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第五章第五章 横断面设计横断面设计n 本章主要介绍公路和城市道路的横断面组成及设计方法。第一节第一节 横断面组成及类型横断面组成及类型 行车道、路肩、边坡、边沟、截水沟、护坡道、中间带行车道、路肩、边坡、边沟、截水沟、护坡道、中间带，以及专门设计的取土坑、弃土堆等。，以及专门设计的取土坑、弃土堆等。一、公路横断面组成、公路横断面组成路线中横断面设计路线中横断面设计是指是指“路幅设计路幅设计”公路路幅：指公路路基顶面宽度，即两路肩外侧边缘之间的宽度。公路路幅：指公路路基顶面宽度，即两路肩外侧边缘之间的宽度。包括包括行车道宽度行车道宽度和和路肩宽度路肩宽度。当设有中间带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带时，也应包括在内当设有中间带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带时，也应包括在内。分隔带分隔（分隔带分隔（整体式断面整体式断面）将上、下行车道放在不同的平面上加以分隔（将上、下行车道放在不同的平面上加以分隔（分离式断面分离式断面）路幅分隔的方式路幅分隔的方式：沪蓉西高速公路沪蓉西高速公路昌九高速公路昌九高速公路右路肩右路肩行车道行车道路幅布置类型路幅布置类型 .单幅双车道单幅双车道 双幅多车道双幅多车道 单车道单车道 单幅双车道（单幅双车道（二、三级公路及二、三级公路及部分四级公路）部分四级公路）双幅多车道双幅多车道（高速、一级公路）（高速、一级公路）单车道单车道（四级公路）（四级公路）公路横断面小结公路横断面小结 单幅双车道单幅双车道多用于二、三级公路及部分四级公路；多用于二、三级公路及部分四级公路；双幅多车道双幅多车道多用于高速公路及一级公路；多用于高速公路及一级公路；单车道单车道用于四级公路用于四级公路二、城市道路横断面布置类型二、城市道路横断面布置类型1.1.单幅路（单幅路（“一块板一块板”断面）断面）一块板特点一块板特点：（1 1）交通两个混合）交通两个混合（2 2）用地少，投资省，车道使用灵活）用地少，投资省，车道使用灵活（3 3）照明、遮阴、减少噪音方面不利）照明、遮阴、减少噪音方面不利 适用适用：（1 1）用地困难，红线受建筑、地形限制的情况）用地困难，红线受建筑、地形限制的情况（2 2）出入口较多，等级较低的生活、商业性道路）出入口较多，等级较低的生活、商业性道路（3 3）机动车交通量不大非机动车较少的次干路支路）机动车交通量不大非机动车较少的次干路支路 交通组织交通组织：（1 1）划快慢车行驶分车线，快车在中间行驶）划快慢车行驶分车线，快车在中间行驶（2 2）不划分车线，组织单行交通，限制载重车和非机动车）不划分车线，组织单行交通，限制载重车和非机动车2.双幅路（“两块板”断面）特点特点：（1 1）交通一个）交通一个分离分离一个一个混合混合（2 2）占地较）占地较“一块板一块板”多，机动车道使用灵活性差多，机动车道使用灵活性差（3 3）分隔带上可以用作绿化、布置照明和敷设管线等）分隔带上可以用作绿化、布置照明和敷设管线等上下行上下行分离分离机非混合机非混合 适用适用：（1 1）机动车较多，非机动车较少，车速要求较高）机动车较多，非机动车较少，车速要求较高，夜间交通量大的道路；，夜间交通量大的道路；（2 2）城市郊区道路，横向高差大或地形特殊路段）城市郊区道路，横向高差大或地形特殊路段。3.3.三幅路（三幅路（“三块板三块板”断面）断面）特点特点：（1 1）机非分行，分隔带上布置绿带，有利于夏天遮阳）机非分行，分隔带上布置绿带，有利于夏天遮阳防晒、减少噪音和布置照明防晒、减少噪音和布置照明（2 2）利于分期修建）利于分期修建（3 3）占地较多，只有红线宽度）占地较多，只有红线宽度40m40m时才满足车道布时才满足车道布置的要求。置的要求。适用：机动车和非机动车都较多的城市道路。适用：机动车和非机动车都较多的城市道路。较多采用较多采用的横断面的横断面形式形式4.4.四幅路（四幅路（“四块板四块板”断面）断面）特点：机非分行，对向分隔，车速高；占地特别宽特点：机非分行，对向分隔，车速高；占地特别宽 适用：机动车速度高，机动车和非机动车多的快速适用：机动车速度高，机动车和非机动车多的快速路和主干路。路和主干路。城市道路横断面小结城市道路横断面小结 三块板三块板优点居多，在条件具备的城市道路上宜优点居多，在条件具备的城市道路上宜优先考虑。优先考虑。从我国目前状况看，一块板具有很高的使用价从我国目前状况看，一块板具有很高的使用价值，为我国广大中小城市普遍采用。即使在大值，为我国广大中小城市普遍采用。即使在大城市，有时为了减少拆迁，节省近期投资，也城市，有时为了减少拆迁，节省近期投资，也经常选用。经常选用。对于两块板，则很少采用。对于两块板，则很少采用。n 路基宽度路基宽度：指行车道与路肩宽度之和。：指行车道与路肩宽度之和。但当设有中间带、但当设有中间带、紧急停车带、爬坡车道、变速车道、错车道等时，还应包含这紧急停车带、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。些部分的宽度。即路基宽度指路基顶面的总宽度。n 路面宽度路面宽度：包括行车道、路缘带、变速车道、爬坡车道、：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。紧急停车带、硬路肩等的宽度。n 路基的其它组成部分：（路基顶面以外）路基的其它组成部分：（路基顶面以外）n 边坡、边沟及排水沟、护坡道、截水沟、碎落台、取土边坡、边沟及排水沟、护坡道、截水沟、碎落台、取土坑、弃土堆等坑、弃土堆等 路基、路面宽度定义路基、路面宽度定义：第二节第二节 机动车道、路肩和中间带机动车道、路肩和中间带路 面昌九高速公路昌九高速公路右路肩右路肩行车道行车道路基宽度路基宽度右右路路缘缘带带左左路路缘缘带带中中央央分分隔隔带带中间带中间带路面宽度路面宽度一、机动车道行车道宽度的确定 行车道的宽度要根据行车道的宽度要根据车辆宽度车辆宽度、设计交通量设计交通量、交通组成交通组成和和汽汽车行驶速度车行驶速度来确定。来确定。B=nbsNnNbac 2.2.有中央分隔带的行车道宽度有中央分隔带的行车道宽度单侧行车道宽度：单侧行车道宽度：B=S+D+M+a1+a2 二、二、路肩的作用及其宽度路肩的作用及其宽度路肩路肩路缘带路缘带土路肩土路肩路肩的构成路肩的构成1.1.路肩的构成路肩的构成硬路肩硬路肩路肩是位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状路肩是位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状结构部分。结构部分。进行了铺装的路进行了铺装的路肩，可以承受汽肩，可以承受汽车荷载的作用力车荷载的作用力又称又称“加固路肩加固路肩”又称又称“保护路肩保护路肩”铺设硬路肩铺设硬路肩 2.2.路肩的作用路肩的作用（1 1）保护行车道等主要结构的稳定；）保护行车道等主要结构的稳定；（2 2）供发生故障的车辆临时停放；）供发生故障的车辆临时停放；（3 3）提供侧向余宽，有利于安全，增加舒适感；）提供侧向余宽，有利于安全，增加舒适感；（4 4）可供行人、自行车通行；）可供行人、自行车通行；（5 5）为设置路上设施提供位置；）为设置路上设施提供位置；（6 6）作为养护操作的工作场地；）作为养护操作的工作场地；（7 7）在不损坏公路的前提下，也可作为埋设地下设施的）在不损坏公路的前提下，也可作为埋设地下设施的位置；位置；（8 8）挖方路段，可以增加弯道视距，减小行车事故；）挖方路段，可以增加弯道视距，减小行车事故；（9 9）精心养护的路肩，能增加公路的美观。）精心养护的路肩，能增加公路的美观。3.3.路肩的宽度路肩的宽度（1 1）高速公路、一级公路的平原微丘区，有条件时路肩）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宽度宜采用2.502.50的的右侧硬路肩右侧硬路肩。（2 2）其它各级公路和城市道路的路肩宽度根据条件可采）其它各级公路和城市道路的路肩宽度根据条件可采用用2.25m2.25m、2.002.00、1.75m1.75m、1.50m1.50m、1.00m1.00m、0.75m0.75m，最窄，最窄不能不能0.50m 路拱横坡路拱横坡绕绕行车道行车道内侧边缘旋转内侧边缘旋转绕中线旋转绕中线旋转绕绕行车道行车道外侧边缘旋转外侧边缘旋转绕中间带中心线旋转绕中间带中心线旋转绕中央分隔带边缘旋转绕中央分隔带边缘旋转绕各自行车道中线旋转绕各自行车道中线旋转 “超高设计图超高设计图”，是简化了的超高过渡的纵断面图，是简化了的超高过渡的纵断面图。n旋转轴为横坐标轴旋转轴为横坐标轴n 纵坐标是相对高程。纵坐标是相对高程。超高设计图超高设计图不设中间带的公路：不设中间带的公路：基本型曲线的超高设计图基本型曲线的超高设计图四、超高过渡段长度piBLc应考虑以下几点：应考虑以下几点：1 1、一般、一般LcLc=Ls;=Ls;2 2、若、若LcLcLsLs3 3、若、若LcLcLs Ls 仍取仍取LcLc=Ls=Ls4 4、若不设缓和曲线，则在直线和圆曲线上各过渡一半、若不设缓和曲线，则在直线和圆曲线上各过渡一半修改平面线形超高过渡点前移至直线上 超高超高缓和段缓和段上各断面处的上各断面处的路基边缘路基边缘与与路基设计路基设计标高标高之高差叫超高值之高差叫超高值。五、横断面超高值的计算双坡阶段双坡阶段全全超超高高阶阶段段旋转阶段旋转阶段第七节第七节 行车视距及其保证行车视距及其保证 行车视距行车视距为了行车安全，驾驶人员应能随时看到为了行车安全，驾驶人员应能随时看到汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方路面上有汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必需的最短距离称为行车视距。一必需的最短距离称为行车视距。停车视距停车视距会车视距会车视距超车视距超车视距停车视距停车视距-高速公路、一级公路高速公路、一级公路会车视距会车视距-二三四级公路二三四级公路超车视距超车视距-局部路段双车道局部路段双车道行车视距的保证行车视距的保证图图解解法法确确定定视视距距切切除除范范围围视距曲线法视距曲线法第八节 横断面设计方法（一）公路横断面（一）公路横断面设计内容设计内容一、公路横断面设计一、公路横断面设计1.1.路幅路幅横断面尺寸（宽度及横坡度）；横断面尺寸（宽度及横坡度）；2.2.路基路基高度高度：纵断面设计完成；：纵断面设计完成；3 3绘制横断面（戴帽子）：绘制横断面（戴帽子）：路基标准横断面图路基标准横断面图：4 4横断面面积计算及土石方数量计算与调配横断面面积计算及土石方数量计算与调配（二）横断面图绘制方法（二）横断面图绘制方法n 1在计算纸上绘制横断面的地面线。在计算纸上绘制横断面的地面线。地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内插获得。形图上内插获得。横断面图的比例尺一般是横断面图的比例尺一般是1：200。nK5+300.00n右：右：3.7,3.7,-.17,-.17,12.712.7,-1.07,-1.07,25 25,-2.31,-2.31n左：左：6.46.4,0.82,0.82,8.78.7,1.3,1.3,13.5813.58,1.79,1.79,2525,2.87,2.87n 2绘出设计线：绘出设计线：“戴帽子戴帽子”K5+300.00 T=2.52n 3.绘出绘出防护及加固设施防护及加固设施的断面图。的断面图。n 4根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和断面形式。的位置和断面形式。n （四）编制路基设计表（四）编制路基设计表 n 应在绘制横断面图之前完成。应在绘制横断面图之前完成。n 1在计算纸上绘制横断面的地面线。在计算纸上绘制横断面的地面线。地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内插获得。形图上内插获得。横断面图的比例尺一般是横断面图的比例尺一般是1：200。n 2绘出设计线：绘出设计线：“戴帽子戴帽子”（三）横断面图绘制方法（三）横断面图绘制方法二、城市道路横断面设计二、城市道路横断面设计n（一）横断面设计图（一）横断面设计图n 当按照城市道路的交通性质、地形条件以及近期与远期相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。设计图。二、城市道路横断面设计二、城市道路横断面设计n（一）横断面设计图（一）横断面设计图n 当按照城市道路的交通性质、地形条件以及近期与远期相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。设计图。n（二）横断面现状图（二）横断面现状图n 沿道路中线每隔一定距离绘制横断面地面线。沿道路中线每隔一定距离绘制横断面地面线。n（三）横断面施工图（三）横断面施工图一般路堤一般路堤一般路堑一般路堑标准横断面半填半挖路基半填半挖路基沿河路堤沿河路堤护脚路基护脚路基矮墙路基矮墙路基挡土墙路基挡土墙路基砌石路基砌石路基护脚路基护脚路基公路路基横断面设计图一、横断面面积计算一、横断面面积计算 （一）（一）积距法积距法：（条分法）：（条分法）适用于不规则图形面积计算。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。乘以条宽即为该图形的面积。第九节第九节 路基土石方数量计算及调配路基土石方数量计算及调配 每个小条块的近似面积为：每个小条块的近似面积为：iibhF niinhbbhbhbhbhF1121n 横断面面积：横断面面积：（二）块分法：（二）块分法：n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，分别计算的梯形或三角形，分别计算每每一块图形的面积并累加起来，一块图形的面积并累加起来，即为该图形的面积。即为该图形的面积。n适用于计算机计算，精度高。适用于计算机计算，精度高。已知断面图上各转折点坐标（已知断面图上各转折点坐标（xi，yi），），则断面面积为：则断面面积为：（三）坐标法（三）坐标法niiiiiyxyxF111)(21二、土石方数量计算二、土石方数量计算n1.平均断面法：平均断面法：n 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则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：可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：LFFV)(2121n2.2.棱台体积法：棱台体积法：n若若F1和和F2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：LFFFFV)(312121二、土石方数量计算二、土石方数量计算n1.平均断面法：平均断面法：n 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则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：可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：LFFV)(2121 3.3.土石方土石方数量计算应注意的问题：数量计算应注意的问题：n（1 1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；n（2 2）土、石方应分别计算，（土石面积分别计算）；）土、石方应分别计算，（土石面积分别计算）；n（3 3）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。4.4.编制路基土石方数量计算表编制路基土石方数量计算表5.5.编制每公里路基土石方数量表编制每公里路基土石方数量表土石方调配的目的：土石方调配的目的：确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；以及计价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。土石方的数量和运量等。填方土源：附近挖方利用填方土源：附近挖方利用 借土借土 挖方去向：调往附近填方挖方去向：调往附近填方 弃土弃土 （一）土石方调配原则（一）土石方调配原则 （1 1）应先在本桩位内移挖作填，以减少运量；）应先在本桩位内移挖作填，以减少运量；（2 2）不跨沟调运；）不跨沟调运；（3 3）高向低调运；）高向低调运；（4 4）经济合理；）经济合理；（5 5）回头曲线部分应先作上下线调配）回头曲线部分应先作上下线调配 三、路基土石方调配三、路基土石方调配 应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的比较）。应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的比较）。远运利用的费用：运输费用、装卸费等远运利用的费用：运输费用、装卸费等 借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费 （5 5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。基稳定和人工构造物的材料供应。（6 6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。（4 4）经济合理；）经济合理；土石方计算表调配法：公路设计文件推荐方法。土石方计算表调配法：公路设计文件推荐方法。土石方调配后，应按下式进行土石方调配后，应按下式进行复核检查复核检查：横向调运横向调运+纵向调运纵向调运+借方借方=填方填方 横向调运横向调运+纵向调运纵向调运+弃方弃方=挖方挖方 挖方挖方+借方借方=填方填方+弃方弃方 （二）土石方调配方法（二）土石方调配方法（三）关于调配计算的几个问题（三）关于调配计算的几个问题n（1）经济运距：）经济运距：n 移挖作填与附近借方经济比较，调运填方的最大距离即所移挖作填与附近借方经济比较，调运填方的最大距离即所谓谓“经济运距经济运距”。免经LTBLn式中：式中：B借土单价（元借土单价（元m3）；）；n T远运运费单价（元远运运费单价（元m3km）；）；n L免免免费运距（免费运距（km）。）。经济运距经济运距，实际上是指机械组合的问题，如推土机的经济，实际上是指机械组合的问题，如推土机的经济运输一般在运输一般在200m200m左右，铲运机（现在很少运用）左右，铲运机（现在很少运用）600m600m左右左右，再远距离一般就采用挖掘机，再远距离一般就采用挖掘机+自卸汽车组合或推土机自卸汽车组合或推土机+装装载机载机+自卸汽车组合。考虑这些主要目的是降低造价。如自卸汽车组合。考虑这些主要目的是降低造价。如有的工程从图纸上看纵向利用运输距离很近，若采用自卸有的工程从图纸上看纵向利用运输距离很近，若采用自卸车运输，其组价就高，而采用推土机费用就降下来了车运输，其组价就高，而采用推土机费用就降下来了n（2）平均运距）平均运距n 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。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。n平均运距：挖方路段中心桩号至填方路段中心桩号的距离计算。平均运距：挖方路段中心桩号至填方路段中心桩号的距离计算。n（3）运量）运量n 土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位：土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位：m3km（三）关于调配计算的几个问题（三）关于调配计算的几个问题n（1）经济运距：）经济运距：n 移挖作填与附近借方经济比较，调运填方的最大距离即所移挖作填与附近借方经济比较，调运填方的最大距离即所谓谓“经济运距经济运距”。免经LTBL（4）计价土石方数量）计价土石方数量n 计价土石方数量计价土石方数量=挖方数量挖方数量+借方数量借方数量n如某工程土石方数量：填方如某工程土石方数量：填方500m3 挖方挖方200m3n 借方借方400m3 弃方弃方100m3n则计价土石方数量则计价土石方数量=600m3n 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。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。n 对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。第九节 路基土石方数量计算及调配
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