第10讲横断面设计素材.ppt

1、第10讲 横断面设计,定义： 道路横断面图：指道路中线上各点垂直于路线前进方向的竖向剖面图。 道路横断面设计：研究路基横断面结构组成及尺寸的过程。,第一节 道路横断面组成,一、公路横断面组成 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。,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,（一）路幅的构成,二、三、四级公路横断面组成： 行车道、路肩 错车道,（一）路幅的构成,高速、一级公路

2、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,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,路基、路面宽度定义：,（二）路幅布置类型,1单幅双车道 单幅双车道公路指的是整体式的供双向行车的双车道公路。 适用：二、三级公路和一部分四级公路 2双幅多车道 四车道、六车道和更多车道

3、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”公路。 适用：高速公路、一级公路 3单车道 适用：交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路，山区四级公路。,二、城市道路横断面组成,1单幅路 （1）划出快、慢车行驶分车线，快车和机动车辆在中间行驶，慢车和非机动车靠两侧行驶。 （2）不划分车线。,2双幅路： 在车道中心用分隔带或分隔墩将车行道分为两半，上、下行车辆分向行驶。各自再根据需要决定是否划分快、慢车道。,二、城市道路横断面组成,3三幅路： 中间为双向行驶的机动车车道，两侧为靠右侧行驶的非机动车车道。,二、城市道路横断面组成,4四幅路 在三幅路的基础上，再将中间机动车车道分

4、隔为二，分向行驶。,二、城市道路横断面组成,一、行车道宽度的确定 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。,第二节 行车道宽度,双车道公路有两条车道，行车道宽度包括汽车宽度和富余宽度。根据标准第2.0.1条规定，设计车辆最大宽度为2.5m，加错车、超车所必须的余宽来确定行车道的宽度。 富余宽度是指对向行驶时两车箱之间的安全间隙、汽车轮胎至路面边缘的

5、安全距离。,（一）一般双车道公路行车道宽度的确定,B双=a+c+2x+2y,x=y=0.50+0.OO5V,不同速度错车时，两汽车车厢所需净距（x）值与错车速度（V1+V2）的关系式为 x=0.17+0.016（V1+V2）。,按双车道公路错车时行驶速度于横向间距的关系确定行车道宽度：,汽车后轮边缘距行车道边缘应有一定的距离（y），现拟定错车速度15km/h时（y）为0.2m，40km/h时为0.3m（根据实验保证率大于60%）， 则 x+2y=0.45+0.02（V1+V2）。 实验速度范围为1540km/h时，上式所计算的路面宽度能保证82.5%的载重汽车不驶出计算宽度以外。,按双车道公路

6、错车时行驶速度于横向间距的关系确定行车道宽度：,不同速度错车时，两汽车车厢所需净距（x）值与错车速度（V1+V2）的关系式为 x=0.17+0.016（V1+V2）。,高速公路、一级公路平原微微丘区采用3.75m的车道。计算行车速度为60km/h时，仍采用3.50m。 主要考虑因素： （1）计算行车速度高，远景交通量大，特别是我国载重汽车混入率高。 （2）参考了德国、法国的高速汽车公路，意大利的太阳公路、日本的高速公路、东欧各国的一级公路、英国和加拿大的高速公路，其车道均为3.75m。 （3）美国各州公路的工作者协会认为，各级公路合乎理想的车道宽度为3.66（12ft），不宜大于3.97m（1

7、3ft）。近年来美国有的城市将行车道度减为3.35m（11ft）甚至3.05m（10ft）。,（二）有中央分隔带的行车道宽度,二、平曲线路面加宽及其过渡,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. 普通汽车的加宽值计算方法： b = R-（R1+ B）,（一）加宽值的计算,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：,2

8、. 鞍式列车的加宽值计算方法：,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）；,由于R=R-b1，而b1与R相比甚微，可取R=R。,令A12+A22=A2，上式仍旧归纳成为：,2. 鞍式列车的加宽值计算方法：,3. 平曲线加宽标准： 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。,3. 平曲线加宽标准： 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规定见表；单车道路面加宽值按表列数值的1/2采用。,三类加宽值的采用： 四级公路和山岭、重丘区的三级公路采用第一类加宽

9、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。 由三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。,3. 平曲线加宽标准： 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规定见表；单车道路面加宽值按表列数值的1/2采用。,路面应在曲线内侧进行加宽。 路面加宽后，路基也应相应加宽。 四级公路路基采用6.5m以上宽度时，当路面加宽后剩余的路肩宽度不小于0.5m时，则路基可不予加宽；小于0.5m时，则应加宽路基以保证路肩宽度不小于0.5m。 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大于外侧车道的加宽值，设

10、计时应通过计算确定其差值。,4. 平曲线加宽要求：,（二）加宽的过渡：,加宽缓和段：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。 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：,加宽缓和段：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。 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：,加宽缓和段：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。 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：,式中：L

11、x任意点距缓和段起点的距离（m）； L加宽缓和段长（m）； b圆曲线上的全加宽,适用于二、三、四级公路,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： bx（4k3-3k4）b 式中：,2高次抛物线过渡,适用于适用于高速、一级公路及对路容有要求的二级公路。,3回旋线过渡 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，保证了行车的顺适与线形的美观。,3回旋线过渡 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，保证了行车的顺适与线形的美观。,适用于适用于高速、一级公路及对路容有要求的二级

12、公路的下列路段： （1）位于大城市近郊的路段； （2）桥梁、高架桥、挡上墙、隧道等构造物处； （3）设置各种安全防护设施的地段。,4插入二次抛物线过渡,（三）加宽缓和段的长度,（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线相同的长度。 （2）对于不设缓和曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用与超高缓和段相同的长度。 （3）即不设缓和曲线，又不设超高的平曲线，加宽缓和段应按渐变率为1：15且长度不小于10m的要求设置。 Lj=15b， 且Lj10m,第三节 路肩、分车带、路侧带与路缘石,一、路肩的作用及其宽度 1. 路肩的作用： (1)支挡作用; (2)供临时停车或堆料; (3)

13、增加有效行车道宽度; (4)提供道路养护作业、埋设地下管线的场地； (5)精心养护的路肩，能增加公路的美观。 2.路肩的构成：,第三节 路肩、分车带、路侧带与路缘石,一、路肩的作用及其宽度 1. 路肩的作用： (1)支挡作用; (2)供临时停车或堆料; (3)增加有效行车道宽度; (4)提供道路养护作业、埋设地下管线的场地； (5)精心养护的路肩，能增加公路的美观。 2.路肩的构成：,硬路肩：有路面铺装的路肩。 土路肩：加固路肩：粒料改善土 混凝土预制块铺装 土路肩：路基土,第三节 路肩、分车带、路侧带与路缘石,3. 路肩的宽度：,（一）中间带 1适用场合：高速、一级公路。 四条和四条以上车道

14、的公路应设置中间带。 2中间带的构成：两条左侧路缘带 中央分隔带,二、分隔带的作用及其宽度,（一）中间带 1适用场合：高速、一级公路。 四条和四条以上车道的公路应设置中间带。 2中间带的构成：两条左侧路缘带 中央分隔带,二、分隔带的作用及其宽度,3中间带的作用： （1）将上、下行车流分开。 （2）可作设置公路标志牌及其它交通管理没施的场地，也可作为行人的安全岛使用。 （3）分隔带种植花草灌木或设置防眩网，可防止对向车辆灯光眩目，还可起到美化路容和环境的作用。 （4）路缘带可引导驾驶员视线，,4. 中间带的宽度,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。,5

15、. 中间带变宽过渡：,6. 中间带开口：,（二）两侧带,定义：布置在横断面两侧的分车带叫两侧带。 作用：城市道路的横断面，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。 最小宽度：规定为2.02.25m。在北方寒冷积雪地区，还应考虑能否满足临时堆放积雪的要求。 1. 种植带 2. 设施带,第四节 路拱及超高,一、路拱及路肩的横坡度 1.路拱横坡度：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。,2. 路拱的形式：抛物线形 直线接抛物线形 折线形,第四节 路拱及超高,3. 路肩横坡度： 土路肩：横坡度较路面宜增大1.02.0； 硬路肩

16、：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：,（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。 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表示；,二、曲线超高,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 ：,（二）超高横坡度的计算,1最大超高和最小超高 超高横坡度ih应按计算行车速度、半径大小、结合路面种类、自然条件和车辆组成等情况确定。,最小超高：等于路面拱度。 2超高横坡度计算公式：,超高横坡度

17、计算图式,绕路面内边缘旋转：一般用于新建工程。 绕路中线旋转：一般用于改建工程 绕路面外边缘旋转：可在特殊设计时采用。,（三）超高过渡方式：,1 . 无中间带道路的超高过渡,2. 有中间带公路的超高过渡,绕中间带的中心线旋转：中间带宽度较窄 （4.5m）的公路可采用； 绕中央分隔带边缘旋转：各种宽度中间带的均可采用 绕各自行车道中线旋转：车道数大于4条的公路可采用,1. 绕路面内边缘线旋：,（四）超高缓和段长度,p超高渐变率,附加纵坡 :,2. 绕路面中线旋转：,（四）超高缓和段长度,附加纵坡 :,3. 规范推荐公式：,式中：Lc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（m）； =B：绕路面内边缘线旋转 =B/2：绕路中线旋转 i超高坡度与路拱坡度的代数差（%）； i = ih： 绕路面内边缘线旋转 i = ih+i1： 绕路中线旋转 p超高渐变率，即旋转轴线