[工学]第四章-道路勘测设计.ppt
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1、3,第四章 横断面设计 韩尚宇,第四章 横断面设计,内容提要 道路横断面组成及类型 行车道、路肩、人行道的宽度和横披度 中间带、路侧带的设置 平曲线加宽、超高的原因和计算方法 爬坡车道与避险车道的设置 行车视距及视距保证 横断面设计方法、土石方数量计算及调配,第一节公路横断面的组成及类型,一、公路横断面的组成及类型 (一)公路横断面组成 横断面: 道路横断面是指中线上各点沿法向的垂直剖面,它是由横断面设计线和地面线所组成的。 设计线是根据技术标准确定的不同构成部分及其宽度和横坡的规则线。 地面线是表征地面起伏变化的线,它是通过现场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。 路幅
2、: 公路路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分,路幅要素包括宽度、横向坡度等。,公路横断面组成 整体式断面横断面组成:行车道、中间带、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、避险车道等组成部分 分离式断面横断面组成:行车道、路肩以及错车道等组成部分 横断面的确定因素: 规划交通量、交通组成、设计车速、地形条件等 横断面的确定原则: 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。,高速公路、一级公路 由于公路等级高、交通量大,双向(上、下行)行车之间必须分开,形成双幅多车道公路。 分隔方式:采用中间带。 整体式断面:等宽同高的分隔带。 分离式断面:不
3、等宽不同高的宽分隔带。 整体式断面的路幅构成: 行车道 中间带 路肩 以及紧急停车带、爬坡车道、避险车道等。,其它等级公路(二、三、四级公路) 采用单幅公路(不设分隔带、整体式断面)。 路幅构成 行车道、路肩、错车道等。 城郊公路 当混合交通量大时,采用快、慢车分道行驶的公路,横断面形式参照城市道路布置。,(二)公路横断面的类型,单幅双车道 定义: 指的是整体式的,供双向行车的双车道公路。 特点: 使用最普遍,所占的比例最大,可适用范围大。 适应的交通量(40015000)小客车/昼夜;行车速度可从(2080)km/h。 混合交通。 当交通量较大,非机动车混入率高,视距条件又差时,对车速和通行
4、能力影响较大,事故率也高。可增设非机动车道和人行道,与机动车分离行驶。 适用:二、三、四级公路。,双幅多车道 定义: 一般指双向分隔四车道、六车道和八车道公路。可以是整体式或分离式路基断面。 特点: 车速高、通行能力大、行车舒适、事故率低。 占地多、造价高。 适用: 高速公路和一级公路。,定义 窄路基加错车道的公路。 适用 交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方道路。四级公路路基宽度为4.50m、路面宽度为3.50m就属于此类。,单幅单车道,错车道尺寸: 错车道处路基宽6.5米,路面宽5.5米,有效长度20米,过渡段长10米。,错车道位置: 应在不大于300m的距离内选择有利地点设置错车
5、道,使驾驶人员能够看到相邻两错车道之间的车辆。,三、城市道路横断面组成及类型,(一)城市道路横断面组成,城市道路设计首先是横断面设计,然后是平、纵面设计。 行车道:城市道路上供各种车辆行驶的部分。 机动车道:在行车道断面上,供汽车、无轨电车、摩托车等机动车行驶的部分。 非机动车道:供自行车、三轮车、板车等非机动车行驶的部分。 人行道:供行人步行使用的部分。,(二)城市道路横断面布置类型 单幅路(俗称“一块板”断面)。 就是把行车道布置在道路中部,两边为人行道。机动车辆和非机动车辆都在同一个车道上混合行驶。 交通组织方式 划出快、慢车行驶分车线,快车和机动车辆在中间行驶,慢车和非机车靠两侧行驶。
6、 不划分车线,可以在不影响安全的条件下调剂使用。 在特殊情况下,可把行车道专供某种车辆行驶,限制其它车辆通行,或规定单向行驶等交通管理措施。,双幅路(俗称“两块板”断面) 在行车道中心用分隔带或分隔墩将行车道分为两部分,上、下行车辆分向行驶。,三幅路(俗称“三块板”)断面 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。机动车道和非机动车道之间用分隔带或分隔墩分隔。,四幅路(俗称“四块板”断面) 在三幅路的基础上,再用中间分车带将中间机动车车道分隔为二,分向行驶。,(三)横断面形式的选用,使用效果分析 安全上 三、四块板比一、二块板安全。 在行车速度上 三、四块板使机、非分流行驶,
7、行车速度较高。而一、二块板为混合交通,必然相互影响。 在照明上 板块越多,照明越容易处理;一、二块板路灯在行道树中间,受绿化影响大。而三、四快板路灯可设在侧分带上,与绿化的矛盾好处理,照度均匀,可提高夜间行车速度。,在绿化效果上 三、四块板较好,因为三、四快板具有多排绿化带,遮荫效果较好。 在减少噪音上 三、四快板效果好,因为经过两条绿带的隔离作用,减少了噪音对行人和沿街居民的干扰。 在造价上 一块板最小,三、四块板最高,适用条件 单幅路: 适用于机动车交通量不大,非机动车较少的次干路、支路以及用地不足、拆迁困难的旧城市道路。 双幅路: 适用于单向两条机动车道以上,非机动车较少的道路。有平行道
8、路可供非机动车通行的快速路和郊区道路以及横向高差大或地形特殊的路段亦可采用。 三幅路: 适用于机动车交通量大,非机动车多,红线宽度40米的道路。 四幅路: 适用于机动车速度较高,单向两条机动车道以上,非机动车多的快速路和主干路。,第二节 机动车道、路肩与中间带,一、机动车道行车道宽度与横坡 机动车道包括快车道和慢车道,其宽度是根据设计车辆宽度、规划交通量、交通组成和汽车行驶速度确定。 二、三、四级公路(单车道四级公路除外)的行车道内一般包括两条车道。 高速公路和一级公路有四条以上的车道,每侧再划分快车道和慢车道或超车道与主车道。,(一)双车道公路行车道宽度的确定,影响因素: (1)设计车型 宽
9、度a,一般取载重汽车车箱的总宽度, a2.5; (2)富余宽度 车辆之间的安全间隙x和轮胎到路面边缘的安全距离y。由试验得到的经验公式为:,车 道 宽 度,(二)有中央分隔带的行车道宽度,影响因素: 车速、交通组成和大型车的混入率对行车道宽度的确定有较大的影响。,3、城市道路的行车道宽度,(1)靠路边的车道宽 一侧靠边,另一侧为反向行驶的车道,其车道宽度:,一侧靠边,另一侧为同向行驶的车道:,3、城市道路的行车道宽度,(2)靠路中心线的车道宽度,(3)同向行驶的中间车道宽度,根据实验观测得出x、d、c与车速之间的关系式为:,城市道路机动车车道宽度,横坡 为排水需要,横断面各组成部分应做成具有一
10、定横坡的斜面 路拱横坡:直线段采用中间高两边低的呈双向倾斜的断 面。 超高横坡:小半径曲线上为了抵消离心力,路面作成向弯道内侧倾斜的单一横坡。,二、路肩的作用及其宽度 概念: 行车道外缘至路基边缘之间的带状部分称为路肩。 路肩的作用: 保护及支撑路面结构的作用。 供发生故障的车辆临时停放之用 增加驾驶的安全和舒适感,增加弯道视距 提供道路养护作业、埋设地下管线的场地。 对未设人行道的道路,可供行人及非机动车使用。 能增加公路的美观,并起引导视线的作用。,路肩的分类: 路肩从构造上又可分为硬路肩、土路肩。 硬路肩是指进行了铺装的路肩,它可以承受汽车荷载的作用力,在混合交通的公路上便于非机动车、行
11、人通行。 土路肩是指不加铺装的土质路肩,它起保护路面和路基的作用,并提供侧向余宽。,路缘带,土路肩,路肩设置 高速公路、一级公路 有条件时宜采用2.50m的右侧硬路肩。当右侧硬路肩的宽度小于2.50m时,应设紧急停车带。当采用分离式断面时,行车道左侧应设硬路肩。 城市道路 设计速度大于或等于40km/h时,应设置硬路肩。保护性路肩一般为土质或简易铺装,其作用是为城市道路的某些交通设施,最小宽度为0.5m。双幅路或四幅路中间具有排水沟的断面,应设置左侧路肩。 其它各级公路和城市道路的路肩宽度根据条件可采用2.25m、2.0m、1.75m、1.50m、1.00m、0.75m,最窄不能0.50m。,
12、路拱定义 把路面做成由中央向两侧倾斜的拱形。包括路拱坡度与形式,两者的确定应有利于路面的排水通畅及行车的安全平稳。 作用(设置路拱的目的) 主要是为了迅速排除路面上的雨水。 路拱的坡度大小 从排水的角度考虑,路拱应大一些为好,但从行车安全和平稳考虑,路拱不能过大。,三、路拱及横坡,采用路拱横坡应注意的问题 高速公路和一级公路处于降雨强度较大的地区时应采用高值。 分离式路基,每侧行车道可设置双向路拱,这样对排除路面积水有利。 在降水量不大的地区也可采用单向横坡,并向路基外侧倾斜。但在积雪冻融地区,应设置双向路拱。 路拱的形式 低等级公路和道路可采用抛物线形路拱 高等级公路和道路一般采用直线接抛物
13、线形路拱 多车道的水泥混凝土路面可采用折线形路拱 沥青路面为施工方便,多采用直线形,作用 将上、下行车流分开,既可防止因快车驶入对向行车道造成车祸,又能减少公路中心线附近的交通阻力,从而提高通行能力。 可作设置公路标志牌及其它交通管理设施的场地,也可作为行人的安全岛使用。 设置一定宽度的中间带并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。 设于分隔带两侧的路缘带,由于有一定宽度且颜色醒目,既引导驾驶员视线,又增加行车所必须的侧向余宽,从而提高行车的安全性和舒适性。,四、中间带,宽度 中间带的宽度包括中央分隔带宽度和两条左侧路缘带宽度 中央分隔带宽度:根据设置
14、护栏、种植绿化、防眩光以及设置跨线桥桥墩等需要宽度确定。标准规定:依不同的计算行车速度选用,中央分隔带宽度一般在1.03.0米。 路缘带宽度:主要与行车速度有关,根据侧向余宽确定,一般取0.50.75米。 中间带宽度:一般值为2.04.5米。,中间带变宽的过渡处理 过渡段以设在回旋线范围内为宜,其长度应与回旋线长度相等。宽度4.50m的中间带过渡段以设在半径较大的平曲线路段为宜。,中央分隔带的开口 开口目的 便于养护作业、临时调整行车方向和某些车辆在必要时调头。 开口部间距 公路开口部一般情况下以每2km的间距设置为宜。城市道路可根据横向交通(车辆和行人)的需要设置。 开口部位置 设置在通视良
15、好的路段,若在曲线上开口,其曲线半径宜大于700m。 互通式立体交叉、隧道、特大桥、服务区等设施的前后必须设置开口 分离式路基应在适当位置设置横向连接道,以供维修或抢险时使用。 开口部形状 开口端部的形状,常用的有半圆形和弹头形两种。 对于窄的分隔带(M3.0m)用半圆形,宽的(M3.0m)用弹头形。,中央分隔带的形式 凹形: 中央分隔带两边与路面平齐,中部凹陷,供排水。 适用于中间带宽4.5米的情况。 凸形: 中央分隔带用路缘石围成高出路面的隔离带。 适用于中间带宽4.5米的情况。,中间带的侧向净距 侧向净距J 是指路缘带与车道边线到护栏面的间距 内侧净距C 是右后轮外侧面到护栏的间距,一、
16、非机动车道 定义 专供自行车、三轮车、平板车及兽力车等行驶的车道。在我国的城市道路上,非机动车以自行车为主。 城市规划设计对非机动车道的考虑 设置专用的非机动车道路系统; 通组织和横断面布置应尽可能机非分离行驶; 非机动车道设计应“宁宽勿窄”,要适当留有余地。,第三节 非机动车道、人行道与路缘石,非机动车的宽度 自行车车道的宽度 非机动车的单一车道宽度根据车身宽度和车身两侧所需的横向安全距离而定。 非机动车的通行能力,可根据“车头间距”或“车头时距”的理论进行计算。 自行车净空高度为2.5m,一条自行车车道的宽度为1.0m。自行车车道两侧应各留0.25m的安全距离,加上每条自行车车道的宽度1.
17、0m,这样,一条自行车车道的宽度为1.5m,两条车道的宽度为2.5m,三条车道的宽度为3.5m,四条车道的宽度为4.5m。,混合行驶的非机动车车道宽度 根据车辆横向布置的不同排列组合要求来确定的,其宽度必须保证最宽车辆有超车或并行的可能。例如,一辆三轮车超越一辆大板车(或两车并行)时,其宽度至少应为4.5m5.0m。,非机动车车道宽度 基本宽度推荐采用5.0m(或4.5m);6.5m(或6.0m);8.0m(或7.5m)。当机、非混行的道路断面上借划线分流时,非机动车道宽度不得小于2.5m。只有当交通量不大,考虑到机动车道和非机动车道之间有可能互相调剂使用时,其宽度才可适量酌减。,定义 供行人
18、步行之用,同时也是植树、立杆的场地,其地下空间还可埋设管线等。 人行道宽度 人行道的宽度包括行人步行道宽度和种植带、设施带的宽度,应根据道路类别、功能、行人流量、绿化、沿街道建筑性质及布设公用设施要求等确定。 人行道的布置 人行道通常对称布置在道路两侧,受地形、地物限制时,可不等宽或不在一个平面上。,二、人行道,定义 设置在路面与其它构造物之间的标石。在分隔带与路面之间,人行道与路面之间一般都需要设置路缘石。 路缘石的形状 有立式、斜式和曲线式等几种。,三、路缘石,路缘石作用与副作用 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(高度宜小于12cm)。 路缘
19、石的设置 高速公路的分隔带因排水必须设置路缘石时,应使用低矮光滑的斜式或曲线式的路缘石。 城市道路的人行道及人行横道宽度范围内路缘石宜做成低矮的。在分隔带端头或交叉口的小半径处,缘石宜做成曲线式。 路缘石宜高出路面10cm20cm,隧道内线形弯曲段或陡峻路段等处,可高出25cm40cm。 缘石宽度宜为10cm15cm。,一、设置加宽的原因 汽车在曲线上行驶时,每个车轮所走过的轨迹是不一样的。 汽车在曲线上行驶时,有较大的摆动偏移。 后轴内轮行驶轨迹的半径是很小的,而且偏向曲线内侧,前轴外轮的轨迹半径最大。因此,汽车在曲线上行驶要比直线上多占用一部分宽度,这个多出的宽度就是加宽值。,第四节 平曲
20、线加宽设计,假定:汽车从圆曲线的起点到圆曲线的终点的车轮转角是保持不变的,那么,在圆曲线上路面加宽值是一个定值。,二、加宽值的计算,不考虑车速影响时汽车所需加宽值 普通车,N表示道路有N个车道,半挂车,总加宽值,不同车速时汽车摆动偏移的加宽值 据实测,汽车转弯加宽与车速有关,一个车道摆动加宽值计算的经验公式为:,平曲线加宽标准: 对于R250m的圆曲线,不加宽。 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 双车道公路圆曲线加宽值,四级公路和设计速度为30km/h的三级公路采用第一类加宽值;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
21、采用第2类加宽值。 各级公路的路面加宽后,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,路基可不予加宽;小于0.5m时,则应加宽路基确保路肩宽度不小于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。设计时应通过计算确定其差值。,公路加宽其他规定,在城市道路中,当机动车、非机动车混合行驶时,一般不考虑加宽。 车道加宽一般仅限于快速交通干道、山城道路、郊区道路以及立交的匝道。,加宽过渡段: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。 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
22、缓和段内任意点的加宽值:,(二)加宽的过渡:,适用于二、三、四级公路,三、加宽过渡,特点:计算简单,过渡段的起点、终点有破折,路容不美观。 适用:二、三、四级公路,特点:内侧边缘圆滑、美观 适用:高速公路和一级公路,高次抛物线过渡: 在加宽缓和段内插入一条高次抛物线加宽过渡。,特点: 回旋线计算公式,只是终点的曲率半径是 R1=R-B/2-b 内边线满足回旋线的性质 适用: 高速公路、一级、二级公路的特殊地段: 位于大城市近郊的路段 桥梁、高架桥、挡土墙、隧道等构造物处 设置各种安全防护设施的路段。,回旋线过渡: 加宽过渡段用回旋线加宽过渡。,插入二次抛物线过渡,四、加宽缓和段的长度 设缓和曲
23、线时 LLs 不设缓和曲线但设超高缓和段Lc时 LLc Ls和Lc都不设时 在ZY点前直线上按1:15渐变率确定,且长度10米。,一、超高及其作用 平曲线超高概念 为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高内侧低的单向横坡形式。 超高作用 全部或部分抵消离心力,提高汽车在曲线上行驶的稳定性与舒适性。 超高过渡段 从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上单向横坡的路段。 四级公路不设缓和曲线,但曲线上若设有超高,从构造的角度也应有超高过渡段。,第五节 平曲线超高设计,二、超高值的计算 极限最小半径与最低超高值相对应。,最大超高和最小超高 最大超高值(%) 二级公路、三级公路、四级公路
24、接近城镇且混合交通量较大的路段,车速受到限制时,其最大超高值可按下表执行,最小超高值: 应与公路直线部分的正常路拱横坡度值一致。 实用超高横坡度确定方法:由公路路线设计规范查表确定。,无中间带公路超高方式 绕内侧车道边缘旋转:新建工程宜采用此种方式。 绕路中线旋转:改建工程可采用此种方式。 绕外侧车道边缘旋转:路基外缘标高受限制或路容美观有特殊要求时可采用此种方式。,三、超高过渡方式,超高方式评价: 方法 绕未加宽前的路面内边线旋转,外侧抬高较多,但为填方,施工质量容易控制。内侧降低不多,利于纵向排水。适用于新建公路采用。 方法 绕中线旋转,保持中线标高不变,外侧抬高不多,内侧有所降低,适用于
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