最新-道路勘测与设计第五章横断面设计-课件

第五章横断面设计

道路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构成。 设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡带、及取土堆、弃土堆、环境保护设施。符合《标准》兼顾农田建设（排水沟），节约用地拦截、排出地面水和地下水。沿河线的弃方要求第五章横断面设计 道路横断面是指中线上各点的法向切面，由横1第一节道路横断面组成一、公路横断面组成路幅：路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分。高等级道路：整体式断面 分隔式断面插入高一级公路的横断面第一节道路横断面组成一、公路横断面组成插入高一级公路的横断2路幅布置：单幅双车道：整体式的供双向行车的双车道公路－－交通量较大,非机动车混入率高双幅多车道：高、一级公路，立交，全封闭，服务设施－－设计车速高、通行能力大单车道：车道宽度3.50m，设置错车道－－交通量小、地形复杂工程艰巨路幅布置：3二、城市道路横断面组成

机动车道行车道： 非机动车道 人行道、分隔带、绿带

单幅路(一块板)：混合行驶，占地少，投资省，不 利于安全，机动车交通量大而非机动车少－－？ <=40m、中小城市

双幅路：分隔带，可设置绿化照明管线，机动车较 多，非机动车少－－不宜采用，次要、郊区布置：

三幅路：中间机动车道，两侧为非机动车道，利于 交通、布置－－占地多，优先考虑，适 用机动车、非机动车多（优先考虑） >=40m

四幅路：分隔带，最有利，占地多，适用机动车速 度高－－交通量大，非机动车多，高速公路二、城市道路横断面组成4第二节行车道宽度一、双车道公路行车道宽度的确定B单=(a+c)/2+x+y(图)B双=a+c+2x+2y对高、一级公路采用3.75m车道行车图第二节行车道宽度一、双车道公路行车道宽度的确定车道行车图5二、中央分隔带的行车道宽度(见p102)一般：3.75m，3.50m取消：高速公路交通量超过四车道容量时，其车道数可按双数增加，三车道公路，当交通量超过7000辆/日，其事故发生率比双车道公路大得多，且正面装车的恶性交通事故所占比例很大，而小于7000时，事故率要低。因此取消或未列入，只在极不平衡或上坡方向卡车数量多。三、城市道路的行车道宽度V>=40km/h3.75m3.50m二、中央分隔带的行车道宽度(见p102)6第三节路肩、分车带、路侧带与路缘石路基各组成部分： 保护路面1.路肩： 停放车辆、埋设管道 增加视距、增加安全感 增加美观 人行道、非机动车道、警察的临时专用道。

硬路肩：铺设的路肩，能承受汽车荷载的作用。

土路肩：提供侧向余宽。

对高速公路，现采用3.25或3.50m（四？），若采用2.5m会发生车辆碰撞事故。第三节路肩、分车带、路侧带与路缘石路基各组成部分：72、中间带：高、一级公路应设置中间带，一级至少应设分隔设施分隔车流：避免快速驶入，认错对向车道，减少中线交通阻 力，避免调头。附属设施：设置标志牌，交通管理设施，可防眩，埋设管 线，引导司机视线。分隔带：路缘石分界。路缘带：诱导视线，提供侧向余宽。宽度一般在2.50m～4.50m之间，极限采用3.00m及2.00m分隔带断面>4.5，过渡段在回旋线全长 若>4.5m，应设在半径较大平曲线上2、中间带：高、一级公路应设置中间带，一级至少应设分隔设施83.路缘石：立式、斜式、曲线式4.路基宽度：

一个横断面上两侧路肩边缘点间的宽度称路基宽度。 一般值、变化值与原规范不同。5.路基边坡：

路堤边坡:>=20m时，稳定验算 路堑边坡：抛物线美化边坡。3.路缘石：立式、斜式、曲线式96.边沟与截水沟

边沟：为汇集并排除路面、路肩和边坡的水流，在路基两侧设置的水沟梯形：矩形：三角形：

1:mbh1:Dhb1:mh6.边沟与截水沟1:mbh1:Dhb1:mh10截水沟：为拦截并排除流向路基的地面水流，以避免对路基边坡冲刷等而设置的排水沟。

7.取土坑和弃土堆取土坑： 沿线取土坑

集中取土坑弃土堆：不造成水土流失梯形取土堆截水沟：为拦截并排除流向路基的地面水流，以避免对路基边坡冲刷118.公路用地：？

路堤两侧排水沟外缘，排水沟、截水沟（路堤坡顶）外不小于1m（无排水沟则为路堤坡脚），此外，路堑坡顶截水沟外边缘(路堑坡顶）以外1m的范围。？8.公路用地：？129.路拱

为利于路面排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，用百分率表示。 但不利于行车、平衡；需要考虑路面平整度、透水性、当地自然条件等等。形式：直线型、抛物线型、折线型、混合型土路肩时要求比横披度增大1.0％－2.0％硬路基可稍大9.路拱 为利于路面排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形13第四节平曲线加宽及过渡

汽车行驶在曲线上，前后轮迹不同，且驾驶员保持在车道中心线上比较困难，因此，须要加宽（2.5m+余宽）。加宽设置图第四节平曲线加宽及过渡 汽车行驶在曲线上，前后轮141、静态加宽：A^2＋(R-b)^2=R^2A^2-2Rb+b^2=0(b^2省略）b=A^2/2Rbn=NA^2/2Rb=(A1^2+A2^2)/2R静态加宽图1、静态加宽：静态加宽图152.动态加宽：(横向摆动值） b’＝0.05v/R^1/2内侧加宽内侧加宽：内侧美观，工程量小，也可两侧加宽。R>250m时，可不加宽，单车道减办四级公路和山岭重丘区的三级公路采用1类，其他等级较高又有大型车辆行驶的公路2类，大型集装箱运输的鞍式列车行驶的公路3类，四级道路路基采用6.5m以上宽度时，加宽时路肩宽度>=0.5m。2.动态加宽：(横向摆动值）163.加宽的过渡方式(1)直线过渡： bx＝Lx×b/L(图） 简单，但内侧与行车轨迹不符，缓和段起终点有折曲，不够美观，用于二、三、四级公路。(2)高次抛物线过渡： bx＝(4R^3-3R^4)b 或bx＝4R^3*b0<=x<=L/2 bx=[1-4(1-R)^3]bL/2<=x<=L

光滑美观，适用于高、一级公路。R3.加宽的过渡方式 简单，但内侧与行车轨迹不符，缓和段起终17(3)回旋线过渡：

最理想的加宽过渡方式，符合行车轨迹，顺适、美观。(4)改进直线过渡(二次抛物线）(5)四级道路的加宽4.加宽长度：

与缓和曲线、超高缓和段相适应，若均无，则渐变率为1：15且长度不小于10m。(3)回旋线过渡：18第五节超高超高：

为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形式。

超高缓和段和超高过渡段1、超高率的确定： 最大：10％8％6％ 最小：路拱横坡度第五节超高超高：192、i值分配:I+u=V^2/127R 右边V^2/127R为离心加速度，需用超高和横向力系数u为平衡，那么，需要明确I和u如何进行分配。分配图－画1的(1)与1/R成比例进行分配，在Rmin处到达imax实际由于小半径平曲线上实际车速教设计车速低，而在打半径曲线上接近设计车速，导致小半径曲线I过大，而打半径曲线I偏小，横向力过大。2、i值分配:I+u=V^2/127R分配图－画1的20(2)超高增加，u＝0，超高达到imax后，u再增加到最大

85％～90％车辆低于设计车速，15%~10%车辆超出设计车速，设计车速越低，超出越多，所以考虑设计车速，采用改进方法(3)进一步改进得方法(4),能一定程度上避免几种方法得缺点。分配图－画3.4的Rb＝VA^2/127imax(2)超高增加，u＝0，超高达到imax后，u再增加到最大分21

对大半径曲线，横向力主要由超高来承担，随着R得减少，设置逐渐接近最大超高得曲线超高，此种情况对于大半径曲线更为有利。3、超高的过渡(若超高等于路拱横披，则直至与内侧横坡相等为止）(1)无中间带： 绕中线内侧车道边缘ih 新建工程

绕中线旋转 旧路改建工程

绕外边缘旋转 特殊设计(路容） 对大半径曲线，横向力主要由超高来承担，随着R得减22(2)有中间带：

绕中间带的中心线旋转<=4.5m的公路

绕中央分隔带边缘旋转通用

绕各自行车道中线旋转车道数<=4条(2)有中间带：234.超高缓和长度 为了行车舒适，排水畅通，路容美观，须设置超高缓和段： Lc＝β△i/p 超高过渡在回旋线全长范围内进行，若P过小，可布置在回旋线某一区段内，在2％0％，P>=1/330。 四级公路应设置超高缓和段，对线形设计有要求二次抛物线。(P115)4.超高缓和长度245.超高形成过程： 准备阶段、双坡阶段、旋转阶段。(1)准备阶段： 提肩，Lo＝1～2m，将路肩横坡提高至与路面同坡。(2)双坡阶段： 路面内侧不动，外侧绕中线旋转至与内侧同坡，所需的路线长度为Xo。P=B*ih/Lc=B/2*2iG/X0X0=Lc*ih/iG5.超高形成过程：25(3)旋转阶段： 单向横坡后，整个路面绕内边缘线旋转，直至缓和终点，同时，路面达到ih。HYZHRL0x0全超高断面临界断面起始断面正常断面(3)旋转阶段：HYZHRL0x0全超高断面临界断面起始断面266.超高值的计算：

为了便于施工，常采用路中线、路基、路面边缘相对于路基设计高程的相对高差来控制。h中＝B/2*iG+bJiJ绕路面边缘的超高值计算(1)圆曲线上外缘hc=bJiJ+(bj+B)*ih中线hc’=bJiJ+B/2*ih内缘hc’’=bJiJ-(bJ+b)ihiGijijiGbjbjBiniGbJBbJb6.超高值的计算：iGijijiGbjbjBiniGbJBb27(2)超高缓和段上的超高值计算A、x<=x0时P=EG/x0=FG/x(图）x/x0=FG/EG=CA/AB=CA/[(B/2+Bj)-2iG)]CA=x/x0(B+2bJ)*iG外缘 hex=x/x0*(B+2bJ)*iG+bJ(iJ-iG)中线 hcx’=bJiJ+B/2*iG内缘 hcx’’=bJiJ-(bJ+bx)iG bx=x/Lc*bbxbJBbJGEFBCA(2)超高缓和段上的超高值计算外缘 hex=x/x0*(B+28ixB、x>x0P=B*iG/Lc=B*ix/xix=x/Lc*ihhcx=(B+bJ)*x/Lc*ih+bJ*iGhcx’=B/2*x/Lc*ih+bJ*iJhcx’’=bJ*iJ-(bJ+bx)*x/Lc*ih7.横断面上超高值的计算(P115)8.超高设计图：旋转轴为横坐标，纵坐标为相对高程(p117)ixB、x>x07.横断面上超高值的计算(P115)29第六节路基土石方数量计算及调配 是主要工程量，是评价公路测设质量的重要技术经济指标，编制公路概预算的基础，计算近似。1.横断面面积计算

积距法：F=（公式）坐标法：F=（公式）2.土石方数量计算

平均断面法： V＝1/2*(F1+F2)^2简易、常用棱台法： V＝1/3*(F1+F2)*Lc1+(1+(公式）精 度高，计算机中采用 若路面厚度较大，不能忽略。第六节路基土石方数量计算及调配 是主要工程量，是评303.路基土石方调配

确定填方土的来源，挖方弃土去向，计算土石方数量及运量等。

先横后纵不跨沟调运，减少上坡运土原则：照顾运土方式综合考虑占地与移控作填回头曲线路段，上下线上方竖向调运土石方调运方式：土石方计算表调配法调查横向平衡经济运距纵向调配借、弃土运距复核横向运距＋纵向调运＋借方＝填土横向运距＋纵向调运＋弃方＝挖方挖方＋借方＝填方＋弃方3.路基土石方调配314.调运计算经济运距：L经＝B/T＋L免平均运距：挖方体积中心至填方体积重心间的距离。超运距离？运量：总运量＝调配（土石方）方数×n计价土石方数量＝挖方数量＋借方数量4.调运计算32第五章横断面设计

道路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构成。 设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡带、及取土堆、弃土堆、环境保护设施。符合《标准》兼顾农田建设（排水沟），节约用地拦截、排出地面水和地下水。沿河线的弃方要求第五章横断面设计 道路横断面是指中线上各点的法向切面，由横33第一节道路横断面组成一、公路横断面组成路幅：路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分。高等级道路：整体式断面 分隔式断面插入高一级公路的横断面第一节道路横断面组成一、公路横断面组成插入高一级公路的横断34路幅布置：单幅双车道：整体式的供双向行车的双车道公路－－交通量较大,非机动车混入率高双幅多车道：高、一级公路，立交，全封闭，服务设施－－设计车速高、通行能力大单车道：车道宽度3.50m，设置错车道－－交通量小、地形复杂工程艰巨路幅布置：35二、城市道路横断面组成

机动车道行车道： 非机动车道 人行道、分隔带、绿带

单幅路(一块板)：混合行驶，占地少，投资省，不 利于安全，机动车交通量大而非机动车少－－？ <=40m、中小城市

双幅路：分隔带，可设置绿化照明管线，机动车较 多，非机动车少－－不宜采用，次要、郊区布置：

三幅路：中间机动车道，两侧为非机动车道，利于 交通、布置－－占地多，优先考虑，适 用机动车、非机动车多（优先考虑） >=40m

四幅路：分隔带，最有利，占地多，适用机动车速 度高－－交通量大，非机动车多，高速公路二、城市道路横断面组成36第二节行车道宽度一、双车道公路行车道宽度的确定B单=(a+c)/2+x+y(图)B双=a+c+2x+2y对高、一级公路采用3.75m车道行车图第二节行车道宽度一、双车道公路行车道宽度的确定车道行车图37二、中央分隔带的行车道宽度(见p102)一般：3.75m，3.50m取消：高速公路交通量超过四车道容量时，其车道数可按双数增加，三车道公路，当交通量超过7000辆/日，其事故发生率比双车道公路大得多，且正面装车的恶性交通事故所占比例很大，而小于7000时，事故率要低。因此取消或未列入，只在极不平衡或上坡方向卡车数量多。三、城市道路的行车道宽度V>=40km/h3.75m3.50m二、中央分隔带的行车道宽度(见p102)38第三节路肩、分车带、路侧带与路缘石路基各组成部分： 保护路面1.路肩： 停放车辆、埋设管道 增加视距、增加安全感 增加美观 人行道、非机动车道、警察的临时专用道。

硬路肩：铺设的路肩，能承受汽车荷载的作用。

土路肩：提供侧向余宽。

对高速公路，现采用3.25或3.50m（四？），若采用2.5m会发生车辆碰撞事故。第三节路肩、分车带、路侧带与路缘石路基各组成部分：392、中间带：高、一级公路应设置中间带，一级至少应设分隔设施分隔车流：避免快速驶入，认错对向车道，减少中线交通阻 力，避免调头。附属设施：设置标志牌，交通管理设施，可防眩，埋设管 线，引导司机视线。分隔带：路缘石分界。路缘带：诱导视线，提供侧向余宽。宽度一般在2.50m～4.50m之间，极限采用3.00m及2.00m分隔带断面>4.5，过渡段在回旋线全长 若>4.5m，应设在半径较大平曲线上2、中间带：高、一级公路应设置中间带，一级至少应设分隔设施403.路缘石：立式、斜式、曲线式4.路基宽度：

一个横断面上两侧路肩边缘点间的宽度称路基宽度。 一般值、变化值与原规范不同。5.路基边坡：

路堤边坡:>=20m时，稳定验算 路堑边坡：抛物线美化边坡。3.路缘石：立式、斜式、曲线式416.边沟与截水沟

边沟：为汇集并排除路面、路肩和边坡的水流，在路基两侧设置的水沟梯形：矩形：三角形：

1:mbh1:Dhb1:mh6.边沟与截水沟1:mbh1:Dhb1:mh42截水沟：为拦截并排除流向路基的地面水流，以避免对路基边坡冲刷等而设置的排水沟。

7.取土坑和弃土堆取土坑： 沿线取土坑

集中取土坑弃土堆：不造成水土流失梯形取土堆截水沟：为拦截并排除流向路基的地面水流，以避免对路基边坡冲刷438.公路用地：？

路堤两侧排水沟外缘，排水沟、截水沟（路堤坡顶）外不小于1m（无排水沟则为路堤坡脚），此外，路堑坡顶截水沟外边缘(路堑坡顶）以外1m的范围。？8.公路用地：？449.路拱

为利于路面排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，用百分率表示。 但不利于行车、平衡；需要考虑路面平整度、透水性、当地自然条件等等。形式：直线型、抛物线型、折线型、混合型土路肩时要求比横披度增大1.0％－2.0％硬路基可稍大9.路拱 为利于路面排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形45第四节平曲线加宽及过渡

汽车行驶在曲线上，前后轮迹不同，且驾驶员保持在车道中心线上比较困难，因此，须要加宽（2.5m+余宽）。加宽设置图第四节平曲线加宽及过渡 汽车行驶在曲线上，前后轮461、静态加宽：A^2＋(R-b)^2=R^2A^2-2Rb+b^2=0(b^2省略）b=A^2/2Rbn=NA^2/2Rb=(A1^2+A2^2)/2R静态加宽图1、静态加宽：静态加宽图472.动态加宽：(横向摆动值） b’＝0.05v/R^1/2内侧加宽内侧加宽：内侧美观，工程量小，也可两侧加宽。R>250m时，可不加宽，单车道减办四级公路和山岭重丘区的三级公路采用1类，其他等级较高又有大型车辆行驶的公路2类，大型集装箱运输的鞍式列车行驶的公路3类，四级道路路基采用6.5m以上宽度时，加宽时路肩宽度>=0.5m。2.动态加宽：(横向摆动值）483.加宽的过渡方式(1)直线过渡： bx＝Lx×b/L(图） 简单，但内侧与行车轨迹不符，缓和段起终点有折曲，不够美观，用于二、三、四级公路。(2)高次抛物线过渡： bx＝(4R^3-3R^4)b 或bx＝4R^3*b0<=x<=L/2 bx=[1-4(1-R)^3]bL/2<=x<=L

光滑美观，适用于高、一级公路。R3.加宽的过渡方式 简单，但内侧与行车轨迹不符，缓和段起终49(3)回旋线过渡：

最理想的加宽过渡方式，符合行车轨迹，顺适、美观。(4)改进直线过渡(二次抛物线）(5)四级道路的加宽4.加宽长度：

与缓和曲线、超高缓和段相适应，若均无，则渐变率为1：15且长度不小于10m。(3)回旋线过渡：50第五节超高超高：

为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形式。

超高缓和段和超高过渡段1、超高率的确定： 最大：10％8％6％ 最小：路拱横坡度第五节超高超高：512、i值分配:I+u=V^2/127R 右边V^2/127R为离心加速度，需用超高和横向力系数u为平衡，那么，需要明确I和u如何进行分配。分配图－画1的(1)与1/R成比例进行分配，在Rmin处到达imax实际由于小半径平曲线上实际车速教设计车速低，而在打半径曲线上接近设计车速，导致小半径曲线I过大，而打半径曲线I偏小，横向力过大。2、i值分配:I+u=V^2/127R分配图－画1的52(2)超高增加，u＝0，超高达到imax后，u再增加到最大

85％～90％车辆低于设计车速，15%~10%车辆超出设计车速，设计车速越低，超出越多，所以考虑设计车速，采用改进方法(3)进一步改进得方法(4),能一定程度上避免几种方法得缺点。分配图－画3.4的Rb＝VA^2/127imax(2)超高增加，u＝0，超高达到imax后，u再增加到最大分53

对大半径曲线，横向力主要由超高来承担，随着R得减少，设置逐渐接近最大超高得曲线超高，此种情况对于大半径曲线更为有利。3、超高的过渡(若超高等于路拱横披，则直至与内侧横坡相等为止）(1)无中间带： 绕中线内侧车道边缘ih 新建工程

绕中线旋转 旧路改建工程

绕外边缘旋转 特殊设计(路容） 对大半径曲线，横向力主要由超高来承担，随着R得减54(2)有中间带：

绕中间带的中心线旋转<=4.5m的公路

绕中央分隔带边缘旋转通用

绕各自行车道中线旋转车道数<=4条(2)有中间带：554.超高缓和长度 为了行车舒适，排水畅通，路容美观，须设置超高缓和段： Lc＝β△i/p 超高过渡在回旋线全长范围内进行，若P过小，可布置在回旋线某一区段内，在2％0％，P>=1/330。 四级公路应设置超高缓和段，对线形设计有要求二次抛物线。(P115)4.超高缓和长度565.超高形成过程： 准备阶段、双坡阶段、旋转阶段。(1)准备阶段： 提肩，Lo＝1～2m，将路肩横坡提高至与路面同坡。(2)双坡阶段： 路面内侧不动，外侧绕中线旋转至与内侧同坡，所需的路线长度为Xo。P=B*ih/Lc=B/2*2iG/X0X0=Lc*ih/iG5.超高形成过程：57(3)旋转阶段： 单向横坡后，整个路面绕内边缘线旋转，直至缓和终点，同时，路面达到ih。HYZHRL0x0全超高断面临界断面起始断面正常断面(3)旋转阶段：HYZHRL0x0全超高断面临界断面起始断面586.超高值的计算：

为了便于施工，常采用路中线、路基、路面边缘相对于路基设计高程的相对高差来控制。h中＝B/2*iG+bJiJ绕路面边缘的超高值计算(1)圆曲线上外缘hc=bJiJ+(bj+B)*ih中线hc’=bJiJ+B/2*ih内缘hc’’=bJiJ-(bJ+b)ihiGijijiGbjbjBin