【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 橫斷面設(shè)計(jì) 橫斷面組成 （ 1）行車道：公路上供各種車輛行駛車道，有快、慢車道。 （ 2）路肩：位于行車道外緣，具有一定寬度的帶狀結(jié)構(gòu)部分。 （ 3）中間帶：高速公路及一級(jí)路中用于分隔對(duì)向車輛的組成部分本公路不做設(shè)湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 計(jì)。 行車道寬度 行車道是道路上供各種車輛行駛部分的總稱，包括快車道和慢車道，在一般公路和城市道路上還有非機(jī)動(dòng)車道。 行車道的寬度要根據(jù)車輛寬度、設(shè)計(jì)交通量、交通組成和汽車行駛速度來(lái)確定。 行車道寬度應(yīng)該滿足車輛行駛的需要，雙車道公路應(yīng)滿足錯(cuò)車、超車行駛所必須的余寬，四 車道公路應(yīng)滿足車輛并列行駛所需的寬度。 具體尺寸見下表 212. 公路等級(jí) 二、三、四級(jí)公路 設(shè)計(jì)速度 80 60 40 30 20 車道數(shù) 2 2 2 2 1 或 2 車道寬度 或 3 行車道寬度 7 7 或 本道路為二級(jí)公路根據(jù)設(shè)計(jì)車道數(shù)和設(shè)計(jì)速度，行車道寬度采用 2 路肩 行車道外緣至路基邊緣之間的帶狀部分成為路肩。其作用在于： ①保護(hù)支撐路面結(jié)構(gòu)。 ②供臨時(shí)停車之用。 ③作為側(cè)向余寬一部分，增加駕 駛的安全和舒適感。這對(duì)保證設(shè)計(jì)車速是必要的。尤其在挖方路段，還可以增加彎道視距，減少行車事故。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ④提供道路養(yǎng)護(hù)作業(yè)、埋設(shè)地下管線的場(chǎng)地 ⑤對(duì)未設(shè)人行道的道路，可供行人及非機(jī)動(dòng)車使用。 本公路屬于二級(jí)公路硬路肩和土路肩均取 。 路拱 為了迅速排除路面上的雨水，采用中間高兩邊低的直線型路拱。其傾斜的大小用百分率表示。 路拱橫坡的形式有拋物線形、直線形、直線接拋物線形、折線形等。 瀝青混凝土路面及硬路肩路拱橫坡為 2%，土路肩路拱橫坡為 3%。 邊溝 邊溝是路基兩側(cè)布置的縱向排水溝。設(shè) 置于挖方和低填路段，路面和邊坡水匯集到邊溝后，通過(guò)跌水井或急流槽引到橋涵進(jìn)出口處或通過(guò)排水溝引到路堤坡腳以外，排出路基。 設(shè)計(jì)路線的邊溝的斷面形式依據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D20— 20xx）采用矩形。邊溝底寬與深度都為 。 邊坡 路基邊坡坡度對(duì)路基穩(wěn)定十分重要，確定路基邊坡坡度是路基設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。 路基邊坡坡度的大小，取決去邊坡的土質(zhì)、巖石的性質(zhì)及水文地質(zhì)條件等自然因素和邊坡高度。 擬建公路地處地勢(shì)崎嶇的山嶺地區(qū)，邊坡較為穩(wěn)定，只設(shè)置一級(jí)邊破，路堤邊坡采用 1： ，路塹邊坡采用 1： . 超高 （ 1）為了抵消曲線路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力 ,將路面做成 外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡 的 超高 形式。合理的超高限制，可全部和部分抵消離心力，提高汽車在平曲線上行駛的穩(wěn)定性和舒適性。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （ 2）當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)速 60Km/h，路線設(shè)計(jì)中平曲線的半徑 R1500m（即不設(shè)超高最小半徑）時(shí)，必須設(shè)置超高段。設(shè)計(jì)中 JD JD JD3 處半徑均小于 2500m，所以均要設(shè)置超高。超高值計(jì)算公式如下： 其中： R—— 圓曲線半徑 181?！?橫向力系數(shù) v—— 汽車行駛速度 具體超高值見超高加 寬表。 （ 3）超高過(guò)渡方式分有中間帶和無(wú)中間帶兩種 有中間帶道路的超高過(guò)渡： 繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn) 、 繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn) 、繞各自車道中線旋轉(zhuǎn) 。 無(wú)中間帶的超高過(guò)渡： 繞車道內(nèi)側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn) 、 繞路中線旋轉(zhuǎn) 、 繞車道外側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn) 。 本道路為二級(jí)公路，無(wú)中間帶，采用繞中線旋轉(zhuǎn)的超高過(guò)渡方式。 （ 4）超高緩和段 由直線段的雙向橫坡斷面漸變到圓曲線段全超高的單向橫坡斷面，其間必設(shè)超高緩和段 ,公路超高緩和段長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 式中： Lc— 超高緩和段長(zhǎng)度 (m)； Bˊ — 旋轉(zhuǎn)軸至行車道 (設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶 )外側(cè)邊緣的寬度。本設(shè)計(jì)湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 中取 ； △ i— 超高坡度與路拱坡度代數(shù)差 (%)； p— 超高漸變率，采用 1/175； 超高緩和段長(zhǎng)度確定主要從兩個(gè)方面來(lái)考慮：一是從行車舒適性來(lái)考慮，緩和段長(zhǎng)度越 長(zhǎng)越好；二是從橫向排水來(lái)考慮，緩和段長(zhǎng)度短些好。 確定緩和段長(zhǎng)度 Lc 時(shí)應(yīng)考慮一下幾點(diǎn)： ①一般情況下，取 Lc=Ls(緩和曲線長(zhǎng)度），即超高過(guò)渡段在緩和曲線全長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行。 ②若 Ls＜ Lc，應(yīng)修改平面線性，使 Ls≥ Lc。當(dāng)平面線性無(wú)法修改時(shí)，可將超高過(guò)渡段起點(diǎn)前移，超高過(guò)渡段起點(diǎn)可以設(shè)置在緩和曲線前的直線段處。 ③若 Ls＞ Lc，但只要橫坡從路拱坡度過(guò)渡到超高橫坡時(shí)，超高漸變率 P≥ 1/330,仍取 Lc=Ls。 繞中線旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式 超高 位置 計(jì)算公式 備 注 圓曲線 外緣 1．計(jì)算結(jié)果均為與設(shè)計(jì)高之高差 2．臨界斷面距超高緩和段起點(diǎn)： 3．加寬值 按加寬計(jì)算公式計(jì)算。 中線 內(nèi) 緣 過(guò) 渡 段 外 緣 中 線 內(nèi) 緣 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 （ 5） S 型曲線間的超高過(guò)渡 對(duì)于兩個(gè)反向的曲線，并且曲線間的直線距離很小或?yàn)榱銜r(shí)的超高過(guò)渡與單曲線的超高不同。由一個(gè)曲線的全超高過(guò)渡到另一個(gè)曲線的 方向全超高，中間的過(guò)渡應(yīng)是面到面的過(guò)渡，在過(guò)渡中只出現(xiàn)一次零坡斷面，并且在整個(gè)過(guò)渡過(guò)程中，橫斷面始終是單坡斷面，并且超高過(guò)渡過(guò)程中沒有固定旋轉(zhuǎn)軸。 當(dāng)超高漸變率 P1（或 P2）≥ 1/330 時(shí)，反向曲線間的超高過(guò)渡采用如圖 67 b)所示的超高過(guò)渡方式，當(dāng)超高漸變率 P1（或 P2）＜ 1/330 時(shí)，采用如圖 67 c)所示的超高過(guò)渡方式，即采用不同的漸變率分段超高，其中零坡斷面附近的超高漸變率為 1/330， LL 的長(zhǎng)度根據(jù)超高緩和段長(zhǎng)度計(jì)算公式計(jì)算。下面介紹第一種情況下的超高值計(jì)算。 圖為 S 型曲線超高過(guò)渡方式圖 ① 超高漸變率為： 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 式中： —— 曲線 1 圓曲線路面外緣最大抬高值 (m)； —— 曲線 1 圓曲線路面內(nèi)緣最大降低值 (m)； —— 曲線 2 圓曲線路面外緣最大抬高值 (m)； —— 曲線 2 圓曲線路面外緣最大降低值 (m)； —— 超高過(guò)渡段長(zhǎng)度， ； 為反向曲線間的直線長(zhǎng)度。 —— 曲線 1 內(nèi)側(cè)（曲線 2 外側(cè)）的超高漸變率； —— 曲線 2 內(nèi)側(cè)（曲線 1 外側(cè)）的超高漸變率。 ② 零坡斷面 位置計(jì)算 式中： —— 零坡斷面距曲線 1 的 YH 點(diǎn)的距離 (m)； 其余同前。 ③ 任意點(diǎn)超高值計(jì)算 S 型曲線間超 高過(guò)渡超高值計(jì)算公式 表 617 超高位置 超 高 值 行車道橫坡（ ） 備 注 內(nèi)側(cè)（ ） 1． ； 為 x 處的加寬值； 2． x 為距曲線 1 YH 點(diǎn)的距離； 3． B 為未加寬前的路面寬度。 4．計(jì)算結(jié)果為與設(shè)計(jì)高之高差。 5． 中線（ ） 外側(cè)（ ） 表中符號(hào)同前。 （ 6）超高計(jì)算 示例 以正線 JD1 為例進(jìn)行計(jì)算。 R=150m， Ls=80m, ZH= K0+,路拱坡度 2%，湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 土路肩橫坡 3%。 (D 道路中線， C 右側(cè)路緣帶外緣， B 硬路肩外緣， A 土路肩外緣） ① 計(jì)算超高值 ② 確定超高緩和段長(zhǎng)度 緩和曲線 Ls=80m＞ Lc=。取 Lc=80m 時(shí)，橫坡從路拱坡度過(guò)渡到超高橫坡時(shí)的超高漸變率： 所以超高過(guò)渡段長(zhǎng)度取 80m. ③ 過(guò)渡段上取樁號(hào) K0+140，圓曲線上取樁 K0+220，作為計(jì)算示例： 緩和段上樁號(hào) K0+140： 外緣抬高值： 中線抬高值為零 內(nèi)緣降低值： 圓曲線上樁號(hào) K0+220 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 外緣抬高值： 中線抬高值為零 內(nèi)緣降低值： 行車視距的驗(yàn)算 行車視距定義：汽車在行駛中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)障礙物后，能及時(shí)采取措施，防止發(fā)生交通事故所需要的必須的最小距離。二級(jí)公路采用停車視距，停車視距可分為反應(yīng)距離、制動(dòng)距離、安全距離三部分。時(shí)速 60km/h 的停車視距為 75 米。 視距計(jì)算中需確定目高和物高。目高（視線高）：是指駕駛?cè)藛T眼睛距地面的高度，規(guī)定以車體較低的小客車為標(biāo)準(zhǔn)，采用 。 物高：路面上障礙物的高度。 對(duì)縱斷面的凸形豎曲線，在規(guī)定豎曲線最小半徑時(shí)已經(jīng)考慮， 只要滿足規(guī)定的豎曲線半徑，亦滿足了豎曲線視距的要求。下穿式立體交叉凹形豎曲線的視距本公路沒有涉及。所以，在視距檢查中，應(yīng)重點(diǎn)檢查路線平面上的“暗彎”，即平曲線內(nèi)側(cè)有樹林、房屋、邊坡等阻礙駕駛員視線的平曲線。 視距曲線是指駕駛員視點(diǎn)軌跡線每隔一定間隔繪出一系列與視線相切的外邊緣線。在視距曲線與軌跡線之間的空間范圍，應(yīng)保持通視，如有障礙物則要予以清除。在彎道各點(diǎn)的橫斷面上，駕駛員視點(diǎn)軌跡線與視距曲線之間的距離叫橫凈距，用 h 表示。 本公路平曲線設(shè)計(jì)三個(gè)交點(diǎn)都設(shè)置緩和曲線，其中 JD JD2 圓曲線長(zhǎng)度 (L180。)大于停 車視距， JD3 停車視距大于圓曲線長(zhǎng)度 (L180。)，小于曲線長(zhǎng)度 (L)。計(jì)算示例中取 JD2 與 JD3 作為范例。 JD2 計(jì)算圖示： 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 設(shè)置緩和曲線 L180。﹥ S 巖石路塹邊坡坡度為 1:，離路面高度 處（駕駛員視點(diǎn)離地面 加上物高 ），邊坡離坡腳的水平距離為 =；坡腳離路基邊緣有 的邊溝；土路肩寬度為 所以 +++=﹥ ,能保證視距要求，不用特意開挖視距臺(tái)。 JD3 計(jì)算圖示 : L? 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 由于 JD JD3 為左轉(zhuǎn)彎，左邊地面高度明顯低于右邊視線開闊，所以肯定滿足視距要求。 填挖方計(jì)算 路基土石方是公路工程的一項(xiàng)主要工程量，在公路設(shè)計(jì)和路線方案比較中，路基土石方數(shù)量的多少是評(píng)價(jià)公路測(cè)設(shè)質(zhì)量的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。 地面形狀是很復(fù)雜的，填、挖方不是簡(jiǎn)單的幾何體，所以其計(jì)算只能是近似的，計(jì)算的精確度取決于中樁間距、測(cè)繪橫斷面時(shí)采點(diǎn)的密度和計(jì)算公式與實(shí)際情況的接近程度等。計(jì)算時(shí)一般應(yīng)按工程的要求，在保證使用精度的前提下力求簡(jiǎn)化。 （ 1）橫斷面面積計(jì)算： 路基的填挖斷面面積，是指斷面圖中原 地面線與路基設(shè)計(jì)線所包圍的面積，高于地面線者為填，低于地面線者為挖，兩者應(yīng)分別計(jì)算。通常采用積距法和坐標(biāo)法。 ：如圖 44 將斷面按單位橫寬劃分為若干個(gè)梯形和三角形，每個(gè)小條塊的面積近似按每個(gè)小條塊中心高度與單位寬度的乘積： Ai=b hi 則橫斷面面積： A =b h1+b h2 +b h3 +… +b hn =b∑ hi 當(dāng) b = 1m 時(shí)，則 A 在數(shù)值上就等于各小條塊平均高度之和 ∑ hi 。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 標(biāo)法：如圖 45 已知斷面圖上各轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)（ xi,yi） , 則斷面面積為： A = [∑（ xi yi+1xi+1yi ) ] 1/2 坐標(biāo)法的計(jì)算精度較高，適宜用計(jì)算機(jī)計(jì)算。 （ 2） 土石方數(shù)量計(jì)算 ： 路基土石方計(jì)算工作量較大，加之路基填挖變化的不規(guī)則性，要精確計(jì)算土石方體積是十分困難的。在工程上通常采用近似計(jì)算。即假定相鄰斷面間為一棱柱體，則其體積為： 式中： V — 體積，即土石方數(shù)量（ m3）； A A2 — 分別為相鄰兩斷面的面積（ m2）； L —相鄰斷面之間的距離（ m）。 此種方法稱為平均斷面法，如圖。用平均斷面法計(jì)算土石方體積簡(jiǎn)便、實(shí)用，是公路上常采用的方法。但其精度較差，只有當(dāng) A A2 相差不大時(shí)才較準(zhǔn)確。當(dāng)A A2 相差較大時(shí)，則按棱臺(tái)體公式計(jì)算更為接近，其公式如下： 式中： m = A1 / A2 ，其中 A1 ＜ A2 。 第二種的方法精度較高，應(yīng)盡量采用，特別適用計(jì)算機(jī)計(jì)算。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2