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1、,第三节 横断面设计,本章主要介绍公路和城市道路的横断面组成及设计方法。,第1节 道路横断面的组成,.路幅是指公路路基顶面两路肩外侧边缘之间部分。,一、公路横断面组成,1.路幅的构成,. 分隔带分隔（整体式断面） . 将上、下行车道放在不同的平面上加以分隔（分离式断面）。,.路幅分隔的方式：,延安-黄陵高速公路,昌九高速公路,2. 路幅布置类型,. 单幅双车道 双幅多车道 单车道,单幅双车道,双幅多车道,多幅多车道,单车道,. 路拱：为了迅速排除路面和路肩上的降水，将路面和路肩作成有一定横坡的斜面。直线路段的路面为中间高两边低呈双向倾斜，称作路拱。,. 超高：小半径曲线上为了抵消离心力，路面作
2、成向弯首内侧倾斜的单一横坡，称作超高, 单幅路 俗称“一块板”断面。各种车辆在车道上混合行驶。,二、城市道路横断面组成,1. 布置类型,广州解放路,双幅路 俗称“两块板”断面。在车道中心用分隔带或分隔墩将车道分为两半，上、下行车辆向行驶。各自再根据需要决定是否划分快、慢车道。,Mexico City,三幅路 俗称“三块板”断面，中间为双向行驶的机动车道，两侧为靠右行驶的非机动车道。,桂林解放桥,四幅路 俗称“四块板”断面，在三幅路的基础上，再将中间机动车道分隔，分向行驶。,Berlin,2. 断面形式的选用,单幅路,双幅路,三幅路,四幅路,第2节 路肩、分车带、路侧带与路缘带,一、 路肩的作用
3、及其宽度,路缘带,土路肩,2 .路肩的作用 由于路肩紧靠在路面的两侧设置，具有保护及支撑路面结构的作用。 供发生故障的车辆临时停放之用，有利于防止交通事故和避免交通紊乱。 作为侧向余宽的一部分，能自己增进驾驶的安全和舒适感，这对保证设计车速是必要的，尤其在挖方路段，还可以增加弯道视距，减小行车事故。 .提供道路养护作业、埋设地下管线的场所。 .精心养护的路肩，能增加公路的美观。,1 .路肩的构成,3. 路肩的宽度,高速公路、一级公路的平原微丘区，有条件时路肩宽度宜采用2.50的硬路肩。 其它各级公路和城市道路的路肩宽度根据条件可采用2.25m、2.00、1.75m、1.50m、1.00m、0.
4、75m，最窄不能0.50m。,附表各级公路路肩宽度,二. 分隔带的作用及其宽度,1. 中间带 四条和四条以上车道的公路应设置中间带。 组成：中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成。,中间带宽度随公路等级、地形条件变化在2.504.50m之间，特殊情况下可减至2.00m。 左侧路缘带常用宽度为0.50或0.75m。, 宽度,为了便于养护作业和某些车辆在必要时驶向反向车道，中央分隔带应按一定距离设置开口部。开口部一般情况下以每2km的间距设置为宜， 在互通式立体交叉、隧道、特大桥、服务区等设施的前后必须设置开口。,. 开口：,. 种植花草灌木或设置防眩网，可防止向车辆灯光眩目，还可起到养化路容和环
5、境的作用。 .分隔带两侧的路缘带，由于有一定宽度且颜色醒目，既引导驾驶员视线，又增加行车所必须和侧向余宽，从而提高行车的安全性和舒适性。,. 作用： .上、下流分开，防止因快车驶入向行车带造成车祸，减少公路中心线附近的交通阻力，从而提高通行能力。 . 是设置公路标志牌及其它交通管理设施的场地，也可用为行人的安全岛使用,布置在横断面两侧的分车带叫两侧带，其作用与中间带相同，只是设置的位置不同而已。它可以分隔快车道与慢车道、机动车道与非机动车道、车行道与人行道等。 两侧带的最小宽度规定为2.0m至2.25m。在北方寒冷积雪地区，在满足最小宽度的前提下，还应考虑能否临时堆放积雪的要求。,2. 两侧带
6、,三. 城市道路路侧带的组成及其宽度,人行道 绿化带 公用设施带,1.人行道 人行道主要是供行人步行之用，同时也是植物、立杆的场地。人行道的地下还可埋设管线等。 行人步行道宽度. 一条人行道的宽度在0.750.9米之间，通常在设计中取1米。 则人行道宽度取决于行人交通量和人行道的通行能力。,人行道的可能通行能力表 表5-5,组成,2. 种植带 人行道上靠行车道一侧种植行道树。行道树的株距一般为4m6m,树池采用1.5m的正方形或1.2m1.8m的矩形。也有种植草皮与花丛的。 3.设施带 设施带宽度包括设置行人护栏、照明灯柱、标志牌、信号灯等的宽度。常用宽度为：护栏0.25m0.50m,栏柱1.
7、0m1.5m.,四、路缘石 路缘石是设置在路面与其它构造物之间的标石。 路缘石的形状有立式、斜式和曲线等几种（图5-14）,第3节 行车道宽度,一、行车道宽度的确定,行车道的宽度要根据车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度来确定。,1. 一般公路双车道公路行车道宽度的确定,2.有中央分隔带的行车宽度 高速公路、一级公路有四条以上的车道，一般设置中央分隔带。分隔带两侧的行车道只有同向行驶的汽车，如图56所示。,S=0.0103V1+0.56 (5-3) D=0.000066(V22V21)+1.49 (5-4) M=0.0203V2+0.46 (5-5),则单侧行车带道度： B=S+D+M
8、+a1+a2 a1a2为汽车后轮外缘间距，对于普通车a=1.60m,大型车a=2.30m。,结论：计算行车速度V=120km/h时，每条车道的宽度均采用3.75m;当V=100km/h，且交通量大和大型车混入率高时，内侧车道应为3.75m,外侧车道可采用3.75或3.50m,3. 城市道路的行车道宽度 （自修）,表5-1 各级公路行车道宽度,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(R1+B),而 R1+B= 故 b= 上式每二
9、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： bn=,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： b1= b2=,由于=R-b1，而b1与相比甚微，可取R=R，于是半挂车的加宽值： b=b1+b2= 令 A12+A22=A2,上式仍旧纳成为 b=,双车道公路平曲线的加宽值 表5-3,城市道路圆曲线每条车道的加宽值(m) 表5-4,四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、-10所示。加宽、缓和段内任意点的加宽值： bx= b,适用: 可用二、三、四公路。,二次抛物线过渡,bx=b(T+Lx)2/4TL LxT bx=bLxL TLxLT bx=bLxLb(LxL+T)24TL L 二次抛物的切线长，当m时，取10m；当50m时，取m，,.高次抛物线过渡 在加宽缓和段上入一条高次抛物线，抛物线上任意点的加宽值： bx=(4k3-3k4)b k= 适用:于各级汽车专用公路,2. 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
11、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4节 路拱及超高,一 路拱及大小：,1. 路拱：为了利于路面横向排水，将路面做成中央向两侧倾斜的拱形，称为路拱。其倾斜的大小以百分率表示,2. 影响路拱大小的因素 路面类型 降雨 车速 路面宽度,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。,二、曲线超高,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.超高横坡度的计算,当V0时
12、，F0，过大的i可能使车辆向弯道内侧滑移。结合我国实际情况，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。,.无中间带道路的超高过渡,.有中间带公路的超高过渡,3.超高的过渡,绕外边缘旋转 先将外侧绕外边缘旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待达到单向横坡后，整个端面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡度（图1-18c）,.无中间带道路的超高过渡 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, 有中间带公路的超高过渡,4. 高缓和段长度 双车道公路超高缓和段长按右式计算： Lc=,3. 规范推荐公式：
13、,式中：Lc超高缓和段长 （m）； 旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m）； =B：绕路面内边缘线旋转 =B/2：绕路中线旋转 i超高坡度与路拱坡度的代数差（%）； i = ic： 绕路面内边缘线旋转 i = ic+ig： 绕路中线旋转 p超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间的相对坡度。,5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,第5节 视距的保障,一. 视距曲线,1.视距曲线：汽车行驶轨迹线上的不同位置引出的一系列视
14、线，它们的弧长都等于S视距，与这些视线相切的曲线称为视距曲线。,2.横净距：在弯道各点的横断面上，汽车轨迹线与视距曲线之间的距离。,3.行车轨迹线的位置：距离路面内边缘（为加宽前1.5m），视线高1.2m，,二. 横净距的计算,1.不设回旋曲线的横净距计算 LS 如图：5-24,LS 如图5-25,圆曲线长度大于视距。即LyS,2.设回旋曲线的横净距计算,.LSLy如图5-26,-缓和曲线段上视点轨迹线长度 -缓和曲线起点到视距线起点M（N）的距离 -平曲线全长范围内的视点轨迹线长度。,LS如图5-27,第6节 横断面设计方法,（一）公路横断面设计内容,一、公路横断面设计,1确定路幅横断面尺寸
15、（宽度及横坡度）； 2确定路基高度：纵断面设计完成； 3路基横断面形状设计：如梯形（直线式边坡）、折线式边坡、台阶形边坡； 4边坡坡度确定；路堤及路堑边坡，土质与岩石边坡 5横断面面积计算及土石方数量计算与调配,（二）路基横断面设计所需要的设计资料,1平曲线资料：半径、缓和曲线、偏角、曲线位置（交点桩号）等； 2每个中桩的填挖高度； 3路基宽度，路面宽度（分别确定左右侧宽度）； 4各中桩的超高值； 5路基标准横断面图式（典型横断面 ）； 6路基边坡坡度值； 7边沟、截水沟的形式及尺寸； 8弯道上视距的是否得到保证（视距台设计）。,（三）横断面图绘制方法,1在计算纸上绘制横断面的地面线。 地面线
16、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。 横断面图的比例尺一般是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绘出设计线：“戴帽子”,K5+300.00 T=2.52,二 横断面图,1。公路横断面设计方法,1. 在计算纸上绘制横断面的地面线。比例尺一般为1：200 2. 从路基设计表中抄入路基中心填挖高度等数据 3.绘出路幅宽度，边坡线。在需要支档和防护的地方绘出结构物的示意图。 4. 绘出边沟，截水沟等地位置，,2城市道路
17、横断面设计,城市道路横断面设计一般要用1:100或1:200d 地形图。 在图上应绘制出红线宽度、行车道、绿带、人行道、照明、地下管线等的位置。,二. 土石方数量计算,1. 相邻两段面均为挖方或填方且面积大小相近：,2. 相邻两段面均为挖方或填方但面积相差较大：,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。,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,2. 土石方调配方法 土石方调配表法。 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，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。,