公路工程-橫斷面設計

1、內蒙古工業(yè)大學第三節(jié)第三節(jié) 橫斷面設計橫斷面設計n 本節(jié)主要介紹公路和城市道路的橫斷面組成及設計方法。內蒙古工業(yè)大學第1節(jié) 道路橫斷面的組成 .路幅是指公路路基頂面兩路肩外側邊緣之間部分。 一、公路橫斷面組成1.路幅的構成路幅的構成內蒙古工業(yè)大學 . 分隔帶分隔（整體式斷面） . 將上、下行車道放在不同的平面上加以分隔（分離式斷面）。 .路幅分隔的方式：延安-黃陵高速公路昌九高速公路內蒙古工業(yè)大學2. 路幅布置類型路幅布置類型 . 單幅雙車道 雙幅多車道 單車道 單幅雙車道雙幅多車道多幅多車道單車道內蒙古工業(yè)大學 . 路拱：為了迅速排除路面和路肩上的降水，將路面和路肩作成有一定橫坡的斜面。直線

2、路段的路面為中間高兩邊低呈雙向傾斜，稱作路拱。 . 超高：小半徑曲線上為了抵消離心力，路面作成向彎首內側傾斜的單一橫坡，稱作超高內蒙古工業(yè)大學 單幅路 俗稱“一塊板”斷面。各種車輛在車道上混合行駛。二、城市道路橫斷面組成二、城市道路橫斷面組成 1. 布置類型布置類型 廣州解放路內蒙古工業(yè)大學雙幅路俗稱“兩塊板”斷面。在車道中心用分隔帶或分隔墩將車道分為兩半，上、下行車輛向行駛。各自再根據需要決定是否劃分快、慢車道。Mexico City內蒙古工業(yè)大學三幅路俗稱“三塊板”斷面，中間為雙向行駛的機動車道，兩側為靠右行駛的非機動車道。桂林解放橋內蒙古工業(yè)大學四幅路俗稱“四塊板”斷面，在三幅路的基礎上

3、，再將中間機動車道分隔，分向行駛。Berlin內蒙古工業(yè)大學優(yōu)點： 占地少，投資省，缺點： 各種車輛混合行駛，于交通安全不利適用：機動車交通量不大非機動車較少的次干路支路 用地不足拆遷困難的舊城改建的城市道路上。交通組織：劃快慢車行駛分車線?？燔囋谥虚g行駛，不劃分車線，組織單行交通，限制載重車和非機動車2. 斷面形式的選用斷面形式的選用單幅路單幅路雙幅路雙幅路三幅路三幅路四幅路四幅路優(yōu)點： 減少行車干擾，提高車速，分隔帶上可以用作綠 化、布置照明和敷設管線等，缺點：機非混合行駛，不安全，適用：郊區(qū)快速路 交通組織：劃快慢車行駛分車線優(yōu)點： 機非分行，分隔帶在分隔帶上布置綠帶，有利于夏天遮陽防曬

4、、減少噪音和布置照明，缺點：占地多，只有紅線寬度等于或大于40m時才滿足車道布置的要求。適用：機動車交通量大、非機動車多的城市道路交通組織：交通組織：機非分行，互不干擾優(yōu)點： 機非分行，對向分隔，車速高，缺點：占地多。適用：機動車交通量大、非機動車多的城市主干路和快速路。交通組織：機非分行，互不干擾內蒙古工業(yè)大學第2節(jié) 路肩、分車帶、路側帶與路緣帶 一、一、 路肩的作用及其寬度路肩的作用及其寬度路肩路緣帶土路肩路肩的構成2 .路肩的作用路肩的作用由于路肩緊靠在路面的兩側設置，具有保護及支撐路面結構的作用。供發(fā)生故障的車輛臨時停放之用，有利于防止交通事故和避免交通紊亂。作為側向余寬余寬的一部分，

5、能自己增進駕駛的安全和舒適感，這對保證設計車速是必要的，尤其在挖方路段，還可以增加彎道視距，減小行車事故。.提供道路養(yǎng)護作業(yè)、埋設地下管線的場所。.精心養(yǎng)護的路肩，能增加公路的美觀。1 .路肩的構成路肩的構成硬路肩內蒙古工業(yè)大學3. 路肩的寬度路肩的寬度 高速公路、一級公路的平原微丘區(qū)，有條件時路肩寬度宜采用2.50的硬路肩。 其它各級公路和城市道路的路肩寬度根據條件可采用2.25m、2.00、1.75m、1.50m、1.00m、0.75m，最窄不能0.50m。公路等級高速公路一二三四計算行車速度（km/h）12100806010060804060304020硬路肩寬度（m）一般值3.25或3

6、.503.002.752.503.002.50低限值3.002.751.502.751.50土路肩寬度（m）一般值0.750.750.750.500.750.501.500.750.750.750.50或1.50低限值附表各級公路路肩寬度內蒙古工業(yè)大學二. 分隔帶的作用及其寬度 1. 中間帶中間帶 四條和四條以上車道的公路應設置中間帶。組成：中間帶由兩條左側路緣帶和中央分隔帶組成。中間帶中央分隔帶中間帶寬度隨公路等級、地形條件變化在2.504.50m之間，特殊情況下可減至2.00m。左側路緣帶常用寬度為0.50或0.75m。 寬度內蒙古工業(yè)大學為了便于養(yǎng)護作業(yè)和某些車輛在必要時駛向反向車道，中

7、央分隔帶應按一定距離設置開口部。開口部一般情況下以每2km的間距設置為宜，在互通式立體交叉、隧道、特大橋、服務區(qū)等設施的前后必須設置開口。. 開口：內蒙古工業(yè)大學 種植花草灌木或設置防眩網防眩網，可防止對向車輛燈光眩目，還可起到養(yǎng)化路容和環(huán)境的作用。 分隔帶兩側的路緣帶，由于有一定寬度且顏色醒目，既引導引導駕駛員視線，又增加行車所必須和側向余寬，從而提高行車的安全性和舒適性。. 路肩的作用： 上、下流分開，防止因快車駛入向行車帶造成車禍，減少公路中心線附近的交通阻力，從而提高通行能力。 是設置公路標志牌及其它交通管理設施的場地，也可用為行人的安全島使用。 布置在橫斷面兩側的分車帶叫兩側帶兩側帶

8、，其作用與中間帶相同，只是設置的位置不同而已。它可以分隔快車道與慢車道、機動車道與非機動車道、車行道與人行道等。 兩側帶的最小寬度規(guī)定為2.0m至2.25m。在北方寒冷積雪地區(qū)，在滿足最小寬度的前提下，還應考慮能否臨時堆放積雪的要求。 2. 兩側帶兩側帶內蒙古工業(yè)大學三. 城市道路路側帶的組成及其寬度 人行道綠化帶公用設施帶1.人行道人行道 人行道主要是供行人步行之用，同時也是植物、立桿的場地。人行道的地下還可埋設管線等。 行人步行道寬度： 一條人行道的寬度在0.750.9米之間，通常在設計中取1米。則人行道寬度取決于行人交通量和人行道的通行能力。類別人行道(P(hm)人行橫道P/(tghm)

9、人行天橋、人行地道(P/(hm)車站、碼頭的人行天橋、人行地道(P/(hm)可能通行能力2400270024001850 人行道的可能通行能力表 表5-5路側帶路側帶組成組成=內蒙古工業(yè)大學2.2. 種植帶種植帶人行道上靠行車道行車道一側種植行道樹行道樹。行道樹的株距一般為4m6m,樹池采用1.5m的正方形或1.2m1.8m的矩形。也有種植草皮與花叢的。3.3.設施帶設施帶設施帶寬度包括設置行人護欄、照明燈柱、標志牌、信號燈等的寬度。常用寬度為：護欄0.25m0.50m,欄柱1.0m1.5m. 四、路緣石四、路緣石 路緣石是設置在路面與其它構造物之間的標石。 路緣石的形狀有立式、斜式和曲線等幾

10、種（圖5-14）內蒙古工業(yè)大學第3節(jié) 行車道寬度 一、行車道寬度的確定一、行車道寬度的確定 行車道的寬度要根據車輛寬度、設計交通量、交通組成和汽車行駛速度來確定。1. 一般公路雙車道公路行車道寬度的確定一般公路雙車道公路行車道寬度的確定 雙車道公路有兩條車道，行車道寬度包括汽車寬度和富余寬度?？捎孟率接嬎悖築雙=a+c+2x+2y B單= yxca2x=y=0.50+0.005V內蒙古工業(yè)大學2.有中央分隔帶的行車寬度有中央分隔帶的行車寬度高速公路、一級公路有四條以上的車道，一般設置中央分隔帶。分隔帶兩側的行車道只有同向行駛的汽車，如圖56所示。S=0.0103V1+0.56 (5-3)D=0

11、.000066(V22V21)+1.49 (5-4)M=0.0203V2+0.46 (5-5)則單側行車帶道度： B=S+D+M+a1+a2 a1a2為汽車后輪外緣間距，對于普通車a=1.60m,大型車a=2.30m。內蒙古工業(yè)大學 結論：計算行車速度V=120km/h時，每條車道的寬度均采用3.75m;當V=100km/h，且交通量大和大型車混入率高時，內側車道應為3.75m,外側車道可采用3.75或3.50m3. 城市道路的行車道寬度城市道路的行車道寬度 （自學）公路等級高 速 公 路一二三四計算行車速度（km/h）120100806010060804060304020車道數8644444

12、422221或2行車道寬度（m）215211.2527.527.527.527.027.527.09.07.07.06.03.5或6.0表5-1 各級公路行車道寬度內蒙古工業(yè)大學1. 加寬值的計算加寬值的計算汽車行駛在曲線上，各輪跡半徑不同，其中以后內輪軌跡半經最小，且偏向曲線內側，故曲線內側應增加路面寬度，以確保曲線以行車順適與安全。普通汽車的加寬值可由圖5-8所示的幾何關系求得：b=R(R1+B)而 R1+B=故 b= 上式每二項后的數值極小，可省略不計，故一條車道的加寬：b單=.8234222RARARARR2A2RA22348RA對于有個車道的行車道： bn= RNA22二、平曲線加寬

13、及其過渡二、平曲線加寬及其過渡 （簡單了解簡單了解）內蒙古工業(yè)大學半掛車的加寬值由圖-的幾何關系求得：b1= b2=RA212122RA由于=R-b1，而b1與相比甚微，可取R=R，于是半掛車的加寬值：b=b1+b2=令 A12+A22=A2,上式仍舊納成為 b=RAA22212RNA22內蒙古工業(yè)大學加寬類別2502002001501501001007070505030302525202015150.40.60.81.01.21.41.82.22.5280.60.70.91.21.52.0-35.2+8.80.81.01.52.02.5- 雙車道公路平曲線的加寬值 表5-3圓曲線半徑(m)車

14、型200R250150R200100R15060R10050R6040R5030R4020R3015R20小型汽車0.280.300.320.350.390.400.450.600.70普通汽車0.400.450.600.700.901.001.301.802.40鉸接車0.450.550.750.951.251.501.902.803.50城市道路圓曲線每條車道的加寬值(m) 表5-4 四級公路和山嶺重丘區(qū)的三級公路采用第1類加寬值；其余各級公路采用第3類加寬值。對不經常通行集裝箱運輸半掛車的公路，可采用第2類加寬值。平曲線半徑內蒙古工業(yè)大學2. 加寬的過渡加寬的過渡 比例過渡 在加寬緩和段

15、全長范圍內按其長度成比例逐漸加寬，如圖5-10所示。加寬、緩和段內任意點的加寬值： bx= bLLx適用: 可用二、三、四公路。內蒙古工業(yè)大學二次拋物線過渡 bx=b(T+Lx)2/4TL LxT bx=bLxL TLxLT bx=bLxLb(LxL+T)24TL L二次拋物的切線長，當m時，取10m；當50m時，取m，內蒙古工業(yè)大學.高次拋物線過渡在加寬緩和段上入一條高次拋物線，拋物線上任意點的加寬值： bx=(4k3-3k4)b 適用于各級汽車專用公路 LLxk2.2. 加寬緩和段的長度加寬緩和段的長度1) 對于設置有緩和曲線的平曲線，加寬緩和段應采用與緩和曲線相同的長度相同的長度。2)對

16、于不設緩和曲線，但設置有超高緩和段的平曲線，可采用與超高緩和段相同的長度。3)即不設緩和曲線，又不設超高的平曲線，加寬緩和段應按漸變率為1:15且長度不小于10m的要求設置。對于復曲線的大圓和小圓之間設有緩和曲線的加寬緩和段，均可以按上述方法處理。內蒙古工業(yè)大學第4節(jié) 路拱及超高 一一 路拱及大小路拱及大?。?. 路拱：路拱：為了利于路面橫向排水，將路面做成中央向兩側傾斜的拱形，稱為路拱。其傾斜的大小以百分率表示 2. 影響路拱大小的因素影響路拱大小的因素 路面類型 降雨 車速 路面寬度路面類型路拱橫坡度(%)水泥混凝土路面、整齊石塊.其它黑色路面、整齊石塊.半整齊石塊、不整齊石塊.碎、礫石等

17、料料路面.低級路面.路拱坡度 表5-7內蒙古工業(yè)大學1. 超高及其作用超高及其作用超高：為了抵消車輛在曲線路段上行駛時所產生的離心力，將路面做成外側高于內側的單向橫坡的形式，這就是超高。二、曲線超高二、曲線超高 作用：合理地設置超高，可以全部或部分抵消離心力，提高汽車行駛在曲線上的穩(wěn)定性與舒適性。2.超高橫坡度的計算超高橫坡度的計算)(1272iVR 當V0時，F0，過大的i可能使車輛向彎道內側滑移。結合我國實際情況，高速公路，一級公路最大超高10，其他公路為8。積雪嚴寒地區(qū)6。 內蒙古工業(yè)大學.無中間帶道路的超高過渡.有中間帶公路的超高過渡 3.超高的過渡超高的過渡內蒙古工業(yè)大學繞繞中線中線

18、旋轉旋轉先將外側車道繞路中線旋轉，待達到與內側車道構成單向橫坡時后，整個斷面繞先將外側車道繞路中線旋轉，待達到與內側車道構成單向橫坡時后，整個斷面繞中線旋轉，直到超高橫坡度（圖中線旋轉，直到超高橫坡度（圖5-185-18b b）。）。 繞繞外邊緣外邊緣旋轉旋轉 先將外側繞外邊緣旋轉，與此同時，內側車道隨中線的降低而相應降低，待達先將外側繞外邊緣旋轉，與此同時，內側車道隨中線的降低而相應降低，待達到單向橫坡后，整個端面仍繞外側車道邊緣旋轉，直至超高橫坡度（圖到單向橫坡后，整個端面仍繞外側車道邊緣旋轉，直至超高橫坡度（圖1-181-18c c） . .無中間帶道路的超高過渡無中間帶道路的超高過渡

19、先將外側車道繞路中線旋轉，待達到與內側車道構成單向橫坡后，整個斷先將外側車道繞路中線旋轉，待達到與內側車道構成單向橫坡后，整個斷面再繞未加寬前的內側車道面再繞未加寬前的內側車道邊緣邊緣旋轉，直到超高橫坡值旋轉，直到超高橫坡值內蒙古工業(yè)大學適用： 繞邊線旋轉:由于行車道內側不降低，有利于路基縱向排水，一般新建新建工程多用此法。 繞中線旋轉:可保持中線標高不變，且在超高坡度一定的情況下，外側邊緣的抬高值較小，多用于舊路改建工程。 繞外側邊線旋轉:是一種比較特殊的設計，僅用于某些為改善路容的地點。內蒙古工業(yè)大學 過渡形式： 繞中間帶的中心線旋轉 繞中央分隔帶邊緣旋轉 繞各自行車道中線旋轉 有中間帶公

20、路的超高過渡 適用：繞中間帶的中心線旋轉：中間帶寬度較窄的(S 如圖：5-24)2(8.1802sin)(21)2cos1 (2sin22cos2sin22cos12121sssssssssssssLSRLhRLLSRLSRRhhhLShRRhhhh點軌跡線長度。圓曲線段內的駕駛員視LSsRSh822.設回旋曲線的橫凈距計算設回旋曲線的橫凈距計算 2212116)2sin()()22cos1 (llllRlarctgllhRhhhhss.LSLy如圖5-26 -緩和曲線段上視點軌跡線長度-緩和曲線起點到視距線起點M（N）的距離-平曲線全長范圍內的視點軌跡線長度。lssRRLl l)(21SLl

21、ssLssRRLL 內蒙古工業(yè)大學LS如圖5-27sssRlarctgLShlhRhhhhh622sin)2sin()22cos1 (321321內蒙古工業(yè)大學第6節(jié) 橫斷面設計方法n（一）公路橫斷面設計內容（一）公路橫斷面設計內容一、公路橫斷面設計一、公路橫斷面設計n 1確定路幅橫斷面尺寸（寬度及橫坡度）；確定路幅橫斷面尺寸（寬度及橫坡度）；n 2確定路基高度：縱斷面設計完成；確定路基高度：縱斷面設計完成；n 3路基橫斷面形狀設計：如梯形（直線式邊坡）、折線式路基橫斷面形狀設計：如梯形（直線式邊坡）、折線式邊坡、臺階形邊坡；邊坡、臺階形邊坡；n 4邊坡坡度確定；路堤及路塹邊坡，土質與巖石邊坡

22、邊坡坡度確定；路堤及路塹邊坡，土質與巖石邊坡n 5橫斷面面積計算及土石方數量計算與調配橫斷面面積計算及土石方數量計算與調配內蒙古工業(yè)大學（二）路基橫斷面設計所需要的設計資料（二）路基橫斷面設計所需要的設計資料n1平曲線資料：半徑、緩和曲線、偏角、曲線位置（交點樁平曲線資料：半徑、緩和曲線、偏角、曲線位置（交點樁號）等；號）等；n2每個中樁的填挖高度；每個中樁的填挖高度；n3路基寬度，路面寬度（分別確定左右側寬度）；路基寬度，路面寬度（分別確定左右側寬度）；n4各中樁的超高值；各中樁的超高值；n5路基標準橫斷面圖式（典型橫斷面路基標準橫斷面圖式（典型橫斷面 ）；）；n6路基邊坡坡度值；路基邊坡坡

23、度值；n7邊溝、截水溝的形式及尺寸；邊溝、截水溝的形式及尺寸；n8彎道上視距的是否得到保證（視距臺設計）。彎道上視距的是否得到保證（視距臺設計）。 內蒙古工業(yè)大學（三）橫斷面圖繪制方法（三）橫斷面圖繪制方法n 1在計算紙上繪制橫斷面的地面線。在計算紙上繪制橫斷面的地面線。n 地面線是在現場測繪的，若是紙上定線，可從大比例尺的地地面線是在現場測繪的，若是紙上定線，可從大比例尺的地形圖上內插獲得。形圖上內插獲得。n 橫斷面圖的比例尺一般是橫斷面圖的比例尺一般是1:200(或或1:100等等)。nK5+300.00n右：右：3.7,3.7, -.17, -.17, 12.712.7, -1.07,

24、-1.07, 25 25, -2.31, -2.31n左：左：6.46.4, 0.82, , 0.82, 8.78.7, 1.3, , 1.3, 13.5813.58,1.79, ,1.79, 2525, 2.87, 2.87n 2繪出設計線：繪出設計線：“戴帽子戴帽子” K5+300.00 T=2.52內蒙古工業(yè)大學二、 橫斷面圖1、公路橫斷面設計方法1. 在計算紙上繪制橫斷面的地面線。2. 從路基設計表中抄入路基中心填挖高度等數據3. 繪出路幅寬度，邊坡線。在需要支檔和防護的地方繪出結構物的示意圖。4. 繪出邊溝，截水溝等地位置，內蒙古工業(yè)大學2城市道路橫斷面設計城市道路橫斷面設計一般要用

25、1:100或1:200 地形圖。在圖上應繪制出紅線寬度、行車道、綠帶、人行道、照明、地下管線等的位置。內蒙古工業(yè)大學第第7節(jié)節(jié) 路基土石方數量計算及調配路基土石方數量計算及調配 一. 橫斷面面積計算 1. 積距法iibhF niinhbbhbhbhF121.2. 座標法)(21111iiniiiyxyxF內蒙古工業(yè)大學二. 土石方數量計算 1. 相鄰兩段面均為挖方或填方且面積大小相近：LFFV)(2121).()11 ()(31122121FFFFmmmLFFV2. 相鄰兩段面均為挖方或填方但面積相差較大：內蒙古工業(yè)大學三. 路基土石方調配 1 . 調配原則調配原則 在半挖半填斷面中，首先考慮本路