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高速公路如何設計線路?
如何設計高速公路已更新完。
讓我們省去各種前期準備工作。從把地質地形圖拿到手開始。
目標:設計速度120km/h的高速公路,雙向四車道。路基寬度26m.其他指標先不提。
我們拿到的圖一般是要修路區域的帶狀地形圖。比如我手里圖是這樣的?!局唤亓?公里】【1】平曲線設計。
然后就開始選線,我們的路線大致就是從西南角到東北角啦。選線的原則就是盡量順著地形走,別翻山越嶺、跨河跨谷、經過不良地質地區(比如溶洞、斷層破碎帶等)、少占農田等等。
比如我們大致選定了走向:
白線是大致走向,然后進行平曲線設計(就是具體定下這個彎怎么過,比如我們經過計算定出了紅線)一般的路是拐來拐去的,比如:
上面的地形圖中的彎就只是路線中的一個彎道而已。
介紹一下彎道的一般構成:
一般由直線、緩和曲線、圓曲線構成。什么叫緩和曲線呢?是一個曲率連續變化的曲線,此例中是連接直線與圓曲線之間的過渡曲線。這樣就能逐漸入彎和出彎道啦。【Ls段就是緩和曲線段】
規范對于不同設計速度的道路對半徑,緩和曲線長度,兩者的比值都有規定。Ls:L':Ls為1:1:1--1:2:1為宜。對直線最大最小長度,各曲線之間的直線等都有要求不再贅述。
【2】縱斷面設計
地形是復雜而起伏不定的,那么我們選的路線上坡下坡是在哪兒呢?整個道路起伏是怎么樣的呢?通過電子地形圖中的高程線與路線可以看出來。
白線是路線中線的高程起伏情況,那么我們一定是想填土和挖土都少一點吧?于是我們考慮縱斷面的填挖平衡且盡量就近平衡??磮D中填挖基本平衡,就近也基本平衡。這里紅線就是我們定下的路線高度位置。圖下面是各種高度數據,填挖土高度數據。平面和縱面要協調設計,有時候發現縱斷面圖形太奇葩,那么平面設計要調整。平縱組合也有原則。后面的橫斷面設計也是會發現前面工作要改的。
縱坡也是有要求的,比如為了排水便利,坡不能完全水平,至少有0.3%的坡度。為了車輛安全有效上下坡,對于最大縱坡也有要求,而且坡的長度也應該控制在一定范圍。數據就不貼了。
上面的縱斷面不好,理由是上坡對于大車而言壓力大,坡陡又長,開鍋怎么辦?爬不上怎么辦,慢悠悠走,勢必影響交通效率。下坡要頻繁剎車,不安全。
下面的也不好,起起伏伏都成駝峰了。對車也不利。
這里就可以看出哪里可能要做橋,做涵洞,做隧道了。這里就不說了。說一下變坡點處的設計。
我們的路不可能是藍色線那樣上下坡,肯定要順滑紅線的爬坡啦。這里用的是二次拋物線。
接下來就是橫斷面設計了~
【3】橫斷面設計
平面縱面都確定了,那么道路中線的空間位置就確定了。那么把左右50m左右的高程都讀出來。那么一條路就基本呈現出來。
每隔20米取一個橫斷面看看??纯从惺裁雌孑鈹嗝?,看看邊坡的情況?!救∷膫€代表性截面】
白色是地面線,紅色是路基頂面和邊坡。
A截面我們比較喜歡,畢竟橫向就能填挖基本平衡,填方挖方邊坡也短小,路基不高,基本和原地面平齊。
B截面就全是挖方段,要把土挖走運到別的地方。
C截面值得注意的是左邊原地面線比較陡,怕邊坡日后滑動,失穩等,把原地面線挖成臺階再填土做路基。右邊避免山上的雨水直接流入道路,設置了截水溝,又叫天溝。
D截面是一個高填路基,是我這個道路最高路基截面。所以之前做了穩定性分析,不穩定,所以設置了重力式擋土墻。擋土墻的尺寸大小等都要計算。這兩個都不講了。
高速公路是全封閉,分向行駛的,所以還有護欄,中間帶設計;排水設計也是比較大的一塊,最基本的邊溝設多大,在哪里把邊溝的水排出去;還有邊坡的綠化,加固;彎道處的超高加寬設計(這個我有答題有興趣戳這里為什么公路急轉彎處不修成向內的斜坡,以抵消部分離心力? - 土木工程)等等。不作介紹了。至于哪些地方可能有山洞(隧道)有興趣戳這里在群山之中,修建高速公路,隧道的排布有什么規律,以秦嶺為例? - 李小亮的回答
至此我們的路基設計工作基本完成,我們來看一下成果。
再看局部效果。白色是3維地形。
喜歡大家都能看明白~歡迎討論和點贊。
下面開始就是路面設計了。就開一個頭,說一下普通人沒分清的幾個概念。
這下應該搞清楚基層是屬于路面結構了吧~
不說了,歡迎點贊~我們的目標是用最簡單的話讓大家都明白一點道路知識。我們不是僅僅是修路的搬磚的,道路也是高科技呀~。
來源:知乎www.zhihu.com
作者:李小亮
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