道路勘探与设计ch5横断面设计.ppt

,第五章 横断面设计,本章主要介绍道路的横断面组成及设计方法。熟悉掌握横断面组成及类型、平曲线加宽与超高设计、横断面设计。,第一节 道路横断面的组成及类型,第二节 行车道宽度,第三节 路肩、中间带与人行道,第四节 道路路拱、边沟、边坡,第五节 道路用地范围与建筑限界,第六节 路基横断面设计及成果,第七节 路基土石方数量计算及调配,第八节 横断面设计成果,设计任务：1.横断面尺寸，2.横断面布置，3.边坡处理设计成果：1.标准横断面图，2.施工横断面图，3.路基设计表，4.土石方数量计算表5.其他相关路基防护工程的计算表,道路的横断面，是指中线上各点的法向切面，由横断面设计线和地面线所构成。横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环保设施等。城市道路横断面组成中，还包括机动车道、非机动车道、人行道、绿化带、分车带等。地面线是表征地面起伏变化的那条线，是通过现场实测或由大比例尺地形图、航测像片等途径获得的。路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接有关的那一部分，即各组成部分的宽度、横向坡度等问题，所以也称为“路幅”设计。,第一节 道路横断面的组成及类型,.路幅是指公路路基顶面两路肩外侧边缘之间部分。,一、公路横断面组成,1.路幅的构成,典型横断面组成,一.公路横断面组成,一.公路横断面组成,典型横断面组成,一.公路横断面组成,（1）一般组成 1）行车道(carriageway)：供各种车辆行驶部分的总称。2）路肩(shoulder;verge)：位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状构造物。3）中间带（central strip）：高速公路及一级公路上用于分隔对向车辆的带状构造物。4）边坡(side slope)：为保证路基稳定，在路基两侧具有一定坡度的坡面。5）边沟(side ditch)：为汇集和排除路面、路肩及边坡流水在挖方或低填方路基两侧设置的纵向排水沟。,（2）特殊组成 a）应急停车带(emergency parking strip)：当硬路肩的宽度2.25米时设置，间距不宜大于500m，宽度3.50m，长度不小于30m。,一.公路横断面组成,紧急停车带的作用及设计,高速公路和一级公路当右侧硬路肩的宽度小于2.50m 时，应设紧急停车带，港湾式紧急停车带主要承担硬路肩宽度不足时故障车辆的临时停车作用，港湾式紧急停车带的设置应灵活掌握。高速公路和一级公路，当右侧硬路肩的宽度小于2.50m时，应设紧急停车带。紧急停车带的设置间距不宜大于500m，紧急停车带的宽度包括硬路肩在内为3.5m，有效长度不小于30m，如图5-12所示。,a)紧急停车带实例图,硬路肩边缘线,b)紧急停车带平面图,20(5)m,30m,20(5)m,二级公路为避免急需停靠的车辆占道，根据需要可设置紧急停车带，其间距不宜大于500m。高速公路和一级公路的特长桥梁、隧道，可根据需要设置紧急停车带，其间距为750m左右，过渡段长度一般采用20m，工程特别艰巨时，最小可采用5m。当采用最小值时，为使过渡段的外形不出现明显的折线，可用反向圆曲线连接，使之圆滑，如图5-13。,30m,5m,图5-13 桥梁、隧道中的紧急停车带过渡段,b）碎落台(stage for heaping soil and brocken rock)：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具有一定宽度的纵向平台。,一.公路横断面组成,c）截水沟(intercepting ditch)：在地面线较陡的挖方路段，为拦截山坡上流向路基的水，在路堑坡顶以外设置的水沟。边沟:路堑坡底处设置的水沟。排水沟:路堤坡底以外设置的水沟。,一.公路横断面组成,边沟、排水沟,一、公路横断面组成,d）变速车道（speed-change lane）：在高速公路互通式立体交叉、服务区等处设置的，供车辆驶入或驶离高速车流的加速或减速车道。其宽度一般为3.5m。e）错车道(passing bay)：四级公路，当采用4.5m的单车车道路基时，在适当的可通视的距离内设置的供车辆交错避让用的一段加宽车道。f）护坡道(berm)：当路堤较高时，为保证路基边坡稳定，在取土坑与坡脚之间，沿原地面纵向保留的有一定宽度的平台。,对于等级高、交通量大的公路（如高速公路、一级公路），通常是将上行与下行的车辆分开。分隔的方式有两种，其中一种是用分隔带分隔，称为整体式断面。该断面形式主要包括：行车道、中间带、路肩以及紧急停车带、爬坡车道等。另一种分隔方式是将上行与下行车道放在不同的平面上加以分隔，称为分离式断面。该断面形式主要包括：行车道、路肩以及紧急停车带、爬坡车道等。,.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：,延安-黄陵高速公路,昌九高速公路,a)整体式道路横断面图,b)分离式道路横断面图,有些分离式道路利用地形或处于风景区等原因甚至作成两条独立的单向道路.,路幅构成补充说明的几点,公路直线段与曲线段的宽度有所不同，在曲线段，路幅宽度还应包括行车道的加宽宽度。在曲线段为了抵消离心力，路面作成向弯道内侧倾斜的单一横坡，称为“超高”。为了迅速排除路面和路肩上的降水，将路面和路肩作成有一定横坡的斜面。直线段的路面为中间高、两边低，呈双向倾斜，称为“路拱”。,二、公路横断面的类型,1.单幅双车道单幅双车道指的是整体式的供双向行车的双车道公路，这类公路在我国所占比例最大，二级公路、三级公路和一部分四级公路均属此类。这类公路适应的交通量范围大，最高可达7000辆/昼夜；行车速度可从2080km/h。在这类公路上行车，只要各行其道、视距良好，车速一般都不会受到影响。但当交通量很大，非机动车混入较多时，其车速和通行能力则大大降低。所以对混合行驶相互干扰较大的路段，可专设非机动车道和人行道，将汽车和其它车辆分开。,单幅双车道横断面,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”路这种类型的公路，其设计车速高、通行能力大、行车顺适、事故率低。我国标准中的高速公路和一级公路即属此种类型。这类公路占地多、造价高，只有在公路网中具有重要的政治、经济意义，且远景交通量较大时才修建。假如近期交通量不是很大，可采取分期修建的办法，先修一幅路供双向行车使用，当条件具备时，在修建另外一幅。,昌九高速公路,双幅多车道横断面,3.单车道 对交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路，可采用单车道，如我国标准中的山区四级公路就属于此类，其路基宽度为4.5m，路面宽度为3.5m。这类公路虽然交通量小，但仍然会出现错车和超车的问题。为此，应在不大于300m的距离内选择有利地点设置错车道，错车道处的路基宽度应不小于6.5m，有效长度不小于20 m。,单幅双车道,双幅多车道,多幅多车道,单车道,路拱：为了迅速排除路面和路肩上的降水，将路面和路肩作成有一定横坡的斜面。直线路段的路面为中间高两边低呈双向倾斜，称作路拱。,超高：小半径曲线上为了抵消离心力，路面作成向弯首内侧倾斜的单一横坡，称作超高,二、城市道路横断面组成及类型,（一）城市道路横断面组成 城市道路的交通性质和组成比较复杂，尤其表现在行人和各种非机动车辆较多，所以城市道路路线设计中的横断面设计是矛盾的主要方面，一般都放在平面设计和纵断面设计之前进行。,行车道：城市道路上供各种车辆行驶的部分统称为行车道，分为机动车道和非机动车道。机动车道：专供汽车、无轨电车、摩托车等机动车行驶的部分称为机动车道。非机动车道：供自行车、三轮车、板车等非机动车行驶的部分称为非机动车道。,人行道：供行人步行使用的部分称为人行道。分隔带：分隔各种车辆或行人的部分称为分隔带。绿化带：保持环境和城市的美观。城市道路各组成部分位置和宽度的确定，首先必须保证车辆和行人的安全畅通，同时要与道路两侧的各种建筑物及自然景观相协调，并能满足地面排水、地下排水和埋设各种管线的要求，还要考虑远景规划的要求，为城市未来道路的建设与发展留有余地。,单幅路 俗称“一块板”断面。各种车辆在车道上混合行驶。,二、城市道路横断面布置类型,1.布置类型,广州解放路,城市道路横断面1、组成,一般由机动车道、非机动车道、人行道、绿带、排水设施及各种管线工程等组成。,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道分为两半，上、下行车辆向行驶。各自再根据需要决定是否划分快、慢车道。,Mexico City,三幅路俗称“三块板”断面，中间为双向行驶的机动车道，两侧为靠右行驶的非机动车道。,桂林解放桥,四幅路俗称“四块板”断面，在三幅路的基础上，再将中间机动车道分隔，分向行驶。,Berlin,2.断面形式的选用,单幅路,双幅路,三幅路,四幅路,（2）四种基本型式的使用效果,城市道路横断面 2.城市道路横断面的基本形式,（3）四种基本型式的适用条件,城市道路横断面 2.城市道路横断面的基本形式,第二节 行车道宽度,一、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。,1.一般双车道公路行车道宽度的确定,2.有中央分隔带的行车宽度高速公路、一级公路有四条以上的车道，一般设置中央分隔带。分隔带两侧的行车道只有同向行驶的汽车，如图56所示。,S=0.0103V1+0.56(5-3)D=0.000066(V22V21)+1.49(5-4)M=0.0203V2+0.46(5-5),则单侧行车带道度：B=S+D+M+a1+a2 a1a2为汽车后轮外缘间距，对于普通车a=1.60m,大型车a=2.30m。,结论：计算行车速度V=120km/h时，每条车道的宽度均采用3.75m;当V=100km/h，且交通量大和大型车混入率高时，内侧车道应为3.75m,外侧车道可采用3.75或3.50m,3.城市道路的行车道宽度,表5-1 各级公路行车道宽度,4、专用车道宽度,专用车道主要有爬坡车道、变速车道、错车道、避险车道、紧急停车带、港湾式停靠站等。其车道或行车道宽度规定为：爬坡车道与变速车道的车道宽度采用3.50m；错车道路段的行车道宽度不小于5.50m；避险车道的宽度应不小于4.50m；紧急停车带宽度为5.00m；公交汽车港湾式停靠站的宽度应为3.00m。,1.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经最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线以行车顺适与安全。普通汽车的加宽值可由图5-8所示的几何关系求得：b=R(R1+B),而 R1+B=故 b=上式每二项后的数值极小，可省略不计，故一条车道的加宽：b单=,对于有个车道的行车道：bn=,二、平曲线加宽及其过渡,半挂车的加宽值由图的几何关系求得：b1=b2=,由于=R-b1，而b1与相比甚微，可取R=R，于是半挂车的加宽值：b=b1+b2=令 A12+A22=A2,上式仍旧纳成为 b=,双车道公路平曲线的加宽值 表5-3,城市道路圆曲线每条车道的加宽值(m)表5-4,四级公路和山岭重丘区的三级公路采用第1类加宽值；其余各级公路采用第3类加宽值。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。,2.加宽的过渡,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，如图5-10所示。加宽、缓和段内任意点的加宽值：bx=b,适用:可用二、三、四公路。,二次抛物线过渡,bx=b(T+Lx)2/4TL LxT bx=bLxL TLxLT bx=bLxLb(LxL+T)24TL L二次抛物的切线长，当m时，取10m；当50m时，取m，,.高次抛物线过渡在加宽缓和段上入一条高次抛物线，抛物线上任意点的加宽值：bx=(4k3-3k4)b k=适用:于各级汽车专用公路,2.加宽缓和段的长度 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。即不设缓和曲线，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。对于复曲线的大圆和小圆之间设有缓和曲线的加宽缓和段，均可以按上述方法处理。,加宽的有关规定：R=250M时，在曲线内侧加宽。加宽的过渡：有缓和曲线时，将缓和曲线作为加宽缓和段，无缓和曲线时用直线作为加宽缓和段。,第三节 路肩、中间带与人行道,一、路肩的作用及其宽度,路缘带,土路肩,2.路肩的作用由于路肩紧靠在路面的两侧设置，具有保护及支撑路面结构的作用。供发生故障的车辆临时停放之用，有利于防止交通事故和避免交通紊乱。作为侧向余宽的一部分，能自己增进驾驶的安全和舒适感，这对保证设计车速是必要的，尤其在挖方路段，还可以增加弯道视距，减小行车事故。.提供道路养护作业、埋设地下管线的场所。.精心养护的路肩，能增加公路的美观。,1.路肩的构成,3.路肩的宽度,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的硬路肩。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。,附表各级公路路肩宽度,高速公路和一级公路，应在路肩宽度范围内设右侧路缘带。右侧路缘带是路肩的一部分并与行车道相连接，其宽度一般为0.5m。高速公路和一级公路，当右侧硬路肩宽度小于2.25m时，应设紧急停车带。设置间距为：平原微丘区为300 m左右，山岭重丘区为500 m左右。紧急停车带宽度包括硬路肩在内为3 m，有效长度不小于30 m。路肩宽度变化处，应有圆顺的过渡段，其渐变率一般为1：30。路肩的坡度应保证排水，对直线段一般比路面横坡大12，对弯道超高路段可与横向超高坡度相同。,分隔带,行车道,硬路肩,土路肩,土路肩植草，景观效果好，同时还可以缓解反光效应,为防止地表水冲刷土路肩，土路肩可进行硬化,a)边沟尺寸过大 b)散排更好 土路肩加固的不良示例,二.分隔带的作用及其宽度,1.中间带 四条和四条以上车道的公路应设置中间带。组成：中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成。,中间带宽度随公路等级、地形条件变化在2.504.50m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。,宽度,为了便于养护作业和某些车辆在必要时驶向反向车道，中央分隔带应按一定距离设置开口部。开口部一般情况下以每2km的间距设置为宜，在互通式立体交叉、隧道、特大桥、服务区等设施的前后必须设置开口。,.开口：,.种植花草灌木或设置防眩网，可防止向车辆灯光眩目，还可起到养化路容和环境的作用。.分隔带两侧的路缘带，由于有一定宽度且颜色醒目，既引导驾驶员视线，又增加行车所必须和侧向余宽，从而提高行车的安全性和舒适性。,.作用：.上、下流分开，防止因快车驶入向行车带造成车祸，减少公路中心线附近的交通阻力，从而提高通行能力。.是设置公路标志牌及其它交通管理设施的场地，也可用为行人的安全岛使用,布置在横断面两侧的分车带叫两侧带，其作用与中间带相同，只是设置的位置不同而已。它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。两侧带的最小宽度规定为2.0m至2.25m。在北方寒冷积雪地区，在满足最小宽度的前提下，还应考虑能否临时堆放积雪的要求。,2.两侧带,三.城市道路路侧带的组成及其宽度,人行道绿化带公用设施带,1.人行道 人行道主要是供行人步行之用，同时也是植物、立杆的场地。人行道的地下还可埋设管线等。行人步行道宽度.一条人行道的宽度在0.750.9米之间，通常在设计中取1米。则人行道宽度取决于行人交通量和人行道的通行能力。,人行道的可能通行能力表 表5-5,组成,2.种植带人行道上靠行车道一侧种植行道树。行道树的株距一般为4m6m,树池采用1.5m的正方形或1.2m1.8m的矩形。也有种植草皮与花丛的。3.设施带设施带宽度包括设置行人护栏、照明灯柱、标志牌、信号灯等的宽度。常用宽度为：护栏0.25m0.50m,栏柱1.0m1.5m.,四、路缘石 路缘石是设置在路面与其它构造物之间的标石。路缘石的形状有立式、斜式和曲线等几种（图5-14）,五、公路路基宽度,各级公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和，当设有中间带、加减速车、爬坡车道、紧急停车带、避险车道、错车道等时，应计入这些部分的宽度。规范对各级公路路基宽度规定如表5-10和表5-11所示。二级公路因交通量、交通组成等需要设置慢车道的路段，设计速度为80 km/h 的二级公路路基宽度可采用15.0m；设计速度为60 km/h 时其路基宽度可采用12.0m。四级公路应采用双车道路基宽；交通量小的路段，可采用单车道4.50m 路基宽。,第四节 道路路拱、边沟、边坡,一 道路路拱,1.路拱：为了利于路面横向排水，将路面做成中央向两侧倾斜的拱形，称为路拱。其倾斜的大小以百分率表示,2.影响路拱大小的因素 路面类型 降雨 车速 路面宽度,3、路肩横坡,路肩横坡度 土路肩排水能力远低于路面。其横向坡度应较路面增大1.02.0；硬路肩可与路面同一坡度，也可稍大于路面。路侧带的横坡度路侧带的横坡宜采用单面坡，其坡度为1.02.0。,1.超高及其作用超高：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，这就是超高。,二、曲线超高,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。,2.超高值的计算,当V0时，F0，过大的i可能使车辆向弯道内侧滑移。结合我国实际情况，高速公路，一级公路最大超高10，其他公路为8。积雪严寒地区6。,.无中间带道路的超高过渡 先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直到超高横坡值,3.超高的过渡,.无中间带道路的超高过渡,.有中间带公路的超高过渡,绕外边缘旋转先将外侧绕外边缘旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待达到单向横坡后，整个端面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡度（图5-18c）,有中间带公路的超高过渡,4.高缓和段长度双车道公路超高缓和段长按右式计算：Lc=,5横断面上超高值的计算平曲线上设置超高以后，道路中线和内，外侧边线与原中线上的设计标高之高差h应予以计算，计算公式列于表5-10和表5-11，可参看5-20和图5-21,三、边沟,边沟的主要作用是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。一般在公路路堑及低填方路段设置边沟。边沟的断面形状主要取决于排水流量的大小、公路的性质、土质情况及施工方法等。一般情况下，在排水量小石质地段多采用三角形；在排水量大的路段多采用梯形。,边沟设计宜遵循如下规定：底宽与深度不小于0.4m；沟底纵坡一般不小于0.5%，特殊困难路段也不得小于0.2%；当陡坡路段沟底坡度较大时，为防止冲刷，边沟应采取加固措施；边沟边坡：梯形边沟内侧一般为1：11：1.5；三角形边沟内侧一般为1：21：4；边沟长度不宜过长，一般不超过500m即应选择适当地点设置出水口，多雨地区不宜超过300m。三角形边沟长度一般不宜超过200m。,四、边坡坡度,边坡坡度路基边坡坡度，应根据当地自然条件、岩土性质、填挖类型、边坡高度、使用要求和施工方法等确定。边坡过陡，稳定性就差，雨水冲刷力也大，易出现崩塌等事故；边坡过缓，土石方数量增加，工程成本提高。因此，选择边坡坡度时，要权衡利弊，力求合理。,五、护坡道,护坡道的作用是减缓路堤边坡的平均坡度，是保证路堤稳定的措施之一。一般情况下，当路堤填土高度小于或等于2m 时可不设护坡道；当路堤填土高度大于2m 时，应设置宽度为1m 的护坡道；当路堤填土高度大于6m 时，应设置宽度为 2m 的护坡道。为利于排水，护坡道表面应做成向外侧倾斜2%的横坡。,第五节 道路用地范围与建筑限界,修建道路、养护道路和布置道路的各种设施都需要占用土地。这些土地的征用必须要遵照国家的有关政策办理，既要满足修建道路所必须的路幅，又要精打细算，充分考虑我国土地资源紧张的状况，尽可能地节省每一寸土地。,一、道路用地范围,规定的公路用地范围为：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）以外不少于1m，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，汽车专用二级公路、一般二级公路不少于2m为宜。高填深挖路段，可能会因取土、弃土以及在路基的开挖填筑和养护过程中占用更多的土地，所以在这种地段公路用地范围应适当加宽，并根据计算结果确定用地范围。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、防雪栅栏等设施所需要的用地范围。,行道树应种植在排水沟或截水沟外侧的公路用地范围以内，对于需要种植多行林带的路段，应根据具体实际情况确定公路用地范围。公路沿线设施及路用房屋、料场、苗圃等，应在节约用地的原则下，尽量利用荒山或荒坡地，并根据实际需要确定用地范围。对于改建公路，在原有公路的基础上，可参考上述有关规定执行。城市道路的用地范围是指建筑红线以内的范围。,二、道路建筑限界,道路建筑限界，又称“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限。在进行道路横断面设计时，要充分研究道路的组成及相互关系，以及各种设施的布置，在有限的空间内作出合理的安排。绝对不允许桥台、桥墩、护栏、照明、信号灯、道路标志牌、行道树、电杆等设施侵入净空以内。,道路建筑限界由净高和净宽两部分组成。净高：公路净高的规定：一般载重汽车的装载的高度不得超高3.5m，外加1.0m的富余宽度，则净高一般为4.5m就可以满足要求。但考虑到路面积雪和在养路过程中路面铺装不断加厚，所以规定：汽车专用公路和二级公路的净高为5.0m，三、四级公路为4.5m。另外，当三、四级公路的路面若设计为中级或低级路面时，考虑到今后路面面层的改造和提高，其净高可预留20cm。应特别指出的是，一条公路应采用相同的净高。城市道路净高的规定：城市道路的最小净高规定为：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。,净宽:净宽是指在上述规定的净高范围内应保证的宽度，它包括行车带宽度和路肩宽度。各级公路的建筑限界规定如图527所示。,图527a 为高速公路、一级公路建筑限界，其中(1)为整体式断面（设中间带），图中符号含义如下：W行车道宽度；L2右侧硬路肩或紧急停车带宽度；M1中间带宽度；M2中央分隔带或交通岛宽度；S1左侧路缘带宽度；S2右侧路缘带宽度；H净高；E建筑限界顶角宽度，当L1m时，EL；当L1m时，E=1m；C当计算行车速度V100km/h时，C=0.5m；当 V100km/h 时，C=0.25m。,图527 b 为汽车专用二级公路、一般公路建筑限界，其中(1)为一般路段，图中符号含义如下：W行车道宽度；L侧向宽度，为路肩宽度减去0.25m；H净高；E建筑限界顶角宽度。图527 b(2)为隧道的建筑限界，图中符号含义如前。,图527 b 为汽车专用二级公路、一般公路建筑限界，其中(1)为一般路段，图中符号含义如下：W行车道宽度；L侧向宽度，为路肩宽度减去0.25m；H净高；E建筑限界顶角宽度。图527 b(2)为隧道的建筑限界，图中符号含义如前。,图527 b(3)为设人行道时道路的建筑限界，图中符号含义如下：W行车道宽度；F人行道、自行车道宽度；G设施带宽度。,图527为城市道路建筑限界，图中符号含义如下：C机动车行车道宽度或机动车与非机动车混合行驶的行 车道宽度；1侧向净宽；mc机动车道路缘带宽度；f设施带宽度(m)；g绿化带宽度(m)；p人行道宽度(m)；b非机动车车道宽度(m)；mb非机动车道路缘带宽度(m)；a路侧带宽度(m)；hb自行车道、人行道及其它非机动车行车道的最小净高；hc机动车行车道的最小净高；sm中间分车带宽度(m)；dm中间分隔带宽度(m)；sc保护性路肩宽度，即机动车行车道安全带宽度(m)。e顶角抹角宽度。,第六节 路基横断面设计及成果,一、公路横断面 公路横断面的组成除了上述与行车有关的路幅宽度外，还包括与路基工程、排水工程和环保工程有关的各种设施.这些设施的位置和尺寸均应在横断面设计中有所体现。对于路基横断面形式和尺寸，在确定路线平面位置时就已有所考虑。在纵断面设计中，根据路线标准和地形条件对路基的合理高度进行了分析和计算。因此，施工图设计阶段的横断面设计是在总结上述工作的基础上把它具体化，并绘制横断面设计图纸，作为计算土石方数量和日后施工的依据。,路基标准横断面 在具体设计每个横断面之前，应先确定路基的标准横断面，或称“典型横断面”。在标准断面图中，一般要包括：路堤、路堑、半堤半堑、护肩路基、挡土墙路基、砌石路基等。对于高填、深挖、特殊地质或浸水路堤等应单独设计。,路基横断面设计方法,横断面设计必须结合地形、地质、水文等条件，本着节约用地的原则，选择合理的断面形式，以满足行车顺适、工程经济、路基稳定且便于施工和养护的要求。在计算纸上绘制横断面的地面线，横断面图的比例尺一般是1：200。从“路基设计表”中抄入路基中心填挖高度，对于有超高和加宽的曲线路段，还应抄入“左高”、“左宽”、“右高”、“右宽”等数据。参照“标准横断面图”，画出路幅宽度，填挖的边坡坡线，在需要设置各种支挡或防护工程的地方画出该工程结构的断面示意图。根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排水渠等的位置和断面形式，必要时应注明各部分尺寸。此外，对于取土坑、弃土堆、绿化等也应尽可能画出。最后，绘出公路横断面设计图。,横断面设计方法：俗称“戴帽子”，即按照纵断面设计确定的填挖高度和平面设计确定的路基宽度、超高、加宽值，结合当地的地形、地质等自然条件，参照典型横断面图式，逐桩绘出路基横断面图。步骤如下：1、根据横断面资料，逐桩绘出地面线，顺序为由下向上，有左向右；2、根据平面、纵断面、路基设计表的资料，在地面线上逐桩标注填挖高度；3、根据地质资料，确定出各路段的挖方边坡和填方边坡；4、绘制横断面设计线：（1）直线路段：路面为水平线；（2）缓和曲线路段：在临界坡度内，为折线；在临界坡度外，为斜直线；（3）圆曲线路段：斜直线。分别计算个桩的填方面积和挖方面积。,路基设计表,“路基设计表”严格地说不能只作为横断面设计的成果，它是路线平、纵、横设计成果的一个汇总，其前半部分是平面与纵面设计的成果，后半部分是横断面设计成果。横断面设计完成后，再将“边坡”、“边沟，等栏填上。其中“边沟”一栏的“坡度”如不填写，表明沟底纵坡与道路纵坡一致，如果不一致，则需另外填写。路基设计表见表5-24所示。,二、城市道路横断面设计,（一）横断面设计图 当按照城市道路的交通性质、地形条件以及近期与远期相结合的原则确定了横断面组成和宽度以后，即可绘制横断面设计图。城市道路的横断面设计图与公路横断面设计图的作用是相同的，即为指导施工和计算土石方数量。城市道路横断面设计图一般采用的比例尺为1：100或1：200，在该图上应绘出红线宽度、行车道、人行道、绿带、照明、新建或改建的地下管道等各组成部分的位置和宽度，以及排水方向、路面横坡等。,（二）横断面现状图若属旧街道改建项目，需沿道路中线每隔一定距离绘制横断面现状图。图中包括地形、地物、原街道的各组成部分、边沟、两侧建筑等，其比例尺一般为1：100或1：200。,（三）横断面施工图在完成道路纵断面设计之后，各中线的填挖高度已经确定。将这一高度点绘在相应的横断面现状图上，然后将横断面设计图以相同的比例尺画于其上，则形成横断面施工图，如图529所示。该图反映了各断面上的填、挖和拆迁界限，是施工时的主要依据。,图 5.29 城市道路横断面设计图(单位:m),第七节 路基土石方数量计算及调配,横断面面积计算土石方数量的计算路基土石方调配关于调配计算的几个概念土石方调配方法,横断面面积计算,路基土石方是公路工程的一项主要工程量，在公路路线设计方案的比选中，路基土石方数量的多少是评价公路勘测设计质量的主要技术经济指标之一。在编制公路施工组织计划和工程概预算时，还需要确定分段和全线的土石方数量。地面形状是很复杂的，填挖方不是简单的几何体，所以其计算只能是近似的。计算时一般应按工程的要求，在保证使用的前提下力求简化。,路基填挖的断面积，是指横断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积，设计线高于地面线的部分为填方，低于地面线的部分为挖方，两者应分别计算。下面介绍几种常用的面积计算方法。,积距法如图540所示，将横断面按等宽划分成若干个梯形与三角形条块，每个小条块的近似面积为，则横断面面积为(5-31)当取b=1m时，则F在数值上就等于各条块平均高度之和，即 用积距法计算面积简单、迅速，若地面线较顺直时，可适当增加b的数值；若地面线起伏较大要提高计算精度时，可增加测量次数并减少b值。,坐标法 如图541所示，已知断面图上各转折点的坐标（xi,yi），则 断面面积为 坐标法精度较高，适用于用计算机计算。此外，计算横断面面积的方法还有几何图形法、数方格法、求积仪法等。,二.土石方数量计算,1.相邻两段面均为挖方或填方且面积大小相近：,2.相邻两段面均为挖方或填方但面积相差较大：,三.路基土石方调配,1.调配原则 在半挖半填断面中，首先考虑本路段内移挖作填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总的运输量。应考虑桥涵位置对施工的影响，一般大沟不作跨越调运，尽可能减少和避免上坡运输。确定合理的经济运距。合理考虑“移挖作填”土方和石方要分别调运 位于山坡上的回头曲线，要优先考虑上下线的土方竖向调运。借土和弃土要处理好和地方的关系。,2.土石方调配方法土石方调配表法。将影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟在表上注明。做横向平衡，明确利用、填缺、挖余数量纵向调配前，定出合理的经济运距。逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用，并把具体的调运方向和数量用箭头表明在纵向利用调配栏中。,经过纵向调配，仍有填缺或挖余，则应确定借土或弃土地点。土石方调配后，应按下式进行复核：横向调运纵向调运借方填方 横向调运纵向调运弃方挖方 挖方借方填方弃方,3、关于调配计算的几个概念,经济运距 填方用土来源，一是路上纵向调运，二是就近路外借土。一般情况下，调运路堑挖方来填筑距离较近的路堤还是经济合理的。但如调运距离过长，以致其运价超过了在填方附近借土所需的费用时，移挖作填就不如就地借土经济。因此，采取“调”还是“借”，有个限度距离问题，这个限度距离即所谓的“经济运距”，其值按下式计算：L经B/TL免（535）式中：B借土单价（元/m3）；T远运运输单价（元/m3.km）；L免免费运距（km），人工运输为20m，汽车运输为1000m。由上述分析可知，经济运距是确定借土或调运的界限。当实际调运距离小于经济运距时，采取纵向调运是经济的；反之，则可考虑就地借土。,平均运距 土方调运的运距，是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。为简化计算起见，这个距离可简单地按挖方断面间距中心至填方断面间距中心的距离计算，称为平均运距。超运运距 平均运距与免费运距之差，即为超运运距。在编制工程概预算时，应按超运运距计算土石方运量。,运量 在生产实践中，将平均运距每10m划为一个运输单位，称之为“级”，20m为两个运输单位，称为二级，余者类推。不足10m时仍按一级计算或四舍五入。于是：总运量调运（土石方）方数n 式中：n平均运距单位（级），其值为n=(LL免)/10 L平均运距；L免 免费运距。,计价土石方数量 在土石方调配中，所有挖方无论是“弃”或“调”，都应予以计价。但对于填方则不然，要根据用土来源来决定是否计价。如果时路外借土，当然要计价；若是移挖作填调配利用，则不应在计价，否则形成双重计价。则 计价土石方数量挖方数量借方数量 一般工程上所说的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量，一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程、短隧道等项目的土石方数量。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方数量应单独计算。,土石方调配方法,土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、土石方计算表调配法等。目前，工程上使用最多的是土石方计算表调配法，其优点是方法简捷、调配清晰、精度较高、可由计算机自动完成。其具体调配步骤如下：将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考。弄清各桩号间路基填挖方情况，先进行横向调配，明确利用、填缺与挖余的数量。根据施工方法和可能采取的运输方式，确定合理的经济运距，供土石方纵向调配时参考。,纵向调配。根据填缺挖余的分布情况，结合路线纵坡和自然条件来具体拟定调配方案，方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺位置，并把具体调运方向和调运数量用箭头标注在调配表中。经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府商定取土或弃土的地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。土石方调配后，应按下式进行复核检查：横向调运纵向调运借方填方 横向调运纵向调运弃方挖方 挖方借方填方弃方 通过复核可以发现调配与计算过程有无错误，经验证无误后，即可分别计算计价土石方数量、运量和运距等，为编制工程概预算提供土石方工程数量。,第八节 横断面设计成果,设计任务：1.横断面尺寸，2.横断面布置，3.边坡处理设计成果：1.标准横断面图，2.施工横断面图，3.路基设计表，4.土石方数量计算表 5.其他相关路基防护工程的计算表,小结,公路横断面最基本组成是行车道和路肩，除此之外，还包括分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道、碎落台以及取土坑、弃土堆、环境保护设施等。城市道路的横断面组成中，还包括机动车道、非机动车道、人行道、绿带、分车带等。城市道路行车道两侧的人行道、绿带、公用设施带等统称为路侧带。路侧带的宽度应根据道路类别、功能、行人流量、绿化、沿街建筑性质及布设公用设施要求等要求来综合确定。高速公路和一级公路横断面是双幅多车道形式，一般公路横断面是单幅双车道形式，山区地形复杂的四级公路采用单车道。城市道路依据交通量等级分为：单幅路、双幅路、三幅路、四幅路。行车道的宽度有：3.75米、3.50米、3.25米、3.00米。当平曲线半径小于或等于250米 时，应在平曲线内侧设置加宽，并设置长度不低于10米的加宽缓和段；加宽缓和段、超高缓和段应采用与缓和曲线相同的长度。路肩宽度有：2.25米、2.00米、1.75米、1.50米、1.00米、0.75米，最窄不能小于0.50m。公路路基总宽见表5-10和表5-11。道路横坡既要有利于行车，又要有利于排水。不同路面类型的路拱坡度见表5-12，路肩横坡稍大于路面，其横坡值宜采用34。,小结,道路超高过渡的旋转点，就是纵断面设计高程点，可以是道路中线、未加宽前的内侧车道边缘或外侧车道边缘。一般情况下，道路外侧先绕中线旋转，内侧不动，当内侧、外侧横坡一致时，内侧、外侧再一起旋转。超高渐变率见表5-14。路堤、路堑边坡高度太高时，可设置成台阶的形式，增设护坡道或碎落台，以利于边坡稳定。道路红线就是道路的用地与其他用地的分界线，也是道路用地范围。道路建筑限界又称净空，是为保证车辆、行人的通行安全，对道路和桥面上以及隧道中规定的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限。它由净高和净宽两部分组成。道路横断面设计时，要依据地形特征点、线路主点和整数桩选取横断面，每一个横断面图上都要标注设计高程、填挖面积、中桩填挖高度等信息，为土石方计算准备数据。路基设计表是道路平、纵、横设计成果的一个汇总，相关数据都能在此表中反映出来。路基横断面设计成果主要是“两图两表”，即路基横断面设计图，路基标准横断面图，路基设计表与路基土石方计算表。,