道路横断面设计

1、Ch5 道路横断面设计【本章主要内容】§5-1 道路横断面组成(1)§5-2 行车道宽度(1)§5-3 其它组成部分作用及宽度(1.5)§5-4 路拱及超高(4)§5-5 视距的保证(0.5)§5-6 道路建筑限界与道路用地(0.5)§5-7 道路横断面设计(1)§5-8 路基土石方计算及调配【本章学习要求】 掌握道路横断面的基本要求及布置形式、超高加宽计算的一般方法，土石方计算与调配的基本方法及一般原则；难点为超高、加宽的计算，路基土石方的调配与计算。§5-1 道路横断面组成要求：掌握各级公路横断面的组

2、成部分、城市道路横断面的形式。1公路的横断面组成1.1 高速公路、一级公路横断面整体式断面 （中间带、行车道、路肩以及紧急停车带、 爬坡车道、变速车道等。）分离式断面（行车道、路肩以及紧急停车带爬坡车道、变速车道等）1.2二、三、四级公路横断面公路横断面组成：高速公路、一级公路二、三、四级公路：整体式断面：分离式断面：中间带、行车道、路肩以及紧急停车带、 爬坡车道、变速车道行车道、路肩以及紧急停车带爬坡车道、变速车道等行车道、路肩及错车道等2城市道路的横断面组成城市道路横断面由于它为城市交通服务的功能，特别是机动车、非机动车行人的混合交通，一般由机动车道、非机动车道、人行道、绿带及各种管线、设

3、施组成。2.1四种典型断面形式1）单幅路各种车辆在车道上混合行驶，机、非混行，上、下行不分。（例：国庆路、甘泉路）用于机动车、非机动车均较少的道路或拆迁困难的老城区道路。 2）双幅路机、非混行，上、下行不分。（例：新城西路、秋雨路）用于单向两条机动车车道以上，非机动车较少的道路。 3）三幅路机、非分开，上、下行分开。（例：江阳路、邗城大道）用于机动车交通量大，非机动车多，红线宽度40m的道路。 4）四幅路机、非分开，上、下行分开。（例：文昌西路）用于机动车速度高，单向两条机动车车道以上，非机动车多的快速路和主干路。2.2 分析比较 单幅路双幅路三幅路四幅路交通安全最差较差较好最好行车

4、速度最慢较慢较快最快照明较好 较好 绿化  较好较好造价最低较低较高最高适用条件机动车、非机动车均较少或老城区拆迁困难的路段单向两条机动车道以上，非机动车较少的路段机动车,非机动车均较多，红线宽度 40m的路段机动车速度高，单向两条机动车道以上，非机动车多的快速路和主干路§ 5-2 行车道宽度要求：了解各级道路车道的宽度值，掌握平曲线加宽的设置方法。1 机动车行车道宽度1.1 一条车道宽度确定 b=b 车+ b 摆+b 安 标准规定的各级公路车道宽度设计速度（Km/h)1201008060403020车道宽度（m) 3.753.753.753.

5、53.53.253.00(单车道时为3.50）1.2 行车道宽度行车道宽度=一条车道宽度×车道数说明：因受地形的限制，同一行车方向的各车道宽度可以不等，但对称车道的宽度一般相等。2 其他车道1）爬坡车道：高速公路,一级公路的爬坡车道，其宽度为 3.5m。2）变速车道：高速，一级公路的互通式立体交叉、服务区,公共汽车停靠站等同主线衔接处，应设置变速车道，宽 3.5m。3）错车道：四级公路路基宽度采用 4.5m时，应在不大于 300m的距离内选择有利地点设置错车道。设置错车道路段的路基宽度应不小于6.50m。3 平曲线加宽及其过渡3.1 为什么要设加宽（加宽的定义）？3.2 加宽值的计算

6、e=S2/2R考虑车速的影响，双车道路面的加宽值为e=S2/R+0.1V/R公路标准规定，当曲线半径小于或等于 250m时，应在平曲线内侧加宽。 双车道路面的加宽值规定如表 5-3 。 加宽值的选用：书P105。3.3 加宽设置1 ）全加宽设置位置:圆曲线段曲线内侧2 ）加宽缓和段长L不设回旋线或超高缓和段时：L=15e 且L 10m设置回旋线LS或超高缓和段LC时：L= LS或L= LC 3 ）加宽过渡A 比例过渡：二、三、四级公路及一般的城市道路，在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。任意点的加宽值：ex=(Lx/L)eB 高次抛物线过渡：在加宽缓和段上插入一条高次抛物线.任意点的

7、加宽值： ex=（4k3-3k4)e k=Lx/L§5-3横断面其它组成部分作用及宽度要求：了解道路横断面各组成部分的作用，理解其宽度的规定或确定方法。1 路肩1.1 作用1) 保护及支撑路面结构2) 临时停放故障车辆3) 保持行车道的功能4) 提供道路养护、埋设地下管线的场地，供行人及非机动车行驶5 ）增加美观1.2 组成1.3 路肩宽度设计速度（Km/h）高速公路、一级公路二、三、四级公路12010080608060403020右侧硬路肩宽度(m)一般值3.0或3.53.02.52.51.500.75-最小值3.02.51.51.50.750.25土路肩宽度（m）一般值0.750

8、.750.750.50.750.750.750.50.25（双车道）0.50（单车道）最小值0.750.750.750.50.50.52 中间带四条和四条以上车道的道路应设置中间带。2.1 作用1）分隔对向车流2）沿线设施带3）绿化4）增加侧向余宽，提高行车安全和舒适 2.2组成2.3 中间带宽度设计速度（Km/h）1201008060中央分隔带宽度(m)一般值3.002.002.002.00最小值2.002.001.001.00左侧路缘带宽度(m)一般值0.750.750.500.50最小值0.750.500.500.50中间带宽度(m)一般值4.503.503.003.00最小值3.503

9、.002.002.003 路缘石3.1 位置路面与分隔带之间。3.2 形状立式、斜式和平式三种。3.3 材料石质,沥青砼或 30Mpa的水泥砼。3.4 尺寸高度一般为 0.1-0.2 m ，宽宜为 0.1-0.15 m。4 边沟4.1作用排除路面及边坡处汇集的地表水，确保路基与边坡的稳定。4.2位置路堑及高度小于边沟深度的低填方地段。4.3形状梯形、三角形、矩形等。规定：1）底宽与深度 0.4m 2）纵坡一般 0.5% 3）边坡4.4长度每隔一定长度设置出水口，一般不超过 500M，多雨地区 300M，三角形边沟 200M。5 边坡6 非机动车行车道宽度6.1 非机动车一条车道宽度每条非机动车

10、道宽度推荐采用： 自行车： 1.0m 三轮车： 2.0m 兽力车： 2.5m 板车： 1.5-2.0 m 6.2 非机动车道宽度经验推荐值5.0(4.5)m ，6.5(6.0) m ， 8.0(7.5) m 三种。 一般情况下若 5.0 （ 4.5 ） m ，则可不单独设非机动车道，而与机动车混合行驶。7 人行道7.1 作用供行人步行交通，设置绿化、照明、地下管线等。7.2 宽度1）行人步行道宽度2）考虑埋设管线宽度3）考虑地上杆线、植树、绿化4）人行道车道路红线宽协调，街道总宽：单侧人行道宽=5:1-7:1 § 5-4 路拱及超高本章的重点和难点。要求：理解超高的形成过程，掌握各种

11、超高方式的超高值的计算。1 路拱及横坡度1.1路拱的定义1.2路拱的作用1.3路拱的形式直线形、抛物线形、折线线、直线接抛物线形。1.4路拱横坡度考虑行车和排水的要求，其值如表57。路肩横坡一般比路拱横坡大12。行道横坡宜采用单面坡，坡度为12。日常现象1：运动员在跑道上跑步时，身体倾斜角度的变化。2 曲线超高2.1 超高的定义在曲线路段，为抵消车辆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，称为曲线上的超高。2.2 超高设置条件R < R 不设(R不设见书P52表38）日常现象2：道路转弯处，路面高度变化。2.3 超高横坡度ic理论计算公式：影响因素：计算行车速度、半

12、径大小、路面类型、自然条件和车辆组成等。规范规定的各级公路最大超高值 书P42表31公路等级高速一级二级三级四级一般地区（）108积雪冰冻地区（）6规范规定的各级城市道路最大超高值 书P42表32计算行车速度8060、5040、30、20超高值（）642最小值：该公路直线部分的路拱坡度之值。与圆曲线半径相对应的超高值如公路路线设计规范JTJ011-94 P45.表7.5.3所示：2.4 超高的过渡2.4.1无中间带道路的超高过渡1）绕路面内边缘旋转(1)两侧路肩绕各自内边缘向上旋转成与路面同一坡度：在超高缓和段起止点之前 1-2 m 范围内完成；（起始断面）(2)外侧路面绕道路中线向上旋转成与

13、内侧路面同一坡度：从超高缓和段起止点开始 X0 长度范围内完成；（临界断面）(3)整个路面绕路面内边缘旋转成超高坡度： Lc-X0 范围内完成；（终点断面）(4)圆曲线内全超高，即超高坡度不变。外侧车道绕路中线旋转，达到与内侧车道成单向横坡后，整个断面绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至超高横坡值。 特点：内外高差相差较大；排水不受影响。适用：新建道路外侧车道绕路中线旋转，达到与内侧车道成单向横坡后，整个断面绕路中线旋转，直至超高横坡值。 特点：道路两侧高差相差不大；内侧排水不畅。适用：改建道路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

14、边缘旋转，直至超高横坡值。 特点：内外高差相差较大，且排水不畅。适用：特殊条件下才使用，如旅游道路。2.4.2 有中间带道路的超高过渡1）绕中间分隔带的中心线旋转先将外侧行车道绕中间带的中心线旋转，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，直至超高横坡值。 特点：中间带呈倾斜状态；内外高差大。适用：中间带宽度4.5m的公路 。2）绕中间分隔带的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。 特点：中间带水平；内外高差大。适用：各种宽度的道路。3）绕各自行车道的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

15、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。 特点：中间带倾斜；内外高差小。适用：车道数大于4条的公路 。2.5 超高缓和段长Lc=·i/p 其中:旋转轴至行车道外侧边缘的宽度 i ic- ig(超高横坡与路拱横坡的代数差) P -超高渐变率 Lc超高缓和段长，为5m的整数倍且不小于10m一般情况下，超高缓和段长取缓和曲线长即Lc=Ls。当为照顾线形而缓和曲线很长时，可取缓和曲线的一部分作超高渐变段。2.6 超高值的计算以未设超高之前路基边缘标高为基准，横断面上其它各点相对与此点的高差为超高值。2.6.1 绕边轴旋转2.6.2 绕中轴旋转计算公式见书P.11

16、5、116表5-10、511例题：某三级公路，计算行车速度V=30Km/h， 路面宽7m，路拱横坡为2。路肩宽0.75m，路肩横坡为3。一弯道转角为34°5008，半径R=150m，缓和曲线长Ls=40m,交点桩号为K7+086.42。试求下列桩号的路基路面宽度和横断面上五个特征点的高程与设计高之高差：1）K7+030；2）K7+080；3）K7+140；4） K7+160（圆曲线上的全加宽值与超高值按规范办理）。1、平曲线要素计算2、桩号计算及校核3、加宽计算3.1、全加宽值计算3.2、加宽方式3.3、断面加宽值计算4、超高计算4.1、全超高值计算4.2、超高方式4.3、超高缓和段

17、长4.4、断面超高值计算桩号说明距离加宽超高左中右K7+019.234起始断面00K7+03010.7660.22K7+045.904临界断面26.67K7+059.234终点断面400.8K7+080圆曲线段/0.8K7+084.829K7+110.424终点断面400.8K7+123.564临界断面26.67K7+14010.4240.21K7+150.424起始断面00K7+1600桩号说明距离加宽超高左中右K7+019.234起始断面000.00750.09250.0075K7+03010.7660.220.05140.09250.0031K7+039.234临界断面200.4K7+0

18、59.234终点断面400.80.19250.16250.0395K7+080圆曲线段/0.80.19250.16250.0395K7+084.829K7+110.424终点断面400.80.19250.16250.0395K7+130.424临界断面200.4K7+14010.4240.210.05570.09250.0033K7+150.424起始断面000.00750.09250.0075K7+160000.09250§ 5-5 横断面视距的保证掌握视距曲线、横净距的概念，横净距的计算方法。1视距曲线及横净距视距曲线：从汽车行驶在轨迹上的不同位置引出一系列弧长等于需要的最短视距

19、的视线，与这些视线相切的曲线.横净距：行车轨迹线与视距曲线之间的距离。2 横净距计算2.1 不设回旋线时1)L>S2)L<S 2.2 设回旋线时 § 5-6 道路建筑限界与道路用地1 道路建筑限界1.1 定义：道路建筑限界又称净空，是为了保证道路上各种车辆的正常运行与安全，在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物侵入的空间范围。1.2建筑界限的规定1）净高 高速、一级、二级公路为 5m，三、四级公路为 4.5m。 城市道路：各种汽车4.5m，无轨电车5.0m，有轨电车5.5m，自行车和行人2.5m，其它非机动车3.5m.2）净宽包括行车道宽度和路肩宽度。公路的建筑界限见图5

20、28；城市道路见图529。3） 道路建筑限界的边界线确定原则A 上缘边界线：一般路拱路段，上缘边界线为水平线。设置超高的路段，上缘边界线与超高横坡平行。B 两侧的边界线：一般路拱路段，与水平线垂直设超高的路段，与路面超高横坡垂直2 道路用地范围1）新建道路：路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外1M，路堑坡顶截水沟边缘（无排水沟为坡顶）以外1M。2）高填深挖路段，计算确定。3）特殊地质地带，按需确定。4）行道树，应种植在排水沟或截水沟外侧的道路用地范围内。5）道路沿线设施及路用房屋、料场、高度。6）改建道路，参照新建道路。§5-7 道路横断面设计1 横断面设计基本要

21、求1.1 路基的结构设计应根据其使用要求和当地的自然条件，并符合施工条件进行设计。1.2 路基的断面型式和尺寸应根据道路的等级、设计标准和设计任务书的规定以及道路的使用要求，结合具体条件确定。1.3 路基设计应满足当地农田基本建设的需要。 2 横断面设计步骤2.1 常见路基横断面2.2 路基标准横断面2.3 路基施工横断面绘图步骤：1）点绘各横断面的横向地面线2）确定边坡坡度，边沟、截水沟尺寸3）计算超高加宽值4）完成路基设计表5）绘出横断面设计线，又叫“戴帽子”6）检查弯道路段横断面内侧视距是否得到保证绘图注意点：a.比例一般为1：100-1：200b.按桩号由下向上,由左向右布图c.应绘出

22、所有整桩，加桩的横断面d.每个横断面注明桩号，圬土种类及断面尺寸（H、A）3 横断面设计成果1）标准横断面图2）施工横断面图3）超高方式图、路拱大样图及其他大样图4）路基设计表5）路基土石方工程计算表 §5-8 路基土石方计算及调配1 横断面面积的计算1.1积距法B=bhi1.2几何图形法当横断面地面较规则时，可分成几个规则的几何图形，如三角形、梯形、矩形，然后分别计算面积，即可得出总面积值。 1.3坐标法*计算注意点1）计算横断面面积时，应将AT、AW分别计算，并区分类别，分别估算数量。2）边沟一定条件下为一定值，可单独计算出直接加在AW内，不必卡积距。 2 土石方数量的计算2.1相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面间为一棱柱体。