道路勘测设计第五章.ppt

,道路勘测设计,西南科技大学环境与资源学院,本章主要内容：横断面的概念、组成及布置；横断面图设计步骤及设计成果；路基土石方数量计算方法。,第五章 道路横断面设计,基本概念道路横断面：指道路中线上各点法向的垂直剖面，它是由横断面设计线和地面线组成的。横断面设计线：包括车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水光沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护设施等。横断面地面线：表征横断面地面起伏变化的线，是通过实测或由大比例尺地形图、航测像片、数字地面模型等途径获得。横断面设计：研究路基横断面结构组成及尺寸的过程。路幅设计：路线设计中所讨论的横断面设计，与只限于与行车直接有关的部分。,第五章 道路横断面设计,5.1 道路横断面组成,1、公路横断面组成,第五章 道路横断面设计,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。,b、二、三、四级公路横断面组成：行车道、路肩、错车道 此外，还有附属设施，如边沟、排（截）水沟、碎落台等,a、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,第五章 道路横断面设计,护坡道,碎落台,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,C、路基、路面宽度定义：,第五章 道路横断面设计,第五章 横断面设计,1）路幅：公路路基顶面至两路肩外缘之间的部分 路拱：为了排水，将路面与路肩做成一定横坡的斜面。,第五章 横断面设计,二、三、四级公路路基标准横断面,第五章 横断面设计,5.1 道路横断面组成,第五章 道路横断面设计,2）路幅布置类型,单幅双车道是指整体式供双向行车的双车道公路。适用于二级、三级和一部分四级公路,a、单幅双车道,5.1 道路横断面组成,第五章 道路横断面设计,2）路幅布置类型,b、多幅多车道,双幅多车道是指设分隔带的或分离的四车道及其以上多车道公路。有些分离式路基作成两条独立的单向行车公路。适用于高速公路和一级公路。,5.1 道路横断面组成,第五章 道路横断面设计,b、双幅多车道,整体式路基,分离式路基,5.1 道路横断面组成,第五章 道路横断面设计,2）路幅布置类型,c、单车道,交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方道路采用设错车道的单车道公路 适用于地形困难的四级公路,5.1 道路横断面组成,第五章 道路横断面设计,2、城市道路横断面组成,行车道-供各种车辆行驶的部分 机动车道：供汽车、无轨电车、摩托车等行驶部分 非机动车道：供自行车、三轮车、板车等行驶部分 人行道-供行人步行使用 分隔带-分隔各种车道（或人行道）绿化带,第五章 道路横断面设计,2、城市道路横断面组成,四种基本形式,三块板：,一块板：,二块板：,四块板：,第五章 道路横断面设计,1）布置类型,第五章 道路横断面设计,1）布置类型,a、单幅路 俗称“一块板”断面。各种车辆在车道上混合行驶,广州解放路,第五章 道路横断面设计,1）布置类型,b、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、下行车辆单向行驶。各自再根据需要决定是否划分快、慢车道。,Mexico City,第五章 道路横断面设计,1）布置类型,c、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,第五章 道路横断面设计,1）布置类型,d、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。,此外，还有不对称路幅。,Berlin,2）城市道路断面形式的选用,单幅路,双幅路,三幅路,四幅路,第五章 道路横断面设计,第五章 道路横断面设计,（1）行车道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，在一般公路和城市道路上还有非机动车道。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 横断面各组成部分设计,5.2 横断面各组成部分设计,第五章 道路横断面设计,（1）行车道计算原理：,Bnb,bac其中：B行车道宽度（m）；n车道数（条）；b 一条车道的宽度，一般情况下，NS设计交通量（辆小时）N一条车道的设计通行能力；与车速和车型有关（辆小时）a车辆的几何宽度，一般取a2.5（m）C侧向余宽，,第五章 道路横断面设计,各级公路行车道宽度,第五章 道路横断面设计,（2）路肩组成及作用：硬路肩：有路面铺装的路肩。土路肩：不加铺装的土质路肩，起保护路面和路基的作用。,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,第五章 道路横断面设计,（2）路肩,5.2 横断面各组成部分设计,路缘带,土路肩,路肩的作用：,支挡作用;供临时停车或堆料;增加有效行车道宽度;提供道路养护作业、埋设地下管线的场地；精心养护的路肩，能增加公路的美观。,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,特别说明：高速、一级公路当采用分离式断面时，行车道左侧应设硬路肩；有条件时右侧宜采用2.5m的右侧路肩，当右侧硬路肩小于2.5m时，应设紧急通道。,路肩的宽度：,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,（3）中间带,四条和四条以上车道的公路应设置中间带。a）组成：高速公路和一级公路的整体式断面型式应设置中间带。中间带由中央分隔带和两条左侧路缘带组成。,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,（3）中间带,b）作用 将对向车流分开，避免车辆任意调头，减少交通事故，提高通行能力。在中间带上种植花草灌木或设置防眩网，可以防止对向车灯产生的眩光，又美化路容和环境。为沿线设施的设置提供场地。为公路分期改建提供储备用地。显示行车道位置，起视线诱导作用。,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,（3）中间带,b）作用 将对向车流分开，避免车辆任意调头，减少交通事故，提高通行能力。在中间带上种植花草灌木或设置防眩网，可以防止对向车灯产生的眩光，又美化路容和环境。为沿线设施的设置提供场地。为公路分期改建提供储备用地。显示行车道位置，起视线诱导作用。,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,（3）中间带 c)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。公路工程技术标准规定的最小中间带宽度随公路等级、地形条件在2.004.50米之间，左侧路缘带常用宽度为0.50米或0.75米。中间带一般应等宽，若变宽，应设过渡段。,第五章 道路横断面设计,中间带变宽过渡,第五章 道路横断面设计,中间带开口（2km左右设置）,第五章 道路横断面设计,第五章 道路横断面设计,中间带的表面形式,凹形：宽度大于4.5米的中间带，植草皮、栽灌木凸形：宽度小于或等于4.5米的中间带，植矮灌木或铺面封闭,中间带的侧向净距,第五章 道路横断面设计,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,（4）城市道路的分车带 类似公路的中间带，宽度要求2.02.25m（5）城市道路路侧带 人行道、绿化带、设施带之和,（6）路缘石,设置在路面与其它构造物之间的标石。设置在分隔带与路面之间、人行道与路面之间。形式：立式、斜式、曲线式。,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,（6）路缘石,高速公路和一级公路中央分隔带上的路缘石起导向、连接和便于排水的作用，高度不宜太高，一般应使用低矮光滑的斜式或曲线式的，高度宜小于12cm。城市道路的人行道及人行横道宽度范围内缘石宜做成为低矮的，而且坡面是较为平缓的斜式，便于儿童车、轮椅及残疾人通行。在分隔带端头或交叉口的小半径处，缘石宜做成曲线式。缘石宜高出路面10cm20cm，隧道内线形弯曲线段或陡峻路段等处，可高出25cm40cm，并应有足够的埋置深度，以保证稳定。缘石宽度宜为10cm15cm。,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,路 缘 石,（7）紧急停车道,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,高速及一级公路车道外内里，当右侧硬路肩的宽度2.5米时设置，为故障车辆紧急停车使用，间距不宜大于2km（特长桥、隧不大于750m），宽度5.00m，有效长度不小于50m。分别设100150m的过渡带。二级公路据需要考虑。,（8）变速车道、错车道路,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,变速车道：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。,错车道：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。,（8）爬坡车道 在高速公路和一级公路上，当纵坡大于4时，设置的专供慢车爬坡使用的车道。其宽度一般为3.5m。,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,5.2 横断面各组成部分设计,（9）避险车道：指在长陡坡路段正线行车道下坡方向右侧为失控车辆增设的专用车道。,第五章 道路横断面设计,避险车道的设置,（1）避险车道应布置在直线上，入口必须保证车辆能高速安全驶入，入口前应保证足够视距。（2）避险车道(制动坡床)起点采用0.1m厚，以30m长度渐变至坡床集料总厚度。（3）坡床集料采用碎砾石、砾石、砂、豆砾石等松散材料。（4）制动坡床宽度应不小于4.5m，服务道路宽度不宜小于3.5m。（5）救险锚栓间隔不宜大于90m。（6）纵断面上变坡处应设置竖曲线。,避险车道的设置,避险车道的设置,（9）道路路拱,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,路拱-为了迅速排除路面上的雨水，将路面做成由中间向两侧倾斜的拱形。选择路拱的大小与形状应考虑的因素：排水顺畅；行车安全；对不同的路面类型和行车道宽度，应结合当地的自然条件，降雨强度等采用不同的路拱坡度。,路拱形式：,第五章 道路横断面设计,（9）道路路拱,直线路拱：,直线加曲线,路拱形式：,第五章 道路横断面设计,（9）道路路拱,折线形路拱,路拱形式：,第五章 道路横断面设计,（9）道路路拱,抛物线路拱,第五章 道路横断面设计,（9）道路路拱,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。,第五章 道路横断面设计,（9）道路路拱,路拱横坡度对土路肩：横坡度较路面宜增大1.02.0；对硬路肩：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：,（10）道路边沟（截水沟）,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,（11）道路边坡,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,（12）道路边坡,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,（12）路基宽度,第五章 道路横断面设计,5.2 横断面各组成部分设计,第五章 横断面设计,（1）平曲线的加宽,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,汽车在曲线路段上行驶时，靠近曲线内侧后轮行驶的曲线半径最小，靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半径最大。为适应汽车在平曲线上行驶时，后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面、路基宽度称为曲线加宽(又称弯道加宽)。,1）定义,（1）平曲线的加宽,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,2）加宽值,圆曲线上加宽值与平曲线半径、设计车辆的轴距有关，同时还要考虑弯道上行驶车辆摆动及驾驶员的操作所需的附加宽度，因此，圆曲线上加宽值由几何需要的加宽和汽车转弯时摆动加宽两部分组成。,第五章 道路横断面设计,2）加宽值,a、几何加宽值的计算对普通车,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：,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,2）加宽值,a、几何加宽值的计算对半挂车,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）；A2第二轴至拖车最后轴的距离（m）；,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,3）加宽值,c、加宽值标准规定,公路标准规定，平曲线半径等于或小于250m时，应在平曲线内侧加宽。双车道路面的加宽值见表315。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。,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,3）加宽值,c、加宽值标准规定,公路平曲线加宽,（3）加宽缓和段,当平曲线半径250m时，一般在弯道内侧圆曲线范围内设置全加宽，当其平曲线内无圆曲线(凸形)时，仅在平曲线中点处断面设置全加宽。为了使路面和路基均匀变化，设置一段从加宽值为零逐渐加宽到全加宽的过渡段，称之为加宽缓和段。如图314、图315。加宽缓和段(或超高缓和段)范围内，如无缓和曲线和超高缓和段，则应另设加宽缓和段。,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,第五章 道路横断面设计,（3）加宽缓和段1）加宽缓和段的长度 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。加宽所需的最小长度。在不设缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段长度应按渐变率1：15且不小于10m的要求设置；超高缓和段长度；缓和曲线长度。,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,（3）加宽缓和段2）缓和段加宽值的过渡方式,比例过渡,本加宽方式适用于二、三、四公路,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,（3）加宽缓和段2）缓和段加宽值的过渡方式,直线与圆弧相切过渡,四级公路不设缓和曲线，其加宽在直线上进行，在人工构造物处，因设置加宽过渡段而在圆曲线起、终点内侧边缘产生明显的转折时，可采用路面加宽边缘线与圆曲线上路面加宽后边缘圆弧相切的方法予以消除。,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,（3）加宽缓和段2）缓和段加宽值的过渡方式,高次抛物线过渡,本加宽方式适用各级公路,高速、一级应该采用该加宽过渡方法。,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,（3）加宽缓和段2）缓和段加宽值的过渡方式,回旋曲线加宽,除中线外，加宽边线也用回旋线过渡，适用于特殊路段:（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路段。,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,2、平曲线超高1）定义及作用,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,定义：在弯道上，当汽车在双向横坡的车道外侧行驶时，车重的水平分力将增大横向侧滑力，所以，当采用的圆曲线半径小于不设超高的最小半径时，为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将曲线段做成外侧路面横坡高，内侧路面横坡度低的单坡横断面，这样的设置称为超高。圆曲线最小半径是以汽车在曲线部分能安全而又顺适地行驶所需要的条件，而确定的圆曲线最小半径的实质是汽车行驶在公路曲线部分时所产生的离心力等横向力不超过轮胎与路面的摩阻力所允许的界限。,超高全貌,1）定义及作用,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,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：,作用：当汽车在弯道上行驶时，将受横向力的作用，设置超高后可减小横向力。,2）超高横坡度a、最大超高横坡度,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,公路最大超高坡度,2）超高横坡度b、最小超高横坡度,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,超高坡度按计算行车速度、半径大小计算，并结合路面类型、当地自然条件等最后确定。当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，应设置等于路拱坡度的超高。,3）超高的过渡a、公路,无中间带公路,超高横坡度等于路拱坡度时：外侧车道绕弯道中线旋转，直至超高横坡值为止。,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,无中间带公路,超高横坡度大于路拱横坡度时：绕行车道内边缘旋转，简称边轴旋转。在缓和段起点之前将路肩的横坡逐渐变为路拱横坡，再以路中线为旋转轴，逐渐抬高外侧路面与路肩，使之达到与路拱坡度一致的单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至达到超高横坡度为止。一般新建公路多采用此种方式。,第五章 道路横断面设计,无中间带公路,超高横坡度大于路拱横坡度时：绕中线旋转，简称中轴旋转。在超高缓和段之前，先将路肩横坡逐渐变为路拱横坡，再以路中线为旋转轴，使外侧车道和内侧车道变为单向的横坡度后，整个断面一同绕中线旋转，使单坡横断面直至达到超高横坡度为止。一般改建公路常采用此种方式。,第五章 道路横断面设计,无中间带公路,超高横坡度大于路拱横坡度时：绕外边缘旋转。先将外侧车道绕外边缘旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降坡，待达到单向横坡后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直达到超高横坡度为止。此种方式仅在特殊设计时采用(如强调路容美观、外侧因受条件限制不能抬高等)。,第五章 道路横断面设计,有中间带公路,绕中间带的中心线旋转 先将外侧行车道绕中间带的中心旋转，待达到与内侧行车道构成单向横坡后，整个断面一同绕中心线旋转，直至超高横坡值。此时，中央分隔带呈倾斜状。采用窄中间带的公路可选用此方式。,第五章 道路横断面设计,有中间带公路,绕中央分隔带边缘旋转 将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持原水平状态。各种宽度不同的中间带均可选用此种方式。,第五章 道路横断面设计,有中间带公路,绕各自行车道中线旋转 将两侧行车道分别绕各自的中线旋转，使之各自成为独立的单向超高断面。此时中央分隔带边缘分别升高与降低而成为倾斜断面。单向车道数大于四条的公路可采用此种方式。,第五章 道路横断面设计,分离式公路,分离式断面公路的超高过渡方式可视为两条无中间带的公路分别予以处理。,b、城市道路,城市道路超高方式应根据地形状况、车道数、超高横坡度值、横断面型式、便于排水、路容美观等因素决定。单幅路路面宽度及三幅路机动车道路面宽度宜绕中线旋转；双幅路路面宽度及四幅路机动车道路面宽度宜绕中间分隔带边缘旋转，使两侧车行道各自成为独立的超高横断面。,第五章 道路横断面设计,（4）超高过渡段长度 超高设于圆曲线之范围内，两端用过渡段与直线相连。从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有超高单向横坡的过渡段称为超高缓和段。为了行车舒适性和排水，对超高缓和段长度必须加以规定。通常按控制设超高后行车道外边缘的渐变率来计算。,第五章 道路横断面设计,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,式中：B旋转轴至行车道外侧边缘的高度；i超高坡度与路拱坡度的代数差（%）；p超高渐变率，即旋转轴至行车道外侧边缘之间的相对坡度，为保证排水，超高渐变率不得小于规范中规定的数据,见下表。,a、双车道公路的超高缓和段长度按下式计算,第五章 道路横断面设计,（4）超高过渡段长度,5.3 道路平曲线的加宽和超高设计,第五章 道路横断面设计,（4）超高过渡段长度,第五章 道路横断面设计,式中：ic:最大超高横坡 ig：路拱横坡,b、绕中线旋转的超高缓和段长度按下式计算,c、绕边线旋转的超高缓和段长度按下式计算,第五章 道路横断面设计,（4）超高过渡段长度,（4）超高缓过渡段长度,超高缓和段长度一般应采用5的倍数，并不小于10m；当线形设计须采用较长的回旋曲线时，横坡度由2%（或1.5%）过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1/330；超高的过渡应在回旋线全长范围内进行，但当超高渐变率过小时(为保证排水)，而只设在该回旋线的某一区段范围之内。四级公路超高的过渡应在超高缓和段的全长范围内进行。一般情况下取超高过渡段Lc与缓和曲线长度Ls相等；,确定缓和长度时应考虑：,第五章 道路横断面设计,若计算出的LcLs，此时应修改平面线形，使Ls Lc，当平面线形无法修改时，可将超高过渡点前移；若Ls 计算出的Lc,但只要超高渐变率1/330,仍取LcLs;在高等级公路设计中，超高段须采取特殊的措施;四级公路圆曲线上设超高时，应设超高过渡段，直线和圆曲线各分配 一半。,确定缓和长度时应考虑：,（4）超高缓过渡段长度,第五章 道路横断面设计,（5）超高值的计算,超高缓和段上各断面处的路基外缘和内缘与路基设计标高之高差c叫超高值。计算超高值后即可根据路基设计标高计算路基内外边缘的设计标高。这些高程是弯道施工的依据。详见下表,第五章 道路横断面设计,1、视距（包络）曲线,第五章 道路横断面设计,5.4 横断面视距保证设计,一、平曲线视距检查方法：,视距包络曲线法 最大横净距法,2、横净距及其计算,第五章 道路横断面设计,5.4 横断面视距保证设计,一、平曲线视距检查方法：,1）定义：横净距就是在弯道各点的横断面上，驾驶员视点轨迹线与视距线之间的法向距离叫横净距。其最大值称为最大横净距。可由S、L、Rs计算确定。,h,2、横净距及其计算,第五章 道路横断面设计,2、横净距及其计算,第五章 道路横断面设计,2）驾驶员视点位置：平面：距未设加宽的路面外边缘1.5m,或距路中线,司机视点距地面高度：1.2m,2、横净距及其计算,第五章 道路横断面设计,3）最大横净距计算：,（1）不设回旋线的横净距计算：a、LS：,式中：Rs驾驶员视点轨迹线半径，,Rs,2、横净距及其计算,第五章 道路横断面设计,3）最大横净距计算：,（1）不设回旋线的横净距计算：b、LsS：,式中：Ls曲线内侧视点轨迹线长度,Rs,2、横净距及其计算,第五章 道路横断面设计,3）最大横净距计算：,（2）设回旋线的横净距计算：a、LS：,2、横净距及其计算,第五章 道路横断面设计,3）最大横净距计算：,（2）设回旋线的横净距计算：b、曲线总长LSL:,第五章 道路横断面设计,3）最大横净距计算：,（2）设回旋线的横净距计算：c、曲线总长SL:,第五章 道路横断面设计,5.4 横断面视距保证设计,二、横断面行车视距的保证,1、保证行车视距的工程措施,（1）清除障碍物：1）清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。,第五章 道路横断面设计,5.4 横断面视距保证设计,二、横断面行车视距的保证,1、保证行车视距的工程措施,（1）清除障碍物：1）清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。,2）清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。适用：分散障碍物，如独立建筑物等。,第五章 道路横断面设计,5.4 横断面视距保证设计,二、横断面行车视距的保证,1、保证行车视距的工程措施,（1）清除障碍物：,（2）分道行驶：二、三、四级公路，在工程特殊困难，或受其它条件限制路段，若保证2倍停车视距不可能，则必须满足停车视距，同时必须采用严格的分道行驶措施。如设分道线、分隔带、分隔桩；或设成两条分离的单车道。,第五章 道路横断面设计,5.4 横断面视距保证设计,二、横断面行车视距的保证,1、保证行车视距的工程措施2、视距切除范围的确定（1）横断面图上的视距切除,第五章 道路横断面设计,5.4 横断面视距保证设计,二、横断面行车视距的保证,1、保证行车视距的工程措施2、视距切除范围的确定（1）横断面图上的视距切除（2）图解法确定视距切除范围,5.5 道路用地范围与建筑界限,1、道路用地范围定义：为修建、养护公路及其沿线设施而依照国家规定所征用的地幅。公路用地范围划定,新建公路：排（截）水沟外边缘以外，不少于1m的土地。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。高填深挖路段：应根据边坡稳定计算确定用地范围。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，安装防沙或防雪栅栏以及设置反压护道等设施所需的用地范围。,第五章 道路横断面设计,5.5 道路用地范围与建筑界限,2、建筑限界定义：又称净空，是保证道路行驶的各种车辆和人群的正常通行和安全，在一定高度和宽度范围内不允许任何障碍物侵入的空间界限。净高：是道路在横断面范围内保证安全通行所必须满足的竖向高度。一条公路应采用相同的净高，高速、一级及二级公路为5.0米；三、四级公路为4.5米。净宽：净高范围内应保证的宽度，道路在横断面范围内保证安全通行所必须满足的横向宽度，包括行车带宽度、中间带、绿化带和路肩等的宽度。,第五章 道路横断面设计,5.6 横断面设计方法及设计成果,1、横断面设计基本要求,公路横断面的组成除上述与行车有关的路幅宽度以外，还有与路基工程、排水工程、环保工程有关的各种措施，这些设施和尺寸应在横断面设计中有所体现。路基的结构设计应与使用要求、自然条件、施工等结合，保证强度和稳定性，同时利于施工、经济节约。断面形式及尺寸应根据公路等级，同时满足标准 满足农田基本建设。,第五章 道路横断面设计,5.6 横断面设计方法及设计成果,2、路基标准横断面(典型横断面）,第五章 道路横断面设计,一般包括：路堤、路堑、半填半挖、护坡路基、挡土墙路基等断面。断面路幅内行车道、路肩的宽度和横坡度以及中间带的尺寸应具体确定。断面中路基的边坡坡率、边沟尺寸、挡土墙断面等按公路路基设计规范（JTGD30-2007）规定确定。标准横断面图一般采用1：100比例。,3、公路横断面设计内容,第五章 道路横断面设计,确定路幅横断面尺寸（宽度及横坡度）；确定路基高度：纵断面设计完成；路基横断面形状设计：如梯形（直线式边坡）、折线式边坡、台阶形边坡；边坡坡度确定；路堤及路堑边坡，土质与岩石边坡横断面面积计算及土石方数量计算与调配,5.6 横断面设计方法及设计成果,5.6 横断面设计方法和设计成果,第五章 道路横断面设计,4、横断面设计所需的资料,平曲线资料：半径、缓和曲线、偏角、曲线位置（交点桩号）等；每个中桩的填挖高度；路基宽度，路面宽度（分别确定左右侧宽度）；各中桩的超高值；路基标准横断面图式（典型横断面）；路基边坡坡度值；边沟、截水沟的形式及尺寸；弯道上视距的是否得到保证（视距台设计）。,5.6 横断面设计方法和设计成果,第五章 道路横断面设计,5、横断面设计步骤,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”、“右高”、“左宽”、“右宽”等数据。根据现场调查所得来的“土壤、地质、水文资料”，参照“标准横断面图”，画出路幅宽度，填或挖的边坡坡线，在需要设置各种支挡工程和防护工程的地方画出该工程结构的断面示意图。,5、横断面设计步骤,绘制设计线（“戴帽子”），即根据基本资料，参照“标准横断面图”，综合排水设计，画出路基、边沟、截水沟、防护工程等的位置和断面形式，必要时注明各部分的尺寸。计算横断面的填挖面积，上墨完成全图。,5.6 横断面设计方法及设计成果,第五章 道路横断面设计,6、横断面设计成果两图两表,（1）路基横断面设计图 地面线与设计线 路幅横断面尺寸（宽度及横坡度）确定路基高度 路基横断面形状设计 边坡坡度确定：路堤及路堑边坡，土质与岩石边坡,第五章 道路横断面设计,5.6 横断面设计方法及设计成果,第五章 横断面设计,6、横断面设计成果两图两表,（3）路基设计表 路基设计表是公路设计文件的组成内容之一，它是平、纵、横等主要测设资料的综合。路基设计表中填列的一系列有关资料，是路基横断面设计的基本数据，也是施工的依据之一。,第五章 道路横断面设计,5.6 横断面设计方法及设计成果,路 基 设 计 表工程名称：第 页 共 页,路 基 设 计 表工程名称：第 页 共 页,编制 复核 审核,6、横断面设计成果两图两表,（4）路基土石方计算表 计算工程量；工程预算的依据。（5）基它成果,第五章 道路横断面设计,5.6 横断面设计方法及设计成果,1、横断面面积计算 路基填挖的断面积，是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积，高于地面线者为填，低于地面线者为挖，两者应分别计算。,第五章 道路横断面设计,5.7 路基土石方数量计算及调配,（1）积距法：（条分法）适用于不规则图形面积计算。把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。,每个小条块的近似面积为：,横断面面积：,第五章 道路横断面设计,已知断面图上各转折点坐标（xi，yi），则断面面积为：,（2）坐标法,第五章 道路横断面设计,（3）块分法：,把横断面图上地面线及设计线的转折点划分成若干块不等宽的梯形或三角形，分别计算为一块图形的面积并累加起来，即为该图形的面积。适用于计算机计算，精度高。,第五章 道路横断面设计,2、土石方数量计算,（1）平均断面法：若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：,第五章 道路横断面设计,(2)棱台体积法：若F1和F2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：,2、土石方数量计算,第五章 道路横断面设计,3、土石方的调配,土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量等。通过合理的调配，在经济合理的调运条件下移挖作填，避免不必要的路外借土和弃土，以减少占用耕地和降低公路造价。,第五章 道路横断面设计,(1)调配计算的几个问题,3、土石方的调配,免费运距、平均运距、经济运距；调运的距离小于经济运距时，是合理的 运量,第五章 道路横断面设计,(1)调配计算的几个问题,3、土石方的调配,计价土石方数量：所有挖方均应计价，但填方需区分来源，仅借方需计价,第五章 道路横断面设计,(1)调配计算的几个问题,3、土石方的调配,填挖方数量分别计算（填挖方面积分别计算）；土石方应分别计算（土石面积分别计算）；路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积（填方扣除、挖方增加）；大中桥位处所占的路基土石方应扣除。,第五章 道路横断面设计,(2)土石方调配的一般要求,3、土石方的调配,优先在本桩位内移挖作填，减少总量的运量；综合考虑施工方法、运输条件、地形情况，选择合理的经济运距；废方作妥善处理；考虑桥涵位置，一般不作跨沟调运，不宜往上坡方向调运；性质不同的土石方分别调配；回头曲线部分应先作上下线调配；土石方工程集中的路段，可单独调配。,第五章 道路横断面设计,(3)调配方法,3、土石方的调配,土石方调配方法有累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等。目前生产上多采用土石方计算表调配法。具体步骤如下：调配前应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情况并作横向调配，明确利用、填缺与挖余数量。,第五章 道路横断面设计,(3)调配方法,3、土石方的调配,在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，供土石方调配时参考。根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案。经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，将借土和弃土的数量和运距分别填注到借方或弃方栏内。,第五章 道路横断面设计,(3)调配方法,3、土石方的调配,调配完成后，分项闭合核算：借方填缺远运利用 废方挖余远运利用 跨公里调配；全线总调运量复核,第五章 道路横断面设计,计价土石方数量=挖方数量+借方数量如某工程土石方数量：填方500m3 挖方200m3 借方400m3 弃方100m3则计价土石方数量=600m3 一般工程的土石方总量，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、小桥涵工程等项目的土石方数量。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。,计价土石方数量,第五章 道路横断面设计,复习思考题,一、填空题1、高速公路和一级公路的路基横断面由（）、（）、（）以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等组成。2、二、三、四级公路的路基横断面由（）、（）以及错车道组成。3、路基填土高度小于（）米大于（）米的路堤称为一般路堤。4、路基挖方深度小于（）米、一般地质条件下的路堑称为一般路堑。5、路基边坡的坡度，习惯上用边坡的（）与（）的比值来表示。,复习思考题,6、为防止零星土石碎落物落入边沟，通常在路堑边坡坡脚与边沟外侧边缘之间，设置（）。7、若平均运距（）免费运距时，可不计运费。8、土石方纵向调配时，从（）体积重心到（）体积重心的距离称为平均运距。9、计价土石方数量V计=（）+（）。10、填方=本桩利用+（）；挖方=本桩利用+（）。11、填缺=远运利用+（）；挖余=远运利用+（）。12、本公里土石方调配完毕，应进行公里合计，总闭合核算式为：（跨公里调入方）+挖方+（）=（跨公里调出方）+（）+废方。,复习思考题,13、一般情况下，（）路基和填土高度小于（）米的矮路堤均应设置边沟。14、中间带由（）及两条左侧（）组成。15、取土坑分为（）和（）两种方式。16、路基工程中的挖方按（）体积计算,填方按（）体积计算。17、横断面设计成果主要是（）和（）。,复习思考题,二、简述题 1、划分公路用地范围的意义？2、路拱的作用是什么？3、简述道路横断面设计的步骤。4、公路的避险车道一般在什么情况下设置？5、土石方调配的原则是什么？调配计算应注意哪些问题？,