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中鐵城際市政設(shè)計(jì)院分享道路橫斷面設(shè)計(jì)
在道路工程的設(shè)計(jì)與施工中,常常遇到與道路橫斷面圖相關(guān)的各種棘手問題,令人頭疼。看完下面這個(gè)圖文解讀,一鍵get橫斷面設(shè)計(jì)方法與步驟、設(shè)計(jì)成果、繪制方法、面積計(jì)算方法、路基土石方數(shù)量計(jì)算及調(diào)配、緯地橫斷面設(shè)計(jì)操作等等技巧,趕緊收藏吧!
橫斷面概述
道路的中心線方向上所做法向剖面為道路的橫斷面.道路的橫斷面是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所構(gòu)成的。
橫斷面設(shè)計(jì)(路幅設(shè)計(jì))
公路橫斷面:
公路:路肩外側(cè)邊緣之間的部分。
路幅:是公路路基頂面兩路肩外側(cè)邊緣之間的部分,分為單幅、雙幅公路。
公路路幅典型橫斷面組成
雙幅公路:把上下行車輛分隔開,主要方式:
用分隔帶分隔上下行車輛(整體式斷面)
將上下行車輛放在不同高度(或平面)上加以分隔。(分離式斷面)
如高速公路、一級(jí)公路等
單幅公路:上下行車輛不分開(主要利用標(biāo)線分隔)。
1、單幅雙車道
二、三、四級(jí)公路,在總里程占比例最大,具有混合交通的缺點(diǎn)。
2、雙幅多車道
高速公路、一級(jí)公路,中間設(shè)有分隔帶或做分離式斷面。
3、單車道
交通量小、地形復(fù)雜的山區(qū)的四級(jí)道路,寬度4.5米,路面3.5米;不大于300m距離內(nèi)設(shè)置一定的錯(cuò)車道。
城市道路:道路紅線之間的部分。
車行道、人行道、中央分隔帶等構(gòu)成。
道路紅線:劃分城市道路用地和城市建筑用地、生產(chǎn)用地和其它備用地的分界控制線。
劃分城市道路用地和城市建筑用地、生產(chǎn)用地和其它備用地的分界控制線。紅線之間的寬度為道路用地范圍,是道路寬度或規(guī)劃路幅。紅線寬度的確定:根據(jù)道路性質(zhì)和功能,路幅形式,機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道、綠化帶等各個(gè)組成部分的寬度。
城市道路路幅布置形式:
1、單幅路(一塊板)
優(yōu)點(diǎn):占地少,投資省,車道利用率高。
缺點(diǎn):車輛混行,不安全。
適用:一般道路紅線較窄,機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車 不多的次干道、支路。用地不足拆遷困難的舊城改建的城市道路。
2、雙幅路(兩塊板)
優(yōu)點(diǎn):投資省,機(jī)動(dòng)車分向行駛,安全程度提高。
缺點(diǎn):一側(cè)仍舊屬于混行,機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車行駛,互相影響。
適用:?jiǎn)蜗蛐枰獌蓷l以上車道,非機(jī)動(dòng)車較少的道路。有平行道路可以供非機(jī)動(dòng)車行駛的快速路或郊區(qū)道路,一般紅線寬度在40米以下的道路。
3、三幅路(三塊板)
優(yōu)點(diǎn):機(jī)動(dòng)靈活,機(jī)、非分開,安全性大大提高。
缺點(diǎn):占地較大,投資較大
適用:機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車較大的城市道路;一般紅線寬度在40米以上。
4、四幅路(四塊板)
優(yōu)點(diǎn):車速高、交通運(yùn)行安全
缺點(diǎn):用地大、投資高
適用:快速路和交通量大的主干線,一般紅線寬度在40米以上。
路線設(shè)計(jì)中所討論的橫斷面設(shè)計(jì)只限于公路路肩外側(cè)邊緣(城市道路紅線)之間的部分,也稱路幅設(shè)計(jì)。
確定各個(gè)部分的寬度、確定各個(gè)組成部分的位置和高差、確定道路路幅的布置形式。
行車道的設(shè)計(jì)
道路上供各種車輛行駛的部分稱為行車道。分為機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車道設(shè)計(jì)。車道寬度、車道數(shù)的確定、行車道的寬度。
機(jī)動(dòng)車車行道設(shè)計(jì):
城市道路的車速為30-40km/h,所需要的車道寬度為3.42-3.80米
平均為3.50米,速度大于50km/h,車道寬度應(yīng)該取為3.75米;速度小于50km/h,車道寬度應(yīng)該取為3.50米。
公路行車道根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》確定,高速公路和一級(jí)公路的一條車道為3.75米(V=120、100、80km/h)、3.50(60km/h);二級(jí)公路行車道(雙向混合行駛)寬度為9.0m(80km/h),7.0m(40km/h) ;三級(jí)公路行車道(雙向混合行駛)寬度為7.0m(60km/h),6.0m(30km/h) ;四級(jí)公路行車道(雙向混合行駛)寬度為6.0m(40km/h), (單向混合行駛) 3.5m(40km/h)。
車道數(shù)的計(jì)算方法:
行車道寬度計(jì)算:
曲線上的加寬
一、加寬設(shè)置的必要性和加寬值的計(jì)算
由于車輛在彎道上所占的空間大于直線上所占的空間,半徑小于250米的路段,均需要設(shè)置加寬。
加寬值的布置:
曲線內(nèi)側(cè)一般公路加寬設(shè)置在彎道的內(nèi)側(cè)。
曲線的內(nèi)外兩側(cè)主要考慮用地緊張狀況。
加寬示意圖:
加寬值的計(jì)算:
公路曲線雙車道加寬值:
四級(jí)公路和山嶺、重丘區(qū)的三級(jí)公路采用第一類加寬值。其余各級(jí)公路采用第三類加寬值,對(duì)不經(jīng)常通行集裝箱、運(yùn)輸半掛車的公路,采用第二類加寬。
二、加寬過渡的方法
1、加寬緩和段
加寬值從直線段為零,逐漸過渡到圓曲線起點(diǎn)處的全加寬值的過渡段。
設(shè)有緩和曲線:加寬緩和段采用和緩和曲線相同長度,不設(shè)緩和曲線有超高緩和段:采用與超高緩和段一樣的長度,不設(shè)緩和曲線或超高緩和段:按照漸變率為1:15且長度不小于10m。
2、加寬過渡的方法
(1)按照比例加寬
在加寬緩和段內(nèi)按比例加寬。
式中: Lx—加寬緩和段任意一點(diǎn)到緩和段起點(diǎn)的距離;
L— 加寬緩和段全長; E—全加寬值。
路面內(nèi)側(cè)與行車軌跡不符,起訖點(diǎn)出現(xiàn)波折,二、三、四級(jí)公路和一般城市道路。
(2)按高次拋物線加寬
高等級(jí)道路和城市快速路
(3)按回旋線加寬(路面內(nèi)側(cè)回旋線,利于行車順適美觀)
路肩、分車帶、路側(cè)帶和路緣石
一、路肩設(shè)計(jì)(位于道路外側(cè),從行車道外緣到路基邊緣,具有一定寬度的帶狀部分)
路肩的作用:臨時(shí)停放車輛、橫向支撐路面、堆放養(yǎng)護(hù)路面的材料、安裝交通護(hù)欄、管線設(shè)施、誘導(dǎo)視線,增加公路美觀,匯集路面排水。
硬路肩:進(jìn)行了鋪裝的路肩,在高速公路、一級(jí)公路和其它等級(jí)公路交通量大的路段設(shè)置,提供車輛臨時(shí)行駛、停放使用,作為路面的基層、面層的的橫向支撐。
土路肩:沒有進(jìn)行鋪裝的路肩,各級(jí)公路均應(yīng)該設(shè)置土路肩。
路肩的坡度:直線段的硬路肩一般應(yīng)該設(shè)置向外傾斜的橫坡,坡度稍大于或等于行車道橫坡;曲線路段的硬路肩橫坡行車道路面橫坡相同;土路肩的橫坡應(yīng)比路面增大1~2%,因?yàn)槠渑潘暂^路面差。
二、分車帶設(shè)計(jì)(分為中間帶和路側(cè)帶)
(一)中間帶
概念:多幅路橫斷面范圍內(nèi),沿路縱向設(shè)計(jì)的、分隔上下行交通的設(shè)施。由中央分隔帶和路緣帶組成。
作用:分隔往返車流、設(shè)置交通標(biāo)志、設(shè)置公用設(shè)施和綠化帶、公交停靠站、減少對(duì)向車燈產(chǎn)生的眩光、為公路分期修建提供用地;顯示車道位置,誘導(dǎo)視線。
中間帶的寬度:中間帶的寬度是根據(jù)道路用地范圍、行車帶以外寬度、護(hù)欄、種植、防炫網(wǎng)等需要寬度規(guī)定。
中間帶的寬度一般情況下應(yīng)該保持等寬,若需要變寬時(shí),在寬度變化的地點(diǎn),應(yīng)設(shè)置過渡段。過渡段以設(shè)置在回旋線范圍內(nèi)為宜,長度應(yīng)與回旋線相同。寬度大于4.5m的中間帶過渡段,以設(shè)置在半徑較大的平曲線路段為宜。
為了便于養(yǎng)護(hù)作業(yè)和某些車輛在必要時(shí)駛向反向車道,中央分隔帶需要按一定距離設(shè)施開口部,距離2km左右。中央分隔帶的開口應(yīng)設(shè)置在通視良好的路段;開口形狀分為半圓形和彈頭形。中央分隔帶形式有凸、凹兩種形式。凹形主要用于寬度大于4.5m的中間帶;凸形主要用于寬度不大于4.5m的中間帶;凹形一般植樹綠化;凸形可鋪面封閉。
兩側(cè)帶:一般在城市道路中布置在橫斷面兩側(cè)的分車帶。兩側(cè)帶的作用:分隔快車與慢車道、機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車道、車行道與人行道等。
路側(cè)帶是位于城市道路行車道兩側(cè)的人行道、種植帶、公用設(shè)施帶等的統(tǒng)稱。一般高于行車道0.08~0.2m,橫坡采用直線型,向內(nèi)側(cè)傾斜,坡度為1~2%。
路側(cè)帶人行道寬度:
人行道上靠行車道一側(cè)種植行道樹。設(shè)施帶寬度包括設(shè)置行人護(hù)欄、照明燈柱、標(biāo)志牌、信號(hào)燈的寬度。紅線寬度較窄時(shí),設(shè)施帶與種植帶可以合并。
路緣石是設(shè)在路面邊緣與橫斷面其他組成部分分界處的標(biāo)石。
路緣石形式:
立式:用于車行道兩側(cè),高出地面10-20cm。
斜式或平式:使用于出入口、人行道兩側(cè)及人行橫道兩端。
緣石材料:用堅(jiān)硬水泥混凝土或石料制作。
路拱和超高
路拱:指為了迅速排除落在地面上的雨水, 防止雨水滲入路基,路面通常做成中間高,并且向兩側(cè)傾斜的拱形,稱為路拱。
拋物線形路拱:由拋物線構(gòu)成。
優(yōu)點(diǎn):中間部分橫坡小,兩邊橫坡大,對(duì)行車和排水有利。
缺點(diǎn):設(shè)計(jì)和施工較為復(fù)雜麻煩。
適用:路面度小于20m的柔性路面
直線形路拱:由兩條傾斜的直線組成。
優(yōu)點(diǎn):設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,施工方便
缺點(diǎn):對(duì)行車不利
適用:橫坡度小的雙車道水泥混凝土路面。
折線形路拱:由路中心向路邊緣逐漸增大橫坡的若干段折線組成。
優(yōu)點(diǎn):橫坡變化緩,對(duì)行車和排水有利。
缺點(diǎn):設(shè)計(jì)施工難度較大,轉(zhuǎn)折點(diǎn)處有尖峰
適用:多車道的水泥混凝土路面。
曲線上的超高:
超高設(shè)置:為了抵消車輛在曲線上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力,在該路段橫斷面上設(shè)置的外側(cè)高于內(nèi)側(cè)單向橫坡。半徑小于不設(shè)超高的最小半徑的平曲線均應(yīng)該設(shè)置超高。
超高值計(jì)算:
超高過渡的方式:
1、無中間帶的道路
超高橫坡等于道路路拱的橫坡(在超高緩和段起點(diǎn)之前,將路肩的橫坡逐漸變?yōu)槁饭皺M坡,外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn),直到超高橫坡)
超高橫坡大于道路路拱的橫坡時(shí):
繞路面未加寬時(shí)道路的內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)
第一步,在超高緩和段起點(diǎn)之前,將兩側(cè)路肩的橫坡分別同時(shí)繞內(nèi)外側(cè)路面未加寬時(shí)的邊緣線旋轉(zhuǎn),使路肩橫坡逐漸變?yōu)槁饭皺M坡,此過程長度為1~2m,且不計(jì)入緩和段內(nèi)。
第二步,將外側(cè)部分繞中軸(路中線)旋轉(zhuǎn),逐漸抬高外側(cè)路面和路肩,達(dá)到單向的路拱坡度。所需要長度為x0
第三步,然后整個(gè)斷面繞著未加寬前內(nèi)側(cè)行車道邊緣旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡。
所需要長度為Lc-x0
適用于新建道路
繞路面未加寬時(shí)道路中心線旋轉(zhuǎn):
第一步,在超高緩和段起點(diǎn)之前,將路肩的橫坡逐漸變?yōu)槁饭皺M坡。此過程長度為1~2m,且不計(jì)入緩和段內(nèi)。
第二步,將外側(cè)部分繞中軸(路中線)旋轉(zhuǎn),逐漸抬高外側(cè)路面和路肩,達(dá)到單向的路拱坡度。所需要長度為x0
第三步,整個(gè)斷面再以道路的中心線為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡。所需要長度為Lc-x0
一般改建道路使用
繞路面未加寬時(shí)道路的外邊緣旋轉(zhuǎn):
三條基線:路面未加寬時(shí)的內(nèi)側(cè)車道邊緣線、道路中心線、路面未加寬時(shí)外側(cè)邊緣線。
2、有中間帶的道路
繞中間帶的中心旋轉(zhuǎn):先將外側(cè)行車道繞中間帶的中線旋轉(zhuǎn),達(dá)到和內(nèi)側(cè)行車道構(gòu)成單向橫坡后,整個(gè)斷面繞中線旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡。
適用中間帶小于4.5m的公路。
繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn):將兩側(cè)行車道分別繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn),使之各自成為獨(dú)立的單向超高斷面。
適用各種中間帶寬度的情況
繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn):適用車道數(shù)大于四的情況。
分離式公路:
視為兩條無中間帶的公路分別處理
超高緩和段長度的計(jì)算:
超高緩和段上逐漸超高引起外側(cè)邊緣或內(nèi)側(cè)邊緣的縱坡逐漸增加或減小,使邊緣縱坡與原設(shè)計(jì)不同,其差值p為超高漸變率(超高附加坡度);p過大,路形不美觀,乘客不舒服;過小影響排水;一般情況下,超高緩和段與緩和曲線長度相同;如果緩和曲線較長,可將超高緩和段布置在緩和曲線的某段內(nèi);考慮路面排水,超高漸變率不得小于1/330。
B—旋轉(zhuǎn)軸到路面邊緣的寬度;
P—超高漸變率
Δ—超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差
橫斷面上超高值的計(jì)算:
公路工程的施工中,超高橫坡不便用坡度值來控制,一般采用道路中線、路基和路面邊緣線相對(duì)于路基設(shè)計(jì)高程的相對(duì)高差來控制。超高值設(shè)置超高后路中線、路面邊緣及路肩邊緣對(duì)路基設(shè)計(jì)高程的高差。
繞路面邊緣旋轉(zhuǎn)的超高值計(jì)算:
超高緩和段上超高值的計(jì)算:
由于超高斷面是分3個(gè)部分完成的,因此每個(gè)過程中超高都是不同的,應(yīng)該分別計(jì)算。
起始斷面
雙坡斷面:從超高緩和段起點(diǎn)到路面外側(cè)變成與內(nèi)側(cè)相同坡度這一階段內(nèi)的斷面。
旋轉(zhuǎn)斷面:?jiǎn)我宦饭半A段到圓曲線進(jìn)點(diǎn)內(nèi)的任意斷面
繞道路中線超高值的計(jì)算:
全超高斷面超高值
超高緩和段內(nèi)超高值:
四級(jí)公路和山嶺、重丘區(qū)的三級(jí)公路采用第一類加寬值。其余各級(jí)公路采用第三類加寬值,對(duì)不經(jīng)常通行集裝箱、運(yùn)輸半掛車的公路,采用第二類加寬。
道路建筑限界與道路用地
道路建筑限界(凈空):為保證道路上各種車輛、人群的正常通行與安全,在一定高度和寬度范圍內(nèi)不允許有任何障礙物侵入的空間界限,又稱為凈空。
道路橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分研究組成路幅要素的相互關(guān)系及道路各種設(shè)施的設(shè)置規(guī)劃,做出合理的安排,不允許橋臺(tái)、護(hù)欄、道路標(biāo)志、電線桿等設(shè)施進(jìn)入道路建筑限界內(nèi),道路建筑界限主要由凈高和凈寬兩部分組成。
凈空高度:載重汽車裝載高度為3.5m,富余高度1m,凈高為4.5m;考慮積雪和道路養(yǎng)護(hù)過程中鋪裝加厚,對(duì)公路和城市道路凈空高度的規(guī)定:公路:高速、一級(jí)、二級(jí)5m,三、四級(jí):4.5m。
城市道路:汽車4.5m;電車5~5.5m;非機(jī)動(dòng)車3.5m;自行車和行人2.5m。
道路上的各種設(shè)施必須保證其伸入部分在凈高以上。
道路用地:新建公路路堤兩側(cè)排水溝外邊緣(無排水溝時(shí)為路堤或護(hù)坡道坡腳)以外,或路塹坡頂截水溝邊緣以外不小于1m的土地為公路用地范圍。在有條件路段,高速、一級(jí)公路不少于3m,二級(jí)公路不少于2m的土地為公路用地范圍;城市道路的用地范圍是指建筑紅線以內(nèi)的范圍。
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