高速公路路基元素常识.docx

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高速公路路基元素常识

一、路基横断面加宽与超高

1、超高

1、车道超高旋转轴（高程旋转轴）

此部件可以通过应用道路模型基准线路线的外侧车道或内侧车道超高坡度值来创建行车道的横断面表示。

它用于大多数无中间带的公路，或者两侧没有车道坡度转折的有中间带的公路。

也可以用于分叉路拱或横断公路的外侧或内侧车道。

注：

关于超高旋转轴的论述，详见付文1.1

1、超高旋转轴在任何情况下必须和高程设计线在同一个位置。

理由是：

如果超高旋转轴的位置不是高程设计线的位置，那么由于超高旋转，在高程设计线的位置产生的超高值（即由超高产生的高程变化值）不为零，这样的话，高程设计线在超高段的线形不再是简单的坡度线和竖曲线所能表达的，而是一个很复杂的线形。

举一个简单的例子，如果在一个路段，纵断面设计图上的设计线是一条直线，则表示该路段是一个直坡段，而超高旋转轴和高程设计线不在同一个位置，那么由于超高旋转，高程设计线的位置会有一个由超高造成的起伏，这时高程设计线就不可能是一条直线，这和纵断面设计图上设计线产生了矛盾。

解决这个矛盾的唯一方法就是：

超高旋转轴的位置在任何情况下必须是高程设计线的位置。

2、我国现行设计规X规定超高旋转轴的位置（根据以上结论：

超高旋转轴的位置也一定是高程设计线的位置）有以下四种：

分隔带边缘、路中心线、行车道内侧边缘和行车道外侧边缘。

后两种情况都是指未加宽前的行车道边缘。

为什么是指未加宽前的行车道边缘？

理由和前面所述相类似，举一个简单的例子，如果在一个直线路段，纵断面线形是一个直坡，高程设计线的位置在加宽后的行车道边缘，那么在加宽段，路面横坡度不变而高程设计线到路中心线的距离产生变化，使得路中心线的高程有一个额外的起伏变化而不再是直坡段，很不美观，也很难施工放样。

3、基于上述两点理由，可以的得出结论：

高程设计线的位置有以下四种：

分隔带边缘、路中心线、（未加宽前的）行车道内侧边缘和（未加宽前的）行车道外侧边缘。

这样做，可以避免出现在加宽段上路中心线的高程有一个额外的起伏变化的情况。

因此，我们认为，选择路基边缘作为高程设计线的位置（超高旋转轴的位置）是不合理的。

根据超高旋转轴的位置在任何情况下必须是高程设计线的位置的道理，尽管规X规定可以采用路基边缘作为高程设计线的位置，但是规X并没有规定路基边缘可以作为超高旋转轴的位置，因此规X条文互相矛盾。

因此，我们建议你不要采用路基边缘作为高程设计线的位置，否则在超高、加宽路段，路中心线由于超高、加宽的变化，额外地上下起伏，很不美观，也很难施工放样。

建议你采用分隔带边缘、路中心线、行车道内侧边缘和行车道外侧边缘中的一种作为高程设计线的位置，具体采用那一种，可以根据规X选用。

2、加宽

二、路基、路面排水系统设计说明

1、边沟【interceptingditch】指的是为汇集和排除路面、路肩及边坡的流水,在路基两侧设置的水沟.边沟设置于挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方路段.其形式可分为L形边沟、梯形、碟形、三角形、矩形或U形边沟.又分为明沟和加设盖板的暗沟等多种形式,多为石块砌成,边沟可与路缘石结合为一整体.

2、排水沟【drainage】用于排除地面或地下多余水量的沟或暗管.指的是将边沟、截水沟和路基附近、庄稼地里、住宅附近低洼处汇集的水引向路基、庄稼地、住宅地以外的水沟。

3、平台排水沟：

填挖方分级设置时，为拦截坡面水防止边坡冲蚀破坏，在平台（碎落台）设置边坡平台排水沟，石质挖方路段平台排水沟也可以采用拦水带形式。

4、急流槽【chute】指的是在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽.为减免山洪及泥石流危害,修筑在荒溪冲积扇或侵蚀沟口的排导措施,主要包括导流堤、急流槽和束流堤三个部分.导流堤的主要作用是改善泥石流流向,也改善流速；急流槽的主要作用是改善流速；束流堤的主要作用是改善流向,防止漫流.一般将导流堤与急流槽组成排导槽,以改善泥石流在冲积扇上的流势和流向.导流堤与束流堤组成束导堤,以防止泥石流漫流改道危害.

5、截水沟：

为拦截山坡上流向路基的水，在路堑坡顶以外设置的水沟称之为截水沟。

当路基挖方上侧山坡汇水面积较大时，应于挖方坡口5m以外设置截水沟。

截水沟水流一般不应引入边沟，当必须引入时，应切实做好防护措施。

截水沟长度一般不宜超过500m，其平、纵转角处应设曲线连接，其沟底纵坡应不小于0.5％。

当流速大于土壤容许冲刷的流速时，应对沟面采取加固措施或设法减小沟底纵坡。

6、盲沟：

路基在填筑前，存在有穿过路基的地下水，岩石裂隙水等，这种水流在处理上比较麻烦。

因此，设计者干脆容许这些水通过路基，就在路基填筑前，用碎石、渗水土工布做成外表不能看见的渗水沟（盲沟），让原来的水照样通过路基流出，又不影响路基填筑和支撑强度。

建议：

1、边沟、排水沟、盲沟、截水沟均为道路排水设施。

2、排水系统按形式分为排地表水及排地下水。

排地表水：

边沟、排水沟、截水沟；排地下水：

盲沟。

3、按与公路平面位置分为：

边沟在路侧；排水沟可以在路侧也可在中央带；截水沟在路堑段上方；盲沟在路基宽度X围内。

4、按与公路的走向分为：

边沟顺路方向；排水沟可顺路方向也可横路方向；截水沟顺路方向；盲沟可以任意方向。

5、按排水功能及断面尺寸分为：

排水沟断面最大；盲沟其次；边沟、截水沟最小。

6、按施工材料分为：

边沟可以为浆砌、干砌、夯拍等；排水沟为浆砌或干砌；盲沟为干、浆砌、碎石、混凝土、排水管（多种形式）等组合而成；截水沟为干、浆砌、夯拍等。

7、按路基土方类型分为：

填方、低填浅挖段有排水沟、边沟、盲沟；挖方、半填半挖段有边沟、排水沟、盲沟、截水沟，截水沟只出现在挖方段。

三、路基横断面名词解释

1、路肩

路肩【shoulder；verge】指的是位于车行道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状部分（包括硬路肩与土路肩），为保持车行道的功能和临时停车使用，并作为路面的横向支承。

硬路肩指进行了铺装的路肩，它可以承载汽车荷载的作用力，在混合交通的公路上便于非机动车、行人通行；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。

（1）路肩的作用：

①保护行车道等主要结构的稳定；②为发生机械故障或遇到紧急情况的车辆需要临时停车提供位置；③提供侧向余宽，有利于安全，增加舒适感；④可供行人、自行车通行；⑤为设置路上设施提供位置；⑥作为养护操作的工作场地；⑦在不损坏公路构造的前提下，也可作为埋设地下设施的位置；⑧改善挖方路段的弯道视距，增进交通安全；⑨使雨水能够在远离行车道的位置排放，减少行车道雨水渗透，减少路面损坏。

（2）、右侧路肩：

设计速度为120km/h的四车道高速公路，宜采用3.50m的右侧硬路肩。

六车道、八车道高速公路，宜采用3.0m的右侧硬路肩。

当受地形条件及其它特殊情况限制时，可采用最小值。

（3）、左侧路肩；对于八车道及其以上的高速公路为整体式断面时，让出现故障或耗尽燃料的车辆穿过几条车道停到右侧路肩既不安全，也不现实。

根据经验，应在左侧设置至少不窄于2.5m的硬路肩供抛锚车辆停靠或等待拖走。

高速公路、一级公路采用分离式断面时，应设左侧硬路肩。

还应在左、右侧硬路肩宽度内分别在靠车道边设路缘带，其宽度一般为0.75m或0.50m。

2、路缘带

路缘带【marginalstrip】指的是位于车行道两侧与车道相衔接的用标线或不同的路面颜色划分的带状部分。

其作用是保障行车安全。

路缘带是硬路肩或中间带的组成部分，与行车道连接，用行车道的外侧标线或不同的路面颜色来表示。

其主要作用是诱导驾驶员视线和分担侧向余宽功能，以利于行车安全。

高速公路和一级公路右侧应设置0.5m宽的路缘带；当设置有左侧路肩时，也应设置0.5m的左侧路缘带；路缘带均应计入路肩宽度。

高速公路和一级公路应在中央分隔带的两侧设置0.50～0.75m的左侧路缘带，它们属于中间带的一部分。

公路中间带由分隔带和路缘带组成，分隔带以路缘石线等设施分界，在构造上起到分隔往返交通的作用。

在分隔带的两侧设置路缘带。

路缘带既引导驾驶员的视线，又增加行车安全，还能保证行车所必须的侧向余宽，提高行车道的使用效率。

3、路缘石

路缘石是指用混凝土或花岗岩材质制作的用在路面边缘的界石，路缘石也称道牙石或路边石、路牙石。

路缘石是在路面上区分车行道、

人行道、绿地、隔离带和道路其他部分的界线，起到保障行人、车辆交通安全和保证路面边缘整齐、纵向引导排除路面雨水的作用。

路沿石的形式有立式，斜式、平式、组合式等

四、路基设计曲线要素

关于不同类型缓和曲线的起点、终点曲率半径判断方法 

目前在匝道或线路施工坐标计算中经常遇到缓和曲线，实际中相信有很多测友选择用积木法或叫线元法正反算程序进行线路坐标计算，这就牵涉到线元的起点终点曲率半径判断的问题，一般的直线元，圆曲线元的起点终点半径判断，比较容易，可能令大家感觉麻烦的就是缓和曲线起点终点半径判断问题，缓和曲线有时候判断算对了，有时候却坐标算不对，究其原因，其实问题出于该缓和曲线是否是完整缓和曲线引起的。

第一：

先说说完整缓和曲线和不完整缓和曲线以及不对称缓和曲线与对称缓和曲线的概念问题，以免混为一谈.  

1.当对于单独一段缓和曲线从其完整与否来讲是分为完整与不完整两类；当对于一个单交点内的两段缓和曲线（即常说的第一缓和曲线和第二缓和曲线而言）又有对称缓和曲线与不对称缓和曲线之分。

2.缓和曲线我们的测量教材上讲述的其实就是完整缓和曲线，也可以知道缓和曲线上，各个点的半径是不同的，起点到终点的半径值过度是从正无穷大到所接圆曲线半径之过度如从ZH向HY方向；或者是从所接圆曲线半径值向正无穷大过度的，如从YH向HZ方向。

那么由此可以不难判断出来，完整缓和曲线就是符合上述特征的，那么不完整的缓和曲线就是不符合上述特征的，但是线路上的平曲线设计时候一般缓和曲线不单独存在的，整体上缓和曲线前或后一般都是要连接一个圆曲线的，那么不完整缓和曲线其实就是在完整缓和曲线上截取的一段，一般就是去掉了半径无穷大的那端而是从某个点开始的半径值向所接圆曲线半径值过度的。

3.对称与不对称缓和曲线是相对于一个单交点内的两段缓和曲线（即常说的第一缓和曲线和第二缓和曲线而言），当两个缓和曲线长度相等时候则称之为对称缓和曲线，自然此时的切线长、缓和曲线参数A值都是相等的，反之不相等就称为不对称缓和曲线，自然切线长、缓和曲线是不相等的。

第二：

由此可以看出对于缓和曲线而言，对称与否很容易分辨判断无需赘述，完整与否不易区分，也是这里重点要说的问题.

1.完整与不完整缓和曲线的区别判断方法：

综上所述，完整缓和曲线与不完整缓和曲线的判断其实就在于验证完整缓和曲线参数方程A^2=R*Ls这个等式成立与否就可。

（A为已知的缓和曲线参数，R为缓和曲线所接圆曲线的半径，Ls为该段缓和曲线的长度）理论上，当该式子成立时候，那就是完整缓和曲线无疑，当不成立时候那就可判断为不完整缓和曲线了。

实际工作操作时候验证方法如下：

先把R*Ls的乘积进行开平方然后看所得到的结果是否与所提供的缓和曲线参数A值相等。

2.完整缓和曲线与不完整缓和曲线起点终点的曲率半径的判断与计算：

线路设计上的缓和曲线一般不会单独存在的，连续的缓和曲线起点或终点必定有一端都是要接圆曲线的,那么缓和曲线一端的半径值必定就是圆曲线的半径值了,求半径的问题就变成只需求出另外一端半径就可以了.上面说过首先判断出该缓和曲线是否是完整的办法,那么当是完整缓和曲线时候,起点或终点两端的半径,必定一端是无穷大,一端就是圆曲线半径了;那么当判断是不完整缓和曲线时,一端半径就是圆曲线半径,另一端的半径就绝对不能是无穷大了的,理论上应该是该端点的半径值要小于无穷大而大于所接圆曲线的半径值,那么该怎么求出来呢?

此时就牵涉到了不完整缓和曲线的参数方程:

 A^2=[（R大-R小）÷（R大*R小）]*Ls 

由上方程可以看出，R大就是我们所需要求的这端半径了，R小自然就是该不完整缓和曲线所接的圆曲线半径了。

A为该不完整缓和曲线参数，R小为所接圆曲线半径，Ls为该不完整缓和曲线的长度，这些图纸都提供的有了，只需按照上面的不完整缓和曲线的参数方程进

行解方程就可得到另一端的半径值了，只要是正值那就OK了！

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第三；很有必要再说说不完整缓和曲线中的一个特例------卵形曲线。

卵形曲线是不完整缓和曲线中的一种特殊情况，对于卵形曲线的定义是：

两端同转向圆曲线中间所夹的那段同转向不完整缓和曲线就叫卵形曲线，也就是指那段缓和曲线前后各有个圆曲线相接，并且三段曲线的转向相同用上述判断复核是那么这段缓和曲线一般都是不完整的，那么符合这样特征的就是卵形曲线，那么此时卵形曲线必定要复核上述的不完整缓和曲线的参数方程:

 A^2=[（R大-R小）÷（R大*R小）]*Ls 那么此时卵形曲线的两端半径就分别是所接两个圆曲线的半径值！

也就是R大和R小.半径值就是无需求的，直接用卵形曲线所接前后两个圆曲线的半径值就可以了.