《道路勘测设计》ch5 横断面设计

道路勘测设计主讲：廖明军第5章横断面设计第5章横断面设计第一节道路横断面的组成第二节行车道宽度第三节路肩、分车带、路侧带与路缘带第四节路拱及超高第五节视距的保障第六节道路建筑界限与道路用地第七节横断面设计方法第八节路基土石方数量计算及调配第5章横断面设计定义：道路横断面图：指道路中线上各点垂直于路线前进方向的竖向剖面图。道路横断面设计：研究路基横断面结构组成及尺寸的过程。第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成1、行车道：包括快车道和慢车道。第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成2、路肩：是位于行车道外边缘至路基边缘，具有一定宽度的带状结构。第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成3、边坡：为保护路基稳定，在路基两侧做成具有一定坡度的坡面。第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成4、边沟第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成5、中间带：高速公路及一级公路。第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成6、护坡道：护坡道是为保护路基坡脚不受流水侵蚀，保证边坡稳定，而在路基坡脚与取土坑内侧坡顶之间预留的1~2m甚至4m以上宽度的平台。第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成7、碎落台：碎落台指的是在路堑边坡坡脚与边沟外侧边缘之间或边坡上，为防止碎落物落入边沟而设置的有一定宽度的纵向平台。第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成8、截水沟：指的是为拦截山坡上流向路基的水，在路堑坡顶以外设置的水沟拦截水流。第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成9、爬坡车道：设置在高速公路的上坡路段，供慢速上坡的车辆行驶用的车道。第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成10、错车道：在单车道道路上，可通视的一定距离内，供车辆交错避让的一段加宽车道。第5章横断面设计第5章横断面设计5.1道路横断面组成5.1.1公路横断面组成公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定。在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大的经济效益与社会效益。第5章横断面设计高速、一级公路横断面组成：必要组成部分：行车道、中间带、路肩特殊组成部分：紧急停车带、爬坡车道、变速车道等1.标准横断面第5章横断面设计第5章横断面设计二、三、四级公路横断面组成：行车道、路肩错车道1.标准横断面第5章横断面设计路基宽度：指行车道与路肩宽度之和。但当设有紧急停车带、爬坡车道、变速车道、错车道等时，还应包含这些部分的宽度。即路基宽度指路基顶面的总宽度。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。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：第5章横断面设计第5章横断面设计5.1.2公路横断面类型（路幅布置类型）路幅：指公路路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分。（1）单幅双车道单幅双车道公路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。第5章横断面设计5.1.3城市道路横断面组成（1）单幅路俗称“一块板”断面，各种车辆在车道上混合行驶。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。不划分车线。第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计（2）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行道分为两半，上、下行车辆分向行驶，各自再根据需要决定是否划分快、慢车道。第5章横断面设计5.1.3城市道路横断面组成第5章横断面设计第5章横断面设计（3）三幅路：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。第5章横断面设计5.1.3城市道路横断面组成第5章横断面设计第5章横断面设计（4）四幅路在三幅路的基础上，再将中间机动车车道分隔为二，分向行驶。第5章横断面设计5.1.3城市道路横断面组成第5章横断面设计第5章横断面设计•行车道是道路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快车道和慢车道+非机动车道。•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。•行车道宽度应该满足车辆行驶的需要，双车道公路应满足错车、超车行驶所必须的余宽，四车道公路应满足车辆并列行驶所需的宽度。5.2机动车道、路肩与中间带第5章横断面设计5.2.1机动车道行车道宽度双车道公路有两条车道，行车道宽度包括汽车宽度和富余宽度。根据《标准》第2.0.1条规定，设计车辆最大宽度为2.5m，加错车、超车所必须的余宽来确定行车道的宽度。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。1.一般双车道公路行车道宽度的确定yxcaB2单yxcaB22双第5章横断面设计不同速度错车时，两汽车车厢所需净距（x）值与错车速度（V1+V2）的关系式为：x=0.51+0.01（V1+V2）x+2y=0.79+0.014（V1+V2）按双车道公路错车时行驶速度于横向间距的关系确定行车道宽度：第5章横断面设计高速公路、一级公路平原微丘区采用3.75m的车道。计算行车速度为60km/h时，仍采用3.50m。主要考虑因素：（1）计算行车速度高，远景交通量大，特别是我国载重汽车混入率高。（2）参考了德国、法国的高速汽车公路，日本的高速公路、东欧各国的一级公路、英国和加拿大的高速公路，其车道均为3.75m。（3）美国各州公路的工作者协会认为，各级公路合乎理想的车道宽度为3.66（12ft），不宜大于3.97m（13ft）。近年来美国有的城市将行车道宽度减为3.35m（11ft）甚至3.05m（10ft）。5.2.2有中间带的行车道宽度第5章横断面设计第5章横断面设计5.2.2有中间带的行车道宽度1.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)中间带的构成：两条左侧路缘带中央分隔带第5章横断面设计5.2.2有中间带的行车道宽度第5章横断面设计第5章横断面设计1.中间带(2)中间带的构成：两条左侧路缘带中央分隔带第5章横断面设计5.2.2有中间带的行车道宽度(3)中间带的作用：将上、下行车流分开。可作设置公路标志牌及其它交通管理没施的场地，也可作为行人的安全岛使用。分隔带种植花草灌木或设置防眩网，可防止对向车辆灯光眩目，还可起到美化路容和环境的作用。路缘带可引导驾驶员视线，1.中间带第5章横断面设计5.2.2有中间带的行车道宽度(4)中间带的宽度中间带的宽度是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。第5章横断面设计中间带宽度随公路等级、地形条件变化在2.50~4.50m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。第5章横断面设计第5章横断面设计(5)中间带变宽过渡：第5章横断面设计(6)中间带开口：第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计(7)中央分隔带形式：第5章横断面设计2.两侧带定义：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)设施带第5章横断面设计5.2.2有中间带的行车道宽度2.两侧带第5章横断面设计2.两侧带第5章横断面设计5.2.3路肩1.路肩的作用：(1)支挡作用;(2)供临时停车或堆料;(3)增加有效行车道宽度;(4)提供道路养护作业、埋设地下管线的场地；(5)精心养护的路肩，能增加公路的美观。2.路肩的构成：第5章横断面设计硬路肩：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纯土路肩：路基土1.路肩的作用：(1)支挡作用;(2)供临时停车或堆料;(3)增加有效行车道宽度;(4)提供道路养护作业、埋设地下管线的场地；(5)精心养护的路肩，能增加公路的美观。2.路肩的构成：第5章横断面设计5.2.3路肩第5章横断面设计3.路肩的宽度：第5章横断面设计5.2.3路肩第5章横断面设计第5章横断面设计5.2.4路缘石路缘石是设置在路面与其它构造物之间的标石。在分隔带与路面之间，人行道与路面之间一般都需要设置路缘石。路缘石的形状有立式、斜式和曲线等几种（图5-14）第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计5.3路拱、超高及加宽5.3.1路拱1.路拱横坡度：对于不同类型的路面由于其表面的平整度和透水性不同，再考虑当地的自然条件选用不同的路拱坡度。第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计5.3路拱、超高及加宽2.路拱的形式：抛物线形直线接抛物线形折线形第5章横断面设计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；硬路肩宽度≥2.25m时的曲线段的硬路肩横坡度应符合下表规定：第5章横断面设计5.3.1路拱5.3路拱、超高及加宽第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计1.超高及其作用定义：超高是指在平曲线段，为克服车辆所受的离心力，将路面做成向内侧倾斜的单向横坡的断面形式。当汽车在弯道上行驶时，将受横向力的作用，其值大小可用横向力系数μ表示；5.3.2超高iRV1272减小横向力的方法：增大曲线半径：有时是困难的降低车速：设计中不推荐增大向内侧倾斜的横坡——设置超高横坡：（成本低、效果好）设置超高后：hiRV1272第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计第5章横断面设计在圆曲线上，R是常数，离心力是常数，在圆曲线上是全超高。在缓和曲线上，R是变数，离心力是变数，在缓和曲线上是逐渐变化的超高。《城市道路设计规范》规定：超高横坡度ih应按计算行车速度、半径大小、结合路面种类、自然条件和车辆组成等情况确定。RVih1272RVih1272最小超高：等于路面拱度，即该级公路直线部分的路拱坡度。超高横坡度计算公式：最大超高和最小超高第5章横断面设计第5章横断面设计绕路面内边缘旋转：一般用于新建工程。绕路中线旋转：一般用于改建工程绕路面外边缘旋转：可在特殊设计时采用。2.超高过渡方式：（1）无中间带道路的超高过渡第5章横断面设计（2）有中间带公路的超高过渡绕中间带的中心线旋转：中间带宽度较窄（≤4.5m）的公路可采用；绕中央分隔带边缘旋转：各种宽度中间带的均可采用绕各自行车道中线旋转：车道数大于4条的公路可采用第5章横断面设计2.超高过渡方式：3.4.3缓和曲线的最小长度（1）离心加速度的变化率汽车行驶在缓和曲线上，其离心加速度将随着缓和曲线曲率的变化而变化，若变化过快，将会使旅客有不舒适的感觉。离心加速度的变化率as：（离心加速度随时间的变化率）Rtvtaas2在等速行驶的情况下：vLstRLsVRLsvas330214.0满足乘车舒适感的缓和曲线最小长度：RaVLss3min0214.0我国公路计算规范一般建议as≤0.6RVLs3min036.0第3章平面设计3.4缓和曲线（2）驾驶员的操作及反应时间缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短而使司机驾驶操纵过于匆忙。一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s《标准》按行驶时间不小于3s的要求制定了各级公路缓和曲线最小长度。《城规》制定了城市道路的最小缓和曲线长度，如表3