第五章 橫斷面設計(95)

1、,第五章 橫斷面設計,本章主要介紹公路的橫斷面組成及設計方法。,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、護坡道等組成。 高速公路、一級公路有時還有變速車道、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和一個車道的寬度確定。1、車道數的確定 由遠景預測交通量和車道通行能力、設計服務水平確定

2、。車道數為偶數。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)定的標準汽車寬度為2.5m。富余寬度包括汽車行駛時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v>60km/h時，單車道寬度應取3.5~3.75m；當v<=60km/h時，可取3.0~3.5m。一般情況下取3

3、.5m或3.75m，個別可取3.0m。 對單車道四級公路，《標準》規(guī)定行車道寬度3.5m，路基寬度4.5m。為保證錯車，應在適當的距離內設置錯車道，兩錯車道之間應相互通視。,三、路肩寬度 路肩的作用：保護及支撐路面結構，供車輛臨時停放及行人通行，作為側向余寬的一部分。 路肩分硬路肩和土路肩，高速公路、一級公路才設硬路肩，一般公路只設土路肩。路肩一般設在行車道右側，分離式斷面左側也設。

4、 路肩寬度一般根據道路等級、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 《標準》規(guī)定了各級公路路肩寬度的最小值和一般值。 當硬路肩寬度小于2.5m時，應設緊急停車帶，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、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計小時交通量時，應在上坡方向行車道的右側設置爬坡車道，專供載重汽車行駛。 對需設爬坡車道的陡坡路段，應與改善正線縱坡不設爬坡車道的方案進行技術經濟比較；對因設爬坡車道而使工程費用增加很大時，可不設或縮短爬坡車道。六、路基寬度 即兩側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，這就是超高。,⑵．作用：合理地設置超高，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、超高值的計算,高速公路，一級公路最大超高10％，其他公路為8％，積雪嚴寒地區(qū)6％。 當計算值小于路拱坡度時，設置等于路拱的超高或不設超高。當 時，不設超高。 3、超高緩和段 由直

8、線的雙坡路拱到圓曲線的單坡斷面，有一個逐漸變化的過渡路段，稱為超高緩和段。 四級公路不設緩和曲線，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：先將外側車道繞路中線旋轉，待達到與內側車道構成單向橫坡后，整個斷面再繞未加寬前的內側車道邊緣旋轉，直到超高橫坡值。中軸旋轉：先將外側車道繞路中線旋轉，待達到與內側車道構成單向橫坡時后，整個斷面繞中線旋轉，直到超高橫坡度。適用

9、： 繞邊線旋轉:由于行車道內側不降低，有利于路基縱向排水，一般新建工程多用此法。 繞中線旋轉:可保持中線標高不變，且在超高坡度一定的情況下，外側邊緣的抬高值較小，多用于舊路改建工程。 全線應統(tǒng)一采用一種過渡方式。,繞中間帶的中心線旋轉 中間帶寬度較窄的情況；  繞中央分隔帶邊緣旋轉 各種中間帶寬度的都可以用； 繞各自行車道中線旋轉 對于車道數大于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過長、也不應過短，即使超高漸變率不過大、也不過小。超高漸變率應大于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大于其最小長度時，則需檢驗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，因不設緩和曲線，其超高緩和段長度需按超高漸變率計算，取5m的整倍數，并不小于10m。,4、橫斷面上超高值的計算平曲線上設置超

11、高以后，道路中線和內、外側邊線與原中線上的設計標高之高差h應予以計算，計算公式列于表5-10和表5-11，可參看5-20和圖5-21．,1.   加寬值的計算汽車行駛在曲線上，各輪跡半徑不同，其中以后內輪軌跡半經最小，且偏向曲線內側，故曲線內側應增加路面寬度，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所示的幾何關系求得：　　　　　　　b=R－(R1+B),而 R1+B=上式第二項后的數值極小，可省略不

12、計，故一條車道的加寬：　　　　　　b單=,對于有Ｎ個車道的行車道：　　　　　 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，還應考慮

13、汽車在曲線上行駛時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，當時，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 時不設加寬。,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。對不經常通行集裝箱運輸半掛車的公路，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

14、按其長度成比例逐漸加寬，如圖5-10所示。加寬、緩和段內任意點的加寬值：　　 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Ｌ≥５０m

15、時，取Ｔ＝10m；當Ｌ<50m時，取Ｔ＝５m，,3、加寬緩和段的長度 對于設置有緩和曲線的平曲線，加寬緩和段應采用與緩和曲線相同的長度。對于不設緩和曲線，但設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。即不設緩和曲線，又不設超高的平曲線，加寬緩和段應按漸變率為1:15且長度不小于10m的要求設置。對于復曲線的大圓和小圓之間設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) 橫斷面設計與繪制,一、標準

16、橫斷面設計圖,是路線各種橫斷面中，可能出現的幾種典型形式，是設計文件的組成部分之一。其詳細尺寸按設計取定。,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。 橫斷面設計主要解決各種斷面的外形及相應的尺寸、坡度等；應注意的主要問題是：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肩路基

17、砌石路基擋土墻路基護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、設計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、終點樁號、轉向、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、路基設計表,第四節(jié) 路基土石方數量計算及調配,一. 橫斷面

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

19、,二. 土石方數量計算,采用平均斷面法計算土石方數量：,計算時，填方、挖方分別計算，土、石分別計算。常利用《路基土石方數量計算表》進行計算。,三. 路基土石方調配,1 .  調配原則 ⑴． 在半挖半填斷面中，首先考慮本路段內移挖作填進行橫向平衡，然后再作縱向調配，以減少總的運輸量。 ⑵． 應考慮橋涵位置對施工的影響，一般大溝不作跨越調運，盡可能減少和避免上坡運輸。 ⑶． 確定合理的經濟運距，合理考慮“移

20、挖作填”。 ⑷． ⑸． 土方和石方要分別調運 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運。 ⑺ ． 借土和棄土要處理好和地方的關系。,2.   土石方調配方法 一般在土石方數量計算表上進行。⑴．將影響運輸調配的橋涵位置、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、挖余數量；⑶．縱向調配前，定出合理的經濟運距。⑷．逐樁逐段地將毗鄰路段的挖

21、余就近縱向調運到填缺內加以利用，并把具體的調運方向和數量用箭頭表明在縱向利用調配欄中。,3. 關于調配計算的幾個問題 （1）經濟運距 B—借土單價（元/m3） T—遠運運費單價（元/m3） （2）平均運距 （3）運量 （4）計價土石方 計價土石方=挖方數量+借方數量=填方數量+棄方數量,⑸．經過縱向調配，仍有填缺或挖余，則應確定借土或