《二级公路设计中的横断面设计案例》4000字

二级公路设计中的横断面设计案例综述1.1道路横断面设计1.1.1横断面的组成本设计路段为二级公路，车速定为60km/h，路基宽度10米，横断面组合形式为：0.5m土路肩+0.75m硬路肩+3.75m行车道+3.75m行车道+0.75m硬路肩+0.5m土路肩=10m。1.1.2路拱的确定根据路面类型和当地自然条件，为便于路面排水，应设置一定的横向坡度。根据规范规定，本二级公路行车道和硬路肩采用2.0％的路拱横坡，土路肩为了能迅速排出路面上的降水，路拱坡度为3.0％。图1.1公路横断面示意图1.1.3边坡设计填方边坡坡率采用1：1.5；挖方路基高度在8m以下边坡采用1:0.75坡率；1.2弯道的加宽设计本设计曲线中JD2半径为150m，JD3半径为150m，均小于250m，所以需要设置加宽。以JD1为例计算加宽值，采用比例过度加宽，加宽值公式为已知JD1平曲线半径为150m，加宽类型为三类加宽，查规范得到路面加宽值b=1m，加宽过渡段长度L即为缓和曲线Lc长度，故L=Lc=180，JD1平曲线起终点范围为K1+347.524～K1+925.693,其中圆曲线起终点范围为K1+527.524～K1+745.693，路面加宽值计算如下：（1）在K1+347.524～K1+527.524的前缓和曲线段上：桩号K0+350处加宽值：bx=x*b/Lc=（350-347.6）×1/180=0.013桩号K0+360处加宽值：bx=x*b/Lc=（360-347.6）×1/180=0.069桩号K0+380处加宽值：bx=x*b/Lc=（380-347.6）×1/180=0.18桩号K0+400处加宽值：bx=x*b/Lc=（400-347.6）×1/180=0.291桩号K0+420处加宽值：bx=x*b/Lc=（420-347.6）×1/180=0.402桩号K0+440处加宽值：bx=x*b/Lc=（440-347.6）×1/180=0.513桩号K0+463.242处加宽值：bx=x*b/Lc=（463.242-347.6）×1/180=0.642（2）在K1+527.524～K1+745.693的圆曲线段上：处加宽值：bx=x*b/Lc=180×1/180=0.642（3）在K1+745.693～K1+925.693的后缓和曲线段上：桩号K0+601.234处加宽值：bx=x*b/Lc=（601.234-925.77）×1/180=1.803桩号K0+840处加宽值：bx=x*b/Lc=（840-925.77）×1/180=0.476桩号K0+860处加宽值：bx=x*b/Lc=（860-925.77）×1/180=0.365桩号K0+880处加宽值：bx=x*b/Lc=（880-925.77）×1/180=0.254桩号K0+900处加宽值：bx=x*b/Lc=（900-925.77）×1/180=0.143桩号K0+920处加宽值：bx=x*b/Lc=（920-925.77）×1/180=0.0321.3超高值的计算1.3.1计算超高值（1）根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）规定，二级公路设计时速为60km/h时，一般地区的最大超高值为8%，最小超高为该道路所采用的路拱坡度之值2%。超高值的计算公式：（2）本次设计为二级公路，设计速度为60km/h，已知横向力系数μ与圆曲线R的关系：（3）计算平面线中各交点的圆曲线超高值：交点1圆曲线半径R1=800m，设计速度为60km/h，运行速度V取设计速度的90%，即V=54km/h作为本次设计运行速度，则交点1圆曲线超高值为：其他交点圆曲线超高值按以上公式计算，整理在下表：表1.1交点圆曲线超高值交点圆曲线半径R(m)横向力系数μ计算超高值i(%)修正值(%)JD18000.033-0.42JD21500.0941.06JD31500.0941.06表中：当计算出的超高值小于路拱横坡ic(2%)时，取ihic当计算出的超高值大于最大超高时，取ihihmax1.3.3确定超高过渡方式本设计为二级公路，属于无中间带道路，该类道路超高过渡方式有如图所示三类形式。下面三种超高方式中,a）为绕内边线旋转形式，该形式保证行车道内侧不降低,更有利于保证路基纵向排水,一般多用于新建工程。考虑到本次设计为新建项目，故选择a）类超高过渡方式，即超高过度方式绕内边线旋转。图6-1超高过渡方式1.3.3计算超高过渡段长度（1）为行车舒适、路容美观和排水通畅，必须设置一定长度的超高过渡段，超高过渡是在超高过渡段全长范围内进行。超高过渡段长度按下式进行计算： （6-4）式中：Lc—最小超高过渡段长度（m）B—旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧的宽度（m）当绕内边线旋转时，B=B；当绕中线旋转时，B=B/2B—为行车道宽度，本设计B=8.5mi—超高坡度与路拱横坡度的代数差（%）当绕内边线旋转时，iih；当绕中线旋转时，iihiGiG为路拱横坡度；ih为超高值P—超高渐变率，即旋转轴线与行车道外边线之间的相对坡度（2）规范规定，对于设计速度60km/h，绕内边线旋转时，超高渐变率取值为P＝1/150，行车道宽度B＝7m。按照上式计算得到的Lc值，应取5m的整数倍，并且长度不少于10m。一般在确定缓和曲线长度时，已考虑了超高过渡段所需的最短长度，故应取超高过渡段与缓和曲线长度相等，即Lc=Ls。若Lc>Ls,应修改平面线形，使Ls>Lc；若Ls>Lc，只要保证超高渐变率P≥1/330，可取Lc=Ls。（3）计算各平曲线超高过渡段长度：计算所得的Lc值取5m的整数倍，则取超高过渡段长度为25m。1.3.4横断面超高计算（1）超高计算点位置示意图图2-4超高值计算参数示意图（2）超高值计算公式超高位置计算公式备注圆曲线外缘1、设计结果均为与设计高之高差，设计高的位置为路基外侧边缘；2、临界断面距超高缓和段起点为；3、加宽值bx按加宽计算公式计算。中线内缘过渡段外缘中线内缘式中：1.4土石方计算1.4.1路基土石方数量计算（1）横断面面积计算本次土石方面积计算采用积距法，计算方法如下图所示：图1.2土石方面积计算示意图横断面土石方面积计算公式为：（6-5）横断面土石方各截面面积计算结果见《土石方计算表》。（2）土石方数量计算假设两处横断面之间为棱台体，两断面间距为棱台高度，将其简化为棱台，计算公式如下：（6-6）1.4.2路基土石方调配（1）土石方调配原则（2）土石方调配方法可以在生成的《土石方数量计算表》上直接进行调配及调运。也可以利用纬地土石方软件，按照上述土石方调配原则进行调配，然后直接生成相应的土石方调配表。采用土方表格调配发调配步骤如下：①准备工作：根据横断面图，统计各桩号填挖土石方截面面积，然后整理得到土石方数量表；②横向调配：根据横断面土石方面积，采用棱台法计算相邻桩号填挖土石方量，得到该段落内的填缺和挖余情况，对于半填半挖路基段落，先满足本路段自身的填挖土石方量；③纵向调配：按照上述土石方调配原则，结合本项目调运距离和当地经济、交通等情况，确定土石方调配起终点和调配距离，该过程用带箭头的直线标识出调运方向，并填写相应的调配距离和调配方量；④调配平衡：通过横向和纵向调运后，统计项目全线的土石方调运总量和填缺、挖余情况，若最终剩余填缺方量，则选择设置取土场或者外购土石方实现调配平衡，若最终剩余挖余方量，则选择设置弃土场或者沿线就地废弃实现调配平衡。其中废方、借方及总运方量计算如下：⑤检验复核：1.4.3土石方数量计算过程根据横断面设计绘图生成的路基横断面设计图，任意选取以下段落进行土石方数量计算：（1）K0+000（起点）与K0+020段土石方计算：该段填方数量：Vt=(At1+At2)L/2=(7.461+15.623)×20/2＝230.84m³该段挖方数量：Vw=(Aw1+Aw2)L/2=(11.386+3.936)×20/2＝153.22m³考虑本桩利用后土石方合计数量：Vw=Vw-Vt=153.22-230.84＝-77.62m³该段本桩利用土石方量为230.84m³，填缺土石方量为77.62m³（2）K0+460与K0+480段土石方计算：该段填方数量：Vt=(At1+At2)L/2=(7.751+4.188)×20/2＝119.39m³该段挖方数量：Vw=(Aw1+Aw2)L/2=(1.513+2.095)×20/2＝31.08m³考虑本桩利用后土石方合计数量：Vw=Vw-Vt=31.08-119.39＝-83.31m³该段本桩利用土石方量为119.39m³，填缺土石方量为83.31m³（3）K0+940与K0+960段土石方计算：该段填方数量：Vt=(At1+At2)L/2=(10.281+10.732)×20/2＝210.13m³该段挖方数量：Vw=(Aw1+Aw2)L/2=(1.533+1.496)×20/2＝30.29m³考虑本桩利用后土石方合计数量：Vw=Vw-Vt=30.29-210.13＝-179.84m³该段本桩利用土石方量为210.13m³，填缺土石方量为179.84m³（4）K1+440与K1+460段土石方计算：该段填方数量：Vt=(At1+At2)L/2=(2.747+2.341)×20/2＝50.88m³该段挖方数量：Vw=(Aw1+Aw2)L/2=(8.835+12.12)×20/2＝209.55m³考虑本桩利用后土石方合计数量：Vw=Vw-Vt=209.55+50.88＝158.67m³该段本桩利用土石方量为50.88m³，挖余土石方量为158.67m³（5）K2+000与K2+020段土石方计算：该段填方数量：Vt=(At1+At2)L/2=(1.819+1.153)×20/2＝29.72m³该段挖方数量：Vw=(Aw1+Aw2)L/2=(1.549+1.613)×20/2＝31.62m³考虑本桩利用后土石方合计数量：Vw=Vw-Vt=31.62+29.72＝1.9m³该段本桩利用土石方量为29.72m³，挖余土石方量为1.9m³（6）K2+441.786与K2+460段土石方计算：该段填方数量：Vt=(At1+At2)L/2=(0+0)×18.214/2＝0m³该段挖方数量：Vw=(Aw1+Aw2)L/2=(9.172+11.646)×18.214/2＝189.59m³考虑本桩利用后土石方合计数量：Vw=Vw-Vt=189.59+0＝189.589m³该段本桩利用土石方量为0m³，挖余土石方量为189.59m³表1.4土石方计算表桩号横断面距离(m)挖方(m3)填方(m3)利用方数量(m3)备注面积(m2)本桩利用填缺挖余挖方填方总数量总数量土土土K0+00011.397.46K0+0203.9415.6220.0015323115378K0+0401.6120.4720.005536155305K0+0602.2817.2620.003937739338K0+0801.1811.0020.008528385198K0+10011.141.7020.001731771734K0+12011.853.7620.00280105105175K0+14020.443.2020.003737070303K0+16019.013.7420.003946969325K0+18014.235.4520.003329292241K0+2008.588.8420.0022814314385K0+2203.8914.9120.00125238125113K0+2402.5925.7020.006540665341K0+2602.3633.0720.005058850538K0+2802.2731.7520.004669846652K0+283.8562.3031.963.8691429133K0+3001.5734.5311.143157731546K0+3201.5730.9720.003165531624K0+3401.5425.3020.003156331532K0+353.8561.5221.4413.862132421303K0+3601.5320.441.1491299119K0+3801.5118.1020.003038530355K0+4001.5115.6520.003033730307K0+4201.5113.2920.003028930259K0+4401.5110.8620.003024130211K0+448.6111.549.008.6113861372K0+4601.517.7511.3917951778K0+4802.104.1920.00361193683K0+5004.521.5620.006657579K0+5201.530.2720.00111181892K0+5409.0620.0015633153K0+543.3669.570.073.37310031K0+5609.3311.6315711157K0+5809.8720.00192192K0+60010.240.0720.0020111200K0+613.36612.6513.3715300153K0+62011.451.638080K0+6409.2520.00207207K0+6607.200.2420.0016422162K0+6803.970.6120.0011288103K0+7002.551.7020.0065232342K0+7202.091.6220.0046333313K0+7401.741.8920.003835353K0+7601.961.7220.003736361K0+7801.422.0420.003438344K0+8001.433.2120.0028532824K0+8201.473.7320.0029692940K0+8401.464.2320.0029802950K0+8601.554.8020.0030903060K0+8801.485.2220.00301003070K0+9001.491.5020.00301173087K0+9201.518.8020.003015330123K0+9401.5310.2820.003019130160K0+9601.5010.7320.003021030180K0+9801.549.4220.003020130171K1+0001.781.3120.003315733124K1+0204.572.3620.0064876423K1+04010.390.1920.001502626124K1+06018.5120.0028922287K1+08030.6420.00491491K1+10041.5020.00721721K1+12048.5220.00900900K1+14041.7220.00952952K1+16035.4720.00822822K1+18019.8620.00553553K1+2005.810.7920.0025788249K1+2201.538.5920.0073947320K1+2401.5118.6320.003027230242K1+2601.5027.6020.003046230432K1+2801.5133.8420.003061430584K1+3001.5031.2520.003070130671K1+3201.5235.1020.003071330683K1+3401.5631.3120.003166431633K1+347.5241.5629.077.521222712215K1+3601.5324.4512.481933419315K1+3801.5517.7020.003142131391K1+4001.5610.6220.003128331252K1+4203.871.0820.005416754113K1+4408.842.7520.00127888839K1+46012.122.3420.002105151159K1+48011.393.4420.002355858177K1+5003.0714.0620.0014517514531K1+5202.4441.9020.005556055504K1+527.5242.3755.107.521836518347K1+5401.6277.3512.482582625801K1+5601.61120.7920.00321981321949K1+5801.58168.8720.00322897322865K1+7001.43179.79桥梁K1+7201.4397.6820.00292775292746K1+7401.4429.4920.00291272291243K1+745.6931.4415.025.6981278119K1+76017.1914.3113310710726K1+78068.9820.00862862K1+800112.5920.0018161816K1+820138.4020.0025102510K1+840142.5020.0028092809K1+860128.5320.0027102710K1+880103.1620.0023172317K1+90074.4920.0017761776K1+92048.8420.0012331233K1+925.69342.465.69260260K1+94027.7214.31502502K1+96010.3820.00381381K1+9802.760.4320.0013144127K2+0001.551.8220.0043232321K2+0201.611.1520.003230302K2+0401.680.2420.0033141419K2+0601.240.4520.00297722K2+0802.5020.00375533K2+1005.0520.007676K2+1207.1320.00122122K2+1407.5820.00147147K2+1605.6420.00132132K2+1803.040.6020.00876681K2+185.5662.321.115.57155510K2+2001.232.9314.432629264K2+2201.461.4620.0027942767K2+2401.469.2020.002915729127K2+2601.469.9120.002919129162K2+2801.4612.9820.002922929200K2+295.5661.4611.5215.572323023207K2+3001.4717.294.43675668K2+3201.4618.8120.002936129332K2+3401.4518.6920.002937529346K2+3601.4815.6620.002934329314K2+368.6761.4412.728.681312313110K2+3801.468.9811.321612316106K2+4001.462.6020.00291162987K2+4204.2820.0057262631K2+4408.9120.00132132K2+441.7869.171.791616K2+46011.6518.21190190K2+48011.7720.00234234K2+5008.3220.00201201K