第五章 橫斷面設計

第五章橫斷面設計本章主要介紹公路和城市道路的橫斷面組成及設計方法。第一節(jié)道路橫斷面的組成第二節(jié)行車道寬度第三節(jié)路肩、分車帶、路側(cè)帶與路緣帶第四節(jié)路拱及超高第五節(jié)距的保障第六節(jié)道路建筑界限與道路用地第七節(jié)橫斷面設計方法第八節(jié)路基土石方數(shù)量計算及調(diào)配第一節(jié)道路橫斷面的組成⑴.路幅是指公路路基頂面兩路肩外側(cè)邊緣之間部分。一、公路橫斷面組成1.路幅的構(gòu)成①.

分隔帶分隔（整體式斷面）②.

將上、下行車道放在不同的平面上加以分隔（分離式斷面）。⑵.路幅分隔的方式：·延安-黃陵高速公路昌九高速公路2.路幅布置類型

⑴.單幅雙車道⑵．雙幅多車道⑶．單車道單幅雙車道雙幅多車道多幅多車道單車道⑷.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。直線路段的路面為中間高兩邊低呈雙向傾斜，稱作路拱。⑸.超高：小半徑曲線上為了抵消離心力，路面作成向彎首內(nèi)側(cè)傾斜的單一橫坡，稱作超高⑴．

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

1.布置類型

廣州解放路⑵．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(jù)需要決定是否劃分快、慢車道。MexicoCity⑶．三幅路俗稱“三塊板”斷面，中間為雙向行駛的機動車道，兩側(cè)為靠右行駛的非機動車道。桂林解放橋⑷．四幅路俗稱“四塊板”斷面，在三幅路的基礎(chǔ)上，再將中間機動車道分隔，分向行駛。Berlin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：①機動車交通量不大非機動車較少的次干路支路

②用地不足拆遷困難的舊城改建的城市道路上。交通組織：①劃快慢車行駛分車線?？燔囋谥虚g行駛，②不劃分車線，組織單行交通，限制載重車和非機動車2.斷面形式的選用單幅路雙幅路三幅路四幅路優(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，在分隔帶上布置綠帶，有利于夏天遮陽防曬、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，互不干擾第三節(jié)路肩、分車帶、路側(cè)帶與路緣帶一、

路肩的作用及其寬度路肩路緣帶土路肩路肩的構(gòu)成2.路肩的作用⑴．由于路肩緊靠在路面的兩側(cè)設置，具有保護及支撐路面結(jié)構(gòu)的作用。⑵．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。⑶．作為側(cè)向余寬的一部分，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。⑷.提供道路養(yǎng)護作業(yè)、埋設地下管線的場所。⑸.精心養(yǎng)護的路肩，能增加公路的美觀。1.路肩的構(gòu)成硬路肩3.路肩的寬度

⑴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。⑵其它各級公路和城市道路的路肩寬度根據(jù)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

3.503.002.752.503.002.50

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二.分隔帶的作用及其寬度

1.中間帶四條和四條以上車道的公路應設置中間帶。⑴組成：中間帶由兩條左側(cè)路緣帶和中央分隔帶組成。中央分隔帶中間帶中間帶寬度隨公路等級、地形條件變化在2.50~4.50m之間，特殊情況下可減至2.00m。左側(cè)路緣帶常用寬度為0.50或0.75m。⑵寬度為了便于養(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。⑶.開口：

⑶.種植花草灌木或設置防眩網(wǎng)，可防止向車輛燈光眩目，還可起到養(yǎng)化路容和環(huán)境的作用。⑷.分隔帶兩側(cè)的路緣帶，由于有一定寬度且顏色醒目，既引導駕駛員視線，又增加行車所必須和側(cè)向余寬，從而提高行車的安全性和舒適性。⑷.作用：

⑴.上、下流分開，防止因快車駛?cè)雽ο蛐熊噹г斐绍嚨?，減少公路中心線附近的交通阻力，從而提高通行能力。⑵.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(cè)的分車帶叫兩側(cè)帶，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(cè)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(cè)帶三.城市道路路側(cè)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0.75—0.9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(h·m))人行橫道P/(tgh·m)人行天橋、人行地道(P/(h·m))車站、碼頭的人行天橋、人行地道(P/(h·m))可能通行能力2400270024001850

人行道的可能通行能力表表5-5組成2.

種植帶人行道上靠行車道一側(cè)種植行道樹。行道樹的株距一般為4m~6m,樹池采用1.5m的正方形或1.2m×1.8m的矩形。也有種植草皮與花叢的。3.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0.25m~0.50m,欄柱1.0m~1.5m.四、路緣石路緣石是設置在路面與其它構(gòu)造物之間的標石。路緣石的形狀有立式、斜式和曲線等幾種（圖5-14）第二節(jié)行車道寬度

一、行車道寬度的確定

行車道的寬度要根據(jù)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

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+2yB單=

x=y=0.50+0.005V2.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(cè)的行車道只有同向行駛的汽車，如圖5—6所示。S=0.0103V1+0.56(5-3)D=0.000066(V22－V21)+1.49(5-4)M=0.0203V2+0.46(5-5)則單側(cè)行車帶道度：B=S+D+M+a1+a2a1a2為汽車后輪外緣間距，對于普通車a=1.60m,大型車a=2.30m。

結(jié)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(nèi)側(cè)車道應為3.75m,外側(cè)車道可采用3.75或3.50m3.城市道路的行車道寬度

（自修）公路等級高速公路一二三四計算行車

速度（km/h）120100806010060804060304020車道數(shù)8644444422221或2行車道

寬度（m）2×

152×

11.252×

7.52×

7.52×

7.52×

7.02×

7.52×

7.09.07.07.06.03.5或6.0表5-1各級公路行車道寬度1.

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(nèi)輪軌跡半經(jīng)最小，且偏向曲線內(nèi)側(cè)，故曲線內(nèi)側(cè)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(guān)系求得：

b=R－(R1+B)而

R1+B=故

b=＋上式每二項后的數(shù)值極小，可省略不計，故一條車道的加寬：

b單=對于有Ｎ個車道的行車道：

bn=二、平曲線加寬及其過渡半掛車的加寬值由圖5—19的幾何關(guān)系求得

由于，而與相比甚微，可取，于是半掛車的加寬值：

令，上式仍舊歸納成加

寬

類

別

250

~

200<200

~

150<150

~

100<100

~

70<70

~

50<50

~

30<30

~

25<25

~

20<20

~

15150.40.60.81.01.21.41.82.22.5280.60.70.91.21.52.0-35.2+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)車型200<R≤250150<R≤200100<R≤15060<R≤10050<R≤6040<R≤5030<R≤4020<R≤3015<R≤20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(jīng)常通行集裝箱運輸半掛車的公路，可采用第2類加寬值。2.加寬的過渡適用:可用二、三、四公路。在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例逐漸加寬，(1)比例過渡⑵．二次拋物線過渡bx=b(T+Lx)2/4TL[－Ｔ≤Lx≤T]

bx=bLx／L[T≤Lx≤L－T]

bx=bLx／L－b(Lx－L+T)2／4TL[L－Ｔ≤Ｌｘ＋Ｔ]Ｔ——二次拋物的切線長，當Ｌ≥５０m時，?。裕?0m；當Ｌ<50m時，取Ｔ＝５m，2.

加寬緩和段的長度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。對于不設緩和曲線，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。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。

（2）高次拋物線過渡在加寬緩和段上插入一條高次拋物線，拋物線上任意點的加寬值：式中：適用于高速和一級公路第四節(jié)路拱及超高一．路拱及大?。?.路拱：為了利于路面橫向排水，將路面做成中央向兩側(cè)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⑴．

路面類型⑵．

降雨⑶．

車速⑷．

路面寬度路面類型路拱橫坡度(%)水泥混凝土路面、整齊石塊１．０～２．０其它黑色路面、整齊石塊１．５～２．５半整齊石塊、不整齊石塊２．０～３．０碎、礫石等料料路面２．５～３．５低級路面３．０～４．０路拱坡度表5-71.超高及其作用⑴．超高：為了抵消車輛在曲線路段上行駛時所產(chǎn)生的離心力，將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的形式，這就是超高。二、曲線超高⑵．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.超高橫坡度的計算當V＝0時，F(xiàn)＝0，過大的i可能使車輛向彎道內(nèi)側(cè)滑移。結(jié)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％。

⑴.無中間帶道路的超高過渡⑵.有中間帶公路的超高過渡⑵3.超高的過渡②繞中線旋轉(zhuǎn)先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn)，待達到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡時后，整個斷面繞中線旋轉(zhuǎn)，直到超高橫坡度（圖5-18b）。

③繞外邊緣旋轉(zhuǎn)先將外側(cè)繞外邊緣旋轉(zhuǎn)，與此同時，內(nèi)側(cè)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(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn)，直至超高橫坡度（圖1-18c）⑴.無中間帶道路的超高過渡①先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn)，待達到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡后，整個斷面再繞未加寬前的內(nèi)側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn)，直到超高橫坡值適用：

繞邊線旋轉(zhuǎn):由于行車道內(nèi)側(cè)不降低，有利于路基縱向排水，一般新建工程多用此法。繞中線旋轉(zhuǎn):可保持中線標高不變，且在超高坡度一定的情況下，外側(cè)邊緣的抬高值較小，多用于舊路改建工程。繞外側(cè)邊線旋轉(zhuǎn):是一種比較特殊的設計，僅用于某些為改善路容的地點。⑵

有中間帶公路的超高過渡適用：繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn)：中間帶寬度較窄的(<=4.5m)

情況；繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)：各種中間帶寬度的都可以用繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn)：對于車道數(shù)大于4條的公路可采用4.高緩和段長度雙車道公路超高緩和段長按右式計算：

Lc=⑴繞邊線旋轉(zhuǎn)⑵繞中線旋轉(zhuǎn)

《規(guī)范》推薦公式：

式中：Lc——超高緩和段長（m）；

β——旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度（m）；

β=B：繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)

β=B/2：繞路中線旋轉(zhuǎn)

Δi——超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差（%）；

Δi=ic：

繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)

Δi=ic+ig：

繞路中線旋轉(zhuǎn)

p——超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸線與行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣線之間的相對坡度。5．橫斷面上超高值的計算平曲線上設置超高以后，道路中線和內(nèi)，外側(cè)邊線與原中線上的設計標高之高差h應予以計算，計算公式列于表5-10和表5-11，可參看5-20和圖5-21．ZHHY1.超高形成過程：

(1)繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)5橫斷面上超高值的計算提肩雙坡階段全超高階段旋轉(zhuǎn)階段繞邊線旋轉(zhuǎn)超高值計算公式

ZHHY提肩雙坡階段全超高階段旋轉(zhuǎn)階段(2)繞路面中線旋轉(zhuǎn)5.橫斷面上超高值的計算第五節(jié)視距的保障一.視距曲線

1.視距曲線：汽車行駛軌跡線上的不同位置引出的一系列視線，它們的弧長都等于S視距，與這些視線相切的曲線稱為視距曲線。2.橫凈距：在彎道各點的橫斷面上，汽車軌跡線與視距曲線之間的距離。

3.行車軌跡線的位置：距離路面內(nèi)邊緣（為加寬前1.5m），視線高1.2m，二.橫凈距的計算

1.

不設回旋曲線的橫凈距計算⑴．L>S

如圖：5-24⑵L<S如圖5-25⑴．圓曲線長度大于視距。即Ly>S2.設回旋曲線的橫凈距計算

⑵.L>S>Ly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(nèi)的視點軌跡線長度。⑶L<S如圖5-27第六節(jié)道路建筑界限與道路用地一.道路建筑界限

1.概念：道路建筑界限又稱建筑凈空是為保證道路上各種車輛、人群的正常通行與安全，在一定的高度和寬度范圍內(nèi)不允許有任何障礙物侵入的空間界限。2.組成：凈高和凈寬

3.

道路建筑界限的邊界確定原則⑴．上緣邊界線⑵．兩側(cè)邊界線二．道路用地⑴新建公路路堤兩側(cè)排水溝外緣（無排水溝時為路堤或護坡道坡腳）以外，路塹坡頂截水溝外邊緣（無截水溝為坡頂）以外不小于1m的土地為公路用地范圍在有條件的地段，高速公路、一級公路不小于3m，二級公路不小于2m的土地為公路用地范圍。⑵高真深挖路段，為保證路基的穩(wěn)定，應根據(jù)實際情況確定用地范圍。第七節(jié)橫斷面設計方法（一）公路橫斷面設計內(nèi)容一、公路橫斷面設計

1．確定路幅橫斷面尺寸（寬度及橫坡度）；

2．確定路基高度：縱斷面設計完成；

3．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；

4．邊坡坡度確定；路堤及路塹邊坡，土質(zhì)與巖石邊坡

5．橫斷面面積計算及土石方數(shù)量計算與調(diào)配（二）路基橫斷面設計所需要的設計資料1．平曲線資料：半徑、緩和曲線、偏角、曲線位置（交點樁號）等；2．每個中樁的填挖高度；3．路基寬度，路面寬度（分別確定左右側(cè)寬度）；4．各中樁的超高值；5．路基標準橫斷面圖式（典型橫斷面）；6．路基邊坡坡度值；7．邊溝、截水溝的形式及尺寸；8．彎道上視距的是否得到保證（視距臺設計）。（三）橫斷面圖繪制方法

1．在計算紙上繪制橫斷面的地面線。地面線是在現(xiàn)場測繪的，若是紙上定線，可從大比例尺的地形圖上內(nèi)插獲得。橫斷面圖的比例尺一般是1：200。K5+300.00右：3.7,-.17,12.7,-1.07,25,-2.31左：6.4,0.82,8.7,1.3,13.58,1.79,25,2.87

2．繪出設計線：“戴帽子”

K5+300.00T=2.52二橫斷面圖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。比例尺一般為1：2002.從路基設計表中抄入路基中心填挖高度等數(shù)據(jù)3.

繪出路幅寬度，邊坡線。在需要支檔和防護的地方繪出結(jié)構(gòu)物的示意圖。4.繪出邊溝，截水溝等地位置，2．城市