第4章道路橫斷面設(shè)計

道路工程概論主講：馬雷資源與環(huán)境工程學(xué)院第四章

道路橫斷面設(shè)計道路橫斷面圖：指道路中線上各點垂直于路線前進(jìn)方向的豎向剖面圖。其范圍包括路面、路基（邊坡）、路肩、中央分隔帶、人行道以及用地范圍內(nèi)設(shè)置的標(biāo)志、照明燈柱、防護(hù)柵和專門設(shè)計的取土坑、棄土堆、邊溝、植樹等的整個斷面。道路橫斷面設(shè)計：研究路基橫斷面結(jié)構(gòu)組成及尺寸的過程。具體的說就是：應(yīng)根據(jù)其交通性質(zhì)、交通量（包括人流量）、行車速度，結(jié)合地形、氣候、土壤等條件進(jìn)行道路行車道、中央分隔帶、人行道、路肩等的布置，以確定其橫向幾何尺寸，并進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)設(shè)計以保證它們的強度與穩(wěn)定性。第四章

道路橫斷面設(shè)計4.1道路橫斷面組成4.1.1公路橫斷面組成高速公路、一級公路的路基橫斷面分為整體式和分離式兩類。整體式斷面包括行車道、中間帶、路肩以及緊急停車帶、爬坡車道、變速車道等組成部分；分離式斷面包括行車道、路肩以及緊急停車帶、爬坡車道、變速車道等組成部分。二、三、四級公路的路基橫斷面包括行車道、路肩以及錯車道等組成部分。城郊混合交通量大，實行快、慢行車道分開的路段，其橫斷面組成可根據(jù)當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗選用。公路路基寬度為行車道與路肩寬度之和。當(dāng)設(shè)有中間帶、變速車道、爬坡車道、應(yīng)急停車帶時．尚應(yīng)包括這些部分的寬度。整體式路基分離式路基高速、一級公路橫斷面組成：行車道、中間帶、路肩——必要組成部分緊急停車帶、爬坡車道、變速車道等——特殊組成部分1.路幅的構(gòu)成二、三、四級公路橫斷面組成：行車道、路肩錯車道高速、一級公路橫斷面組成：行車道、中間帶、路肩——必要組成部分緊急停車帶、爬坡車道、變速車道等——特殊組成部分四級公路宜采用6.5m路基寬。交通量小且工程特別艱巨的路段，可采用單車道4.5m路基寬2.路幅布置類型1)單幅雙車道單幅雙車道公路指的是整體式的供雙向行車的雙車道公路。適用：二、三級公路和一部分四級公路2)雙幅多車道

四車道、六車道和更多車道的公路，中間一般都設(shè)分隔帶或作成分離式路基而構(gòu)成“雙幅”公路。適用：高速公路、一級公路3)單車道適用：交通量小、地形復(fù)雜、工程艱巨的山區(qū)公路或地方性道路，山區(qū)四級公路。單幅雙車道雙幅多車道分離式雙幅多車道單車道4.1.2城市道路橫斷面組成及類型行車道：機動車道、非機動車道人行道；分隔帶；綠化帶；排水設(shè)施；各種管線工程等。城市道路橫斷面，作為城市交通服務(wù)的的功能，一般由如下組成：城市道路橫斷面組成：單幅路三幅路雙幅路四幅路布置類型與使用條件：用于機動車交通景不大、非機動車較少的次干路、支路以及用地不足、拆遷困難的舊城巾道路；用于單向兩條機動車車道以上、非機動車較少的道路。有平行道路可供非機動車通行的快速路和郊區(qū)道路以及橫向高差大或地形特殊的路段，亦可采用雙幅路；用于機動車交通量大、非機動車多、紅線寬度＞=40m的道路。用于機動車速度高、單向兩條機動車車道以上、非機動車多的快速路和主干路。單幅路雙幅路三幅路四幅路一塊板斷面二塊板斷面三塊板斷面四塊板斷面五塊板斷面4.1.3行車道寬度B=n

×b

B=a+cB:行車道寬度，（m）；N:車道數(shù)，（條）；b:

一條車道寬度；Ns:設(shè)計交通量(輛/h)；N:一條車道的設(shè)計通行能力，與車速和車型有關(guān)（輛/h）;a:車輛的幾何寬度，我國設(shè)計車輛寬度規(guī)定為2.5m；c:側(cè)向余寬，車與車和車與邊寬，一般取1~1.25m。各級公路的行車道寬度城市道路機動車道寬度，應(yīng)根據(jù)汽車車型及設(shè)計車速予以確定，推薦按表4-1采用。機動車道的路面寬度應(yīng)計入分隔帶及兩側(cè)路緣帶的寬度。機動車道路線帶寬度一般為0.50m。按照我國各城市對非機動車道的使用經(jīng)驗，非機動車道的基本寬度可采用5.0m，6.5m，8.0m三種。4.1.4路肩?

1.路肩的組成：硬路肩(加固路肩)

：有路面鋪裝的路肩。高級和以及公路應(yīng)在硬路肩內(nèi)設(shè)右側(cè)路緣帶，其寬度一般為0.5m；二、三、四級公路可不設(shè)硬路肩；高速公路分離式斷面時，行車道左側(cè)設(shè)1.25(120)/1.00(100)/0.75(80)m硬路肩。土路肩：路基土路肩是指行車道外緣到路基邊緣的帶狀部分。硬路肩土路肩分隔帶行車道?2.路肩的作用：(1)支擋作用；(2)供臨時停車或堆料；(3)增加有效行車道寬度；(4)提供道路養(yǎng)護(hù)作業(yè)、埋設(shè)地下管線、護(hù)欄、護(hù)墻、綠化、電桿等的場地；(5)精心養(yǎng)護(hù)的路肩，能增加公路的美觀。?

3.

路肩的寬度4.1.5中間帶高速公路和一級公路的整體式斷面形式應(yīng)設(shè)置中間帶。中間帶由中央分隔帶和兩條左側(cè)路緣帶組成。1．分隔往返車流，避免因快速駛?cè)雽ο蛐熊嚨涝斐蓢?yán)重的交通事故。2．可以防止在不分隔的多車道公路上因誤認(rèn)對向車道而引起的事故。3．可以避免車輛中途調(diào)頭，消滅紊亂車流，減少交通事故。4．在不妨礙公路建設(shè)限界的的提下，可作為設(shè)置公路標(biāo)志牌及其他交通管場地。5．設(shè)置一定寬度的中間帶，夜間行車可不滅遠(yuǎn)光燈，即使寬度小一些，如果很好地利用植樹或設(shè)防眩設(shè)施也可不滅遠(yuǎn)光燈，從而保證行車安全。6．具有一定寬度的中間帶可以埋設(shè)管線等設(shè)施。中間帶的作用：中間帶寬度：中間帶的寬度是根據(jù)行車道側(cè)向余寬和設(shè)施帶寬度而定。中間帶越寬作用越明顯，但對土地資源十分寶貴的地區(qū)要采用寬的中間帶是有困難的。我國基本上采用窄的中間帶。最小中間帶寬度隨公路等級和地形變化在2.5~4.5m之間，特殊情況下可減少至2.0m。為了便于養(yǎng)護(hù)，中央分隔帶應(yīng)按一定距離設(shè)置開口部(一般2km).4.1.6分車帶與人行道分車帶：中間分車帶（中間帶）和兩側(cè)分車帶（兩側(cè)帶）。分車帶由分隔帶和兩側(cè)路緣帶組成。定義：布置在橫斷面兩側(cè)的分車帶叫兩側(cè)帶。作用：城市道路的橫斷面，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。最小寬度：規(guī)定為2.0～2.25m。在北方寒冷積雪地區(qū)，還應(yīng)考慮能否滿足臨時堆放積雪的要求。1.種植帶

2.設(shè)施帶人行道主要供行人步行交通，應(yīng)能滿足行人通行的安全和通暢，保證高峰小時的行人流量，并用來設(shè)置綠化、照明、地下管線等。人行道，還需加上設(shè)施帶寬度、行道樹等占地寬度。當(dāng)埋設(shè)管線時，應(yīng)既滿足步行交通需要，又要滿足鋪設(shè)管線的需求。一般認(rèn)為，街道總寬度與單側(cè)人行道寬度在5:1~7:1為宜。人行道橫坡為單向坡，一般為1.5％一2.0％，向路緣石一側(cè)傾斜，高出車行道0.10一0.20m。路緣石

路緣石是設(shè)置在路面與其它構(gòu)造物之間的標(biāo)石。在分隔帶與路面之間，人行道與路面之間一般都需要設(shè)置路緣石。路緣石的形狀有立式、斜式和曲線式等幾種：緣石宜高出路面10cm～20cm，隧道內(nèi)線形彎曲線段或陡峻路段等處，可高出25cm～40cm，并應(yīng)有足夠的埋置深度，以保證穩(wěn)定。緣石寬度宜為10cm～15cm。

4.2路拱和橫坡度4.2.1路拱路拱的形式：拋物線形屋頂線性折線形為了利于路面排水，將路面做成中間高兩邊低的拱形，稱為路拱。路拱坡度以百分率表示。4.2.2路拱橫坡度行車道的路拱做成具有一定的橫向坡度，稱為路拱橫坡。路拱各點間坡度的平均值，稱為路拱平均橫坡。在確定路拱的平均橫坡時候，應(yīng)考慮以下兩方面因素：（1）橫向排水與路面結(jié)構(gòu)類型和氣候條件有關(guān)。面層粗糙，坡度應(yīng)大。橫坡度可根據(jù)路面種類和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，干旱取低值，多雨取高值。（2）道路縱坡為了避免出現(xiàn)過大的合成坡度，給行車安全帶來不良影響，需要根據(jù)道路縱坡大小，適當(dāng)選定路拱坡度，以控制合成坡度。如果縱坡較大，則路拱坡度宜小。（一）公路橫斷面設(shè)計內(nèi)容4.3.1公路橫斷面設(shè)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(shè)計完成；3．路基橫斷面邊坡形狀設(shè)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.4.3路基橫斷面設(shè)計（二）路基橫斷面設(shè)計所需要的設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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,-0.17,12.7,-1.07,25,-2.31左：6.4,0.82,8.7,1.3,13.58,1.79,25,2.872．根據(jù)路線和路基資料，將橫斷面的填挖值及有關(guān)資料標(biāo)于樁號的斷面上。K5+300.00T=2.523．根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查的土壤地質(zhì)資料，標(biāo)出土石界線，確定邊坡坡度以及邊溝的形狀和尺寸。4.繪橫斷面設(shè)計線，俗稱“戴帽子”。設(shè)計線應(yīng)包括：路基、邊溝、截水溝、加固及防護(hù)工程、護(hù)坡道、碎落臺、視距臺等。彎道處標(biāo)出超高，加寬。5.計算橫斷面的填挖面積，上墨完成全圖。4.3.2橫斷面設(shè)計成果（1）路基橫斷面設(shè)計圖

路基每一個中樁的法向剖面圖，反應(yīng)每個樁位處橫斷面尺寸及結(jié)構(gòu)。（2）路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖

路基橫斷面設(shè)計圖中出現(xiàn)的所有路基形式的匯總。（3）路基設(shè)計表

是路線設(shè)計的一個匯總，前半部分是平面與縱面設(shè)計的成果。橫斷面設(shè)計完成后，再將“邊坡”、“邊溝”等欄填上。（4）路基土石方計算表

路基土石方數(shù)量是評價公路測設(shè)質(zhì)量的主要經(jīng)濟指標(biāo)之一，也是編制公路施工組織計劃和工程預(yù)算的主要依據(jù)。二、城市道路橫斷面設(shè)計（一）橫斷面設(shè)計圖當(dāng)按照城市道路的交通性質(zhì)、地形條件以及近期與遠(yuǎn)期相結(jié)合的原則確定了橫斷面組成和寬度以后，即可繪制橫斷面設(shè)計圖。作用：指導(dǎo)施工和計算土石方數(shù)量.城市道路橫斷面設(shè)計圖—般要用比例尺為1：100或1：200，在圖上繪出紅線寬度、行車道、人行道、綠帶、照明、新建或改建的地下管道等各組成部分的位置和寬度，以及排水方向、路面橫坡等。（二）橫斷面現(xiàn)狀圖

沿道路中線每隔一定距離繪制橫斷面地面線。若為舊街道改建，其為橫斷面現(xiàn)狀圖。圖中包括地形、地物、原街道的各組成部分、邊溝、路側(cè)建筑等。比例尺為1:100或1:200，縱、橫可采用不同的比例尺。（三）橫斷面施工圖

在完成道路縱斷面設(shè)計之后，各中線上的填挖高度已知；將這一高度點繪在相應(yīng)的橫斷面現(xiàn)狀圖上，然后將設(shè)計橫斷面以相同的比例尺畫于其上。此圖反映了各斷面上的填、挖和拆遷界線，是施工時的主要根據(jù)。4.4.1橫斷面面積計算（一）積距法（條分法、卡規(guī)法）適用于不規(guī)則圖形面積計算。把橫斷面圖劃分成若干條等寬的三角形、矩形或梯形條塊，每個條塊的面積為其平均高度與橫距的乘積。4.4路基土石方計算計調(diào)配每個小條塊的近似面積為：橫斷面面積：（二）幾何圖形法（塊分法）把橫斷面圖上地面線及設(shè)計線的轉(zhuǎn)折點劃分成若干塊不等寬的梯形或三角形，分別計算每一塊圖形的面積并累加起來，即為該圖形的面積。適用于計算機計算，精度高。已知斷面圖上各轉(zhuǎn)折點坐標(biāo)（xi，yi），則斷面面積為：

（三）坐標(biāo)法將斷面分成多個部分，使用不同的方法分別計算各部分，然后相加求和得到計算面積。常用于計算面積較大且圖形較為復(fù)雜的情況。填挖面積取小數(shù)后一位即可。

（四）混合法4.4.2土石方數(shù)量計算若相鄰兩斷面均為填方或均為挖方且面積大小相近，則可假定兩斷面之間為一棱柱體，其體積的計算公式為：V:體積，土石方數(shù)量；F1,F2:兩相鄰斷面的面積；L：兩斷面之間的距離。在道路的測設(shè)過程中，路基土石方數(shù)量計算通常是用列表法進(jìn)行，即利用《土石方計算表》，將樁號、斷面填挖面積、土石成分等資料依次填入，算得相鄰斷面的距離和斷面面積，再算各相鄰兩斷面的填、挖土石方數(shù)量，并填入即可。4.4.3土石方調(diào)配土石方調(diào)配的目的：將路塹的挖方合理地調(diào)用于路堤的填方，使運量最小、搬運方向最便利。填方土源：附近挖方利用

借土，借方挖方去向：調(diào)往附近填方

棄土，棄方土石方調(diào)配原則：（1）就近利用，以減少運量；（2）不跨溝調(diào)運；（3）高向低調(diào)運；（4）經(jīng)濟合理；（一）調(diào)配計算的幾個問題（2）經(jīng)濟運距

移挖作填與附近借方經(jīng)濟比較，調(diào)運填方的最大距離即所謂“經(jīng)濟運距”。式中：B——借土單價（元／m3）；

T——遠(yuǎn)運運費單價（元／m3·km）；L免——免費運距（km）。（1）免費運距,平均運距土方作業(yè)包括挖裝運卸等工序，在某一特定距離內(nèi)，只按挖方數(shù)量計價而不計算運費，這一特定距離稱為免費運距。平均運距：是指從挖方體積的重心到填方體積的重心之間的距離?？砂赐诜铰范沃行闹撂罘铰范沃行牡木嚯x計算。當(dāng)平均距離大于免費運距時，超出的運距稱為超運運距，應(yīng)另計運費。（3）運量土石方運量為平均運距與土石方調(diào)配數(shù)量的乘積。在生產(chǎn)中，例如工程定額是將人工運輸免費運距20m，平均每增運距10m劃為一個運輸單位，稱之為“級”，當(dāng)實際的平均運距為40m，則超遠(yuǎn)運距20m時，則為兩個運輸單位，稱為二級;在路基土石方數(shù)量計算表中記作：

總運量=調(diào)配(土石方)數(shù)量×n

n=(L-L免)/A式中：n—平均超運運距單位，(四舍五入取整數(shù))

L—土石方調(diào)配平均運距(m)

L免—免費運距(m)

A—超遠(yuǎn)運距單位(m)(例如人工運輸A=10m，鏟運機運輸A=50m;)（4）計價土石方數(shù)量計價土石方數(shù)量=挖方數(shù)量+借方數(shù)量如某工程土石方數(shù)量：填方500m3

挖方200m3借方400m3

棄方100m3則計價土石方數(shù)量=600m3一般工程的土石方總量，實際上是指計價土石方數(shù)量。一條公路的土石方總量，一般包括路基工程、排水工程、臨時工程、小橋涵工程等項目的土石方數(shù)量。對于獨立大、中橋梁、長隧道的土石方工程數(shù)量應(yīng)另外計算。（二）路基土石方調(diào)配的一般要求1、土石方調(diào)配應(yīng)盡可能在本樁位內(nèi)移挖作填，以減少廢方和借方。2、綜合考慮不同的施工方法、運輸條件、地形情況等因素，選用合理的經(jīng)濟運距?？v向調(diào)配必須考慮經(jīng)濟運距，但經(jīng)濟運距不是唯一的指標(biāo)，還要綜合考慮棄方或借方的占地、賠償青苗損失和對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等的影響問題?？v向調(diào)配必須考慮經(jīng)濟運距，但經(jīng)濟運距不是唯一的指標(biāo)，要綜合考慮棄方或借方的占地、賠償青苗損失和對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等的影響問題。3、廢方要作妥善處理。4、填方如需路外借土，應(yīng)根據(jù)借方數(shù)量，結(jié)合附近的地形、地質(zhì)及農(nóng)田排灌等的情況，考慮借土還田、整地造田的可能性后，進(jìn)行調(diào)配。5、調(diào)配土石方時應(yīng)考慮橋涵位置，一般不作跨溝調(diào)運；也應(yīng)考慮地形情況，一般不宜往上坡方向調(diào)運。6、不同性質(zhì)的土石方應(yīng)分別調(diào)配，以做到分層填筑。7、土石方工程集中的路段可單獨進(jìn)行調(diào)配。（1）土石方調(diào)配是在土石方數(shù)量計算與復(fù)核完畢的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)配前應(yīng)明確將可能影響運輸調(diào)配的橋涵位置、陡坡、大溝等。（2）橫向調(diào)配，