.002.00最小值2.002.001.001.00左側路緣帶寬度(m)一般值0.750.750.500.50最小值0.750.500.500.50中間帶寬度(m)一般值4.503.503.003.00最小值3.503

9、.002.002.003 路緣石3.1 位置路面與分隔帶之間。3.2 形狀立式、斜式和平式三種。3.3 材料石質,瀝青砼或 30Mpa的水泥砼。3.4 尺寸高度一般為 0.1-0.2 m ，寬宜為 0.1-0.15 m。4 邊溝4.1作用排除路面及邊坡處匯集的地表水，確保路基與邊坡的穩(wěn)定。4.2位置路塹及高度小于邊溝深度的低填方地段。4.3形狀梯形、三角形、矩形等。規(guī)定：1）底寬與深度 0.4m 2）縱坡一般 0.5% 3）邊坡4.4長度每隔一定長度設置出水口，一般不超過 500M，多雨地區(qū) 300M，三角形邊溝 200M。5 邊坡6 非機動車行車道寬度6.1 非機動車一條車道寬度每條非機動車

10、道寬度推薦采用： 自行車： 1.0m 三輪車： 2.0m 獸力車： 2.5m 板車： 1.5-2.0 m 6.2 非機動車道寬度經驗推薦值5.0(4.5)m ，6.5(6.0) m ， 8.0(7.5) m 三種。 一般情況下若 5.0 （ 4.5 ） m ，則可不單獨設非機動車道，而與機動車混合行駛。7 人行道7.1 作用供行人步行交通，設置綠化、照明、地下管線等。7.2 寬度1）行人步行道寬度2）考慮埋設管線寬度3）考慮地上桿線、植樹、綠化4）人行道車道路紅線寬協(xié)調，街道總寬：單側人行道寬=5:1-7:1 § 5-4 路拱及超高本章的重點和難點。要求：理解超高的形成過程，掌握各種

11、超高方式的超高值的計算。1 路拱及橫坡度1.1路拱的定義1.2路拱的作用1.3路拱的形式直線形、拋物線形、折線線、直線接拋物線形。1.4路拱橫坡度考慮行車和排水的要求，其值如表57。路肩橫坡一般比路拱橫坡大12。行道橫坡宜采用單面坡，坡度為12。日?，F(xiàn)象1：運動員在跑道上跑步時，身體傾斜角度的變化。2 曲線超高2.1 超高的定義在曲線路段，為抵消車輛行駛時所產生的離心力，將路面做成外側高于內側的單向橫坡的形式，稱為曲線上的超高。2.2 超高設置條件R < R 不設(R不設見書P52表38）日?，F(xiàn)象2：道路轉彎處，路面高度變化。2.3 超高橫坡度ic理論計算公式：影響因素：計算行車速度、半

12、徑大小、路面類型、自然條件和車輛組成等。規(guī)范規(guī)定的各級公路最大超高值 書P42表31公路等級高速一級二級三級四級一般地區(qū)（）108積雪冰凍地區(qū)（）6規(guī)范規(guī)定的各級城市道路最大超高值 書P42表32計算行車速度8060、5040、30、20超高值（）642最小值：該公路直線部分的路拱坡度之值。與圓曲線半徑相對應的超高值如公路路線設計規(guī)范JTJ011-94 P45.表7.5.3所示：2.4 超高的過渡2.4.1無中間帶道路的超高過渡1）繞路面內邊緣旋轉(1)兩側路肩繞各自內邊緣向上旋轉成與路面同一坡度：在超高緩和段起止點之前 1-2 m 范圍內完成；（起始斷面）(2)外側路面繞道路中線向上旋轉成與

13、內側路面同一坡度：從超高緩和段起止點開始 X0 長度范圍內完成；（臨界斷面）(3)整個路面繞路面內邊緣旋轉成超高坡度： Lc-X0 范圍內完成；（終點斷面）(4)圓曲線內全超高，即超高坡度不變。外側車道繞路中線旋轉，達到與內側車道成單向橫坡后，整個斷面繞未加寬前的內側車道邊緣旋轉，直至超高橫坡值。 特點：內外高差相差較大；排水不受影響。適用：新建道路外側車道繞路中線旋轉，達到與內側車道成單向橫坡后，整個斷面繞路中線旋轉，直至超高橫坡值。 特點：道路兩側高差相差不大；內側排水不暢。適用：改建道路外側車道繞外邊緣旋轉，與此同時，內側車道隨中線的降低而相應降低，待達到單向橫坡后，整個斷面仍繞外側車道

14、邊緣旋轉，直至超高橫坡值。 特點：內外高差相差較大，且排水不暢。適用：特殊條件下才使用，如旅游道路。2.4.2 有中間帶道路的超高過渡1）繞中間分隔帶的中心線旋轉先將外側行車道繞中間帶的中心線旋轉，待達到與內側行車道構成單向橫坡后，整個斷面一同繞中心線旋轉，直至超高橫坡值。 特點：中間帶呈傾斜狀態(tài)；內外高差大。適用：中間帶寬度4.5m的公路 。2）繞中間分隔帶的邊緣旋轉將兩側行車道分別繞中央分隔帶邊緣旋轉，使之各自成為獨立的單向超高斷面，此時中央分隔帶維持原水平狀態(tài)。 特點：中間帶水平；內外高差大。適用：各種寬度的道路。3）繞各自行車道的中線旋轉將兩側行車道分別繞各自的中心線旋轉，使之各自成為

15、獨立的單向超高斷面，此時中央分隔帶兩邊緣分別升高與降低而成為傾斜斷面。 特點：中間帶傾斜；內外高差小。適用：車道數大于4條的公路 。2.5 超高緩和段長Lc=·i/p 其中:旋轉軸至行車道外側邊緣的寬度 i ic- ig(超高橫坡與路拱橫坡的代數差) P -超高漸變率 Lc超高緩和段長，為5m的整數倍且不小于10m一般情況下，超高緩和段長取緩和曲線長即Lc=Ls。當為照顧線形而緩和曲線很長時，可取緩和曲線的一部分作超高漸變段。2.6 超高值的計算以未設超高之前路基邊緣標高為基準，橫斷面上其它各點相對與此點的高差為超高值。2.6.1 繞邊軸旋轉2.6.2 繞中軸旋轉計算公式見書P.11

16、5、116表5-10、511例題：某三級公路，計算行車速度V=30Km/h， 路面寬7m，路拱橫坡為2。路肩寬0.75m，路肩橫坡為3。一彎道轉角為34°5008，半徑R=150m，緩和曲線長Ls=40m,交點樁號為K7+086.42。試求下列樁號的路基路面寬度和橫斷面上五個特征點的高程與設計高之高差：1）K7+030；2）K7+080；3）K7+140；4） K7+160（圓曲線上的全加寬值與超高值按規(guī)范辦理）。1、平曲線要素計算2、樁號計算及校核3、加寬計算3.1、全加寬值計算3.2、加寬方式3.3、斷面加寬值計算4、超高計算4.1、全超高值計算4.2、超高方式4.3、超高緩和段

17、長4.4、斷面超高值計算樁號說明距離加寬超高左中右K7+019.234起始斷面00K7+03010.7660.22K7+045.904臨界斷面26.67K7+059.234終點斷面400.8K7+080圓曲線段/0.8K7+084.829K7+110.424終點斷面400.8K7+123.564臨界斷面26.67K7+14010.4240.21K7+150.424起始斷面00K7+1600樁號說明距離加寬超高左中右K7+019.234起始斷面000.00750.09250.0075K7+03010.7660.220.05140.09250.0031K7+039.234臨界斷面200.4K7+0

18、59.234終點斷面400.80.19250.16250.0395K7+080圓曲線段/0.80.19250.16250.0395K7+084.829K7+110.424終點斷面400.80.19250.16250.0395K7+130.424臨界斷面200.4K7+14010.4240.210.05570.09250.0033K7+150.424起始斷面000.00750.09250.0075K7+160000.09250§ 5-5 橫斷面視距的保證掌握視距曲線、橫凈距的概念，橫凈距的計算方法。1視距曲線及橫凈距視距曲線：從汽車行駛在軌跡上的不同位置引出一系列弧長等于需要的最短視距

19、的視線，與這些視線相切的曲線.橫凈距：行車軌跡線與視距曲線之間的距離。2 橫凈距計算2.1 不設回旋線時1)L>S2)L<S 2.2 設回旋線時 § 5-6 道路建筑限界與道路用地1 道路建筑限界1.1 定義：道路建筑限界又稱凈空，是為了保證道路上各種車輛的正常運行與安全，在一定寬度和高度范圍內不得有任何障礙物侵入的空間范圍。1.2建筑界限的規(guī)定1）凈高 高速、一級、二級公路為 5m，三、四級公路為 4.5m。 城市道路：各種汽車4.5m，無軌電車5.0m，有軌電車5.5m，自行車和行人2.5m，其它非機動車3.5m.2）凈寬包括行車道寬度和路肩寬度。公路的建筑界限見圖5

20、28；城市道路見圖529。3） 道路建筑限界的邊界線確定原則A 上緣邊界線：一般路拱路段，上緣邊界線為水平線。設置超高的路段，上緣邊界線與超高橫坡平行。B 兩側的邊界線：一般路拱路段，與水平線垂直設超高的路段，與路面超高橫坡垂直2 道路用地范圍1）新建道路：路堤兩側排水溝外邊緣（無排水溝時為路堤或護坡道坡腳）以外1M，路塹坡頂截水溝邊緣（無排水溝為坡頂）以外1M。2）高填深挖路段，計算確定。3）特殊地質地帶，按需確定。4）行道樹，應種植在排水溝或截水溝外側的道路用地范圍內。5）道路沿線設施及路用房屋、料場、高度。6）改建道路，參照新建道路。§5-7 道路橫斷面設計1 橫斷面設計基本要

21、求1.1 路基的結構設計應根據其使用要求和當地的自然條件，并符合施工條件進行設計。1.2 路基的斷面型式和尺寸應根據道路的等級、設計標準和設計任務書的規(guī)定以及道路的使用要求，結合具體條件確定。1.3 路基設計應滿足當地農田基本建設的需要。 2 橫斷面設計步驟2.1 常見路基橫斷面2.2 路基標準橫斷面2.3 路基施工橫斷面繪圖步驟：1）點繪各橫斷面的橫向地面線2）確定邊坡坡度，邊溝、截水溝尺寸3）計算超高加寬值4）完成路基設計表5）繪出橫斷面設計線，又叫“戴帽子”6）檢查彎道路段橫斷面內側視距是否得到保證繪圖注意點：a.比例一般為1：100-1：200b.按樁號由下向上,由左向右布圖c.應繪出

22、所有整樁，加樁的橫斷面d.每個橫斷面注明樁號，圬土種類及斷面尺寸（H、A）3 橫斷面設計成果1）標準橫斷面圖2）施工橫斷面圖3）超高方式圖、路拱大樣圖及其他大樣圖4）路基設計表5）路基土石方工程計算表 §5-8 路基土石方計算及調配1 橫斷面面積的計算1.1積距法B=bhi1.2幾何圖形法當橫斷面地面較規(guī)則時，可分成幾個規(guī)則的幾何圖形，如三角形、梯形、矩形，然后分別計算面積，即可得出總面積值。 1.3坐標法*計算注意點1）計算橫斷面面積時，應將AT、AW分別計算，并區(qū)分類別，分別估算數量。2）邊溝一定條件下為一定值，可單獨計算出直接加在AW內，不必卡積距。 2 土石方數量的計算2.1相鄰兩斷面均為填方或均為挖方且面積大小相近，則可假定兩斷面間為一棱柱體。