第四章 横断面设计资料.docx
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第四章横断面设计资料
第4章横断面设计
道路的横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。
4.1道路横断面组成
4.1.1公路横断面组成
公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据公路的功能、公路等级、交通量、服务水平、设计速度、地形条件等因素确定。
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。
1．路幅的构成
路幅是指公路路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分。
等级高、交通量大的公路（如高速公路，一级公路），通常是将上、下行车辆分开。
分隔的方式有两种：
一种是用分隔带分隔，另一种是将上、下行车道放在不同的平面上加以分隔。
前者称作整体式断面，后者称作分离式断面。
整体式断面包括行车道、中间带（中央分隔带及左侧路缘带）、路肩（硬路肩及土路肩）以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等；分离式断面包括行车道、路肩（硬路肩及土路肩）以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等。
二、三、四级公路的路基横断面包括行车道、路肩以及错车道等。
二级公路位于中、小城市城乡结合部、混合交通量大的连接线路段，实行快、慢车道分开行驶时，可根据当地经验加宽右侧硬路肩。
高速公路、一级公路根据地形、地物等情况，其路基横断面型式可分段采用整体式或分离式断面。
在山岭、丘陵地段或地形受制约地段，当采用整体式断面而工程量过大时，宜采用分离式断面。
二、三、四级公路均为双车道公路，应采用整体式断面。
2．路幅的布置类型
1）单幅双车道：
单幅双车道公路指的是整体式的供双向行车的双车道公路。
二级路、三级路和一部分四级路均属这一类。
这类公路适应的交通量范围大，最高达15000辆/昼夜。
设计速度可从20km/h至80km/h。
2）双幅多车道：
四车道、六车道和更多车道的公路，中间一般都设分隔带或做成分离式路基而构成“双幅”路。
有些分离式路基为了利用地形或处于风景区等原因甚至作成两条独立的单向行车的道路。
3）单车道：
对交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路，可采用单车道，我国“标准”中规定的四级公路路基宽度为4.50m，车道宽度为3.50m者就是属于此类。
此类公路虽然交通量很小，但仍然会出现错车和超车。
当四级公路采用单车道时，应设错车道。
设置错车道路段的路基宽度不小于6.5m，错车道的间距应根据错车时间、视距、交通量等情况决定。
错车的位置至少可以看到相邻两个错车道的情况。
4.1.2城市道路横断面组成
城市道路在行车道断面上，供汽车、无轨电车、摩托车等机动车行驶的部分称为机动车道；供自行车、三轮车、板车等非机动车行驶的部分称为非机动车道。
此外还有供行人步行使用的人行道和分隔各种车道（或人行道）的分隔带及绿带。
城市道路各组成部分相互联系和影响，其位置的安排和宽度的确定必须首先保证车辆和行人的安全畅通，同时要与道路两侧的各种建筑物及自然景观相协调，并能满足地面、地下排水和各种管线埋设的要求。
横断面设计应注意近期与远期相结合，使近期工程成为远期工程的组成部分，并预留管线位置。
路面宽度及高度均应有发展余地。
1．布置类型
1）单幅路：
单幅路俗称“一块板”断面，各种车辆在车道上混合行驶。
（1）划出快、慢车行驶分车线，快车和机动车辆在中间行驶，慢车和非机动车靠两侧行驶。
（2）不划分车线，车道的使用可以在不影响安全的条件下予以调整。
2）双幅路：
双幅路俗称“两块板”断面。
在车道中心用分隔带或分隔墩将车行道分为两半，上、下行车辆分向行驶。
各自再根据需要决定是否划分快、慢车道。
3）三幅路：
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。
4）四幅路：
四幅路俗称“四块板”断面。
在三幅路的基础上，再将中间机动车车道分隔为两半分向行驶。
4.2车道宽度
4.2.1车道宽度的确定
车道是指专为纵向排列、安全顺适地通行车辆为目的而设置的公路带状部分。
所谓车道宽度是为了交通上的安全和行车上的顺适，根据汽车大小、车速高低而确定的各种车辆以不同速度行驶时所需的宽度。
行车道的宽度要根据车辆最大宽度、加上错车、超车所必须的余宽来确定。
1．一般双车道公路车道宽度的确定
双车道公路有两条车道，车道宽度包括汽车宽度和应满足错车、超车行驶所必须的余宽。
汽车宽度取载重汽车车箱的总宽度，为2.5m。
余宽是指对向行驶时两车主箱之间的安全间隙、汽车轮胎至路面边缘的安全距离，如图5.2.1所示。
双车道公路每一条单向行驶的车道宽度可用下式计算：
两条车道：
式中：
——车箱宽度，m；
——汽车轮距，m；
——两车箱安全间隙，m；
——轮胎与路面边缘之间的安全距离，m。
根据大量实验观测，得出计算z，y的经验公式为
黑龙江省交通部门1970年通过对270余次错车资料分析得出：
（5.2.2）
式中：
（）——错车速度，km/h。
从式5.2.2可知车道的富裕宽度与车速有关，此外还与路侧的环境、司机心理、车辆状况等有关。
当设计速度为较高时，取一条车道的宽度为3.75m是合适的。
对车速较低、交通量不大的公路可取较小的宽度。
表5.2.1车道宽度
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
车道宽度（m）
3.75
3.75
3.75
3.50
3.50
3.25
3.00（单车道时为3.50m）
注：
高速公路为八车道，当设置左侧硬路肩时，内侧车道宽度可采用3.5m。
高速公路、一级公路各路段的车道数应根据设计交通量、设计速度、采用的服务水平确定。
高速公路、一级公路的车道数为四车道以上时，应按双数增加。
二级、三级公路应是双车道。
二级公路混合交通量大，非汽车交通对汽车运行影响较大时，可划线分快、慢车道（慢车道即利用硬路肩及加固土路肩的宽度），这种公路仍属双车道范畴。
2．有中央分隔带的行车道宽度
高速公路、一级公路有四条以上的车道，应满足车辆并列行驶所需的宽度，一般设置中央分隔带。
分隔带两侧的行车道只有同向行驶的汽车，如图5.2.2所示。
车速、交通组成和大型车混入率对行车道宽度的确定有较大影响。
根据实地观测宽度，得出下列关系：
（5.2.3）
（5.2.4）
（5.2.5）
则单侧行车道宽度：
（5.2.6）
式中：
——汽车后轮外缘间距；普通车：
=1.60m，大型车：
=2.30m。
“标准”中设计速度从120km/h至60km/h，每条车道宽度均采用3.75m。
高速公路为八车道，当设置左侧硬路肩时，内侧车道宽度可采用3.5m。
4.2.2平曲线加宽及其过渡
1．加宽值的计算
汽车行驶在曲线上，各轮轨迹半径不同，其中以后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全；另外汽车行驶在横向力较大的弯道上会有一定的横向摆动，也应增加路面的宽度。
1）车身与公路轴线倾斜的加宽值
普通载重汽车，可由图5.2.4所示的几何关系求得一条车道的加宽值：
代入上式，得
上式第二项以后的数值极小，可省略不计，故一条车道的加宽为：
（5.2.14）
式中：
A——汽车后轴至前保险杠的距离，m；
R——圆曲线半径，m。
2）摆动加宽值
据实测汽车转弯摆动加宽与车速有关，一个车道摆动加宽值计算经验公式为
（5.2.15）
式中：
V——汽车转弯时车速，km/h。
这两种加宽值之和即为弯道的加宽值（均按一条车道计算，多车道公路加宽值计算方法与之相似）。
则一条车道的加宽值为
（5.2.16）
3）平曲线的加宽
《公路路线设计规范》规定，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见表5.2.3。
四级公路和山岭重丘区的三级公路采用第1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，可采用第2类加宽值。
单车道公路路面加宽值按表列数值折半，由三条以上车道组成的行车道，其路面的加宽值应另行计算。
对于分道行驶的公路，若平曲线半径较小，其内侧车道的加宽应大于外侧车道的加宽值，设计时应通过计算，确定其差值。
《城市道路设计规范》规定，圆曲线半径小于或等于250m时，应在圆曲线内侧加宽，每条车道加宽值见表4.2.4
2．加宽的过渡
1）加宽缓和段及其长度
平曲线半径等于或小于250m时，应在平曲线内侧加宽。
一般在弯道内侧圆曲线范围内设置全加宽。
为了使路面和路基均匀变化，设置一段从加宽值为零逐渐加宽到全加宽的过渡段，称之为加宽缓和段。
平曲线内无回旋线时，路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度，需设置加宽缓和段。
设置回旋线或超高缓和段时，加宽缓和段的长度应采用与回旋线或超高缓和段长度相同的数值，布设在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。
不设回旋线或超高缓和段时，加宽缓和段长度应按渐变率为1：
15且不小于10m的设置要求。
2）加宽过渡的设置方法
加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。
（1）按比例过渡
二、三、四级公路，在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽，如图5.2.5所示。
加宽缓和段内任意点的加宽值为
（5.2.17）
式中：
——任意点距缓和曲线起点的距离，m；
——加宽缓和段长，m；
——圆曲线上的全加宽，m；
——加宽缓和段上任一点的加宽值，m。
按比例过渡简单易操作，但经加宽以后的路面内侧与行车轨迹不符，缓和段的起终点出现破折，于路容也不美观。
（2）高等级公路加宽缓和段
高速公路、一级公路以及对路容有要求的二级公路，设置加宽缓和段时，为使路面加宽后的边缘线圆滑、顺适，一般情况下应采用高次抛物线的形式过渡，即采用式（3-19）计算加宽缓和段上任一点的加宽值为：
（5.2.18）
用这种方法处理后的路面，内侧边缘圆滑、美观，适用于各级公路。
（3）回旋线过渡
在缓和曲线上插入回旋线，这样不但中线上有回旋线，而且加宽后的路面边线也是回旋线，与行车轨迹相符，保证了行车的顺适与线性的美观。
它可用于下列路段：
①位于大城市近郊的路段。
②桥梁、高架桥、挡土墙、隧道等构造物处。
③设置各种安全防护设施的地段。
（4）插入二次抛物线过渡：
对于设有缓和曲线的公路弯道，按上述第一种方法处理以后的加宽缓和段起终点其曲率并不连续。
为了弥补这一缺陷，可以在ZH（HZ）和HY（YH）点处各插入一条二次抛物线。
插入以后，缓和段的长度有所增加，路容有所改进。
第16讲：
2学时
4.3路肩、中间带与人行道
4.3.1路肩的作用及其宽度
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。
路肩通常包括路缘带（高速公路和一级公路才设置）、硬路肩、土路肩三部分组成，如图5.3.1所示。
各级公路都要设置路肩。
路肩的作用如下：
（1）供发生故障的车辆临时停车。
（2）由于路肩紧靠在路面的两侧设置，保护行车道等主要结构的稳定。
（3）提供侧向余宽，能增进驾驶的安全和舒适感。
（4）作为道路养护操作的工作场地。
（5）为设置路上设施提供位置。
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、行人通行。
在填方路段，为使路肩能汇集路面积水，在路肩边缘应设置路缘石。
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。
考虑我国土地的利用情况和路肩的功能，在满足路肩功能最低需要的条件下，原则上尽量采用较窄的路肩，充分挖掘路肩的作用。
表5.3.1各级公路路肩宽度
设计速度（km/h）
高速公路、一级公路
二级公路、三级公路、四级公路
120
100
80
60
80
60
40
30
20
右侧硬路肩宽度（m）
一般值
3.50
3.00
3.0
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