第五章 横断面设计PPT课件

1、第一节 横断面组成及类型 一、公路横断面组成及类型1、地面线和横断面设计线：地面线：施工前原有横断面方向地形反映横断面设计线： 公路：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、环保设施等。 高速公路和一级公路：还包括变速车道和爬坡车道、避险车道等。第1页/共107页第2页/共107页第3页/共107页第4页/共107页第5页/共107页 指路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分。 1、整体式断面（一）、路幅的构成第6页/共107页2、分离式断面第7页/共107页第8页/共107页（二）、公路路幅的布置类型1、单幅双车道2、双幅多车道3、单车道第9页/共107页二、城市道

2、路横断面组成及类型（一）、城市道路横断面组成机动车道、非机动车道、人行道、绿带、分隔带、管线等。（二）、城市道路横断面布置类型单幅路双幅路三幅路四幅路第10页/共107页第11页/共107页单幅路第12页/共107页双幅路第13页/共107页三幅路第14页/共107页第15页/共107页四幅路第16页/共107页第17页/共107页 （三）横断面形式的选用 1、单幅路：占地少，投资省，车辆混合行驶，不利于安全，适用于次干道或支路、小区道路、游行大街等。 2、双幅路：行车速度快，安全，单机动车和非机动车有一定干扰，中央分隔带可用于布置绿化、照明、管线，适用于城郊道路。第18页/共107页 三幅路

3、：机动车与非机动车分开，对交通安全有利；分隔带上可布置绿带、照明、管线、候车亭等；绿带减少噪音、阻隔汽车尾汽，有利于居民生活；照明比其他形式路幅都容易布置；但占地较多。适用机动车和非机动车交通量都较大的主要道路。 四幅路：第19页/共107页第二节 机动车道、路肩和中间带 一、机动车道行车道宽度 根据车辆宽度、设计交通量、交通组成和速度确定。（一）、一般双车道公路行车道宽度的确定B单=（a+c)/2+x+yB双=a+c+2x+2y x=y=0.50+0.0005v（二）、有中央分隔带的行车道宽度（三）、城市道路的行车道宽度第20页/共107页 二、路肩的作用及其宽度（一）、作用：1、具有保护及

4、支撑路面结构的作用2、供车辆临时停放，有利于防止交通事故和避免交通紊乱3、增进驾驶的安全和舒适，增加弯道视距，减少行车事故4、提供养护作业、埋设地下管线的场地5、精心养护的路肩，能增加公路的美观（二）宽度第21页/共107页三、路拱横坡 （一）、作用： 排除路面的雨水和雪水，增加行车安全，延长路面的使用寿命。 （二）、形式：1、直线：有利于路面机械化施工，多用于单车道或双车道公路。 2、抛物线：不便机械化施工，外型美观横坡圆顺，没有路中尖顶，路面中间部分坡度较小，两旁坡度较大，有利于排除两水，但外侧不利于行车，常在城市道路及等级高、路面宽的公路（如四车道公路）采用 。3、直线接抛物线：消除了中

5、间尖顶，有利于行车、排水理想，不便于机械化施工。主要在四车道公路中采用。4、折线第22页/共107页横坡度： 路拱横向坡度值的大小主要与路面的种类及表面粗糙程度有关。路面：路肩：硬路肩：人行道： 第23页/共107页四、中间带 （一）、作用：1、将上、下行车流分开，减少事故，提高车速，提高通行能力2、设置标志及其他交通设施，可作安全岛使用3、可绿化，防止对向车灯眩目，并起到美化路容和环境的作用4、路缘带可引导视线，增加侧向余宽，提高安全和舒适性。（二）、宽度：2.04.5第24页/共107页第三节 非机动车道、人行道与路缘石 一、非机动车道 专供自行车、三轮车、平板车及兽力车等行驶的车道。 二

6、、人行道 供人步行之用，同时可用于植树、布置管线等。 包含步行道、种植带、设施带 三、路缘石 用于分隔行车区域与其它交通方式运行区域。 型式：立式、斜式、曲线式第25页/共107页第四节 平曲线的加宽设计 一、加宽值的计算1、单车道： b单=A2/2R2、多车道 ：b=NA2/2R3、半挂车：b=(A12+A22)/(2R) 二、加宽的过渡1、比例过渡 bx=(LX/L)b 2、高次抛物线过渡(4k3-3k4)b3、回旋线过渡 三、加宽缓和段的长度第26页/共107页第五节 平曲线超高设计 一、超高及其作用 二、超高值的计算 三、超高的过渡方式1、无中间带道路的超高过渡（1）、绕内侧车道边缘旋

7、转（2）、绕中线旋转（3）、绕外侧车道边缘旋转第27页/共107页2、有中间带道路的超高过渡（1）、绕中间带的中心线旋转（2）、绕中央分隔带边缘旋转（3）、绕各自车行道中线旋转 四、超高过渡段长度第28页/共107页ZHHY （一）无中间带的道路 1. 超高形成过程： (1)绕路面内边缘线旋转五、横断面上超高值的计算提肩双坡阶段全超高阶段旋转阶段第29页/共107页ZHHY提肩双坡阶段全超高阶段旋转阶段1. 超高形成过程： (1)绕路面内边缘线旋转(2)绕路面中线旋转五、横断面上超高值的计算第30页/共107页(1) 正常断面：02肩面中hibhiBibhJJGJJ2. 绕路面内边缘线旋转超高

8、值计算方法 BiJbJiGbJGiiJh中h右h左路线设计高程定义：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。第31页/共107页（2）起始断面：ZH ZH （HZHZ） )(2GJJccGJJciibhhiBibhBiJbJiGbJGihchchc第32页/共107页（3）全超高断面： hJJJchJJchJJJcibbibhiBibhibBibh)(2)(BiJbJbiGiGihbJchcch路线设计高程旋转轴h0=bJiG第33页/共107页（4）双坡断面：（xx0）LciixhG0iGihiGBn双坡阶段长度x0计算：n超高过渡原则：n路面外边缘高程

9、按正比例升高，直到超高横坡断面。n路面横坡度按正比例增加，直到超高横坡度。BiBiLcxhG0n规范条规定，当线形设计须采用较长的回旋线时，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（0.3%）。003. 001xBipGn这时，不利于路面横向排水，应限制x0的长度。n可按p1=0.3%计算x0： BipBixGG33010第34页/共107页超高缓和段长度Lc计算：规范规定：（1 1）超高的过渡应在回旋线全长范围内进行： LcLc = = LsLs（2 2）当超高渐变率过小时，超高的过渡亦可设在回旋线的某一区段范围之内，则LcLc S： 最大横净距计算方法：)2c

10、os1 (2cossssRRRhsRS180n式中：Rs驾驶员视点轨迹线半径， 5 . 12BRRs第74页/共107页)2cos1 (2cos1sssRRRh2sin22sLSh2sin2)2cos1 (21ssLSRhhhssRL180n式中： Ls曲线内侧视点轨迹线长度h h 1不设回旋线的横净距计算：（2）LS: )2cos1 (sRh 最大横净距计算方法：第76页/共107页（2）曲线总长LSL )2cos1 (sRh)2sin() ()22cos1 (llRhs)(1 62llllRlarctgS)(21SLls 2设回旋线的横净距计算：（1）圆曲线长LS: 最大横净距计算方法：第

11、77页/共107页n （2）曲线总长LSL 2设回旋线的横净距计算： （1）圆曲线长LS: 最大横净距计算方法：n （3）曲线总长LS:2sin2)2sin()22cos1 (ssLSlRhSRlarctg6第78页/共107页保证行车视距的工程措施：n 1清除障碍物：n（1）清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。n适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。第79页/共107页n（2）清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。n适用：分散障碍物，如独立建筑物等 。h1h2h3保证行车视距的工程措施：n 1清除障碍物：n（1）清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。n适用：连续障碍物的清除

12、，如路堑边坡等。第80页/共107页n（2）清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。n适用：分散障碍物，如独立建筑物等 。保证行车视距的工程措施：n 1清除障碍物：n（1）清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。n适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。n 2. 分道行驶：n 二、三、四级公路，在工程特殊困难，或受其它条件限制路段，若保证2倍停车视距不可能，则必须满足停车视距，同时必须采用严格的分道行驶措施。如设分道线、分隔带、分隔桩；或设成两条分离的单车道。 第81页/共107页四、各级公路对视距的要求 高速公路和一级公路要满足停车视距 二、三、四级公路的视距不得小于会车视距 对向行驶的

13、双车道公路要求有一定比例的路段保证超车视距（ ） 停车视距最基本的要求；车道上对向行驶的车辆有会车可能，应采用会车视距；严格实行分道行驶的不要求超车视距第82页/共107页第七节 路基横断面设计与计算n一、公路横断面设计内容n1确定路幅横断面尺寸（宽度及横坡度）；n 2确定路基高度：纵断面设计完成；n 3路基横断面形状设计：如梯形（直线式边坡）、折线式边坡、台阶形边坡；n 4边坡坡度确定：路堤及路堑边坡，土质与岩石边坡n 5横断面面积计算及土石方数量计算与调配第83页/共107页（二）路基横断面设计所需要的设计资料n1平曲线资料：半径、缓和曲线、偏角、曲线位置（交点桩号）等；n2每个中桩的填挖

14、高度；n3路基宽度，路面宽度（分别确定左右侧宽度）；n4各中桩的超高值；n5路基标准横断面图式（典型横断面 ）；n6路基边坡坡度值；n7边沟、截水沟的形式及尺寸；n8弯道上视距的是否得到保证（视距台设计）。 第84页/共107页（三）横断面图绘制方法n 1在计算纸上绘制横断面的地面线。n 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内插获得。n 横断面图的比例尺一般是1：200。nK5+300.00n右：3.7,3.7, -.17, -.17, 12.712.7, -1.07, -1.07, 25 25, -2.31, -2.31n左：6.46.4, 0.82, , 0.82,

15、8.78.7, 1.3, , 1.3, 13.5813.58,1.79, ,1.79, 2525, 2.87, 2.87n 2绘出设计线：“戴帽子” K5+300.00 T=2.52第85页/共107页n 3. 绘出防护及加固设施的断面图。n 4根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和断面形式。 n （四）编制路基设计表 n 应在绘制横断面图之前完成。n 1在计算纸上绘制横断面的地面线。n 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内插获得。n 横断面图的比例尺一般是1：200。n 2绘出设计线：“戴帽子” （三）横断面图绘制方法第86页/共107页二、城市道路

16、横断面设计二、城市道路横断面设计n（一）横断面设计图n 当按照城市道路的交通性质、地形条件以及近期与远期相结合的原则确定了横断面组成和宽度以后，即可绘制横断面设计图。 第87页/共107页二、城市道路横断面设计二、城市道路横断面设计n（一）横断面设计图n 当按照城市道路的交通性质、地形条件以及近期与远期相结合的原则确定了横断面组成和宽度以后，即可绘制横断面设计图。 n（二）横断面现状图n 沿道路中线每隔一定距离绘制横断面地面线。n（三）横断面施工图第88页/共107页第89页/共107页第90页/共107页第91页/共107页第92页/共107页第八节 路基土石方数量计算及调配 一、横断面面积

17、计算（一）、积距法（二）、坐标法二、土石方数量计算第93页/共107页1. 积距法：（条分法） 适用于不规则图形面积计算。 把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。 第94页/共107页 每个小条块的近似面积为：iibhA niinhbbhbhbhbhA1121n 横断面面积：第95页/共107页2. 块分法：n把横断面图上地面线及设计线的转折点划分成若干块不等宽的梯形或三角形，分别计算为一块图形的面积并累加起来，即为该图形的面积。n适用于计算机计算，精度高。横断面面积计算第96页/共107页1. 平均断面法：平均断面法：n 若相邻两断面均为填方

18、或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为： LAAV)(2121A1A2第97页/共107页2. 2. 棱台体积法：棱台体积法：n若A1和A2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为： LAAAAV)(3121211. 平均断面法：平均断面法：n 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为： LAAV)(2121第98页/共107页 3. 土石方数量计算应注意的问题：n（1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；n（2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）；n（3）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖方增加）；n（4）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。4. 编制路基土石方数量计算表5. 编制每公里路基土石方数量表第99页/共107页三、路基土石方调配（一）、调配原则1、尽可能移挖作填，以减少废方的借方 2、综合考虑施工方法，运输条件，施工机械化程度和地形情况等因素 、考虑到桥涵位置对施工运输的影响 4、土石分开调配，以保证路工稳定和人