道路勘察与设计4_横断面设计

第四章横断面设计主要内容：横断面的组成及类型；行车道、路肩、人行道的宽度和横坡度；中间带与路侧带的设置；平曲线的加宽、超高的原因和计算方法；爬坡车道与避险车道的设置；行车视距的保证；横断面的设计方法、土石方数量计算及调配。定义：横断面：指道路中线上各点的法向切面；包括地面线和设计线。横断面设计：确定横断面结构组成及尺寸。第一节道路横断面组成一、公路横断面组成组成和尺寸确定原则：满足交通需求减少用地和投资高速、一级公路横断面组成：行车道、中间带、路肩——必要组成部分紧急停车带、爬坡车道、变速车道等——特殊组成部分（一）路幅的构成二、三、四级公路横断面组成：行车道、路肩错车道（一）路幅的构成高速、一级公路横断面组成：行车道、中间带、路肩——必要组成部分紧急停车带、爬坡车道、变速车道等——特殊组成部分路基宽度：指路基顶面的总宽度；即行车道＋路肩的宽度。路面宽度：包括行车道、路缘带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、硬路肩等的宽度。（有路面铺装的宽度）路基的其它组成部分：（路基顶面以外）边坡、边沟及排水沟、护坡道、截水沟、碎落台、取土坑、弃土堆等路基、路面宽度定义：（二）路幅布置类型1．单幅双车道指的是整体式的供双向行车的双车道公路。适用：二、三级公路和一部分四级公路2．双幅多车道四车道、六车道和更多车道的公路，中间一般都设分隔带或作成分离式路基而构成“双幅”公路。适用：高速公路、一级公路3．单车道适用：交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路，山区四级公路。－－－需设错车道：d＝300m，l＝20m二、城市道路横断面组成1．单幅路－一块板（1）划出快、慢车行驶分车线，快车和机动车辆在中间行驶，慢车和非机动车靠两侧行驶。（2）不划分车线－车辆自由调节。2．双幅路－两块板用分隔带或分隔墩将车行道分为上、下行车道。各自再根据需要决定是否划分快、慢车道。二、城市道路横断面组成3．三幅路－三块板中间为双向行驶的机动车车道，两侧为靠右侧行驶的非机动车车道。二、城市道路横断面组成4．四幅路－四块板在三幅路的基础上，将中间机动车车道分隔为二，分向行驶。二、城市道路横断面组成一、行车道宽度的确定行车道：道路上供各种车辆行驶部分的总称；组成：快车道和慢车道，非机动车道（城市道路）。行车道的宽度：是根据车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度来确定。第二节行车道宽度行车道宽度：包括汽车宽度和富余宽度。汽车宽度：2.5m富余宽度：是指对向行驶时两车箱之间的安全间隙、汽车轮胎至路面边缘的安全距离。（一）一般双车道公路行车道宽度的确定yxcayccaxB22＋单B双=a+c+2x+2yx=y=0.50+0.OO5V高速公路、一级公路中间带两侧为同向行驶汽车。根据观测得如下关系：（二）有中央分隔带的行车道宽度10.01030.56SV22210.000066()1.49DVV20.01030.46MV12BSDMaa单侧行车道宽度：V=120km/h：每条宽度=3.75mV=100km/h：内—3.75m，外3.50m或3.75m（1）靠路边的车道宽①一侧靠边，另一侧为反向行驶的车道（三）城市道路行车道宽度112xBac②一侧靠边，另一侧为同向行驶车道112dBac（2）靠中心线的车道宽度2322xdBa（3）同向行驶的中间车道宽度2222ddBa根据试验观测340.40.02cV340.40.02dV34120.40.02()xVV计算结果：B＝3.40-3.80m，一般取3.50m；V40Km,可取3.75m第三节路肩、分车带、路侧带与路缘石一、路肩的作用及其宽度1.路肩的作用（行车道外缘至路基边缘之间的带状部分）：(1)支挡作用;(2)临时停车或堆料;(3)增加有效行车道宽度;(4)道路养护作业、埋设地下管线的场地；(5)精心养护的路肩，增加美观。2.路肩的构成：第三节路肩、分车带、路侧带与路缘石2.路肩的构成：硬路肩：有路面铺装的路肩。土路肩：加固路肩：粒料改善土混凝土预制块铺装土路肩：路基土第三节路肩、分车带、路侧带与路缘石3.路肩的宽度：第三节路肩、分车带、路侧带与路缘石4.路肩的设置：设置位置：整体式路基－行车道右侧设路肩分离式断面－行车道左侧设路肩设置宽度：高速、一级：2.50m2.50m时，在每500m范围内设紧急停车带，D＝3.5mL30M城市道路：设计速度：V40km时，设应设路肩V40km时，设保护性路肩（土质、简易铺装）路肩最小宽度：不小于0.5m（一）中间带1．适用场合：高速、一级公路。四条和四条以上车道的公路应设置中间带。2．中间带=路缘带+中央分隔带+路缘带二、分隔带的作用及其宽度3．中间带的作用：（1）将上、下行车流分开。（2）设置公路标志牌和作行人的安全岛使用。（3）分隔带种植花草灌木或设置防眩网。（4）路缘带可引导驾驶员视线.4.中间带的宽度根据行车带以外的侧向余宽，防止驶人对向行车带的护栏、种植、防眩网，被交公路桥墩宽度来定。（一般在2.5~4.5m，特殊2.0m，路缘带0.5或0.75m）5.中间带开口：作用：养护作业，救援等，设置在通视良好的路段类型：子弹头形（M3.0m）圆形（M3.0m）子弹头形:R1=25-120mR2=M/5R15m（二）两侧带定义：布置在横断面两侧的分车带叫两侧带。作用：城市道路的横断面，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。最小宽度：规定为2.0～2.25m。在北方寒冷积雪地区，还应考虑能否满足临时堆放积雪的要求。1.种植带2.设施带三、城市道路路侧带的组成及其宽度路侧带：位于城市道路行车道两侧的人行道、绿带、公用设施带的统称。1.人行道：行人步行之用，也有用作植物，立杆的场地，地下可埋设管线。（1）步行道宽度1pNN式中：p——人行道宽度（m）；N——人行高峰每小时行人流量（P/h）；1N——1m宽步行道的设计人通行能力（P/h.m）；pN1N一条人行带（0.9-0.6m）的通行能力1000pVNL式中：Np——1条步行带的通行能力（300~1800P/h）；V——行人步速（kw/h），一般3~4km/h；L——行人间距（m），一般2~4m。（P/h）3600ppNv也可：式中：ωp——人行道宽度（m）；v——步行速度（m/s）；ρ——人群密度（P/m2）。2.种植带人行道上靠车道一侧种行道树株距：4-6m树池：1.5*1.5，1.2*1.83.设施带放置护栏、灯柱、标志牌、信号灯的位置，可与种植带合并四、路缘石路缘石：设置在路面与其它构造物之间的标石作用：（1）公路上的路缘石：导向、连接和便于排水，高度≤12cm（2）城市道路除上述作用外，应更人性化设计（形状，盲道等）太高的负作用：车驶上可能造成翻车小汽车开关车门最小高度需要第四节路拱、边沟及边坡一、路拱及路肩的横坡度1.路拱：由中央向两侧倾斜的拱形，倾斜的大小称为横坡度，用%表示。作用：迅速横向排除降水。负作用：对行车不利、增加行车的不平稳，乘客不舒适。2.路拱的形式：抛物线形二次抛物线：式中：x——横向水平距离y——对应x的路拱高度B——路面宽度h——路中心路拱高度i——路拱坡度（平均坡度）适用于路面宽度小于12m，而横坡又较大的中级或低级路面。224hyxB圆顶直线形路拱折线形－水泥路面采用3.路肩横坡度：土路肩：横坡度较路面宜增大1.0％～2.0％；硬路肩：一般情况下横坡度与行车道横坡度相同；二、边沟作用：排除路面及边坡处汇集的地表水，以确保路基与边坡的稳定。设置条件：一般在公路路堑及高度小于边沟深度的低填方地段设置边沟。断面形状：三角形（石质地段）梯形（土质，排水量大的路段）浅碟形（土质，路容美观）有关规定：（1）底宽与深度：不小于0.4m。（2）边沟纵坡：一般不应小于0.5%，特殊困难路段亦不得小于0.2%；当沟底纵坡较大时，为防止边沟冲刷，应采取加固措施。（3）边坡坡度：梯形边沟：内侧：1:1～1:1.5外侧：路堤段与内侧边坡相同，路堑段与挖方边坡一致三角形边沟：内侧：1:2～l:4，外侧：1:1～1:2。（4）边沟长度：不宜过长，一般不宜超过500m，多雨地区不宜超过300m的边沟。三角形边沟长度一般不宜超过200m。三边坡坡度边坡坡度确定原则：应根据当地自然条件、岩土性质、填挖类型、边坡高度和施工方法等确定。路堤边坡坡度：由边坡填料的物理性质、气候条件、边坡高度以及工程水文地质条件选定。路堑边坡坡度：应根据当地自然条件、土石种类及其结构、边坡高度和施工方法等确定。一般情况下，土质(包括粗粒土)挖方边坡坡度参照表5.4.8选用。一般土质挖方边坡高度不宜超过30m。第五节平曲线路面加宽及其过渡平曲线加宽原因：（1）汽车在曲线上行驶，前后轮轨迹不重合，占路面宽度大。（2）由于横向力影响，汽车出现横向摆动。（一）加宽值的计算汽车行驶在曲线上，后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，因此，应增加路面内侧宽度。1.普通汽车：b=R-（R1+B）（一）加宽值的计算32221R8AR2ARARBR32R8AR2AbR2Ab2式中：A——汽车后轴至前保险杠的距离（m）：R——圆曲线半径（m）。对于有N个车道的行车道：R2NAb22.鞍式列车：式中：b1——牵引车的加宽值；b2——拖车的加宽值；A1——牵引车保险杠至第二轴的距离（m）；R2Ab211'R2Ab222A2—第二轴至拖车最后轴的距离（m）；由于R’=R-b1，而b1与R相比甚微，可取R’=R。令A12+A22=A2，上式仍旧归纳成为：R2AA'R2AR2Abbb2221222121R2NAb22.鞍式列车的加宽值计算方法：综上所述：兼顾考虑汽车摆动，加宽值计算如下：)/05.02(2RVRANb3.加宽值计算：3.平曲线加宽标准：《标准》规定：平曲线半径≦250m时，在平曲线内侧加宽。根据三种标准车轴距的不同，轴距＋前悬＝5m＝8m5.2+8m分为三类加宽小客车载重汽车铰接车三类加宽值的采用：四级公路和V=30KM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。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。路面应在曲线内侧进行加宽。路面加宽后，路基也应相应加宽。四级路路基采用6.5m以上宽度时：当路面加宽后剩余的路肩宽度：≧0.5m时，则路基可不予加宽；0.5m时，则应加宽路基以保证路肩宽度不小于0.5m。4.平曲线加宽要求：（二）加宽的过渡：加宽缓和段：路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上加宽后的宽度的渐变段。1．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。bLLbxx式中：Lx——任意点距缓和段起点的距离（m）；L——加宽缓和段长（m）；b——圆曲线上的全加宽有破折，与行车轨迹不符，适用于二、三、四级公路任意点的加宽值：任意点的加宽值：bx＝（4k3-3k4）b式中：2．高次抛物线过渡联接圆滑、美观；适用于适用于高速、一级公路及对路容有要求的二级公路。LLkx3．回旋线过渡在缓和段上插入回旋线，这样不但中线上有回旋线，而且加宽以后的路面边线也是回旋线，与行车轨迹相符，保证了行车的顺适与线形的美观。适用于适用于高速、一级公路及对路容有要求的二级公路的下列路段：（1）位于大城市近郊的路段；（2）桥梁、高架桥、挡土墙、隧道等构造物处；（3）设置各种安全防护设施的地段。（三）加宽缓和段的长度（1）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。（2）对于