第五章 橫斷面設(shè)計(jì)(95)

1、,第五章 橫斷面設(shè)計(jì),本章主要介紹公路的橫斷面組成及設(shè)計(jì)方法。,第一節(jié) 公路橫斷面的組成及寬度,一般由行車道、路肩、中間帶、邊溝、邊坡、截水溝、護(hù)坡道等組成。 高速公路、一級公路有時(shí)還有變速車道、爬坡車道、緊急停車帶等，單車道的四級公路有錯(cuò)車帶。,一、公路橫斷面組成,二、行車道寬度 行車道寬度由車道數(shù)和一個(gè)車道的寬度確定。1、車道數(shù)的確定 由遠(yuǎn)景預(yù)測交通量和車道通行能力、設(shè)計(jì)服務(wù)水平確定

2、。車道數(shù)為偶數(shù)。2、單車道寬度的確定 由汽車寬度和富余寬度組成。我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)汽車寬度為2.5m。富余寬度包括汽車行駛時(shí)對車道中線的左右偏移、車輛與車輛間的安全間隙、車輛至路面邊緣的安全距離。 行車道寬度的確定即不能過小、也不能過大，過小汽車行駛速度不高，過大會引起交通紊亂。研究表明，當(dāng)v>60km/h時(shí)，單車道寬度應(yīng)取3.5~3.75m；當(dāng)v<=60km/h時(shí)，可取3.0~3.5m。一般情況下取3

3、.5m或3.75m，個(gè)別可取3.0m。 對單車道四級公路，《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定行車道寬度3.5m，路基寬度4.5m。為保證錯(cuò)車，應(yīng)在適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi)設(shè)置錯(cuò)車道，兩錯(cuò)車道之間應(yīng)相互通視。,三、路肩寬度 路肩的作用：保護(hù)及支撐路面結(jié)構(gòu)，供車輛臨時(shí)停放及行人通行，作為側(cè)向余寬的一部分。 路肩分硬路肩和土路肩，高速公路、一級公路才設(shè)硬路肩，一般公路只設(shè)土路肩。路肩一般設(shè)在行車道右側(cè)，分離式斷面左側(cè)也設(shè)。

4、 路肩寬度一般根據(jù)道路等級、地形條件確定。常用的寬度有： 土路肩：0.25、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5m 硬路肩：0.75、1.5、2.5、2.75、3.0、3.25、3.5m 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了各級公路路肩寬度的最小值和一般值。 當(dāng)硬路肩寬度小于2.5m時(shí)，應(yīng)設(shè)緊急停車帶，間距小于500m、寬度3.5m、長度大于等于30m、過渡段長度20m。,四、中間帶寬度

5、 中間帶由分隔帶和路緣帶組成。 路緣帶的寬度一般為0.5m或0.75m. 分隔帶的寬度由土地的緊張程度、工程造價(jià)、行車環(huán)境等決定，最小為1.0m，一般為2.0m或3.0m，最大一般不超過4.5m。 中間帶的設(shè)置方式有兩種：在同一平面上（整體式）、不在同一平面上（分離式）。對后一種，中間帶的寬度在全線可不統(tǒng)一。,昌九高速公路,五、爬坡車道 對高速公路、一、二級公路的陡坡路段（坡

6、長受限制的路段），當(dāng)上坡方向的載重車行駛速度降低較大，或上坡方向的通行能力小于設(shè)計(jì)小時(shí)交通量時(shí)，應(yīng)在上坡方向行車道的右側(cè)設(shè)置爬坡車道，專供載重汽車行駛。 對需設(shè)爬坡車道的陡坡路段，應(yīng)與改善正線縱坡不設(shè)爬坡車道的方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；對因設(shè)爬坡車道而使工程費(fèi)用增加很大時(shí)，可不設(shè)或縮短爬坡車道。六、路基寬度 即兩側(cè)路基邊緣線之間的寬度。,第二節(jié) 彎道的超高與加寬,一、超高及超高緩和段,1、 超高及其作用

7、⑴．超高：為了抵消車輛在曲線路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力，將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的形式，這就是超高。,⑵．作用：合理地設(shè)置超高，可以全部或部分抵消離心力，提高汽車行駛在曲線上的穩(wěn)定性與舒適性。,2、超高值的計(jì)算,高速公路，一級公路最大超高10％，其他公路為8％，積雪嚴(yán)寒地區(qū)6％。 當(dāng)計(jì)算值小于路拱坡度時(shí)，設(shè)置等于路拱的超高或不設(shè)超高。當(dāng) 時(shí)，不設(shè)超高。 3、超高緩和段 由直

8、線的雙坡路拱到圓曲線的單坡斷面，有一個(gè)逐漸變化的過渡路段，稱為超高緩和段。 四級公路不設(shè)緩和曲線，其超高過渡段為值線。其他等級的公路超高過渡段為緩和曲線。,,（1）超高過渡方式①無中間帶道路邊軸旋轉(zhuǎn)：先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn)，待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡后，整個(gè)斷面再繞未加寬前的內(nèi)側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn)，直到超高橫坡值。中軸旋轉(zhuǎn)：先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn)，待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡時(shí)后，整個(gè)斷面繞中線旋轉(zhuǎn)，直到超高橫坡度。適用

9、： 繞邊線旋轉(zhuǎn):由于行車道內(nèi)側(cè)不降低，有利于路基縱向排水，一般新建工程多用此法。 繞中線旋轉(zhuǎn):可保持中線標(biāo)高不變，且在超高坡度一定的情況下，外側(cè)邊緣的抬高值較小，多用于舊路改建工程。 全線應(yīng)統(tǒng)一采用一種過渡方式。,繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn) 中間帶寬度較窄的情況；  繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn) 各種中間帶寬度的都可以用； 繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn) 對于車道數(shù)大于4條的公路可采用。,②有中間帶公路

10、,（2）超高緩和段長度,超高緩和段長度不應(yīng)過長、也不應(yīng)過短，即使超高漸變率不過大、也不過小。超高漸變率應(yīng)大于1/330，且小于規(guī)范規(guī)定值。 超高緩和段長度一般可取緩和曲線長度，但若緩和曲線長度遠(yuǎn)大于其最小長度時(shí)，則需檢驗(yàn)超高漸變率是否過小，若過小，則需減小超高過渡段長度。 對四級公路，因不設(shè)緩和曲線，其超高緩和段長度需按超高漸變率計(jì)算，取5m的整倍數(shù)，并不小于10m。,4、橫斷面上超高值的計(jì)算平曲線上設(shè)置超

11、高以后，道路中線和內(nèi)、外側(cè)邊線與原中線上的設(shè)計(jì)標(biāo)高之高差h應(yīng)予以計(jì)算，計(jì)算公式列于表5-10和表5-11，可參看5-20和圖5-21．,1.   加寬值的計(jì)算汽車行駛在曲線上，各輪跡半徑不同，其中以后內(nèi)輪軌跡半經(jīng)最小，且偏向曲線內(nèi)側(cè)，故曲線內(nèi)側(cè)應(yīng)增加路面寬度，以確保曲線以行車順適與安全。普通汽車的加寬值可由圖5-8所示的幾何關(guān)系求得：　　　　　　　b=R－(R1+B),而 R1+B=上式第二項(xiàng)后的數(shù)值極小，可省略不

12、計(jì)，故一條車道的加寬：　　　　　　b單=,對于有Ｎ個(gè)車道的行車道：　　　　　 bn=,二、平曲線加寬及其過渡,半掛車的加寬值由圖５－９的幾何關(guān)系求得：b1= b2=,由于Ｒ’=R-b1，而b1與Ｒ相比甚微，可取R’=R，于是半掛車的加寬值：　　　b=b1+b2=令 A12+A22=A2,上式仍舊納成為 b=,曲線的加寬除考慮上述寬度外，還應(yīng)考慮

13、汽車在曲線上行駛時(shí)橫向擺動寬度較直線大，總加寬值為：由上式知，加寬值隨半徑的增大而減小，當(dāng)時(shí)，加寬值很小，且考慮行車道本身已具有一定的富余寬度，故當(dāng) 時(shí)不設(shè)加寬。,雙車道公路平曲線的加寬值,四級公路和山嶺重丘區(qū)的三級公路采用第1類加寬值；其余各級公路采用第3類加寬值。對不經(jīng)常通行集裝箱運(yùn)輸半掛車的公路，可采用第2類加寬值。,2. 加寬的過渡,⑴． 比例過渡 在加寬緩和段全長范圍內(nèi)

14、按其長度成比例逐漸加寬，如圖5-10所示。加寬、緩和段內(nèi)任意點(diǎn)的加寬值：　　 bx= b,適用: 可用二、三、四公路。,⑵．二次拋物線過渡,bx=b(T+Lx)2/4TL [－Ｔ≤Lx≤T] bx=bLx／L [T≤Lx≤L－T] bx=bLx／L－b(Lx－L+T)2／4TL [L－Ｔ≤Ｌｘ＋Ｔ]Ｔ——二次拋物的切線長，當(dāng)Ｌ≥５０m

15、時(shí)，?。裕?0m；當(dāng)Ｌ<50m時(shí)，?。裕剑祄，,3、加寬緩和段的長度 對于設(shè)置有緩和曲線的平曲線，加寬緩和段應(yīng)采用與緩和曲線相同的長度。對于不設(shè)緩和曲線，但設(shè)置有超高緩和段的平曲線，可采用與超高緩和段相同的長度。即不設(shè)緩和曲線，又不設(shè)超高的平曲線，加寬緩和段應(yīng)按漸變率為1:15且長度不小于10m的要求設(shè)置。對于復(fù)曲線的大圓和小圓之間設(shè)有緩和曲線的加寬緩和段，均可以按上述方法處理。,第三節(jié) 橫斷面設(shè)計(jì)與繪制,一、標(biāo)準(zhǔn)

16、橫斷面設(shè)計(jì)圖,是路線各種橫斷面中，可能出現(xiàn)的幾種典型形式，是設(shè)計(jì)文件的組成部分之一。其詳細(xì)尺寸按設(shè)計(jì)取定。,橫斷面按填、挖情況大體可分為：路堤、路塹、半填半挖式；按在路線上的不同位置可分為：直線上的斷面、圓曲線上的斷面、過渡段上的斷面。 橫斷面設(shè)計(jì)主要解決各種斷面的外形及相應(yīng)的尺寸、坡度等；應(yīng)注意的主要問題是：路基的穩(wěn)定、排水、盡量少占地。,,公路常用的典型橫斷面圖式,一般路堤沿河路堤半填半挖路基矮墻路基護(hù)肩路基

17、砌石路基擋土墻路基護(hù)足路基挖方路基利用挖渠土填筑路基,逐樁橫斷面圖的比例尺一般為1：200。畫法：由下向上、由左向右按樁號大小以此畫處。1、設(shè)計(jì)所需資料原地面橫斷面線，施工高度，路基寬度，邊坡值，邊溝形式和尺寸，平曲線起、終點(diǎn)樁號、轉(zhuǎn)向、超高、加寬值，路拱橫坡，視距要求的切除范圍。2、逐樁橫斷面圖的繪制直線段、圓曲線段、緩和段,二、逐樁橫斷面圖的繪制,三、路基設(shè)計(jì)表,第四節(jié) 路基土石方數(shù)量計(jì)算及調(diào)配,一. 橫斷面

18、面積計(jì)算,1.  積距法,2. 座標(biāo)法,3、注意事項(xiàng)（1）填、挖方分開計(jì)；（2）填方中的填石、邊坡加固、填土分開計(jì)，檔墻、砌石的面積應(yīng)單計(jì)；（3）挖方中的挖土、挖石分開計(jì)；（4）若基地需要換土，應(yīng)先計(jì)算一次挖土面積，再計(jì)算一次填土面積；挖土質(zhì)臺階同樣處理；（5）大、中橋起、終點(diǎn)間的橫斷面面積不計(jì)算；（6）計(jì)算填方路基的填土面積時(shí)，應(yīng)去掉路槽面積；（7）計(jì)算挖方路基的挖方面積時(shí)，應(yīng)加上路槽面積。

19、,二. 土石方數(shù)量計(jì)算,采用平均斷面法計(jì)算土石方數(shù)量：,計(jì)算時(shí)，填方、挖方分別計(jì)算，土、石分別計(jì)算。常利用《路基土石方數(shù)量計(jì)算表》進(jìn)行計(jì)算。,三. 路基土石方調(diào)配,1 .  調(diào)配原則 ⑴． 在半挖半填斷面中，首先考慮本路段內(nèi)移挖作填進(jìn)行橫向平衡，然后再作縱向調(diào)配，以減少總的運(yùn)輸量。 ⑵． 應(yīng)考慮橋涵位置對施工的影響，一般大溝不作跨越調(diào)運(yùn)，盡可能減少和避免上坡運(yùn)輸。 ⑶． 確定合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，合理考慮“移

20、挖作填”。 ⑷． ⑸． 土方和石方要分別調(diào)運(yùn) ⑹． 位于山坡上的回頭曲線，要優(yōu)先考慮上下線的土方豎向調(diào)運(yùn)。 ⑺ ． 借土和棄土要處理好和地方的關(guān)系。,2.   土石方調(diào)配方法 一般在土石方數(shù)量計(jì)算表上進(jìn)行。⑴．將影響運(yùn)輸調(diào)配的橋涵位置、陡坡、大溝在表上注明；⑵．做橫向平衡（本樁利用），明確利用、填缺、挖余數(shù)量；⑶．縱向調(diào)配前，定出合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距。⑷．逐樁逐段地將毗鄰路段的挖

21、余就近縱向調(diào)運(yùn)到填缺內(nèi)加以利用，并把具體的調(diào)運(yùn)方向和數(shù)量用箭頭表明在縱向利用調(diào)配欄中。,3. 關(guān)于調(diào)配計(jì)算的幾個(gè)問題 （1）經(jīng)濟(jì)運(yùn)距 B—借土單價(jià)（元/m3） T—遠(yuǎn)運(yùn)運(yùn)費(fèi)單價(jià)（元/m3） （2）平均運(yùn)距 （3）運(yùn)量 （4）計(jì)價(jià)土石方 計(jì)價(jià)土石方=挖方數(shù)量+借方數(shù)量=填方數(shù)量+棄方數(shù)量,⑸．經(jīng)過縱向調(diào)配，仍有填缺或挖余，則應(yīng)確定借土或