工学道路勘测设计横断面设计 83页

第五章 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。 第一节 横断面组成及类型 行车道、路肩、边坡、边沟、截水沟、护坡道、中间带，以及专门设计的取土坑、弃土堆等。 一 、公路横断面组成 路线中横断面设计 是指“ 路幅设计 ” 公路路幅：指公路路基顶面宽度，即两路肩外侧边缘之间的宽度。 包括 行车道宽度 和 路肩宽度 。 当设有中间带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带时，也应包括在内 。 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 ： 沪蓉西高速公路 昌九高速公路 右路肩 行车道 路幅布置类型 ⑴. 单幅双车道 ⑵．双幅多车道 ⑶．单车道 单幅双车道（ 二、三级公路及部分四级公路） 双幅多车道 （高速、一级公路） 单车道 （四级公路） 公路横断面小结 单幅双车道 多用于二、三级公路及部分四级公路； 双幅多车道 多用于高速公路及一级公路； 单车道 用于四级公路 二、城市道路横断面布置类型 1. 单幅路（ “ 一块板 ” 断面） 一块板特点 ： （ 1 ）交通两个混合 （ 2 ）用地少，投资省，车道使用灵活 （ 3 ）照明、遮阴、减少噪音方面不利 适用 ： （ 1 ）用地困难，红线受建筑、地形限制的情况 （ 2 ）出入口较多，等级较低的生活、商业性道路 （ 3 ）机动车交通量不大非机动车较少的次干路支路 交通组织 ： （ 1 ）划快慢车行驶分车线，快车在中间行驶 （ 2 ）不划分车线，组织单行交通，限制载重车和非机动车 2. 双幅路（ “ 两块板 ” 断面） 特点 ： （ 1 ）交通一个 分离 一个 混合 （ 2 ）占地较 “ 一块板 ” 多，机动车道使用灵活性差 （ 3 ）分隔带上可以用作绿化、布置照明和敷设管线等 上下行分离 机非混合 适用 ： （ 1 ）机动车较多，非机动车较少，车速要求较高，夜间交通量大的道路； （ 2 ）城市郊区道路，横向高差大或地形特殊路段。 3. 三幅路（ “ 三块板 ” 断面） 特点 ： （ 1 ）机非分行，分隔带上布置绿带，有利于夏天遮阳防晒、减少噪音和布置照明 （ 2 ）利于分期修建 （ 3 ）占地较多，只有红线宽度≥ 40m 时才满足车道布置的要求。 适用：机动车和非机动车都较多的城市道路。 较多采用的横断面形式 4. 四幅路（ “ 四块板 ” 断面） 特点：机非分行，对向分隔，车速高；占地特别宽 适用：机动车速度高，机动车和非机动车多的快速路和主干路。 城市道路横断面小结 三块板 优点居多，在条件具备的城市道路上宜优先考虑。 从我国目前状况看，一块板具有很高的使用价值，为我国广大中小城市普遍采用。即使在大城市，有时为了减少拆迁，节省近期投资，也经常选用。 对于两块板，则很少采用。 路基宽度 ：指行车道与路肩宽度之和。 但当设有中间带、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 ： 第二节 机动车道、路肩和中间带 路 面 昌九高速公路 右路肩 行车道 路基宽度 右路缘带 左路缘带 中央分隔带 中间带 路面宽度 一、机动车道行车道宽度的确定 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。 B=n×b 2. 有中央分隔带的行车道宽度 单侧行车道宽度： B=S+D+M+a 1 +a 2 二、 路肩的作用及其宽度 路肩 路缘带 土路肩 路肩的构成 1 .路肩的构成 硬路肩 路肩是位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状结构部分。 进行了铺装的路肩，可以承受汽车荷载的作用力 又称 “ 加固路肩 ” 又称 “ 保护路肩 ” 铺设硬路肩 2 .路肩的作用 （ 1 ）保护行车道等主要结构的稳定； （ 2 ）供发生故障的车辆临时停放； （ 3 ）提供侧向余宽，有利于安全，增加舒适感； （ 4 ）可供行人、自行车通行； （ 5 ）为设置路上设施提供位置； （ 6 ）作为养护操作的工作场地； （ 7 ）在不损坏公路的前提下，也可作为埋设地下设施的位置； （ 8 ）挖方路段，可以增加弯道视距，减小行车事故； （ 9 ）精心养护的路肩，能增加公路的美观。 3. 路肩的宽度 （ 1 ）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 右侧硬路肩 。 （ 2 ）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 、 0.75m ，最窄不能 <0.50m 。 宽度的选用：在满足路肩功能最低需要的条件下，原则上尽量采用 较窄 的路肩 。 1. 定义：为了利于路面横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，称为 路拱 。 2. 坡度要求： 坡度越大排水越快，但坡度过大对行车不利，因此路拱坡度应限制在一定范围内。 土路肩横坡一般应较路面横坡大 1 ％～ 2 ％； 人行道横坡一般采用直线型向侧右方向倾斜，横坡大小视铺砌材料和满足排水要求而定。 3. 影响路拱坡度大小的因素： 路面类型、降水、路面宽度、设计车速 三、路拱横坡 4. 路拱形式 抛物线形 直线接曲线形 折线形 （ 1 ）抛物线形 --- 多用于低等级公路 特点： 中间坡度较小，越到两旁坡度越大，利于排水；线形美观 ； 车行道中间部分过于平缓，使行车易于集中中央，所以中央部分路面损坏较快； 横断面上各部分横坡度不同，增加施工难度。 （ 2 ）直线接曲线形 --- 多用于高等级公路 倾斜直线型路拱 圆顶直线型路拱 特点： 汽车轮胎和路面接触较为平均，路面磨耗较小； 排水效果不及抛物线流畅。 （ 3 ）折线形 --- 多用于多车道水泥混凝土路面 特点： 施工方便； 排水比直线形好 有折点，不利行车； 适用于路面较宽的黑色路面 。 四条和四条以上车道的公路应设置中间带。 ( 高速公路、一级公路整体式路基必须设中间带 ) 中间带由两条 左侧路缘带 和中央分隔带组成。 四、中间带 中间带 中央分隔带 路 缘 带 路 缘 带 昌九高速公路 中间带的作用： 1. 分隔上下行车流，既可以 避免 因快速驶入对向行车道造成严重的 交通事故 ，又能减少公路中线附近的交通阻力而增加通行能力。 2. 在不妨碍公路建设限界的前提下，可作为设置公路标志牌及其他交通管理设施的场地 , 可以埋设管线等设施。 3. 设置一定宽度的中间带，夜间行车可不灭远光灯，即使宽度小一些，如果很好地利用植树或设防眩设施也可不灭远光灯。从而 保证行车安全 。 4. 中间带的路缘带可引导视线 第三节 非机动车道、人行道、路缘石 非机动车道 : 专供自行车、三轮车、平板车及兽力车等行驶的车道 人行道：主要供行人步行之用，同时也是植树、立杆的场地，其地 下空间还可埋设管线。 人行道 步行道 种植带 设施带 人行道的布置 路缘石 ：设置在路面与其它构造物之间的标石 路缘石的形状 立式 斜式 曲线式 道路红线： 指城市道路用地分界控制线，红线之间宽度即道路用地范围，亦可称道路的总宽度或称规划路幅。 城市道路红线规则 城市道路红线 红线宽度：机动车道、非机动车道、人行道、绿带等 道路建筑限界（净空） ： 道路建筑限界（净空）： 是为保证道路上各种车辆、人群的正常通行与安全，在一定的高度和宽度范围内不允许有任何障碍物侵入的空间界线。 道路建筑限界由 净高 和 净宽 两部分组成。 1 ．净高： 高速公路、一级、二级公路： 5.0m 三、四级公路： 4.5m （中级或低级路面可预留 20cm 净高） 城市道路：各种汽车 4.5m ，无轨电车 5.0m ， 有轨电车 5.5m 自行车和行人 2.5m ，其它非机动车 3.5m 2 ．净宽 ： 高速、一级公路： 行车带 、 路缘带 、 硬路肩 、 部分 中央分隔带的宽度 设施应设在右路肩外的 土路肩 上 昌九高速公路 二、三、四级公路：行车带及部分路肩 （路肩宽度 -0.25m ） 的宽度 设人行道、自行车道时，还应包括它们的宽度。 2 ．净宽 ： 高速、一级公路： 行车带、路缘带、硬路肩、 部分 中央分隔带的宽度 1 ． 新建公路： 路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，或路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不少于 1m 的土地为公路用地范围。在有条件的地段，高速公路、一级公路不少于 3m ，二级公路不少于 2m 的土地为公路用地范围。 2 ．高填深挖路段： 应根据边坡稳定计算确定用地范围。 3 ．在风沙、雪害及特殊地质地带： 应根据需要确定设置防护林，种植固沙植物，安装防沙或防雪栅栏以及设置反压护道等设施所需的用地范围。 4 、 行道树 应种植在排水沟或截水沟外侧的公路用地范围内，有时根据环保要求需要种植多行林带的路段，应根据具体情况确定用地范围 5 、公路沿线立体交叉、平面交叉、服务设施、安全设施、交通管理设施、停车区、养护管理设施以及料场和苗圃等工程用地，应根据实际需要确定； 6 、改建公路可参考新建公路确定。 道路用地范围： 第 4 节 平曲线加宽设计 平曲线加宽原因 ： （ 1 ）汽车在曲线上行驶时，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，各轮迹半径不同，其中以后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线 内 侧应增路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。 1. 几何加宽值 - 几何关系 2. 摆动加宽值 - 速度 3. 标准规定的加宽值 ( 内侧全加宽 ) 一、加宽值 4. 加宽值的运用 平曲线半径≤ 250m 时，应在平曲线 内侧加宽 。表 3.15 、 3.16 四级公路和设计速度为 30km/h 的三级公路采用第 1 类加宽值；通往农村交通量很小的单车道公路，受条件限制时，也可不加宽。 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。 路面加宽后，路基也应相应加宽。 1. 加宽缓和段位置 2. 加宽缓和段形式 二、加宽的过渡 适用于三、四级公路和路容要求不高的二级公路。 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。加宽缓和段内任意点的加宽值： 二、加宽的过渡 适用于三、四级公路和路容要求不高的二级公路。 2. 高次抛物线过渡 —— 适用于高速公路、一级公路和对路容有较高要求的二级公路。 3. 回旋线过渡 —— 适用于构造物路段。 4. 插入二次抛物线过渡 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。 既不设缓和曲线，又不设超高的平曲线，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，通常取 5 的倍数。 三、 加宽过渡段的长度 第五节 平曲线超高设计 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。 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。 超高过渡段 —— 从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上单向横坡的路段。 一、超高及其作用 最大超高坡度：结合路面类型，自然条件等， 《 规范 》 规定高速公路、一级公路超高横坡度不应大于 10 ％，其他各级公路不应大于 8 ％，积雪冰冻地区不宜大于 6 ％。 超高坡度的确定：根据圆曲线半径，自然条件和公路等级按 《 规范 》 确定。 三、超高过渡方式 无中间带公路 有中间带公路 超高坡度 = 路拱横坡 超高坡度 > 路拱横坡 绕 行车道 内侧边缘旋转 绕中线旋转 绕 行车道 外侧边缘旋转 绕中间带中心线旋转 绕中央分隔带边缘旋转 绕各自行车道中线旋转 “超高设计图”，是简化了的超高过渡的纵断面图。 旋转轴为横坐标轴 纵坐标是相对高程。 超高设计图 不设中间带的公路： 基本型曲线的超高设计图 四、超高过渡段长度 应考虑以下几点： 1 、一般 Lc=Ls; 2 、若 Lc>Ls 3 、若 Lc