第五章 道路勘测设计 横断面设计5-3

1、道路勘测设计道路勘测设计（第五章 横断面设计：3节）D U T（一）超高及其作用（一）超高及其作用定义：超高是指路面做成向内侧倾斜的单向横坡的断面形式。定义：超高是指路面做成向内侧倾斜的单向横坡的断面形式。n 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系数表示；表示；5.3.1 5.3.1 曲线超高曲线超高iRV1272 减小横向力的方法：减小横向力的方法：n 增大曲线半径：有时是困难的增大曲线半径：有时是困难的n 降低车速：设计中不推荐降低车速：设计中不推荐n 增大向内侧倾斜的横坡增大向内侧倾斜的横坡设置超高横坡设

2、置超高横坡 （成本低、效果好）（成本低、效果好） 设置超高后设置超高后 ：hiRV1272D U T（二）超高横坡度的计算（二）超高横坡度的计算 1最大超高和最小超高最大超高和最小超高 超高横坡度超高横坡度ih应按应按计算行车速度计算行车速度、半径大小半径大小、结合、结合路面种类路面种类、自自然条件然条件和和车辆组成车辆组成等情况确定。等情况确定。RVih1272RVih1272 最小超高最小超高：等于路面拱度。：等于路面拱度。 2 2超高横坡度超高横坡度计算公式：计算公式：D U ThiR1不设超高最小半径不设超高最小半径minhi超高横坡度计算图式超高横坡度计算图式min1Rmaxhima

3、x2127, 0hViVRVR1AR1max2127hAAiVRD U TD U TD U Tn 绕路面内边缘旋转绕路面内边缘旋转：一般用于新建工程。：一般用于新建工程。n 绕路中线旋转绕路中线旋转：一般用于改建工程：一般用于改建工程n 绕路面外边缘旋转绕路面外边缘旋转：可在特殊设计时采用。：可在特殊设计时采用。（三）超高过渡方式：（三）超高过渡方式：1 . 无中间带道路的超高过渡无中间带道路的超高过渡D U T 2. 2. 有中间带公路的超高过渡有中间带公路的超高过渡 绕中间带的中心线旋转绕中间带的中心线旋转：中间带宽度较窄：中间带宽度较窄 （4.5m4.5m）的公路可采用；）的公路可采用；

4、 绕中央分隔带边缘旋转绕中央分隔带边缘旋转：各种宽度中间带的均可采用：各种宽度中间带的均可采用 绕各自行车道中线旋转绕各自行车道中线旋转：车道数大于：车道数大于4 4条的公路可采用条的公路可采用D U Tzi1. 1. 绕路面内边缘线旋：绕路面内边缘线旋：（四）超高缓和段长度（四）超高缓和段长度 LcbiLcHih22iHpbiibiLchh2np超高渐变率超高渐变率 附加纵坡附加纵坡 : : bLcihD U T2iHzibhi2. 2. 绕路面中线旋转：绕路面中线旋转： （四）超高缓和段长度（四）超高缓和段长度 附加纵坡附加纵坡 : : LciibLcHih2)(12212)(iiibLc

5、hpiibLch2)(1D U T3. 3. 规范规范推荐公式推荐公式： 式中：式中：Lc超高缓和段长超高缓和段长 （m）；）； 旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m）；）； =B：绕路面内边缘线旋转：绕路面内边缘线旋转 =B/2：绕路中线旋转：绕路中线旋转 i超高坡度与路拱坡度的代数差（超高坡度与路拱坡度的代数差（%）；）； i = ih： 绕路面内边缘线旋转绕路面内边缘线旋转 i = ih+i1： 绕路中线旋转绕路中线旋转 p超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带

6、时为路缘带）外侧边缘线之间的相对坡度。边缘线之间的相对坡度。pLiCD U TD U Tn多车道公路多车道公路的超高缓和段长度，视车道数按上式计算之值的超高缓和段长度，视车道数按上式计算之值乘以下列系数：乘以下列系数：从旋转轴到行车带边缘的距离从旋转轴到行车带边缘的距离 系数系数2 2车道车道 1.51.53 3车道车道 2.02.0n计算得到的超高缓和段长度应凑成计算得到的超高缓和段长度应凑成5m5m的整倍数，并不小于的整倍数，并不小于10m10m的长度。的长度。n一般情况下，一般情况下，超高缓和段与缓和曲线长度相等超高缓和段与缓和曲线长度相等。当平曲线。当平曲线设置了较长缓和曲线时，设置了

7、较长缓和曲线时，超高可在某一区段内进行超高可在某一区段内进行。n规范规范7.5.6条规定，条规定，当线形设计须采用较长的回旋线时，当线形设计须采用较长的回旋线时，横坡度由横坡度由2%（或（或1.5%）过渡到）过渡到0%路段的超高渐变率不得路段的超高渐变率不得小于小于1/330（0.3%）。D U T1. 超高形成过程：超高形成过程： (1) (1) 绕路面内边缘线旋转绕路面内边缘线旋转（五）横断面上超高值的计算（五）横断面上超高值的计算ZHHY提肩提肩双坡阶段双坡阶段全超高阶段全超高阶段旋转阶段旋转阶段D U T（五）横断面上超高值的计算（五）横断面上超高值的计算ZHHY提肩提肩双坡阶段双坡阶

8、段全超高阶段全超高阶段旋转阶段旋转阶段1. 超高形成过程：超高形成过程： (1) (1) 绕路面内边缘线旋转绕路面内边缘线旋转(2) (2) 绕路面中线旋转绕路面中线旋转D U T(1) 正常断面：正常断面：2. 绕路面内边缘线旋转超高值计算方法绕路面内边缘线旋转超高值计算方法 定义定义：超高值就是指设置超高后路中线、路面边缘及路肩边缘超高值就是指设置超高后路中线、路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。等计算点与路基设计高程的高差。02肩面中hibhiBibhJJGJJD U T（2）起始断面：起始断面：ZH ZH （HZHZ） )(2GJJccGJJciibhhiBibhBiJbJ

9、iGbJGihchchcD U T（3 3）全超高断面：）全超高断面： BiJbJbiGiGihbJchcch路线设计高程路线设计高程旋转轴h0=bJiGhJJJchJJchJJJcibbibhiBibhibBibh)(2)(D U T（4）双坡断面：（）双坡断面：（xx0）LciixhG0超高过渡原则：超高过渡原则：n路面外边缘高程按正比例升高，直到超高横坡断面。路面外边缘高程按正比例升高，直到超高横坡断面。n路面横坡度按正比例增加，直到超高横坡度。路面横坡度按正比例增加，直到超高横坡度。BiBiLcxhG0n当线形设计须采用较长的回旋线时，超高渐变率不得小于当线形设计须采用较长的回旋线时，

10、超高渐变率不得小于1/330（0.3%）。）。003. 001xBipGn可按可按p1=0.3%计算计算x0： BipBixGG33010D U T超高缓和段长度超高缓和段长度Lc计算：计算：规范规范规定：规定：（1 1）超高的过渡应在回旋线全长范围内进行：）超高的过渡应在回旋线全长范围内进行： LcLc = = LsLs（2 2）当超高渐变率过小时，超高的过渡亦可设在回旋线的某一区段范）当超高渐变率过小时，超高的过渡亦可设在回旋线的某一区段范围之内，则围之内，则LcLc xx x0 0） hxiLcxi n 旋转阶段横坡度旋转阶段横坡度ix：n 当双坡阶段的渐变率当双坡阶段的渐变率p1小于小

11、于0.3%时：时：n 外侧路肩按向外侧倾斜：外侧路肩按向外侧倾斜： (硬路肩宽度硬路肩宽度2.25m）)(00 xxxLciiiiGhGxxiixiixxiibhhibhhibbh32321211,)(xooxooxoibhhibhhibh32321211,33232212,ibhhibhhooooD U Tn 路面超高方式图路面超高方式图就是指路面就是指路面横坡度横坡度沿路线沿路线纵向纵向的变化图。的变化图。n 应用应用：纵断面图中：纵断面图中“超高超高”栏栏 设计文件组成部分之一：超高方式图设计文件组成部分之一：超高方式图 （六）路面超高方式图的绘制方法（六）路面超高方式图的绘制方法 -D

12、 U T（1 1）按比例绘制一条水平基线，代表路中心线，并认为基线的路面）按比例绘制一条水平基线，代表路中心线，并认为基线的路面横坡度为零。横坡度为零。（2 2）绘制两侧路面边缘线。用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘）绘制两侧路面边缘线。用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘线，用虚线绘出左侧路面边缘线。若路面边缘高于路中线，则线，用虚线绘出左侧路面边缘线。若路面边缘高于路中线，则绘于基线上方，反之；绘于下方。路边缘线离开基线的距离，绘于基线上方，反之；绘于下方。路边缘线离开基线的距离，代表横坡度的大小（比例尺可不同于基线）。代表横坡度的大小（比例尺可不同于基线）。（3 3）标注路拱横坡度。向前进

13、方向右侧倾斜的路拱坡度为正，向左）标注路拱横坡度。向前进方向右侧倾斜的路拱坡度为正，向左倾斜为负。倾斜为负。n 超高方式图绘图规则：超高方式图绘图规则：（六）路面超高方式图的绘制方法（六）路面超高方式图的绘制方法 n 路面超高方式图路面超高方式图就是指路面就是指路面横坡度横坡度沿路线沿路线纵向纵向的变化图。的变化图。n 应用应用：纵断面图中：纵断面图中“超高超高”栏栏 设计文件组成部分之一：超高方式图设计文件组成部分之一：超高方式图 D U T-D U T5.3.2 5.3.2 平曲线路面加宽及其过渡平曲线路面加宽及其过渡n平曲线加宽原因平曲线加宽原因：（1 1）汽车在曲线上行驶时，）汽车在曲

14、线上行驶时，前后轮轨迹不重合前后轮轨迹不重合，占路面宽度大。，占路面宽度大。（2 2）由于横向力影响，汽车出现）由于横向力影响，汽车出现横向摆动横向摆动。（一）加宽值的计算（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后内轮轨迹半径最小最小，且，且偏向曲线内侧偏向曲线内侧，故，故曲线内侧曲线内侧应增路面宽度，以确保曲应增路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。线上行车的顺适与安全。D U T1. 1. 普通汽车的加宽值计算方法：普通汽车的加宽值计算方法： b = R-b = R-（R R1 1+ B+ B） 32221R8AR2

15、ARARBR32R8AR2AbR2Ab2R2NAb2式中：式中：A A汽车后轴至前保险杠的距离（汽车后轴至前保险杠的距离（m m） R R圆曲线半径（圆曲线半径（m m）。）。对于有对于有N N个车道的行车道：个车道的行车道：D U T2. 2. 挂车的加宽值计算方法：挂车的加宽值计算方法：式中：式中：b b1 1牵引车的加宽值；牵引车的加宽值； b b2 2拖车的加宽值；拖车的加宽值； A A1 1牵引车保险杠至第二轴牵引车保险杠至第二轴的距离（的距离（m m）；）； A A2 2第二轴至拖车最后轴第二轴至拖车最后轴的距离（的距离（m m）；）； R2Ab211R2Ab222D U T由于由

16、于R R=R-b=R-b1 1，而，而b b1 1与与R R相比甚微，可取相比甚微，可取R R=R=R。令令A12+A22=A2，上式仍旧归纳成为：，上式仍旧归纳成为： R2AAR2AR2Abbb2221222121R2NAb22. 2. 挂车的加宽值计算方法：挂车的加宽值计算方法：3. 3. 平曲线加宽标准：平曲线加宽标准： n标准标准规定，规定，平曲线半径等于或小于平曲线半径等于或小于250m时，应在平曲线内时，应在平曲线内侧加宽侧加宽。 D U T3. 3. 平曲线加宽标准：平曲线加宽标准： n标准标准规定，规定，平曲线半径等于或小于平曲线半径等于或小于250m时，应在平曲线内侧时，应在

17、平曲线内侧加宽加宽。n双车道路面的加宽值规定见表；单车道路面加宽值按表列数值的双车道路面的加宽值规定见表；单车道路面加宽值按表列数值的1/21/2采用。采用。 D U T三类加宽值的采用：三类加宽值的采用：p四级公路和山岭、重丘区的三级公路采用第一类加宽值；四级公路和山岭、重丘区的三级公路采用第一类加宽值；p其余各级公路采用第其余各级公路采用第3 3类加宽值。类加宽值。p对不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第对不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第2 2类加宽值。类加宽值。p由三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。由三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。 3. 3.

18、平曲线加宽标准：平曲线加宽标准： n标准标准规定，平曲线半径等于或小于规定，平曲线半径等于或小于250m时，应在平曲线内时，应在平曲线内侧加宽。侧加宽。n双车道路面的加宽值规定见表；单车道路面加宽值按表列数值的双车道路面的加宽值规定见表；单车道路面加宽值按表列数值的1/21/2采用。采用。 D U Tn 路面应在曲线路面应在曲线内侧内侧进行加宽。进行加宽。n 路面加宽后，路面加宽后，路基也应相应加宽路基也应相应加宽。n 四级公路路基采用四级公路路基采用6.5m6.5m以上宽度时，当路面加宽后剩余的路肩以上宽度时，当路面加宽后剩余的路肩宽度宽度不小于不小于0.5m0.5m时，则路基可不予加宽；小

19、于时，则路基可不予加宽；小于0.5m0.5m时，则应加时，则应加宽路基以保证路肩宽度不小于宽路基以保证路肩宽度不小于0.5m0.5m。n 分道行驶公路，当圆曲线半径较小时，其分道行驶公路，当圆曲线半径较小时，其内侧车道的加宽值应内侧车道的加宽值应大于外侧车道的加宽值大于外侧车道的加宽值，设计时应通过计算确定其差值。，设计时应通过计算确定其差值。4. 4. 平曲线加宽要求：平曲线加宽要求：D U T 加宽缓和段加宽缓和段：路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上加宽：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。后的宽度的渐变段。 1 1比例过渡：比例过渡： 在加宽缓和段全长范围内按其长度成

20、比例逐渐加宽。加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：宽缓和段内任意点的加宽值： （二）加宽的过渡（二）加宽的过渡bLLbxx式中：式中：L Lx x任意点距缓和段起点任意点距缓和段起点的距离（的距离（m m） L L 加宽缓和段长（加宽缓和段长（m m）；）； b b 圆曲线上的全加宽圆曲线上的全加宽 适用于二、三、四级公路适用于二、三、四级公路D U T在加宽缓和段上插入一条高次抛物线，抛物线上任意点在加宽缓和段上插入一条高次抛物线，抛物线上任意点的加宽值：的加宽值： b bx x（4k4k3 3-3k-3k4 4）b b 式中：式中：2 2高次抛物线过

21、渡高次抛物线过渡适用于适用于适用于高速、一级公路及对路容有要求的二级公路。适用于高速、一级公路及对路容有要求的二级公路。 LLkx3 3回旋线过渡回旋线过渡n 在缓和段上插入回旋线，这样不但中线上有回旋线，而且加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。顺适与线形的美观。 D U T3 3回旋线过渡回旋线过渡n 在缓和段上插入回旋线，这样不但中线上有回旋线，而且加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

22、，保证了行车的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。顺适与线形的美观。 适用于适用于适用于适用于高速高速、一级公路一级公路及及对路容有要求的二级公对路容有要求的二级公路路的下列路段：的下列路段：n （1 1）位于大城市近郊的路段；）位于大城市近郊的路段；n （2 2）桥梁、高架桥、挡上墙、隧道等构造物处；）桥梁、高架桥、挡上墙、隧道等构造物处；n （3 3）设置各种安全防护设施的地段。）设置各种安全防护设施的地段。D U T4插入二次抛物线过渡插入二次抛物线过渡2)(4xxLTTLbbxxLLbb 2)(4TLLTLbLLbbxxxD U T（三）加宽缓和段

23、的长度（三）加宽缓和段的长度（1 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）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。线相同的长度。（2 2）对于不设缓和曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用）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。与超高缓和段相同的长度。（3 3）即不设缓和曲线，又不设超高的平曲线，加宽缓和段应按渐）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变率为1 1：1515且长度不小于且长度不小于10m10m的要求设置。的要求设置。 L Lj j=15b=15b， 且且L Lj j10m10

24、mD U T例题例题: 某二级公路为双向两车道，有一弯道需设置超高和加宽，某二级公路为双向两车道，有一弯道需设置超高和加宽，已知曲线半径已知曲线半径R=200m，超高过度段长度，超高过度段长度Lc=Ls=45m，JD桩号为桩号为K3+120m，直线段路拱横坡为，直线段路拱横坡为1.5%，路肩坡，路肩坡度较路拱坡度大度较路拱坡度大1%，行车道宽，行车道宽3.5m，路肩宽，路肩宽1.5m，超，超高坡度为高坡度为4%，圆曲线段路面全加宽为，圆曲线段路面全加宽为0.8m（加宽按正（加宽按正比例过渡）。如果绕行车道内侧边缘旋转，试计算比例过渡）。如果绕行车道内侧边缘旋转，试计算ZH点、超高横坡为点、超高

25、横坡为2%点及点及HY点的超高值，并绘出超高设点的超高值，并绘出超高设计图计图。D U TBiJbJiGbJGihchchc解解: 1）ZH点超高值点超高值 路面内边缘路面内边缘 h1 =1.5*2.5%=0.0375m 内路肩内路肩 hc”=0.0375-1.5*1.5%=0.015m 路中线路中线 hc=0.0375+1.5%*3.5=0.09m 路面外边缘路面外边缘 h2 =0.0375m 外路肩外路肩 hc =0.015m1.5%1.5%2.5%2.5%3.5+3.51.51.5h1h2D U T2)超高横坡度为超高横坡度为2%点超高值点超高值 路面内边缘路面内边缘 hcx”=1.5*2.5%=0.0375m 内路肩内路肩 h1x=0.0375-(1+0.4)*2%=-0.0005m 路中线路中线 hcx=0.0375+3.5*2%=0.1075m 路面外边缘路面外边缘 h2x=0.0375+2%