第五章 横断面设计(95).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 横断面设计,本章主要介绍公路的横断面组成及设计方法。,第一节 公路横断面的组成及宽度,一般由行车道、路肩、中间带、边沟、边坡、截水沟、护坡道等组成。,高速公路、一级公路有时还有变速车道、爬坡车道、紧急停车带等，单车道的四级公路有错车带。,一、公路横断面组成,二、行车道宽度,行车道宽度由车道数和一个车道的宽度确定。,1,、车道数的确定,由远景预测交通量和车道通行能力、设计服务水平确定。车道数为偶数。,2,、单车道宽度的确定,由汽车宽度和富余宽度组成。我国规定的标准汽车宽度为,2.5m,。富余宽度包括汽车行驶时对车道中线的左右偏移、车辆与车辆间的安全间隙、车辆至路面边缘的安全距离。,行车道宽度的确定即不能过小、也不能过大，过小汽车行驶速度不高，过大会引起交通紊乱。研究表明，当,v60km/h,时，单车道宽度应取,3.53.75m,；当,v=60km/h,时，可取,3.03.5m,。一般情况下取,3.5m,或,3.75m,，个别可取,3.0m,。,对单车道四级公路，,标准,规定行车道宽度,3.5m,，路基宽度,4.5m,。为保证错车，应在适当的距离内设置错车道，两错车道之间应相互通视。,三、路肩宽度,路肩的作用：,保护及支撑路面结构，供车辆临时停放及行人通行，作为侧向余宽的一部分。,路肩分硬路肩和土路肩，高速公路、一级公路才设硬路肩，一般公路只设土路肩。路肩一般设在行车道右侧，分离式断面左侧也设。,路肩宽度一般根据道路等级、地形条件确定。常用的宽度有：,土路肩：,0.25,、,0.5,、,0.75,、,1.0,、,1.25,、,1.5m,硬路肩：,0.75,、,1.5,、,2.5,、,2.75,、,3.0,、,3.25,、,3.5m,标准,规定了各级公路路肩宽度的最小值和一般值。,当硬路肩宽度小于,2.5m,时，应设紧急停车带，间距小于,500m,、宽度,3.5m,、长度大于等于,30m,、过渡段长度,20m,。,公路等级,高速公路,一,二,三,四,计算行车速度（,km/h,）,12,100,80,60,100,60,80,40,60,30,40,20,硬路肩宽度（,m,）,一般值,3.25,或,3.50,3.00,2.75,2.50,3.00,2.50,低限值,3.00,2.75,1.50,2.75,1.50,土路肩宽度（,m,）,一般值,0.75,0.75,0.75,0.50,0.75,0.50,1.50,0.75,0.75,0.75,0.50,或,1.50,低限值,四、中间带宽度,中间带由分隔带和路缘带组成。,路缘带的宽度一般为,0.5m,或,0.75m.,分隔带的宽度由土地的紧张程度、工程造价、行车环境等决定，最小为,1.0m,，一般为,2.0m,或,3.0m,，最大一般不超过,4.5m,。,中间带的设置方式有两种：在同一平面上（整体式）、不在同一平面上（分离式）。对后一种，中间带的宽度在全线可不统一。,昌九高速公路,五、爬坡车道,对高速公路、一、二级公路的陡坡路段（坡长受限制的路段），当上坡方向的载重车行驶速度降低较大，或上坡方向的通行能力小于设计小时交通量时，应在上坡方向行车道的右侧设置爬坡车道，专供载重汽车行驶。,对需设爬坡车道的陡坡路段，应与改善正线纵坡不设爬坡车道的方案进行技术经济比较；对因设爬坡车道而使工程费用增加很大时，可不设或缩短爬坡车道。,六、路基宽度,即两侧路基边缘线之间的宽度。,第二节 弯道的超高与加宽,一、超高及超高缓和段,1,、超高及其作用,超高：为了抵消车辆在曲线路段上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，这就是超高。,作用：合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。,2,、超高值的计算,高速公路，一级公路最大超高,10,，其他公路为,8,，积雪严寒地区,6,。,当计算值小于路拱坡度时，设置等于路拱的超高或不设超高。当 时，不设超高。,3,、超高缓和段,由直线的双坡路拱到圆曲线的单坡断面，有一个逐渐变化的过渡路段，称为超高缓和段。,四级公路不设缓和曲线，其超高过渡段为值线。其他等级的公路超高过渡段为缓和曲线。,（,1,）超高过渡方式,无中间带道路,边轴旋转：,先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直到超高横坡值。,中轴旋转：,先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡时后，整个断面绕中线旋转，直到超高横坡度。,适用,：,绕边线旋转,:,由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此法。,绕中线旋转,:,可保持中线标高不变，且在超高坡度一定的情况下，外侧边缘的抬高值较小，多用于旧路改建工程。,全线应统一采用一种过渡方式。,绕中间带的中心线旋转 中间带宽度较窄的情况；,绕中央分隔带边缘旋转 各种中间带宽度的都可以用；,绕各自行车道中线旋转 对于车道数大于,4,条的公路可采用。,有中间带公路,（,2,）超高缓和段长度,绕中线旋转,绕边线旋转,超高缓和段长度不应过长、也不应过短，即使超高渐变率不过大、也不过小。超高渐变率应大于,1/330,，且小于规范规定值。,超高缓和段长度一般可取缓和曲线长度，但若缓和曲线长度远大于其最小长度时，则需检验超高渐变率是否过小，若过小，则需减小超高过渡段长度。,对四级公路，因不设缓和曲线，其超高缓和段长度需按超高渐变率计算，取,5m,的整倍数，并不小于,10m,。,4,、横断面上超高值的计算,平曲线上设置超高以后，道路中线和内、外侧边线与原中线上的设计标高之高差,h,应予以计算，,计算公式列于表,5-10,和表,5-11,，可参看,5-20,和图,5-21,1.,加宽值的计算,汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后内轮轨迹半经最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线以行车顺适与安全。,普通汽车的加宽值可由图,5-8,所示的几何关系求得：,b=R,(R,1,+B),而,R,1,+B=,上式第二项后的数值极小，可省略不计，故一条车道的加宽：,b,单,=,对于有个车道的行车道,：,b,n,=,二、平曲线加宽及其过渡,半挂车的加宽值由图的几何关系求得：,b,1,=b,2,=,由于,=R-b,1,，而,b,1,与相比甚微，可取,R,=R,，于是半挂车的加宽值：,b=b,1,+b,2,=,令,A,1,2,+A,2,2,=A,2,上式仍旧纳成为,b=,曲线的加宽除考虑上述宽度外，还应考虑汽车在曲线上行驶时横向摆动宽度较直线大，总加宽值为：,由上式知，加宽值随半径的增大而减小，当,时，加宽值很小，且考虑行车道本身已具有一定的富余宽度，故当 时不设加宽。,加宽类别,250200,200150,150100,10070,7050,5030,3025,2520,2015,1,5,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.8,2.2,2.5,2,8,0.6,0.7,0.9,1.2,1.5,2.0,-,3,5.2+8.8,0.8,1.0,1.5,2.0,2.5,-,双车道公路平曲线的加宽值,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。,2.,加宽的过渡,比例过渡,在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽，如图,5-10,所,示。加宽、缓和段内任意点的加宽值：,b,x,=b,适用,:,可用二、三、四公路。,二次抛物线过渡,b,x,=b(T+L,x,),2,/4TL ,L,x,T,b,x,=bL,x,L TL,x,L,T,b,x,=bL,x,L,b(L,x,L+T),2,4TL L,二次抛物的切线长，当,m,时，取,10m,；当,50m,时，取,m,，,3,、加宽缓和段的长度,对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用与缓和曲线相同的长度。对于不设缓和曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用与超高缓和段相同的长度。即不设缓和曲线，又不设超高的平曲线，加宽缓和段应按渐变率为,1:15,且长度不小于,10m,的要求设置。对于复曲线的大圆和小圆之间设有缓和曲线的加宽缓和段，均可以按上述方法处理。,第三节,横断面设计与绘制,一、标准横断面设计图,是路线各种横断面中，可能出现的几种典型形式，是设计文件的组成部分之一。其详细尺寸按设计取定。,横断面按填、挖情况大体可分为：路堤、路堑、半填半挖式；按在路线上的不同位置可分为：直线上的断面、圆曲线上的断面、过渡段上的断面。,横断面设计主要解决各种断面的外形及相应的尺寸、坡度等；应注意的主要问题是：路基的稳定、排水、尽量少占地。,公路常用的典型横断面图式,一般路堤,沿河路堤,半填半挖路基,矮墙路基,护肩路基,砌石路基,挡土墙路基,护足路基,挖方路基,利用挖渠土填筑路基,逐桩横断面图的比例尺一般为,1,：,200,。,画法：由下向上、由左向右按桩号大小以此画处。,1,、设计所需资料,原地面横断面线，施工高度，路基宽度，边坡值，边沟形式和尺寸，平曲线起、终点桩号、转向、超高、加宽值，路拱横坡，视距要求的切除范围。,2,、逐桩横断面图的绘制,直线段、圆曲线段、缓和段,二、逐桩横断面图的绘制,三、路基设计表,第四节,路基土石方数量计算及调配,一,.,横断面面积计算,1.,积距法,2.,座标法,3,、注意事项,（,1,）填、挖方分开计；,（,2,）填方中的填石、边坡加固、填土分开计，档墙、砌石的面积应单计；,（,3,）挖方中的挖土、挖石分开计；,（,4,）若基地需要换土，应先计算一次挖土面积，再计算一次填土面积；挖土质台阶同样处理；,（,5,）大、中桥起、终点间的横断面面积不计算；,（,6,）计算填方路基的填土面积时，应去掉路槽面积；,（,7,）计算挖方路基的挖方面积时，应加上路槽面积。,二,.,土石方数量计算,采用平均断面法计算土石方数量：,计算时，填方、挖方分别计算，土、石分别计算。常利用,路基土石方数量计算表,进行计算。,三,.,路基土石方调配,1.,调配原则,在半挖半填断面中，首先考虑本路段内移挖作填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总的运输量。,应考虑桥涵位置对施工的影响，一般大沟不作跨越调运，尽可能减少和避免上坡运输。,确定合理的经济运距，合理考虑“移挖作填”。,土方和石方要分别调运,位于山坡上的回头曲线，要优先考虑上下线的土方竖向调运。,借土和弃土要处理好和地方的关系。,2.,土石方调配方法,一般在土石方数量计算表上进行。,将影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟在表上注明；,做横向平衡（本桩利用），明确利用、填缺、挖余数量；,纵向调配前，定出合理的经济运距。,逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用，并把具体的调运方向和数量用箭头表明在纵向利用调配栏中。,3.,关于调配计算的几个问题,（,1,）经济运距,B,借土单价（元,/m,3,）,T,远运运费单价（元,/m,3,）,（,2,）平均运距,（,3,）运量,（,4,）计价土石方,计价土石方,=,挖方数量,+,借方数量,=,填方数量,+,弃方数量,经过纵向调配，仍有填缺或挖余，则应确定借土或弃土地点。,土石方调配后，应按下式进行复核：,横向调运纵向调运借方填方,横向调运纵向调运弃方挖方,挖方借方填方弃方,本章结束返回,