第4章道路横断面设计

道路工程概论主讲：马雷资源与环境工程学院第四章

道路横断面设计道路横断面图：指道路中线上各点垂直于路线前进方向的竖向剖面图。其范围包括路面、路基（边坡）、路肩、中央分隔带、人行道以及用地范围内设置的标志、照明灯柱、防护栅和专门设计的取土坑、弃土堆、边沟、植树等的整个断面。道路横断面设计：研究路基横断面结构组成及尺寸的过程。具体的说就是：应根据其交通性质、交通量（包括人流量）、行车速度，结合地形、气候、土壤等条件进行道路行车道、中央分隔带、人行道、路肩等的布置，以确定其横向几何尺寸，并进行必要的结构设计以保证它们的强度与稳定性。第四章

道路横断面设计4.1道路横断面组成4.1.1公路横断面组成高速公路、一级公路的路基横断面分为整体式和分离式两类。整体式断面包括行车道、中间带、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等组成部分；分离式断面包括行车道、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等组成部分。二、三、四级公路的路基横断面包括行车道、路肩以及错车道等组成部分。城郊混合交通量大，实行快、慢行车道分开的路段，其横断面组成可根据当地实践经验选用。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、应急停车带时．尚应包括这些部分的宽度。整体式路基分离式路基高速、一级公路横断面组成：行车道、中间带、路肩——必要组成部分紧急停车带、爬坡车道、变速车道等——特殊组成部分1.路幅的构成二、三、四级公路横断面组成：行车道、路肩错车道高速、一级公路横断面组成：行车道、中间带、路肩——必要组成部分紧急停车带、爬坡车道、变速车道等——特殊组成部分四级公路宜采用6.5m路基宽。交通量小且工程特别艰巨的路段，可采用单车道4.5m路基宽2.路幅布置类型1)单幅双车道单幅双车道公路指的是整体式的供双向行车的双车道公路。适用：二、三级公路和一部分四级公路2)双幅多车道

四车道、六车道和更多车道的公路，中间一般都设分隔带或作成分离式路基而构成“双幅”公路。适用：高速公路、一级公路3)单车道适用：交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路，山区四级公路。单幅双车道双幅多车道分离式双幅多车道单车道4.1.2城市道路横断面组成及类型行车道：机动车道、非机动车道人行道；分隔带；绿化带；排水设施；各种管线工程等。城市道路横断面，作为城市交通服务的的功能，一般由如下组成：城市道路横断面组成：单幅路三幅路双幅路四幅路布置类型与使用条件：用于机动车交通景不大、非机动车较少的次干路、支路以及用地不足、拆迁困难的旧城巾道路；用于单向两条机动车车道以上、非机动车较少的道路。有平行道路可供非机动车通行的快速路和郊区道路以及横向高差大或地形特殊的路段，亦可采用双幅路；用于机动车交通量大、非机动车多、红线宽度＞=40m的道路。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。单幅路双幅路三幅路四幅路一块板断面二块板断面三块板断面四块板断面五块板断面4.1.3行车道宽度B=n

×b

B=a+cB:行车道宽度，（m）；N:车道数，（条）；b:

一条车道宽度；Ns:设计交通量(辆/h)；N:一条车道的设计通行能力，与车速和车型有关（辆/h）;a:车辆的几何宽度，我国设计车辆宽度规定为2.5m；c:侧向余宽，车与车和车与边宽，一般取1~1.25m。各级公路的行车道宽度城市道路机动车道宽度，应根据汽车车型及设计车速予以确定，推荐按表4-1采用。机动车道的路面宽度应计入分隔带及两侧路缘带的宽度。机动车道路线带宽度一般为0.50m。按照我国各城市对非机动车道的使用经验，非机动车道的基本宽度可采用5.0m，6.5m，8.0m三种。4.1.4路肩•

1.路肩的组成：硬路肩(加固路肩)

：有路面铺装的路肩。高级和以及公路应在硬路肩内设右侧路缘带，其宽度一般为0.5m；二、三、四级公路可不设硬路肩；高速公路分离式断面时，行车道左侧设1.25(120)/1.00(100)/0.75(80)m硬路肩。土路肩：路基土路肩是指行车道外缘到路基边缘的带状部分。硬路肩土路肩分隔带行车道•2.路肩的作用：(1)支挡作用；(2)供临时停车或堆料；(3)增加有效行车道宽度；(4)提供道路养护作业、埋设地下管线、护栏、护墙、绿化、电杆等的场地；(5)精心养护的路肩，能增加公路的美观。•

3.

路肩的宽度4.1.5中间带高速公路和一级公路的整体式断面形式应设置中间带。中间带由中央分隔带和两条左侧路缘带组成。1．分隔往返车流，避免因快速驶入对向行车道造成严重的交通事故。2．可以防止在不分隔的多车道公路上因误认对向车道而引起的事故。3．可以避免车辆中途调头，消灭紊乱车流，减少交通事故。4．在不妨碍公路建设限界的的提下，可作为设置公路标志牌及其他交通管场地。5．设置一定宽度的中间带，夜间行车可不灭远光灯，即使宽度小一些，如果很好地利用植树或设防眩设施也可不灭远光灯，从而保证行车安全。6．具有一定宽度的中间带可以埋设管线等设施。中间带的作用：中间带宽度：中间带的宽度是根据行车道侧向余宽和设施带宽度而定。中间带越宽作用越明显，但对土地资源十分宝贵的地区要采用宽的中间带是有困难的。我国基本上采用窄的中间带。最小中间带宽度随公路等级和地形变化在2.5~4.5m之间，特殊情况下可减少至2.0m。为了便于养护，中央分隔带应按一定距离设置开口部(一般2km).4.1.6分车带与人行道分车带：中间分车带（中间带）和两侧分车带（两侧带）。分车带由分隔带和两侧路缘带组成。定义：布置在横断面两侧的分车带叫两侧带。作用：城市道路的横断面，可以分隔快车道与慢车道、机动车道与非机动车道、车行道与人行道等。最小宽度：规定为2.0～2.25m。在北方寒冷积雪地区，还应考虑能否满足临时堆放积雪的要求。1.种植带

2.设施带人行道主要供行人步行交通，应能满足行人通行的安全和通畅，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。人行道，还需加上设施带宽度、行道树等占地宽度。当埋设管线时，应既满足步行交通需要，又要满足铺设管线的需求。一般认为，街道总宽度与单侧人行道宽度在5:1~7:1为宜。人行道横坡为单向坡，一般为1.5％一2.0％，向路缘石一侧倾斜，高出车行道0.10一0.20m。路缘石

路缘石是设置在路面与其它构造物之间的标石。在分隔带与路面之间，人行道与路面之间一般都需要设置路缘石。路缘石的形状有立式、斜式和曲线式等几种：缘石宜高出路面10cm～20cm，隧道内线形弯曲线段或陡峻路段等处，可高出25cm～40cm，并应有足够的埋置深度，以保证稳定。缘石宽度宜为10cm～15cm。

4.2路拱和横坡度4.2.1路拱路拱的形式：抛物线形屋顶线性折线形为了利于路面排水，将路面做成中间高两边低的拱形，称为路拱。路拱坡度以百分率表示。4.2.2路拱横坡度行车道的路拱做成具有一定的横向坡度，称为路拱横坡。路拱各点间坡度的平均值，称为路拱平均横坡。在确定路拱的平均横坡时候，应考虑以下两方面因素：（1）横向排水与路面结构类型和气候条件有关。面层粗糙，坡度应大。横坡度可根据路面种类和当地自然条件，干旱取低值，多雨取高值。（2）道路纵坡为了避免出现过大的合成坡度，给行车安全带来不良影响，需要根据道路纵坡大小，适当选定路拱坡度，以控制合成坡度。如果纵坡较大，则路拱坡度宜小。（一）公路横断面设计内容4.3.1公路横断面设计1．确定路幅横断面尺寸（宽度及横坡度）；2．确定路基高度：纵断面设计完成；3．路基横断面边坡形状设计：如梯形（直线式边坡）、折线式边坡、台阶形边坡；4．边坡坡度确定；路堤及路堑边坡，土质与岩石边坡;5．横断面面积计算及土石方数量计算与调配.4.3路基横断面设计（二）路基横断面设计所需要的设计资料1．平曲线资料：半径、缓和曲线、偏角、曲线位置（交点桩号）等；2．每个中桩的填挖高度；3．路基宽度，路面宽度（分别确定左右侧宽度）；4．各中桩的超高值；5．路基标准横断面图式（典型横断面）；6．路基边坡坡度值；7．边沟、截水沟的形式及尺寸；8．弯道上视距的是否得到保证（视距台设计）。（三）横断面图绘制方法1．在计算纸上绘制横断面的地面线。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。横断面图的比例尺一般是1：200。K5+300.00右：3.7,-0.17,12.7,-1.07,25,-2.31左：6.4,0.82,8.7,1.3,13.58,1.79,25,2.872．根据路线和路基资料，将横断面的填挖值及有关资料标于桩号的断面上。K5+300.00T=2.523．根据现场调查的土壤地质资料，标出土石界线，确定边坡坡度以及边沟的形状和尺寸。4.绘横断面设计线，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。弯道处标出超高，加宽。5.计算横断面的填挖面积，上墨完成全图。4.3.2横断面设计成果（1）路基横断面设计图

路基每一个中桩的法向剖面图，反应每个桩位处横断面尺寸及结构。（2）路基标准横断面图

路基横断面设计图中出现的所有路基形式的汇总。（3）路基设计表

是路线设计的一个汇总，前半部分是平面与纵面设计的成果。横断面设计完成后，再将“边坡”、“边沟”等栏填上。（4）路基土石方计算表

路基土石方数量是评价公路测设质量的主要经济指标之一，也是编制公路施工组织计划和工程预算的主要依据。二、城市道路横断面设计（一）横断面设计图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。作用：指导施工和计算土石方数量.城市道路横断面设计图—般要用比例尺为1：100或1：200，在图上绘出红线宽度、行车道、人行道、绿带、照明、新建或改建的地下管道等各组成部分的位置和宽度，以及排水方向、路面横坡等。（二）横断面现状图

沿道路中线每隔一定距离绘制横断面地面线。若为旧街道改建，其为横断面现状图。图中包括地形、地物、原街道的各组成部分、边沟、路侧建筑等。比例尺为1:100或1:200，纵、横可采用不同的比例尺。（三）横断面施工图

在完成道路纵断面设计之后，各中线上的填挖高度已知；将这一高度点绘在相应的横断面现状图上，然后将设计横断面以相同的比例尺画于其上。此图反映了各断面上的填、挖和拆迁界线，是施工时的主要根据。4.4.1横断面面积计算（一）积距法（条分法、卡规法）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三角形、矩形或梯形条块，每个条块的面积为其平均高度与横距的乘积。4.4路基土石方计算计调配每个小条块的近似面积为：横断面面积：（二）几何图形法（块分法）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，分别计算每一块图形的面积并累加起来，即为该图形的面积。适用于计算机计算，精度高。已知断面图上各转折点坐标（xi，yi），则断面面积为：

（三）坐标法将断面分成多个部分，使用不同的方法分别计算各部分，然后相加求和得到计算面积。常用于计算面积较大且图形较为复杂的情况。填挖面积取小数后一位即可。

（四）混合法4.4.2土石方数量计算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：V:体积，土石方数量；F1,F2:两相邻断面的面积；L：两断面之间的距离。在道路的测设过程中，路基土石方数量计算通常是用列表法进行，即利用《土石方计算表》，将桩号、断面填挖面积、土石成分等资料依次填入，算得相邻断面的距离和断面面积，再算各相邻两断面的填、挖土石方数量，并填入即可。4.4.3土石方调配土石方调配的目的：将路堑的挖方合理地调用于路堤的填方，使运量最小、搬运方向最便利。填方土源：附近挖方利用

借土，借方挖方去向：调往附近填方

弃土，弃方土石方调配原则：（1）就近利用，以减少运量；（2）不跨沟调运；（3）高向低调运；（4）经济合理；（一）调配计算的几个问题（2）经济运距

移挖作填与附近借方经济比较，调运填方的最大距离即所谓“经济运距”。式中：B——借土单价（元／m3）；

T——远运运费单价（元／m3·km）；L免——免费运距（km）。（1）免费运距,平均运距土方作业包括挖装运卸等工序，在某一特定距离内，只按挖方数量计价而不计算运费，这一特定距离称为免费运距。平均运距：是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。可按挖方路段中心至填方路段中心的距离计算。当平均距离大于免费运距时，超出的运距称为超运运距，应另计运费。（3）运量土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。在生产中，例如工程定额是将人工运输免费运距20m，平均每增运距10m划为一个运输单位，称之为“级”，当实际的平均运距为40m，则超远运距20m时，则为两个运输单位，称为二级;在路基土石方数量计算表中记作：

总运量=调配(土石方)数量×n

n=(L-L免)/A式中：n—平均超运运距单位，(四舍五入取整数)

L—土石方调配平均运距(m)

L免—免费运距(m)

A—超远运距单位(m)(例如人工运输A=10m，铲运机运输A=50m;)（4）计价土石方数量计价土石方数量=挖方数量+借方数量如某工程土石方数量：填方500m3

挖方200m3借方400m3

弃方100m3则计价土石方数量=600m3一般工程的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量，一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。（二）路基土石方调配的一般要求1、土石方调配应尽可能在本桩位内移挖作填，以减少废方和借方。2、综合考虑不同的施工方法、运输条件、地形情况等因素，选用合理的经济运距。纵向调配必须考虑经济运距，但经济运距不是唯一的指标，还要综合考虑弃方或借方的占地、赔偿青苗损失和对农业生产等的影响问题。纵向调配必须考虑经济运距，但经济运距不是唯一的指标，要综合考虑弃方或借方的占地、赔偿青苗损失和对农业生产等的影响问题。3、废方要作妥善处理。4、填方如需路外借土，应根据借方数量，结合附近的地形、地质及农田排灌等的情况，考虑借土还田、整地造田的可能性后，进行调配。5、调配土石方时应考虑桥涵位置，一般不作跨沟调运；也应考虑地形情况，一般不宜往上坡方向调运。6、不同性质的土石方应分别调配，以做到分层填筑。7、土石方工程集中的路段可单独进行调配。（1）土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应明确将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等。（2）横向调配，