道路勘測(cè)與設(shè)計(jì)第五章橫斷面設(shè)計(jì)課件

1、第五章 橫斷面設(shè)計(jì)道路橫斷面是指中線上各點(diǎn)的法向切面，由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線構(gòu)成。設(shè)計(jì)線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝、邊坡、截水溝、護(hù)坡帶、及取土堆、棄土堆、環(huán)境保護(hù)設(shè)施。符合標(biāo)準(zhǔn)兼顧農(nóng)田建設(shè)（排水溝），節(jié)約用地?cái)r截、排出地面水和地下水。沿河線的棄方要求第1頁(yè)，共32頁(yè)。第一節(jié) 道路橫斷面組成一、公路橫斷面組成路幅：路基頂面兩路肩外側(cè)邊緣之間的部分。高等級(jí)道路： 整體式斷面 分隔式斷面插入高一級(jí)公路的橫斷面第2頁(yè)，共32頁(yè)。路幅布置：?jiǎn)畏p車道：整體式的供雙向行車的雙車道公路交通量較大, 非機(jī)動(dòng)車混入率高雙幅多車道：高、一級(jí)公路，立交，全封閉，服務(wù)設(shè)施設(shè)計(jì)車速高、通行能力大單車道：車道寬度3

2、.50m，設(shè)置錯(cuò)車道交通量小、地形復(fù)雜工程艱巨第3頁(yè)，共32頁(yè)。二、城市道路橫斷面組成機(jī)動(dòng)車道行車道： 非機(jī)動(dòng)車道人行道、分隔帶、綠帶單幅路(一塊板)：混合行駛，占地少，投資省，不利于安全，機(jī)動(dòng)車交通量大而非機(jī)動(dòng)車少？=40m四幅路：分隔帶，最有利，占地多，適用機(jī)動(dòng)車速度高交通量大，非機(jī)動(dòng)車多，高速公路第4頁(yè)，共32頁(yè)。第二節(jié) 行車道寬度一、雙車道公路行車道寬度的確定B單=(a+c)/2+x+y(圖)B雙=a+c+2x+2y對(duì)高、一級(jí)公路采用3.75m車道行車圖第5頁(yè)，共32頁(yè)。二、中央分隔帶的行車道寬度(見p102)一般：3.75m，3.50m取消：高速公路交通量超過(guò)四車道容量時(shí)，其車道數(shù)可

3、按雙數(shù)增加，三車道公路，當(dāng)交通量超過(guò)7000輛/日，其事故發(fā)生率比雙車道公路大得多，且正面裝車的惡性交通事故所占比例很大，而小于7000時(shí)，事故率要低。因此取消或未列入，只在極不平衡或上坡方向卡車數(shù)量多。三、城市道路的行車道寬度V=40km/h 3.75m 3.50m第6頁(yè)，共32頁(yè)。第三節(jié) 路肩、分車帶、路側(cè)帶與路緣石路基各組成部分：保護(hù)路面1.路肩：停放車輛、埋設(shè)管道增加視距、增加安全感增加美觀人行道、非機(jī)動(dòng)車道、警察的臨時(shí)專用道。 硬路肩：鋪設(shè)的路肩，能承受汽車荷載的作用。 土路肩：提供側(cè)向余寬。 對(duì)高速公路，現(xiàn)采用3.25或3.50m（四？），若采用2.5m會(huì)發(fā)生車輛碰撞事故。第7頁(yè)，

4、共32頁(yè)。2、中間帶：高、一級(jí)公路應(yīng)設(shè)置中間帶，一級(jí)至少應(yīng)設(shè)分隔設(shè)施分隔車流：避免快速駛?cè)耄J(rèn)錯(cuò)對(duì)向車道，減少中線交通阻 力，避免調(diào)頭。附屬設(shè)施：設(shè)置標(biāo)志牌，交通管理設(shè)施，可防眩，埋設(shè)管 線，引導(dǎo)司機(jī)視線。分隔帶：路緣石分界。路緣帶：誘導(dǎo)視線，提供側(cè)向余寬。寬度一般在2.50m4.50m之間，極限采用3.00m及2.00m分隔帶斷面4.5，過(guò)渡段在回旋線全長(zhǎng) 若4.5m，應(yīng)設(shè)在半徑較大平曲線上第8頁(yè)，共32頁(yè)。3.路緣石：立式、斜式、曲線式4.路基寬度：一個(gè)橫斷面上兩側(cè)路肩邊緣點(diǎn)間的寬度稱路基寬度。一般值、變化值與原規(guī)范不同。5.路基邊坡： 路堤邊坡: =20m時(shí)，穩(wěn)定驗(yàn)算 路塹邊坡：拋物線美

5、化邊坡。第9頁(yè)，共32頁(yè)。6.邊溝與截水溝 邊溝：為匯集并排除路面、路肩和邊坡的水流，在路基兩側(cè)設(shè)置的水溝梯形：矩形：三角形： 1:mbh1:Dhb1:mh第10頁(yè)，共32頁(yè)。截水溝：為攔截并排除流向路基的地面水流，以避免對(duì)路基邊坡沖刷等而設(shè)置的排水溝。7.取土坑和棄土堆 取土坑：沿線取土坑集中取土坑 棄土堆：不造成水土流失梯形取土堆第11頁(yè)，共32頁(yè)。8.公路用地：？路堤兩側(cè)排水溝外緣，排水溝、截水溝（路堤坡頂）外不小于1m（無(wú)排水溝則為路堤坡腳），此外，路塹坡頂截水溝外邊緣(路塹坡頂）以外1m的范圍。？第12頁(yè)，共32頁(yè)。9.路拱為利于路面排水，將路面做成由中央向兩側(cè)傾斜的拱形，用百分率表

6、示。但不利于行車、平衡；需要考慮路面平整度、透水性、當(dāng)?shù)刈匀粭l件等等。形式：直線型、拋物線型、折線型、混合型土路肩時(shí)要求比橫披度增大1.02.0硬路基可稍大第13頁(yè)，共32頁(yè)。第四節(jié) 平曲線加寬及過(guò)渡 汽車行駛在曲線上，前后輪跡不同，且駕駛員保持在車道中心線上比較困難，因此，須要加寬（2.5m+余寬）。加寬設(shè)置圖第14頁(yè)，共32頁(yè)。1、靜態(tài)加寬：A2(R-b)2=R2A2-2Rb+b2=0(b2省略）b=A2/2Rbn=NA2/2Rb=(A12+A22)/2R靜態(tài)加寬圖第15頁(yè)，共32頁(yè)。2.動(dòng)態(tài)加寬：(橫向擺動(dòng)值） b0.05v/R1/2 內(nèi)側(cè)加寬 內(nèi)側(cè)加寬：內(nèi)側(cè)美觀，工程量小，也可兩側(cè)加寬

7、。 R250m時(shí)，可不加寬，單車道減辦 四級(jí)公路和山嶺重丘區(qū)的三級(jí)公路采用1類，其他等級(jí)較高又有大型車輛行駛的公路2類，大型集裝箱運(yùn)輸?shù)陌笆搅熊囆旭偟墓?類，四級(jí)道路路基采用6.5m以上寬度時(shí)，加寬時(shí)路肩寬度=0.5m。第16頁(yè)，共32頁(yè)。3.加寬的過(guò)渡方式(1)直線過(guò)渡：bxLxb/L(圖）簡(jiǎn)單，但內(nèi)側(cè)與行車軌跡不符，緩和段起終點(diǎn)有折曲，不夠美觀，用于二、三、四級(jí)公路。(2)高次拋物線過(guò)渡：bx(4R3-3R4)b或bx4R3*b 0=x=L/2 bx=1-4(1-R)3b L/2=x=L 光滑美觀，適用于高、一級(jí)公路。R第17頁(yè)，共32頁(yè)。(3)回旋線過(guò)渡：最理想的加寬過(guò)渡方式，符合行車

8、軌跡，順適、美觀。(4)改進(jìn)直線過(guò)渡(二次拋物線）(5)四級(jí)道路的加寬4.加寬長(zhǎng)度：與緩和曲線、超高緩和段相適應(yīng)，若均無(wú)，則漸變率為1：15且長(zhǎng)度不小于10m。第18頁(yè)，共32頁(yè)。第五節(jié) 超高超高：為抵消車輛在曲線路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力，將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡形式。 超高緩和段和超高過(guò)渡段1、超高率的確定：最大： 10 8 6最小：路拱橫坡度第19頁(yè)，共32頁(yè)。2、i值分配: I+u=V2/127R 右邊V2/127R為離心加速度，需用超高和橫向力系數(shù)u為平衡，那么，需要明確I和 u如何進(jìn)行分配。分配圖畫1的(1)與1/R成比例進(jìn)行分配，在 Rmin處到達(dá)imax 實(shí)際由于小半徑

9、平曲線上實(shí)際車速教設(shè)計(jì)車速低，而在打半徑曲線上接近設(shè)計(jì)車速，導(dǎo)致小半徑曲線I過(guò)大，而打半徑曲線I偏小，橫向力過(guò)大。第20頁(yè)，共32頁(yè)。(2)超高增加，u0，超高達(dá)到imax后，u再增加到最大 8590車輛低于設(shè)計(jì)車速，15%10%車輛超出設(shè)計(jì)車速，設(shè)計(jì)車速越低，超出越多，所以考慮設(shè)計(jì)車速，采用改進(jìn)方法(3)進(jìn)一步改進(jìn)得方法(4),能一定程度上避免幾種方法得缺點(diǎn)。分配圖畫3.4的RbVA2/127imax第21頁(yè)，共32頁(yè)。 對(duì)大半徑曲線，橫向力主要由超高來(lái)承擔(dān)，隨著R得減少，設(shè)置逐漸接近最大超高得曲線超高，此種情況對(duì)于大半徑曲線更為有利。3、超高的過(guò)渡(若超高等于路拱橫披，則直至與內(nèi)側(cè)橫坡相等

10、為止）(1)無(wú)中間帶：繞中線內(nèi)側(cè)車道邊緣ih 新建工程繞中線旋轉(zhuǎn) 舊路改建工程繞外邊緣旋轉(zhuǎn) 特殊設(shè)計(jì)(路容）第22頁(yè)，共32頁(yè)。(2)有中間帶：繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn) =4.5m的公路繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn) 通用繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn) 車道數(shù)=1/330。 四級(jí)公路應(yīng)設(shè)置超高緩和段，對(duì)線形設(shè)計(jì)有要求二次拋物線。(P115)第24頁(yè)，共32頁(yè)。5.超高形成過(guò)程：準(zhǔn)備階段、雙坡階段、旋轉(zhuǎn)階段。 (1)準(zhǔn)備階段：提肩，Lo12m，將路肩橫坡提高至與路面同坡。 (2)雙坡階段：路面內(nèi)側(cè)不動(dòng)，外側(cè)繞中線旋轉(zhuǎn)至與內(nèi)側(cè)同坡，所需的路線長(zhǎng)度為Xo。 P=B*ih / Lc=B/2*2iG/X0 X0=Lc*ih /

11、 iG第25頁(yè)，共32頁(yè)。(3)旋轉(zhuǎn)階段：?jiǎn)蜗驒M坡后，整個(gè)路面繞內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)，直至緩和終點(diǎn)，同時(shí)，路面達(dá)到ih。HYZHRL0 x0全超高斷面臨界斷面起始斷面正常斷面第26頁(yè)，共32頁(yè)。6.超高值的計(jì)算：為了便于施工，常采用路中線、路基、路面邊緣相對(duì)于路基設(shè)計(jì)高程的相對(duì)高差來(lái)控制。h中B/2*iG+bJiJ繞路面邊緣的超高值計(jì)算(1)圓曲線上外緣hc=bJiJ+(bj+B)*ih中線hc=bJiJ+B/2*ih內(nèi)緣hc=bJiJ-(bJ+b)ihiGijijiGbjbjBiniGbJBbJb第27頁(yè)，共32頁(yè)。(2)超高緩和段上的超高值計(jì)算A、xx0 P=B*iG/Lc=B*ix/x ix=x

12、/Lc*ihhcx=(B+bJ)*x/Lc*ih+bJ*iGhcx=B/2*x/Lc*ih+bJ*iJhcx=bJ*iJ-(bJ+bx)*x/Lc*ih7.橫斷面上超高值的計(jì)算(P115)8.超高設(shè)計(jì)圖：旋轉(zhuǎn)軸為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為相對(duì)高程(p117)第29頁(yè)，共32頁(yè)。第六節(jié) 路基土石方數(shù)量計(jì)算及調(diào)配 是主要工程量，是評(píng)價(jià)公路測(cè)設(shè)質(zhì)量的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，編制公路概預(yù)算的基礎(chǔ)，計(jì)算近似。1.橫斷面面積計(jì)算 積距法：F=（公式） 坐標(biāo)法：F=（公式）2.土石方數(shù)量計(jì)算 平均斷面法：V1/2*(F1+F2)2 簡(jiǎn)易、常用 棱臺(tái)法：V1/3*(F1+F2)*Lc1+(1+(公式）精 度高，計(jì)算機(jī)中采用若路面厚度較大，不能忽略。第30頁(yè)，共32頁(yè)。3.路基土石方調(diào)配 確定填方土的來(lái)源，挖方棄土去向，計(jì)算土石方數(shù)量及運(yùn)量等。 先橫后縱 不跨溝調(diào)運(yùn)，減少上坡運(yùn)土原則： 照顧運(yùn)土方式 綜合考