勘測(cè)設(shè)計(jì)-學(xué)習(xí)情境4

學(xué)習(xí)情境4路線橫斷面結(jié)構(gòu)工作任務(wù)4.1路基橫斷面組成分析和設(shè)計(jì)工作任務(wù)4.2路基土石方數(shù)量計(jì)算、調(diào)配和施工圖識(shí)讀工作任務(wù)4.1路基橫斷面組成分析和設(shè)計(jì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.熟悉路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面的組成；2.熟悉路基典型橫斷面的類型；3.了解公路建筑限界與用地范圍；4.掌握路基橫斷面設(shè)計(jì)的過程和方法?！救蝿?wù)描述】利用××在建公路橋梁施工圖文件、多媒體教學(xué)資源和教師的講解，使同學(xué)們能掌握路基橫斷面設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)和設(shè)計(jì)過程，并能看懂相關(guān)的工程圖紙?！緦W(xué)習(xí)引導(dǎo)】本學(xué)習(xí)任務(wù)沿著以下脈絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)：第一步，結(jié)合課件，教師講解相關(guān)知識(shí)；第二步，展示××在建公路施工圖文件；第三步，掌握路基橫斷面相關(guān)知識(shí)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，熟悉相關(guān)規(guī)范對(duì)橫斷面設(shè)計(jì)的要求，并學(xué)會(huì)應(yīng)用相關(guān)知識(shí)看懂工程圖紙。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面

4.1.1.1路基橫斷面的組成

道路橫斷面圖是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所構(gòu)成的。其中橫斷面設(shè)計(jì)線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝、邊坡、截水溝、護(hù)坡道以及取土坑、棄土堆、環(huán)境保護(hù)等設(shè)施，如圖4.1所示。圖4.1路基橫斷面的組成單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面4.1.1.2標(biāo)準(zhǔn)路基橫斷面（1）標(biāo)準(zhǔn)路基橫斷面簡(jiǎn)介高速公路和一級(jí)公路的路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面左右幅或上下行用中央分隔帶分開，其橫斷面由行車道、中間帶、路肩以及緊急停車帶、爬坡車道、變速車道等組成，如圖4.2（a）所示。二、三、四級(jí)公路的路基橫斷面由行車道、路肩以及錯(cuò)車道組成，如圖4.2（b）所示。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面（2）路基橫斷面的一般組成及作用①行車道：供各種車輛行駛部分的總稱。一條公路的車道數(shù)量主要根據(jù)該路的預(yù)測(cè)交通量和一個(gè)車道的設(shè)計(jì)通行能力來確定，行車道的基本數(shù)目應(yīng)在一個(gè)較大路線長(zhǎng)度內(nèi)保持不變（表4.1）。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面一條車道的寬度必須能滿足設(shè)計(jì)車輛在有一定橫向偏移的情況下運(yùn)行，并能為相鄰車道上的車流提供余寬，所以汽車所需車道的寬度受車速、交通量、駕駛員的駕駛能力、會(huì)車等影響（表4.2）。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面各級(jí)公路的路肩寬度見表4.3。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面高速公路和一級(jí)公路整體式斷面必須設(shè)置中間帶。中間帶由中央分隔帶和兩條左側(cè)路緣帶組成。左側(cè)路緣帶寬度見表4.4。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面（3）路基橫斷面的特殊組成及作用①緊急停車帶：高速公路和作為干線的一級(jí)公路右側(cè)硬路肩寬度小于2.5m時(shí)，應(yīng)設(shè)置緊急停車帶，間距不宜大于500m，寬度為3.50m，長(zhǎng)度不應(yīng)小于40m，主要是為了使發(fā)生故障的車輛因避讓其他車輛能盡快離開行車道。緊急停車帶如圖4.3所示。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面

②爬坡車道：高速公路、一級(jí)公路以及二級(jí)公路的連續(xù)上坡路段，當(dāng)通行能力、運(yùn)行安全受到影響時(shí)，宜設(shè)置爬坡車道，供慢速上坡車輛行駛。爬坡車道寬度不應(yīng)小于3.5m，六車道以上的高速公路可不設(shè)置爬坡車道。如圖4.4所示。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面③變速車道：互通式立體交叉、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、公共汽車?？空尽⒐芾碓O(shè)施等的出入口處，以及高速公路、一級(jí)公路應(yīng)設(shè)置加（減）速車道，供車輛駛?cè)牖蝰傠x高速車流的車道，其寬度一般為3.5m，如圖4.5所示。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面④錯(cuò)車道：當(dāng)采用單車道的四級(jí)公路及等外級(jí)公路時(shí)，在適當(dāng)?shù)目赏ㄒ暤木嚯x內(nèi)為供車輛交錯(cuò)避讓而設(shè)置的加寬車道，如圖4.6所示。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面

⑤護(hù)坡道：護(hù)坡道的作用是減緩路堤邊坡的平均坡度，是保證路堤穩(wěn)定的措施之一，如圖4.7所示。當(dāng)路堤填土高度小于或等于2m時(shí)可不設(shè)護(hù)坡道；當(dāng)路堤填土高度大于2m時(shí)，應(yīng)設(shè)置寬度為1m的護(hù)坡道；當(dāng)路堤填土高度大于6m時(shí)，應(yīng)設(shè)置寬度為2m的護(hù)坡道。為利于排水，護(hù)坡道表面應(yīng)設(shè)置成向外側(cè)傾斜2%的橫坡。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面

⑥碎落臺(tái)：是在路塹邊坡坡腳與邊溝外側(cè)邊緣之間或邊坡上，為防止碎落物落入邊溝而設(shè)置的具有一定寬度的縱向平臺(tái)，如圖4.8所示。碎落臺(tái)寬度一般為1.0～2.0m。

單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面⑦截水溝：是在路堤上方或路塹上方，為攔截由路堤或路塹上方流向路基的水流，保證路基穩(wěn)定，在路堤上方或路塹坡頂以外設(shè)置的排水設(shè)施，如圖4.9所示。單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面4.1.1.3路基典型橫斷面（1）常用的典型橫斷面①路堤②路塹③半填半挖路基單元學(xué)習(xí)4.1.1路基橫斷面組成和典型橫斷面（2）取土坑與棄土堆

取土坑分為路側(cè)取土和路外集中取土兩種。當(dāng)?shù)孛嫫露炔淮笥?:10的平坦地區(qū)，可在路基兩側(cè)設(shè)置取土坑。取土坑一般設(shè)置在地勢(shì)較高的一側(cè)，其深度和寬度應(yīng)視取土數(shù)量、施工方法及用地許可條件而定。平原區(qū)一般深度為l.0m。為防止坑內(nèi)積水，路基坡腳與坑之間，當(dāng)?shù)添斉c坑底高差超過2m時(shí)，需設(shè)寬度1.0m的護(hù)坡道，坑底設(shè)縱橫排水坡及相應(yīng)設(shè)施，如圖4.11所示。單元學(xué)習(xí)4.1.2公路建筑限界與用地范圍

4.1.2.1公路建筑限界我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定各級(jí)公路建筑限界如圖4.12所示。單元學(xué)習(xí)4.1.2公路建筑限界與用地范圍

4.1.2.2公路用地公路用地是指為修建、養(yǎng)護(hù)道路及其沿線設(shè)施而依照國(guó)家規(guī)定所征用的地幅。對(duì)于不同類型的公路用地范圍不同。（1）新建公路：新建公路路堤兩側(cè)排水溝外緣（無(wú)排水溝時(shí)為路堤或護(hù)坡道坡腳）以外，路塹坡頂截水溝外邊緣（無(wú)截水溝為坡頂）以外不小于1m的土地為公路用地范圍，在有條件的地段，高速公路、一級(jí)公路不小于3m，二級(jí)公路不小于2m的土地為公路用地范圍。（2）改建公路：現(xiàn)有公路保持不變，改建路段按新建公路確定。（3）特殊情況（如立交、服務(wù)區(qū)、安全設(shè)施、風(fēng)沙、雪災(zāi)等地段），應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定用地范圍。單元學(xué)習(xí)4.1.3公路橫斷面結(jié)構(gòu)（1）路拱為了迅速排除路面上的雨水，將路面做成由中間向兩側(cè)傾斜的拱形。選擇路拱的大小與形狀應(yīng)考慮排水、行車安全等，同時(shí)對(duì)不同的路面類型和行車道寬度，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、降雨強(qiáng)度等采用不同的路拱坡度。路拱的形式一般有拋物線形、直線接曲線形、折線形等。土路肩的橫坡度一般較路拱橫坡增加1％～2％。硬路肩一般與路面采用同一橫坡，也可稍大于路面。單元學(xué)習(xí)4.1.3公路橫斷面結(jié)構(gòu)（2）邊溝邊溝是沿路基兩側(cè)布置的縱向排水設(shè)施，以排除路面、邊坡表面的積水。邊溝的縱坡一般與路線縱坡一致，當(dāng)路線縱坡小于0.3%時(shí)，邊溝仍應(yīng)保持0.3％～0.5％的最小縱坡。邊溝的橫斷面形式多為梯形、矩形、三角形，如圖4.14所示。單元學(xué)習(xí)4.1.3公路橫斷面結(jié)構(gòu)圖4.14邊溝橫斷面（a）填方；（b）挖方單元學(xué)習(xí)4.1.3公路橫斷面結(jié)構(gòu)（3）邊坡①路堤邊坡A.填土路堤邊坡單元學(xué)習(xí)4.1.3公路橫斷面結(jié)構(gòu)B.砌石路基邊坡填石路基應(yīng)選用當(dāng)?shù)夭灰罪L(fēng)化的片、塊石砌筑，內(nèi)側(cè)填石；巖石風(fēng)化嚴(yán)重或軟質(zhì)巖石路段不宜采用砌石路基。砌石頂寬不小于0.8m，基底面向內(nèi)傾斜，砌石高度不宜超過15m。砌石內(nèi)、外坡坡度不宜大于表4.7的規(guī)定值。單元學(xué)習(xí)4.1.3公路橫斷面結(jié)構(gòu)

②路塹邊坡A.土質(zhì)路塹邊坡土質(zhì)路塹邊坡形式及坡度應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、邊坡高度、排水措施、施工方法，并結(jié)合自然穩(wěn)定和人工邊坡的調(diào)查及力學(xué)分析綜合確定。邊坡高度不大于20m時(shí)，邊坡坡度不宜大于表4.8的規(guī)定值。邊坡高度大于20m時(shí)，應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)勘察設(shè)計(jì)。單元學(xué)習(xí)4.1.3公路橫斷面結(jié)構(gòu)

B.巖質(zhì)路塹邊坡巖質(zhì)路塹邊坡形式及坡度應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、邊坡高度、施工方法，并結(jié)合自然穩(wěn)定和人工邊坡的調(diào)查綜合確定。必要時(shí)可采用穩(wěn)定性分析方法予以檢算。邊坡坡度不大于30m時(shí)，無(wú)外傾軟弱結(jié)構(gòu)面的邊坡坡度按表4.9確定。相關(guān)技能能夠熟練的看懂公路橫斷面圖紙，對(duì)圖紙中設(shè)計(jì)的各個(gè)組成部分的作用能夠描述小組任務(wù)

1.每3~4名學(xué)生組成一個(gè)工作小組，確定1名小組長(zhǎng)，接受工作任務(wù)，做好工作準(zhǔn)備。2.根據(jù)任務(wù)要求完成相關(guān)內(nèi)容。工作內(nèi)容主要包括××公路路線橫斷面圖紙的識(shí)讀，并能夠描述出來。3.完成與公路用地相關(guān)的圖紙和表格，并能夠描述出來。4.回答指導(dǎo)老師的現(xiàn)場(chǎng)提問，接受看圖能力的技能考核。5.完成工作任務(wù)后，每個(gè)小組討論和自評(píng)，消化完成任務(wù)過程中的知識(shí)點(diǎn)。工作任務(wù)4.2路基土石方數(shù)量計(jì)算、調(diào)配

和施工圖識(shí)讀【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.掌握積距法計(jì)算路基橫斷面面積；2.能用平均面積法計(jì)算土石方數(shù)量；3.了解土石方調(diào)配原則和方法；4.能完成路基橫斷面設(shè)計(jì)文件的相關(guān)工作?！救蝿?wù)描述】利用××在建公路橋梁施工文件、多媒體教學(xué)資源和教師的講解，使同學(xué)們能掌握路基土石方數(shù)量表的計(jì)算過程，并能進(jìn)行土石方調(diào)配，能夠繪制路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖和橫斷面設(shè)計(jì)圖，并能夠編制路基土石方數(shù)量表?！緦W(xué)習(xí)引導(dǎo)】本學(xué)習(xí)任務(wù)沿著以下脈絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)：第一步，結(jié)合課件，教師講解相關(guān)知識(shí)；第二步，展示××在建公路施工路基土石方調(diào)配表和相關(guān)橫斷面設(shè)計(jì)文件；第三步，掌握路基橫斷面土石方數(shù)量計(jì)算和調(diào)配相關(guān)知識(shí)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)。單元學(xué)習(xí)4.2.1路基橫斷面土石方量計(jì)算4.2.1.1橫斷面面積計(jì)算路基的填挖斷面面積，是指斷面圖中原地面線與路基設(shè)計(jì)線所包圍的面積，設(shè)計(jì)標(biāo)高高于地面線者為填，低于地面線者為挖，兩者應(yīng)分別計(jì)算。通常采用積距法和坐標(biāo)法。積距法：

如圖4.16將斷面按單位橫寬劃分為若干個(gè)梯形和三角形，每個(gè)小條塊的面積近似按每個(gè)小條塊中心高度與單位寬度的乘積：Ai=bhi則橫斷面面積：A=bh1+bh2+bh3+…+bhn=b∑hi當(dāng)b=1m時(shí)，則A在數(shù)值上就等于各小條塊平均高度之和∑hi

。單元學(xué)習(xí)4.2.1路基橫斷面土石方量計(jì)算坐標(biāo)法：如圖4.16已知斷面圖上各轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)（xi,yi）,則斷面面積為：A=[∑（xiyi+1-xi+1yi)]1/2坐標(biāo)法的計(jì)算精度較高，適宜用計(jì)算機(jī)計(jì)算。

單元學(xué)習(xí)4.2.1路基橫斷面土石方量計(jì)算4.2.1.2土石方數(shù)量計(jì)算路基土石方計(jì)算工作量較大，加之路基填挖變化的不規(guī)則性，要精確計(jì)算土石方體積是十分困難的。在工程上通常采用近似計(jì)算。即假定相鄰斷面間為一棱柱體，則其體積為：V=（A1+A2）

（4-1）式中：V——體積，即土石方數(shù)量（m3）；A1、A2

——分別為相鄰兩斷面的面積（m2）；L——相鄰斷面之間的距離（m）。

單元學(xué)習(xí)4.2.1路基橫斷面土石方量計(jì)算此種方法稱為平均斷面法，如圖4.17所示。用平均斷面法計(jì)算土石方體積簡(jiǎn)便、實(shí)用，是公路上常采用的方法。但平均斷面法精度較低，只有當(dāng)A1、A2相差不大時(shí)才較準(zhǔn)確。當(dāng)A1、A2相差較大時(shí)，則按棱臺(tái)體公式計(jì)算更為接近，其公式如下：

V=(A1+A2)L(1+)（4-2）單元學(xué)習(xí)4.2.1路基橫斷面土石方量計(jì)算路基工程中的挖方按天然密實(shí)方體積計(jì)算，填方按壓實(shí)后的體積計(jì)算，各級(jí)公路各類土石方與天然密實(shí)方換算系數(shù)如表4-10所示，土石方調(diào)配時(shí)注意換算。單元學(xué)習(xí)4.2.2路基橫斷面土石方調(diào)配及橫斷面設(shè)計(jì)成果識(shí)讀4.2.2.1土石方調(diào)配計(jì)算的幾個(gè)概念（1）平均運(yùn)距（2）免費(fèi)運(yùn)距（3）經(jīng)濟(jì)運(yùn)距（4）運(yùn)量（5）計(jì)價(jià)土石方數(shù)量單元學(xué)習(xí)4.2.2路基橫斷面土石方調(diào)配及橫斷面設(shè)計(jì)成果識(shí)讀4.2.2.2土石方調(diào)配原則（1）在半填半挖的斷面中，應(yīng)首先考慮在本路段內(nèi)移挖作填進(jìn)行橫向平衡，多余的土石方再作縱向調(diào)配，以減少總的運(yùn)量。（2）土石方調(diào)配應(yīng)考慮橋涵位置對(duì)施工運(yùn)輸?shù)挠绊懀话愦鬁喜蛔骺缭竭\(yùn)輸，同時(shí)應(yīng)注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少上坡運(yùn)土。（3）為使調(diào)配合理，必須根據(jù)地形情況和施工條件，選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸方式，確定合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，用以分析工程用土是調(diào)運(yùn)還是外借。（4）土方調(diào)配“移挖作填”固然要考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)距問題，但這不是唯一的指標(biāo)，還要綜合考慮棄方和借方的占地，賠償青苗損失及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響等。有時(shí)路塹的挖方縱調(diào)作路堤的填方，雖然運(yùn)距超出一些，運(yùn)輸費(fèi)用可能高一些，但如能少占地、少影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)整體來說未必是不經(jīng)濟(jì)的。（5）不同的土方和石方應(yīng)根據(jù)工程需要分別進(jìn)行調(diào)配，以保證路基穩(wěn)定和人工構(gòu)造物的材料供應(yīng)。（6）位于山坡上的回頭曲線路段，要優(yōu)先考慮上下線的土石方豎向調(diào)運(yùn)。（7）土方調(diào)配對(duì)于借土和棄土事先同當(dāng)?shù)卣塘浚咨铺幚?。借土?yīng)結(jié)合地形、農(nóng)田規(guī)劃等選擇借土地點(diǎn)，并綜合考慮借土還田、整地造田等措施。棄土應(yīng)不占或少占耕地，在可能條件下宜將棄土平整為可耕地，防止亂棄亂堆，或堵塞河流，損害農(nóng)田。單元學(xué)習(xí)4.2.2路基橫斷面土石方調(diào)配及橫斷面設(shè)計(jì)成果識(shí)讀4.2.2.3土石方調(diào)配方法土石方調(diào)配方法，目前生產(chǎn)上采用土石方計(jì)算表調(diào)配法，直接在土石方表上進(jìn)行調(diào)配，其優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，調(diào)配清晰，精度符合要求。該表也可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。具體調(diào)配步驟如下：（1）土石方調(diào)配是在土石方數(shù)量計(jì)算與復(fù)核完畢的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)配前應(yīng)將可能影響運(yùn)輸調(diào)配的橋涵位置、陡坡大溝等注明在表旁，供調(diào)配時(shí)參考。（2）計(jì)算并填寫表中“本樁利用”、“填缺”、“挖余”各欄。當(dāng)以石作填土?xí)r，石方數(shù)應(yīng)填入“本樁利用”的“土”一欄，并以符號(hào)區(qū)別。然后按填挖方分別進(jìn)行閉合核算，其核算式為：填方=本樁利用+填缺挖方=本樁利用+挖余（3）在作縱向調(diào)配前，根據(jù)“填缺”、“挖余”的分布情況，選擇適當(dāng)施工方法及可采用的運(yùn)輸方式定出合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，供土方調(diào)配時(shí)參考。（4）根據(jù)填缺、挖余分布情況，結(jié)合路線縱坡和自然條件，本著技術(shù)經(jīng)濟(jì)少占用農(nóng)田的原則，擬訂具體調(diào)配方案。將相鄰路段的挖余就近縱向調(diào)配到填缺內(nèi)加以利用，并把具體調(diào)運(yùn)方向和數(shù)量用箭頭表明在縱向調(diào)配欄中。單元學(xué)習(xí)4.2.2路基橫斷面土石方調(diào)配及橫斷面設(shè)計(jì)成果識(shí)讀（5）經(jīng)過縱向調(diào)配，如果仍有填缺或挖余，則應(yīng)會(huì)同當(dāng)?shù)卣畢f(xié)商確定借土或棄土地點(diǎn)，然后將借土或棄土的數(shù)量和運(yùn)距分別填注到借方或廢方欄內(nèi)。（6）調(diào)配完成后，應(yīng)分頁(yè)進(jìn)行閉合核算，核算式為：填缺=遠(yuǎn)運(yùn)利用+借方挖余=遠(yuǎn)運(yùn)利用+廢方（7）本公里調(diào)配完畢，應(yīng)進(jìn)行本公里合計(jì)，總閉合核算除上述外，尚有：跨公里調(diào)入方+挖方+借方=跨公里調(diào)出方+填方+廢方（8）土石方調(diào)配一般在本公里內(nèi)進(jìn)行，必要時(shí)也可跨公里調(diào)配，但需將調(diào)配的方向及數(shù)量分別注明，以免混淆。（9）每公里土石方數(shù)量計(jì)算與調(diào)配完成后，須匯總列入“路基每公里土石方表”，并進(jìn)行全線總計(jì)與核算。至此完成全部土石方計(jì)算與調(diào)配工作。單元學(xué)習(xí)4.2.3橫斷面設(shè)計(jì)成果4.2.3.1路基橫斷面設(shè)計(jì)圖單元學(xué)習(xí)4.2.3橫斷面設(shè)計(jì)成果4.2.3.2路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖路基橫斷面設(shè)計(jì)圖是將設(shè)計(jì)過程中所出現(xiàn)的所有路基形式進(jìn)行匯總。它顯示出了所有設(shè)計(jì)線（包括邊坡、邊溝、擋墻、護(hù)肩等）的形狀、比例及尺寸，用以指導(dǎo)施工。這樣路基橫斷面設(shè)計(jì)圖就不必對(duì)每一個(gè)斷面都進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)注（其中很多斷面的比例、尺寸都是相同的），避免了工作的重復(fù)與煩瑣，也使橫斷面設(shè)計(jì)圖比較簡(jiǎn)潔。如圖4.18所示。單元學(xué)習(xí)4.2.3橫斷面設(shè)計(jì)成果單元學(xué)習(xí)4.2.3橫斷面設(shè)計(jì)成果4.2.3.3路基設(shè)計(jì)表路基設(shè)計(jì)表嚴(yán)格地說不能只作為橫斷面設(shè)