17-5-3 横断面设计.doc

123授课时间2009年4月10日1，2节授课方式课堂授课授课学时no. 172学时授课题目第17讲：道路路拱目的与要求：1. 了解道路超高的作用2掌握路面超高设计方法。重点与难点：重 点：1路面超高方式及超高渐变率； 2. 掌握超高值计算方法。 难 点：1. 掌握超高值计算方法。授课内容摘要：第5章 横断面设计 5.4 道路路拱、边沟、边坡 道路路拱；曲线超高及其作用；超高的过渡方式；超高缓和段长度；横断面上的超高值的计算 参考文献：1公路工程技术标准jtg b01-20032公路路线设计规范jtg d20-2006 3道路勘测设计. 张雨化主编，人民交通出版社出版教 具课 件ppt课件习 题作 业作业：课后小结：第17讲：2学时5.4 道路路拱、边沟、边坡5.4.2 曲线超高1超高及其作用为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。图5.4.1 超高横坡度等于路拱坡度的旋转各级道路圆曲线部分最大超高值规定见表5.4.4和表5.4.5。超高值的大小与设计速度、半径、路面类型、当地的自然条件等因素有关，设计时可根据半径大小等条件参照表5.4.6确定具体超高的采用值。表5.4.4 公路最大超高值公路等级高速公路一二三四一般地区108积雪、严寒地区62超高的过渡1）无中间带道路的超高过渡无中间带的道路行车道，无论是双车道还是单车道，在直线路段的横断面均为以中线为脊向两侧倾斜的路拱。路面要由双向倾斜的路拱形式过渡到具有超高的单向倾斜的超高形式，外侧须逐渐抬高，在抬高过程中，行车道外侧是绕中线旋转的，若超高横坡度等于路拱坡度，则直至与内侧横坡相等为止，如图5.4.1所示。当超高坡度大于路拱坡度时，可分别采用如下三种过渡方式：绕未加宽前的内侧车道边缘旋转。先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至超高横坡值，如图5.4.2 (a)所示。有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此法。绕中线旋转。先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面绕中线旋转，直至超高横坡度。多用于旧路改建工程。绕外边缘旋转。先将外侧车道绕外边缘旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待达到单向横坡后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡度。是一种比较特殊的设计，仅用于某些为改善路容的地点。上述各种方法中，绕边线旋转，由于行车道内侧不降低，绕中线旋转可保持中线标高不变，且在超高坡度一定的情况下，外侧边缘的抬高值较小，而绕外侧边线旋转2）有中间带公路的超高过渡绕中间带的中心线旋转。先将外侧行车道绕中间带的中心旋转，待达到与内侧行车道构成单向横坡后，整个断面一同绕中心线旋转，直至超高横坡度值。此时中央分隔带呈倾斜状，如图5.4.3(a)所示。中间带宽度较窄的(4.5m)可采用。绕中央分隔带边缘旋转。将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面。此时中央分隔带维持原水平状态，如图5.4.3(b)所示。各种中间带宽度的都可以采用。绕各自行车道中线旋转。将两侧行车道分别绕各自的中心线旋转，使之各自成为独立的单向超高断面。此时中央分隔带两边缘分别升高与降低而成为倾斜断面，如图5.4.3(c)所示。对于车道数大于4条的公路可采用。3超高缓和段长度为了行车的舒适、路容的美观和排水的通畅，必须设置一定长度的超高缓和段，超高的过渡则是在超高缓和段全长范围内进行的，双车道公路超高缓和段长计算公式： 式中：超高缓和段长，m；旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘宽度，m；超高坡度与路拱坡度的代数差，%；超高渐变率，即旋转轴线与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间的相对坡度，其值可按表5.4.6 确定。表5.4.7 超高渐变率设计速度（km/h）超高旋转轴位置120中线边轴1001/2501/200801/2251/175601/2001/150601/1751/125401/1501/100301/1251/75201/1001/50根据式5.4.1 计算超高缓和段长度应凑成5m的整倍数，并不小于10m的长度。多车道公路的超高缓和段长度，视车道数按上式计算之值乘以下列系数：从旋转轴至行车带边缘的距离 系数2车道 1.53车道 2.0从利于排除路面降水考虑，横坡度由2%（或1.5%）过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1/330。则超高的过渡可仅在回旋线某一区段内进行或调整由横坡度2%（或1.5%）过渡到0%路段的长度。四级公路可不设缓和曲线，但圆曲线上如有超高，则应设置超高缓和段。超高的过渡在超高缓和段的全长上进行。4横断面上的超高值的计算1）超高值的计算在公路工程施工中，路面的超高横坡即正常路拱横坡是不便于用坡度值来控制，而是用路中线及路基、路面边缘相对于路基设计高程的相对高差来控制的。因此，在设计中为便于施工，应计算出路线上任意位置的路基设计高程与路肩及路中线的高差。所谓超高值就是指设置超高后路中线、路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。（1）路线设计高程新建公路的路线设计高程：高速公路和一级公路（整体式路基）采用中央分隔带的外侧边缘高程；二、三、四级公路采用路基外边缘高程；设置超高、加宽地段为超高、加宽前的路基设计高程；对于改建公路一般按新建公路规定办理，也可视具体情况而采用行车道中线标高。高速公路和一级公路整体式路基以中央分隔带中心线为平面设计线，而分离式路基则一般采用行车道中心线为平面设计线。（2）超高值计算方法计算路线上任意桩点的超高值时，须注意计算点在平曲线上的位置。因为圆曲线与超高缓和段上的超高不同，圆曲线上超高值是固定值，但在缓和段是的超高值是渐变的，必须分别计算超高值。双坡阶段长度x0的计算（以绕路面内边线旋转为例）：按照超高过渡要求，路面外边线的高度在超高缓和段内是与离开起点的距离成比例增加的，可推得 (5.4.2)当lc很长时（在缓和曲线全长范围内设置超高），双坡阶段的渐变率p1有可能小于0.3%，即0.003。这不利于路面横向排水，故应限制x0的长度，可按如下两种方法确定：超高过渡在回旋线全长范围内进行（lc=ls）： (5.4.3