《道路勘测设计》横断面设计.ppt

道路勘测设计,横断面设计,5.1 道路横断面组成,5.2 车道宽度,5.3 路肩、中间带与人行道,5.4 道路路拱、边沟及边坡,5.5 道路用地范围与建筑限界,5.6 路基横断面设计及成果,5.7 路基土石方计算及调配,公路横断面相关概念 道路横断面：是指中线上各点沿法向的垂直剖面，它是由横断面设计线和地面线所组成的。 设计线：是根据技术标准确定的不同构成部分及其宽度和横坡度的规则线。 地面线：是表征地面起伏变化的线，它是通过现场实测或由大比例尺地形图、航测像片、数字地面模型等途径获得。,公路横断面设计线组成包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护设施等。高速公路、一级公路和二级公路还有爬坡车道、避险车道；高速公路、一级公路的出入口处还有变速车道等。 城市道路的横断面组成包括机动车道、非机动车道、人行道、绿带、分车带等。 路幅：是指公路路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分，路幅要素包括宽度、横向坡度。,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,（1）一般组成 1）行车道：供各种车辆行驶部分的总称。 2）路肩：位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状构造物。 3）中间带：高速公路及一级公路上用于分隔对向车辆的带状构造物。 4）边坡：为保证路基稳定，在路基两侧具有一定坡度的坡面。 5）边沟：为汇集和排除路面、路肩及边坡流水在挖方或低填方路基两侧设置的纵向排水沟。,典型横断面组成,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,由于公路等级高、交通量大，双向（上、下行）行车之间必须分开，形成双幅多车道公路。,分隔方式：采用中间带。 整体式断面：等宽同高的分隔带。分离式断面：不等宽不同高的宽分隔带。,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,典型横断面组成,采用单幅公路（不设分隔带、整体式断面）。 路幅构成：行车道、路肩、错车道等。,（2）特殊组成 l）应急停车带：当硬路肩的宽度2.25米时设置，间距不宜大于500m，宽度3.50m，长度不小于30m。,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,2）爬坡车道：在高速公路和一级公路上，当纵坡较大时，设置的供慢速上坡车辆行驶用的车道。其宽度一般为3.5m。,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,3）变速车道：在高速公路互通式立体交叉、服务区等处设置的，供车辆驶入或驶离高速车流的加速或减速车道。其宽度一般为3.5m。,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,4）错车道：四级公路，当采用4.5m的单车车道路基时，在适当的可通视的距离内设置的供车辆交错避让用的一段加宽车道。,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,5）护坡道：当路堤较高时，为保证路基边坡稳定，在取土坑与坡脚之间，沿原地面纵向保留的有一定宽度的平台。 6）碎落台：在路堑边坡坡脚与边沟外侧边缘之间或边坡上，为防止碎落物落入边沟而设置的具有一定宽度的纵向平台,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,7）截水沟：在地面线较陡的挖方路段，为拦截山坡上流向路基的水，在路堑坡顶以外设置的水沟。,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,(3) 路幅的布置类型,1）单幅双车道 定义：指的是整体式的供双向行车的双车道公路。 特点： 使用最普遍，所占的比例最大，可适用范围大。 适应的交通量（40015000）小客车/昼夜； 行车速度可从（2080）km/h。 混合交通。当交通量较大，非机动车混入率高， 视距条件又差时，对车速和通行能力影响较大， 事故率也高。可增设非机动车道和人行道，与机 动车分离行驶。 适用： 二、三、四级公路。,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,1）单幅双车道,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,2）双幅多车道 定义：一般指双向分隔四车道、六车道和八车道公路。可以是整体式或分离式路基断面。 特点： 车速高、通行能力大、行车舒适、事故率低。 占地多、造价高。 适用：高速公路和一级公路。,(3) 路幅的布置类型,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,2）双幅多车道,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,定义：窄路基加错车道的公路。 适用：交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方道路。四级公路路基宽度为4.50m、路面宽度为3.50m就属于此类。,3）单幅单车道,(3) 路幅的布置类型,5.1 道路横断面组成 1.公路横断面组成,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,一般由机动车道、非机动车道、人行道、绿带、排水设施及各种管线工程等组成。,城市道路设计中首先是进行横断面设计，然后是平、纵面设计。 城市道路上供各种车辆行驶的部分统称为行车道。 机动车道：在行车道断面上，供汽车、无电轨车、摩托车等机动车行驶的部分。 非机动车道：供自行车、三轮车、板车等非机动车行驶的 部分。 人行道：供行人步行使用的人行道。,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,（1）四种基本形式,三块板：,一块板：,二块板：,四块板：,1）单幅路 俗称“一块板”断面。各种车辆在车道上混合行驶。,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,广州解放路,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,2）双幅路 俗称“两块板”断面。在车道中心用分隔带或分隔墩将车道分为两半，上、下行车辆向行驶。各自再根据需要决定是否划分快、慢车道。,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,Mexico City,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,3）三幅路 俗称“三块板”断面，中间为双向行驶的机动车道，两侧为靠右行驶的非机动车道。,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,桂林解放桥,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,4）四幅路 俗称“四块板”断面，在三幅路的基础上，再将中间机动车道分隔，分向行驶。,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,Berlin,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,（2）四种基本型式的使用效果 安全上 三、四块板比一、二块板安全。 在行车速度上 三、四块板使机、非分流行驶，行车速度较高。而一、二块板为混合交通，必然相互影响。 在照明上 板块越多，照明越容易处理;一、二块板路灯在行道树中间，受绿化影响大。而三、四快板路灯可设在侧分带上，与绿化的矛盾好处理，照度均匀，可提高夜间行车速度。,（2）四种基本型式的使用效果,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,在绿化效果 三、四块板较好，因为三、四快板具有多排绿化带，遮荫效果较好。 在减少噪音上 三、四快板效果好，因为经过两条绿带的隔离作用，减少了噪音对行人和沿街居民的干扰。 在造价上 一块板最小，三、四块板最高。,（3）四种基本型式的适用条件,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,（4） 断面形式的选用,单幅路,双幅路,三幅路,四幅路,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,（4） 断面形式的选用,单幅路,双幅路,三幅路,四幅路,5.1 道路横断面组成 2.城市道路横断面组成,一、机动车道行车道宽度与横坡 （一）机动车道行车道宽度的确定 机动车道包括快车道和慢车道，其宽度是根据设计车辆宽度、规划交通量、交通组成和汽车行驶速度来确定的。 二、三、四级公路（单车道四级公路除外）的行车道内一般包括两条车道。 高速公路和一级公路有四条以上的车道，每侧再划分快车道和慢车道或超车道与主车道。,5.2 车道宽度 1、车道宽度的确定,5.2 车道宽度 1、车道宽度的确定,影响因素：一是设计车型，二是富余宽度 (1）设计车型 宽度a，一般取载重汽车车箱的总宽度， a2.5; （2）富余宽度 车辆之间的安全间隙x和轮胎到路面边缘的安全距离y。由试验得到的经验公式为：,1、双车道公路行车道宽度的确定,2、有中央分隔带的行车道宽度,影响因素：车速、交通组成和大型车的混入率对行车道宽度的确定有较大的影响。 计算公式：,5.2 车道宽度 1、车道宽度的确定,3、城市道路的行车道宽度,（1）靠路边的车道宽 一侧靠边，另一侧为反向行驶的车道，其车道宽度：,一侧靠边，另一侧为同向行驶的车道：,（2）靠路中心线的车道宽度,5.2 车道宽度 1、车道宽度的确定,（3）同向行驶的中间车道宽度,根据实验观测得出x、d、c与车速之间的关系式为：,5.2 车道宽度 1、车道宽度的确定,5.2 车道宽度 2.加宽,（1）定义汽车在曲线路段上行驶时，靠近曲线内侧后轮行驶的曲线半径最小，靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半径最大。为适应汽车在平曲线上行驶时，后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面、路基宽度称为曲线加宽(又称弯道加宽)。,5.2 车道宽度 2.加宽,3）标准规定 平曲线半径250m时，应在平曲线内侧加宽。 公路加宽值表5.2.3。 四级公路和山岭重丘区的三级公路采用第1类加宽值；其余各级公路采用第3类加宽值； 对不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第2类加宽值。 城市道路加宽值见表5.2.4。,5.2 车道宽度 2.加宽,（3）加宽缓和段 当平曲线R250m时，一般在弯道内侧圆曲线范围内设置全加宽。 为了使路面和路基均匀变化，设置一段从加宽值为零逐渐加宽到全加宽的过渡段，称为-加宽缓和段。,5.2 车道宽度 2.加宽,（4）加宽缓和段的长度LJ 加宽所需的最小长度。在不设缓和曲线或超高缓和段时，应按渐变率1：15且10m的要求设置； 设置超高缓和段lC时， lJ = lC ； 设置缓和曲线lS时， lJ= lS 。,5.2 车道宽度 2.加宽,（5）LJ内加宽值的过渡方式 1）直线比例法： 处理简单粗造，不圆滑美观，适用于一般二、三、四级公路。,5.2 车道宽度 2.加宽,2）切线法： 适用于四级公路人工构造物路段。 为消除加宽缓和段内侧边线与圆曲线起、终点的明显折点，采用路面加宽边缘线与圆曲线上路面加宽后边缘线圆弧相切的方法。,5.2 车道宽度 2.加宽,3）插入高次抛物线的方法：路面边缘线圆滑、顺适，适用于高速公路、一级公路以及对路容有较高要求的二级公路。,加宽值的过渡还可插入二次抛物线、回旋线过渡等。,LJ,BJ,5.2 车道宽度 2.加宽,路肩,路缘带,土路肩,5.3 路肩、中间带与人行道,1)路肩的作用 由于路肩紧靠在路面的两侧设置，具有保护及支撑路面结构的作用。 供发生故障的车辆临时停放之用，有利于防止交通事故和避免交通紊乱。 作为侧向余宽的一部分，能自己增进驾驶的安全和舒适感，这对保证设计车速是必要的，尤其在挖方路段，还可以增加弯道视距，减小行车事故。 提供道路养护作业、埋设地下管线的场所。 精心养护的路肩，能增加公路的美观。,5.3 路肩、中间带与人行道,5.3 路肩、中间带与人行道,2) 路肩的构造 路肩从构造上又可分为硬路肩、土路肩。 硬路肩是指进行了铺装的路肩。在填方路段，如果采用集中排水方式，为使路肩能汇集路面积水，在路肩边缘应设置缘石。 土路肩是指不加铺装的土质路肩，它起保护路面和路基的作用，并提供侧向余宽。各级公路最外侧设置 3) 路肩的宽度 高速公路、一级公路，有条件时宜采用2.50m的右侧硬路肩。当右侧硬路肩的宽度小于2.50m时，应设紧急停车带。高速公路、一级公路当采用分离式断面时，行车道左侧应设硬路肩。 其它各级公路路肩宽度根据条件可采用2.25m、2.0m、1.75m、1.50m、1.00m、0.75m，最窄不能0.25m。,5.3 路肩、中间带与人行道,4) 路肩的横坡 硬路肩横坡 A直线段： 直线段硬路肩应设置向外倾斜的横坡，横坡度一般与行车道横坡相同；路线纵坡平缓，且设置拦水带时，其坡度值宜采用34。 B圆曲线段： 对于全铺式硬路肩，曲线内外侧坡度的方向及横坡度应与相邻行车道相同。 C平坡段或直线到曲线的过渡段 平坡段或直线段与曲线过渡段，采用与邻近车道相同的横坡道进行过渡，并控制硬路肩过渡的渐变率在1/3301/150之间。,5.3 路肩、中间带与人行道,中间带,四条和四条以上车道的公路应设置中间带。 1）组成：组成：高速公路和一级公路的整体式断面型式应设置中间带。中间带由中央分隔带和两条左侧路缘带组成。,5.3 路肩、中间带与人行道,2）宽度 中间带宽度随公路等级、地形条件变化在2.504.50m之间，特殊情况下可减至2.00m。 左侧路缘带常用宽度为0.50或0.75m。,3） 开口 为了便于养护作业和某些车辆在必要时驶向反向车道，中央分隔带应按一定距离设置开口部。开口部一般情况下以每2km的间距设置为宜，在互通式立体交叉、隧道、特大桥、服务区等设施的前后必须设置开口。,3） 开口：,5.3 路肩、中间带与人行道,4）组成及作用 将对向车流分开，避免车辆任意调头，减少交通事故，提高通行能力。 在中间带上种植花草灌木或设置防眩网，可以防止对向车灯产生的眩光，又美化路容和环境。 为沿线设施的设置提供场地。 为公路分期改建提供储备用地。 显示行车道位置，起视线诱导作用。,5.3 路肩、中间带与人行道,图5.6 中间带的组成,5.3 路肩、中间带与人行道,5.3 路肩、中间带与人行道,图5.7 按地下管线布置要求的人行道最小宽度,人行道 1）人行道作用：主要供行人步行交通，应能满足行人通行的安全和畅通，保证高峰小时的行人流量，并用来设置绿化、照明、地下管线等。,5.3 路肩、中间带与人行道,2）人行道的组成 人行道总宽度=人行道宽度+设施带宽度+行道树等占地宽度。 协调的宽度：街道总宽与单侧人行道宽度在5:17:1之间是适宜的。,5.3 路肩、中间带与人行道,路缘石 高度一般为1020cm，对桥上、隧道内，线形弯曲陡坡段可采用2540cm。缘石宽度为1015cm。缘石形状有：,5.3 路肩、中间带与人行道,5.3 路肩、中间带与人行道,（1）公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。当设有中间带、变速车道、爬坡车道、应急停车带等，尚应包括这些部分的宽度。 （2）各级公路的路基宽度如表5.3.6。P 139,路基宽度,5.4 道路路拱、边沟及边坡 1.路拱,（1）概念 路拱-为了迅速排除路面上的雨水，将路面做成由中间向两侧倾斜的拱形。 （2）选择路拱的大小与形状应考虑的因素： 1）排水顺畅； 2）行车安全； 3）对不同的路面类型和行车道宽度，应结合当地的自然条件，降雨强度等采用不同的路拱坡度。,（3）路拱形式： 抛物线形、直线接曲线形、折线形等。 土路肩的横坡度一般较路拱横坡增加 l2。 硬路肩一般与路面采用同一横坡，也可稍大于路面。,5.4 道路路拱、边沟及边坡 1.路拱,（1）定义 为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡，称为超高。 目的：提高行车的安全性和舒适性。 范围： ZYYZ 或 HYYH,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,（2）超高坡度 1）最大超高坡度（极限最小半径时）,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,2）最小超高坡度 各级公路圆曲线部分最小超高坡度值应与该公路直线部分的正常路拱横坡度一致。 3）超高坡度的确定（任意半径时） 各圆曲线半径所设置的超高坡度值应根据设计速度、圆曲线半径、公路条件、自然条件等经计算确定。,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,（3）超高方式 1）公路 无中间带的公路 a 绕内边缘旋转，简称边轴旋转 b 绕中线旋转，简称中轴旋转。 c 绕外边缘旋转。 有中间带的公路 a 绕中间带的中心线旋转。 b 绕中央分隔带边缘旋转。 c 绕各自行车道中线旋转。 分离式公路 超高过渡方式可视为两条无中间带的公路分别予以处理。,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,绕内边缘旋转 抬肩、外绕中至ig 、全绕内至ic 适用于新建公路,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,绕内边缘旋转 抬肩、外绕中至ig 、全绕内至ic,抬肩,双坡阶段,全超高阶段,旋转阶段,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,绕中线旋转 抬肩、外绕中至ig 、全绕中至ic 适用于改建公路,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,绕中线旋转 抬肩、外绕中至ig 、全绕中至ic,提肩,双坡阶段,全超高阶段,旋转阶段,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,绕外边缘旋转 抬肩、外绕外至水平 、全绕外至ic 适用于特殊公路,5.4 路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,内边轴,中 轴,外边轴,设计标高,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,5.4 路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,评价： 方法绕未加宽前的路面内边线旋转，外侧抬高较多，但为填方，施工质量容易控制。内侧降低不多，利于纵向排水。适用于新建公路采用。 方法绕中线旋转，保持中线标高不变，外侧抬高不 多，内侧有所降低，适用于旧路改建。 方法绕外边线旋转，内侧降低较多，容易形成积水，对安全不利。只适用于特殊情况，一般不采用。,绕中间带的中心线旋转，如图3.10a。用于窄中间带的公路。 绕中央分隔带边缘旋转，如图3.10b。各种宽度不同中间带的公路均可。 绕各自行车道中线旋转，如图3.10c。用于单向车道数大于四条的公路,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,2)城市道路 单幅路路面宽度及三幅路机动车道路面宽度宜绕中线旋转； 双幅路路面宽度及四幅路机动车道路面宽度宜绕中间分隔带边缘旋转，使两侧车行道各自成为独立的超高横断面。,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,（4）超高缓和段 从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有超高单向横坡的过渡段称为-超高缓和段。Lc设于圆曲线的两端。 为了行车舒适和利于排水，对超高缓和段长度必须加以规定。,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,注意： 超高缓和段长度应采用5的倍数，并不小于10m； 当线形设计须采用较长的回旋曲线时，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。 超高的过渡应在回旋线全长范围内进行，但当超高渐变率过小时(为保证排水、超高渐变率不得小于1/330)，而只设在该回旋线的某一区段范围之内。,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,（5）超高值的计算 超高缓和段上各断面处的路基外缘、内缘、中线与路基设计标高之高差c叫-超高值。 计算如表5.4.8等所列公式。,5.4 道路路拱、边沟及边坡 2.曲线超高,5.4 路拱、边沟及边坡 3.边沟,(1)边沟的作用 边沟是沿路基两侧布置的纵向排水沟。排路面、边坡水。 (2)边沟的纵坡 一般与路线纵坡一致，当路线纵坡为0%，边沟仍应保持0.30.5的最小纵坡。 (3)边沟流量 边沟的流量一般不做计算，仅做概略估计。 (4)边沟的断面形式及尺寸 梯形、矩形、三角形,5.4 路拱、边沟及边坡 3.边沟,5.4 路拱、边沟及边坡 4.边坡坡度,（1）路堤边坡 l）填土路堤边坡 如果路堤基底情况良好，边坡高度20m，可参照表511选定其边坡坡度。边坡高度20m应进行边坡稳定性分析。 沿河受水浸淹路基的填方边坡坡度，设计水位下部分可采用1:1.75-1:2.0，在常水位以下部分可采用1:2.0-1.30。,2）填石路堤边坡 依据填料的大小，边坡高度和施工方法而定。表5-12。,5.4 路拱、边沟及边坡 4.边坡坡度,3）砌石路基边坡 内外坡、 襟边宽度 按照表514、 表513。,5.4 路拱、边沟及边坡 4.边坡坡度,（2）路堑边坡 1）土质路堑边坡 土质（包括粗粒土）挖方边坡坡度应根据边坡高度、土的密实程度、地下水、地面水的情况、土的成因类型及生成年代等因素确定。边坡高度30m时，其坡度可参照表5.15选用。 2）石质路堑边坡 影响石质路堑边坡稳定性的因素很多，诸如岩性、地质构造、边坡高度、地面水及地下水、施工方法、地震作用等。参照表5.17确定。,5.4 路拱、边沟及边坡 4.边坡坡度,5.5 道路用地范围与建筑限界 1.道路用地范围,（1）定义 道路用地-是指为修建、养护道路及其沿线设施而依照国家规定所征用的地幅。,5.5 道路用地范围与建筑限界 1.道路用地范围,（2）公路用地范围的划定 1）新建公路:新建公路路堤两侧排水沟外缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不小于1m的土地为公路用地范围在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m，二级公路不小于2m的土地为公路用地范围 2）改建公路:现有公路保持不变，改建路段按新建公路确定 3）特殊情况（如立交、服务区、安全设施、风沙、雪灾等地段）,5.5 道路用地范围与建筑限界 1.道路用地范围,（3）城市道路用地 城市道路用地范围为城市道路红线宽度。 城市道路红线-指划分城市道路用地和城市建筑用地、生产用地及其他备用地的分界控制线。 红线宽度为包括车行道、人行道、绿化带等在内的规划道路的总宽度，所以也称为规划路幅。,5.5 道路用地范围与建筑限界 2.建筑限界,（1）定义 道路建筑限界-又称净空，是为保证车辆、行人的通行安全，对道路和桥面上以及隧道中规定的一定的高度和宽度范围内不允许有任何障碍物侵入的空间界限。它由净高和净宽两部分组成。 （2）规定 1）公路建筑限界一般规定如图5-1。 2）城市道路建筑限界规定如表5-1。,（3）边界确定原则 1）上缘边界线 2）两侧边界线,5.5 道路用地范围与建筑限界 2.建筑限界,城市道路,5.5 道路用地范围与建筑限界 2.建筑限界,5.6 路基横断面设计及成果 1.横断面设计步骤,1)点绘横断面地面线。 2)根据路线和路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高坡度、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。 3)根据现场调查的土壤地质资料，示出土石界线，确定边坡坡度以及边沟的形状与尺寸。 4)绘横断面的设计线，俗称“戴帽子”。 设计线应包括路基、边沟、截水沟。加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等。在弯道上的断面还应示出超高、加宽。一般直线段的断面可不示出路拱坡度。 5)计算横断面的填挖面积，上墨完成全图。,5.6 路基横断面设计及成果 2.横断面设计成果,（1）路基横断面设计图,5.6 路基横断面设计及成果 2.横断面设计成果,（3）路基设计表 （4）路基土石方计算表