大学道路勘测设计横断面设计.pptx

第四章第四章 横断面设计横断面设计第一节第一节 道路用地范围与建筑限界道路用地范围与建筑限界一、道路用地范围一、道路用地范围 1.1.定定义义：道道路路用用地地是是指指为为修修建建、养养护护道道路路及及其其沿沿线线设设施施而而依依据据国家规定所征用的土地。国家规定所征用的土地。2.2.公路用地范围的划定公路用地范围的划定（1）新建公路新建公路 路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）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，或路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不少于以外，或路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不少于1m1m的土地为公路用地范围。的土地为公路用地范围。在有条件的地段，高速公路、一级公路不少于在有条件的地段，高速公路、一级公路不少于3m3m，二级公路，二级公路不少于不少于2m2m的土地为公路用地范围。的土地为公路用地范围。高填深挖路段：应根据边坡稳定计算确定用地范围。高填深挖路段：应根据边坡稳定计算确定用地范围。（2 2）改建公路改建公路 对现有的公路，保持其原有的用地范围不变，改建路段对现有的公路，保持其原有的用地范围不变，改建路段参照新建公路规定执行。参照新建公路规定执行。（3 3）其他其他 立体交叉、服务设施、安全设施、交通管理设施、停车立体交叉、服务设施、安全设施、交通管理设施、停车设施及路边房屋、料场等在节约用地的原则下，根据实际设施及路边房屋、料场等在节约用地的原则下，根据实际需要确定用地范围。需要确定用地范围。在风沙、雪害及特殊地质地带：应根据需要确定设置防在风沙、雪害及特殊地质地带：应根据需要确定设置防护林，种植固沙植物，安装防沙或防雪栅栏以及设置反压护林，种植固沙植物，安装防沙或防雪栅栏以及设置反压护道等设施所需的用地范围。护道等设施所需的用地范围。二、建筑界限二、建筑界限1.1.定义定义 道路建筑限界（又称净空）：是为保证道路上各种车道路建筑限界（又称净空）：是为保证道路上各种车辆、人群的正常通行与安全，在一定的高度和宽度范围辆、人群的正常通行与安全，在一定的高度和宽度范围内不允许有任何障碍物侵入的空间界线。内不允许有任何障碍物侵入的空间界线。道路建筑限界由净高和净宽两部分组成。道路建筑限界由净高和净宽两部分组成。（1 1）净高）净高 高速公路、一级、二级公路：高速公路、一级、二级公路：5.0m5.0m 三、四级公路：三、四级公路：4.5m4.5m （中级或低级路面可预留（中级或低级路面可预留20cm20cm净高）净高）城市道路：各种汽车城市道路：各种汽车4.5m4.5m，无轨电车，无轨电车5.0m5.0m，有轨电车有轨电车5.5m5.5m 自行车和行人自行车和行人2.5m2.5m，其它非机动车其它非机动车3.5m3.5m（2 2）净宽净宽 高速、一级公路：行车带、路缘带、硬路肩、部分中央高速、一级公路：行车带、路缘带、硬路肩、部分中央分隔带的宽度分隔带的宽度二二、三三、四四级级公公路路：行行车车带带及及部部分分路路肩肩 （路路肩肩宽宽度度-0.25m-0.25m）的的宽宽度度。设设人人行行道道、自自行行车车道道时时，还还应应包包括它们的宽度。括它们的宽度。2.2.道路建筑限界的边界线依下列原则确定：道路建筑限界的边界线依下列原则确定：（1 1）上上缘缘边边界界线线：对对于于一一般般路路拱拱路路段段，为为一一条条水水平平线线；对对于于设置超高的路段，是与超高横坡相平行的斜线。设置超高的路段，是与超高横坡相平行的斜线。（2 2）两两侧侧边边界界线线：对对于于一一般般路路拱拱路路段段，两两侧侧边边界界线线与与水水平平线线垂直，设置超高的路段，与超高横坡线垂直。垂直，设置超高的路段，与超高横坡线垂直。第二节第二节 公路路基横断面组成及宽度公路路基横断面组成及宽度 一、路基横断面的一般组成一、路基横断面的一般组成 1)1)行车道：供各种车辆行驶部分的总称。行车道：供各种车辆行驶部分的总称。2)2)路肩：位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状构路肩：位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状构造物。造物。3)3)中间带：高速公路及一级公路上用于分隔对向车辆的带状构中间带：高速公路及一级公路上用于分隔对向车辆的带状构造物。造物。4)4)边坡：为保证路基稳定，在路基两侧具有一定坡度的坡面。边坡：为保证路基稳定，在路基两侧具有一定坡度的坡面。5)5)边沟：为汇集和排除路面、路肩及边坡流水在挖方或低填方边沟：为汇集和排除路面、路肩及边坡流水在挖方或低填方路基两侧设置的纵向排水沟。路基两侧设置的纵向排水沟。二、特殊组成（二、特殊组成（P118P118）1 1）应急停车带）应急停车带 2 2）爬坡车道）爬坡车道 3 3）变速车道）变速车道 4 4）错车道）错车道 5 5）护坡道）护坡道 6 6）碎落台）碎落台 7 7）截水沟）截水沟 8)8)避险车道避险车道三、一般组成部分的宽度三、一般组成部分的宽度三、一般组成部分的宽度三、一般组成部分的宽度 1.1.行车道宽度行车道宽度行车道宽度行车道宽度2 2 2 2、路肩、路肩、路肩、路肩路肩由土路肩和硬路肩组成。硬路肩又称加固路路肩由土路肩和硬路肩组成。硬路肩又称加固路路肩由土路肩和硬路肩组成。硬路肩又称加固路路肩由土路肩和硬路肩组成。硬路肩又称加固路肩。肩。肩。肩。路肩的作用：路肩的作用：增增加加路路幅幅的的侧侧向向余余宽宽，供供临临时时停停车车、错错车车或或堆堆放放养养路路材材料之用；料之用；具有保护路面及支撑路面结构的作用；具有保护路面及支撑路面结构的作用；显显示示行行车车道道的的边边缘缘线线，有有利利于于视视线线诱诱导导，增增加加行行车车的的舒舒适感和安全感；适感和安全感；为为公公路路的的其其他他设设施施(如如护护墙墙、护护栏栏、绿绿化化、电电杆杆、地地下下管管线线等等)提提供供设设置置的的场场地地，也也可可供供养养护护人人员员养养护护操操作作、避避车车之用；之用；精心养护的路肩，能增加公路的美感。精心养护的路肩，能增加公路的美感。高速公路和一级公路应在硬路肩宽度内设右侧路缘带，其宽高速公路和一级公路应在硬路肩宽度内设右侧路缘带，其宽度一般为度一般为0.5m0.5m。二、三、四级公路可不设硬路肩，但在村镇附近及混合交通二、三、四级公路可不设硬路肩，但在村镇附近及混合交通量大的路段应予加固。量大的路段应予加固。高速公路采用分离式断面时，行车道左侧应设硬路肩，其宽高速公路采用分离式断面时，行车道左侧应设硬路肩，其宽度一般为度一般为1.25m(1.25m(计算行车速度计算行车速度120km/h)120km/h)、1.00m(1.00m(计算行车速度计算行车速度100km/h)100km/h)或或0.75m(0.75m(计算行车速度小于计算行车速度小于80km/h)80km/h)。3 3、中间带、中间带 高速公路和一级公路的整体式断面型式应设置中间带。中高速公路和一级公路的整体式断面型式应设置中间带。中间带由中央分隔带和两条左侧路缘带组成。间带由中央分隔带和两条左侧路缘带组成。在中间带上种植花草灌木或在中间带上种植花草灌木或设置防眩网，可以防止对向车灯设置防眩网，可以防止对向车灯产生的眩光，又美化路容和环境；产生的眩光，又美化路容和环境；为沿线设施的设置提供场地；为沿线设施的设置提供场地；为公路分期改建提供储备用为公路分期改建提供储备用地；地；显示行车道位置，起视线诱显示行车道位置，起视线诱导作用。导作用。作用：作用：将对向车流分开，避免车辆任意调头，减少交通事故提高将对向车流分开，避免车辆任意调头，减少交通事故提高通行能力；通行能力；中间带的宽度依行车道的侧向余宽和设施带宽度而定，愈中间带的宽度依行车道的侧向余宽和设施带宽度而定，愈宽效果愈好。宽效果愈好。一条公路上不得频繁变化中央分隔带宽度以保持良好的线形一条公路上不得频繁变化中央分隔带宽度以保持良好的线形及视觉。及视觉。4 4、路基宽度、路基宽度 公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。当设有中间带、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、应急停车带等，尚应包括这些部分的宽变速车道、爬坡车道、应急停车带等，尚应包括这些部分的宽度。度。四级公路宜采用四级公路宜采用3.5米的行车道和米的行车道和6.5米的路基。当交通量较米的路基。当交通量较大时，可采用大时，可采用6.0米的行车道和米的行车道和7.0米的路基；困难地区采用米的路基；困难地区采用4.5米的路基，但应设置错车道。米的路基，但应设置错车道。第三节第三节 路拱、边沟及边坡路拱、边沟及边坡1 1路拱路拱为了迅速排除路面上的雨水，将路面做成由中间向两侧倾斜为了迅速排除路面上的雨水，将路面做成由中间向两侧倾斜的拱形，称为路拱。的拱形，称为路拱。路拱虽然对排水有利，但由于汽车自身的重力沿着路拱横坡路拱虽然对排水有利，但由于汽车自身的重力沿着路拱横坡方向的分力增加了行车的不平稳，对行车不利。方向的分力增加了行车的不平稳，对行车不利。对对于于不不同同的的路路面面类类型型和和行行车车道道宽宽度度，结结合合当当地地的的自自然然条条件件、降降雨雨强强度度等等采采用用不不同同的的路拱坡度。路拱坡度。路拱的形式有抛物线形、直线接曲线形、折线形等。路拱的形式有抛物线形、直线接曲线形、折线形等。土路肩由于其排水性远低于路面，为了迅速排除路面水，土路肩由于其排水性远低于路面，为了迅速排除路面水，其横坡度一般较路拱横坡增加其横坡度一般较路拱横坡增加1 1-2-2。硬路肩一般与路面采用同一横坡，也可稍大于路面。硬路肩一般与路面采用同一横坡，也可稍大于路面。2 2边沟边沟(1)(1)边边沟沟的的作作用用是是设设置置于于挖挖方方和和低低填填方方路路段段，沿沿路路基基两两侧侧布布置的纵向排水沟。置的纵向排水沟。(2)(2)边边沟沟的的纵纵坡坡一一般般与与路路线线纵纵坡坡一一致致，当当路路线线纵纵坡坡为为零零时时，边沟仍应保持边沟仍应保持0.30.30.50.5的最小纵坡。的最小纵坡。(3)(3)边沟的断面形式及尺寸边沟的断面形式及尺寸 一一般般采采用用梯梯形形。底底宽宽与与深深度度一一般般都都不不应应小小于于0.4m0.4m；干干旱旱地地区区也也可可采采用用0.3m0.3m。边边沟沟边边坡坡根根据据地地质质情情况况而而定定，内内侧侧边边坡坡一一般般为为1 1：1 11 1：1.51.5，石质路段可以直立。，石质路段可以直立。采采用用机机械械化化施施工工时时，土土方方边边沟沟可可做做成成三三角角形形，其其内内侧侧边边坡坡可用可用1 1：2 21 1：3 3，外侧边坡一般为，外侧边坡一般为1 1：1 11 1：2 2。3 3边坡边坡(1)(1)路堤边坡路堤边坡 路堤的边坡坡度，应根据填料的物理力学性质、气候条件、边坡高度以及基底的工程地质和水文地质条件进行合理的选定。1)1)填土路堤边坡填土路堤边坡 2)2)填石路堤边坡填石路堤边坡(2)(2)路堑边坡路堑边坡 路堑或挖方路基边坡的稳定性主要和当地的工程地质、水文路堑或挖方路基边坡的稳定性主要和当地的工程地质、水文地质和地面排水条件有关。此外，地貌、气候等因素对其稳地质和地面排水条件有关。此外，地貌、气候等因素对其稳定性也有很大影响。定性也有很大影响。土土质质路路堑堑边边坡坡第四节 路基横断面设计及成果一、横断面设计步骤一、横断面设计步骤1 1点绘横断面地面线。点绘横断面地面线。2.2.根根据据路路线线和和路路基基资资料料，将将横横断断面面的的填填、挖挖值值及及有有关关资资料料（如如路路基基宽宽度度、加加宽宽值值、超超高高坡坡度度、缓缓和和曲曲线线长长度度、平平曲曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。线半径等）抄于相应桩号的断面上。3.3.根根据据现现场场调调查查的的土土壤壤地地质质资资料料，示示出出土土石石界界限限，确确定定边边坡坡坡度及边沟的开头与尺寸。坡度及边沟的开头与尺寸。4.4.绘制横断面设计线（绘制横断面设计线（“戴帽子戴帽子”）包包括括路路基基、边边沟沟、截截水水沟沟、加加固固及及防防护护工工程程、护护坡坡道道、碎碎石石台台等等。弯弯道道上上应应示示出出超超高高与与加加宽宽。一一般般直直线线段段可可不不示示出路拱坡度。出路拱坡度。5.5.计算各横断面的填、挖面积值。计算各横断面的填、挖面积值。二、横断面设计成果二、横断面设计成果“两图两表两图两表”，即：路基横断面设计图、路基标准横断面图、，即：路基横断面设计图、路基标准横断面图、路基设计表、路基土石方计算表。路基设计表、路基土石方计算表。1.1.路基横断面设计图路基横断面设计图（1 1）在计算纸上绘制横断面的地面线。）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。获得。横断面图的比例尺一般是横断面图的比例尺一般是1 1：200200。（2 2）绘出设计线：）绘出设计线：“戴帽子戴帽子”nK5+300.00n右：右：3.7,-.17,12.7,-1.07,25,-2.313.7,-.17,12.7,-1.07,25,-2.31n左：左：6.4,0.82,8.7,1.3,13.58,1.79,25,2.876.4,0.82,8.7,1.3,13.58,1.79,25,2.87（3 3）绘出防护及加固设施的断面图。）绘出防护及加固设施的断面图。（4 4）根根据据综综合合排排水水设设计计，画画出出路路基基边边沟沟、截截水水沟沟、排排灌灌渠渠等等的位置和断面形式。的位置和断面形式。2.2.路路基标准横断面图基标准横断面图示示出出所所有有设设计计线线的的形形状状、比比例例及及尺尺寸寸，以以指指导导施施工工。因因此此不不必必对每个断面进行详细的标注，避免了工作的重复。对每个断面进行详细的标注，避免了工作的重复。3.3.3.3.编制路基设计表编制路基设计表编制路基设计表编制路基设计表 是公路设计文件中施工图的组成内容之一，是平、纵、横等测是公路设计文件中施工图的组成内容之一，是平、纵、横等测设资料的综合与汇总。设资料的综合与汇总。4.4.路基土石方计算表路基土石方计算表是评价公路测设质量的主要技术经济指标之一，是编制公路施工是评价公路测设质量的主要技术经济指标之一，是编制公路施工组织计划和工程概预算的主要依据。组织计划和工程概预算的主要依据。一、横断面面积计算一、横断面面积计算 （一）积距法：（条分法）（一）积距法：（条分法）适用于不规则图形面积计算。适用于不规则图形面积计算。把把横横断断面面图图划划分分成成若若干干条条等等宽宽的的小小条条，累累加加每每一一小小条条中中心心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。第五节第五节 路基土石方数量计算及调配路基土石方数量计算及调配 每个小条块的近似面积为：每个小条块的近似面积为：横断面面积：横断面面积：（二）块分法：（二）块分法：把把横横断断面面图图上上地地面面线线及及设设计计线线的的转转折折点点划划分分成成若若干干块块不不等等宽宽的的梯梯形形或或三三角角形形，分分别别计计算算为为一一块块图图形形的的面面积积并并累累加加起起来，即为该图形的面积。来，即为该图形的面积。适用于计算机计算，精度高。适用于计算机计算，精度高。已知断面图上各转折点坐标（已知断面图上各转折点坐标（x xi i，y yi i），则断面面积为：），则断面面积为：（三）坐标法（三）坐标法二、土石方数量计算二、土石方数量计算1.1.平均断面法：平均断面法：若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则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：可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：2.2.棱台体积法：棱台体积法：若若F F1 1和和F F2 2相相差差甚甚大大，则则与与棱棱台台更更为为接接近近。其其计计算算公公式为：式为：3.3.土石方数量计算应注意的问题：土石方数量计算应注意的问题：（1 1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；（2 2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）；）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）；（3 3）路路基基填填、挖挖方方数数量量中中应应考考虑虑路路面面所所占占的的体体积积，（填填方方扣扣除、挖方增加）；除、挖方增加）；（4 4）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。4.4.编制路基土石方数量计算表编制路基土石方数量计算表 5.5.编制每公里路基土石方数量表编制每公里路基土石方数量表土石方调配的目的：确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；土石方调配的目的：确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；以及计价土石方的数量和运量等。以及计价土石方的数量和运量等。填方土源：附近挖方利用填方土源：附近挖方利用 借土借土 挖方去向：调往附近填方挖方去向：调往附近填方 弃土弃土 （一）土石方调配原则（一）土石方调配原则 （1 1）就近利用，以减少运量；）就近利用，以减少运量；（2 2）不跨沟调运；）不跨沟调运；（3 3）高向低调运；）高向低调运；（4 4）经济合理；）经济合理；三、路基土石方调配三、路基土石方调配应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的比较）。的比较）。远运利用的费用：运输费用、装卸费等远运利用的费用：运输费用、装卸费等 借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费运费（5 5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。路基稳定和人工构造物的材料供应。（6 6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。（二）土石方调配方法（二）土石方调配方法土石方计算表调配法：公路设计文件推荐方法。土石方计算表调配法：公路设计文件推荐方法。土石方调配后，应按下式进行复核检查：土石方调配后，应按下式进行复核检查：横向调运横向调运+纵向调运纵向调运+借方借方=填方填方 横向调运横向调运+纵向调运纵向调运+弃方弃方=挖方挖方 挖方挖方+借方借方=填方填方+弃方弃方（三）关于调配计算的几个问题（三）关于调配计算的几个问题（1 1）经济运距：）经济运距：移移挖挖作作填填与与附附近近借借方方经经济济比比较较，调调运运填填方方的的最最大大距距离离即即所谓所谓“经济运距经济运距”。式中：式中：B B借土单价（元借土单价（元m m3 3）；）；T T远运运费单价（元远运运费单价（元m m3 3kmkm）；）；L L兔兔免费运距（免费运距（kmkm）。）。（2 2）平均运距）平均运距运距：是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。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。平均运距：挖方路段中心桩号至填方路段中心桩号的距离计算。平均运距：挖方路段中心桩号至填方路段中心桩号的距离计算。（3 3）运量）运量 土土石石方方运运量量为为平平均均运运距距与与土土石石方方调调配配数数量量的的乘乘积积。单单位位：m m3 3kmkm（4 4）计价土石方数量）计价土石方数量 计价土石方数量计价土石方数量=挖方数量挖方数量+借方数量借方数量如某工程土石方数量：填方如某工程土石方数量：填方500m500m3 3 挖方挖方200m200m3 3 借方借方400m400m3 3 弃方弃方100m100m3 3则计价土石方数量则计价土石方数量=600m=600m3 3 一一般般工工程程的的土土石石方方总总量量，实实际际上上是是指指计计价价土土石石方方数数量量。一一条条公公路路的的土土石石方方总总量量，一一般般包包括括路路基基工工程程、排排水水工工程程、临临时时工工程程、小桥涵工程等项目的土石方数量。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。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。