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1、道路勘测设计资料第五章 横断面设计第一节 横断面组成及类型摘要内容:主要介绍公路横断面组成及类型,城市道路横断面组成、布置类型及城市道路横断面形式的选用。讲课重点1、 公路横断面组成及类型; 2、 城市道路横断面组成、布置类型及横断面形式的选用。讲课难点1、横断面、路幅的概念;2、公路及城市道路横断面的组成及类型。讲授重点内容提要一、公路横断面的组成及类型(一)公路横断面的组成1、横断面的概念:道路横断面就是指中线上各点沿法向的垂直剖面,它就是由横断面设计线与地面线所组成的。2.路幅的概念:路幅就是指公路路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分。3.横断面的确定因素:规划交通量、交通组成、设计车速、地

2、形条件等因素。4.横断面的确定原则:在保证必要的通行能力与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。5.公路横断面组成(1)整体式断面横断面组成:行车道、中间带、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、避险车道等组成部分(2)整体式断面横断面组成:行车道、路肩以及错车道等组成部分6.加宽、路拱、超高的概念与作用(二)公路横断面的类型1.单幅双车道概念:单幅双车道公路指的就是整体式的供双向行车的双车道公路。特点:这类公路在我国公路总里程中占的比重最大。二级、三级公路与一部分四级公路均属这一类。这类公路适应的交通量范围大,最高达15000小客车/昼夜。行车速度可从

3、20km/h至80km/h。在这种公路上行车,只要各行其道、视距良好,车速一般都不会受影响。但当交通量很大,非机动车混入率高、视距条件又差时,其车速与通行能力则大大降低。所以对混合行驶相互干扰较大的路段,可专设非机动车道与人行道,与机动车分离行驶。2.双幅多车道概念:四车道、六车道与八车道的公路,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做成两条独立的单向行车的公路。特点:这种类型的公路适应车速高、能行能力大,每条车道能担负的交通量比一条双车道公路还多,而且行车顺适、事故率低。我国标准中的高速公路与一级公路即属此类。3.单车道概念:对交

4、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,我国标准中的四级公路路基宽度为4、50m、路面宽度为3、50m就属于此类。特点:此类公路虽然交通量很小,但仍然会出现错车与超车。为此,应在不大于300m的距离内选择有利地点设置错车道,使驾驶人员能够瞧到相邻两错车道之间的车辆。一、城市道路横断面的组成及类型(一)城市道路横断面的组成1.城市道路路线设计中,矛盾的主要方面就是横断面设计。原因:城市道路的交通性质与组成比较复杂,尤其表现在行人与各种非机动车较多,各种交通工具及行人的交通问题都需要在横断面设计中综合考虑予以解决,2.城市道路横断面的组成:(1)行车道:机动车道、非机动车道

5、(2)人行道(3)分隔带及绿带3.城市道路横断面设计原则:首先保证车辆与行人的安全畅通,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、地下排水与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。路面宽度及高度等均应有发展余地。(二)城市道路横断面的布置类型1.单幅路俗称“一块板”断面。各种车辆在行车道上混合行驶。在交通组织上可以有以下几种方式:(1)划出快、慢车行驶分车线,快车与机动车辆在中间行驶,慢车与非机车靠两侧行驶。(2)不划分车线,可以在不影响安全的条件下调剂使用。一般情况下快车靠中线行驶,慢车靠外侧行驶。当外侧车道有

6、临时停车或公交车辆进站时,慢车可临时占用靠中线车道,快车减速通过或临时占用对向车道。另外还可以调整交通组织,如只允许机动车辆沿同一方向行驶的“单行道”;限制载重汽车与非机动车行驶,只允许小客车与公共汽车通行的街道;限制各种机动车辆、只允许行人通行的“步行道”等。上述措施,可以就是相对不变的,也可以按规定周期变换。2.双幅路俗称“两块板”断面。在车道中心用分隔带或分隔墩将行车道分为两部分,上、下行车辆分向行驶。各自再根据需要决定就是否划分快、慢车道。3.三幅路俗称“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。机动车与非机动车车道之间用分隔带或分隔墩分隔。4.四幅路俗

7、称“四块板”断面,在三幅路的基础上,再用中间分车带将中间机动车车道分隔为二,分向行驶。(三)横断面形式的选用(特点及适用情况)单幅路占地少,投资省,但各种车辆混合行驶,于交通安全不利,仅适用于机动车交通量不大且非机动车较少的次干路、支路以及用地不足拆迁困难的旧城改建的城市道路上。双幅路断面将对向行驶的车辆分开,减少了对向行车干扰,提高了车速,分隔带上还可以用作绿化、布置照明与敷设管线,但各种车辆单向混合行驶干扰较大。主要用于各向至少具有两条机动车道,非机动车较少的道路。有平行道路可供非机动车通行的快速路与郊区道路以及横向高差大或地形特殊的路段亦可采用。三幅路将机动车与非机动车分开,对交通安全有

8、利;在分隔带上可以布置绿带,有利于夏天遮阳防晒、布置照明与减少噪音等。对于机动车交通量大、非机动车多的城市道路上宜优先考虑采用。但三幅式断面占地较多,只有当红线宽度等于或大于40m时才能满足车道布置的要求。四幅路不但将机动车与非机动车分开,还将对向行驶的机动车分开,于安全与车速较三幅路更为有利,但占地更多,造价更高。它适用于机动车辆车速较高,各向两条机动车道以上,非机动车多的快速路与主干路。本节小结(1)横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护设施等。高速公路、一级公路与二级公路还有爬坡车道、避险车道;高速公路、一级公路的出入口处还有变速车道

9、等。(2)城市道路的横断面组成中包括机动车道、非机动车道、人行道、绿带、分车带等。(3)公路横断面类型有:单幅双车道、双幅双车道、单车道(4)城市道路横断面类型有:单幅路、双幅路、三幅路、四幅路(5)各种类型横断面的特点及适用情况。思考题1、公路横断面的组成及类型有那些？2.各种公路横断面类型有何特点？3、 城市道路横断面的组成及类型有那些？4.各种城市道路横断面类型有何特点,如何选用？第二节 机动车道、路肩与中间带摘要内容:主要介绍行车道、路肩、人行道的宽度与横披度;中间带的设置。讲课重点1、 机动车道行车道宽度确定;2、 路拱横坡的设置;3、中间带的作用、宽度及开口设置讲课难点1、 机动车

10、道行车道宽度确定讲授重点内容提要一、机动车道行车道宽度1、机动车道宽度确定因素:根据设计车辆宽度、规划交通量、交通组成与汽车行驶速度来确定的。2.一般双车道公路行车道宽度的确定行车道宽度包括汽车宽度与富余宽度。汽车宽度取载重汽车车箱的总宽度,为2、5m。富余宽度就是指对向行驶时两车箱之间的安全间隙、汽车轮胎至路面边缘的安全距离。行车道的富余宽度与车速有关,此外还与路侧环境、司机心理、车辆状况等有关。当双车道公路设计速度为80km/h时,取一条车道的宽度为3、75就是合适的。3.有中央分隔带的行车道宽度车速、交通组成与大型车的混入率对行车道宽度的确定有较大的影响。设计速度时,每条车道的宽度均采用

11、3、75m;当,且交通量大与大型车混入率高时,内侧车道应为3、75m,外侧车道可采用3、75m或3、50m。4.城市道路的行车道宽度车道宽B就是车速V的函数,依车速的变化一般在3、403、80m之间。考虑到城市道路上行驶的车辆各异,且车道还需调剂使用,故一条车道的平均宽度取3、50m即可,当车速V40Km/h时,可取3、75m。二、路肩的作用及其宽度1.路肩概念:行车道外缘至路基边缘之间的带状部分称为路肩。2.路肩的作用:(1)由于路肩紧靠在路面的两侧设置,具有保护及支撑路面结构的作用。(2)供发生故障的车辆临时停放之用,有利于防止交通事故与避免交通紊乱。(3)作为侧向余宽的一部分,能增加驾驶

12、的安全与舒适感,这对保证设计车速就是必要的,尤其在挖方路段,还可以增加弯道视距,减少行车事故。(4)提供道路养护作业、埋设地下管线的场地。对未设人行道的道路,可供行人及非机动车使用。(5)精心养护的路肩,能增加公路的美观,并起引导视线的作用。3.路肩的分类:路肩从构造上又可分为硬路肩、土路肩。硬路肩就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,如果采用集中排水方式,为使路肩能汇集路面积水,在路肩边缘应设置缘石。土路肩就是指不加铺装的土质路肩,它起保护路面与路基的作用,并提供侧向余宽。4.高速公路、一级公路的硬路肩设置高速公路、一级公路

13、当采用分离式断面时,行车道左侧应设硬路肩。高速公路、一级公路,有条件时宜采用2、50m的右侧硬路肩。当右侧硬路肩的宽度小于2、50m时,应设紧急停车带。紧急停车带的设置间距不宜大于500m,宽度包括硬路肩在内为3、5m,有效长度30m。从干线进入与驶出紧急停车带应设缓与过渡段,一般为20m长。5.城市道路的路肩设置城市道路一般设有阴井排水,两侧设人行道。如采用边沟排水则应在路面外侧设置路肩,与公路一样,分硬路肩与保护性路肩。城市道路的设计速度大于或等于40km/h时,应设置硬路肩。保护性路肩一般为土质或简易铺装,其作用就是为城市道路的某些交通设施,如护栏、栏杆、交通标志牌等的设置提供场地,最小

14、宽度为0、5m。双幅路或四幅路中间具有排水沟的断面,应设置左侧路肩。其它各级公路与城市道路的路肩宽度根据条件可采用2、25m、2、0m、1、75m、1、50m、1、00m、0、75m,最窄不能4、50m的中间带过渡段以设在半径较大的平曲线路段为宜。5.中间带开口的作用、设置、及开口端部的形状为了便于养护作业、临时调整行车方向与某些车辆在必要时调头,中央分隔带应按一定距离设置开口部。开口部一般情况下以每2km的间距设置为宜,太密将会造成交通的紊乱。城市道路可根据横向交通(车辆与行人)的需要设置。中央分隔带的开口应设置在通视良好的路段,若在曲线上开口,其曲线半径宜大于700m。在互通式立体交叉、隧

15、道、特大桥、服务区等设施的前后必须设置开口。分离式路基应在适当位置设置横向连接道,以供维修或抢险时使用。开口端部的形状,常用的有半圆形与弹头形两种。对于窄的分隔带(M4、5m的中间带,后者用于宽度4、5m的中间带。宽度4、5m的,一般植草皮、栽灌木,宽度4、5m的可铺面封闭。本节小结(1)机动车道包括快车道与慢车道,其宽度就是根据设计车辆宽度、规划交通量、交通组成与汽车行驶速度来确定。(2)路肩的作用就是:支撑路面结构、故障车辆临时停放、增加驾驶的安全、提供道路养护场地。(3)路拱对排水有利但对行车不利,对路拱大小的采用及形状的设计应兼顾两方面的影响。(4)中间带的宽度就是根据行车道以外的侧向

16、余宽、防止驶入对向行车道的护栏、种植、防眩网、被交公路的桥墩等所需的设置带宽度而定的,愈宽作用愈明显。思考题1、机动车行车道宽度考虑的因素有那些？2.路肩有什么作用？3、路拱横坡的概念、作用就是什么,大小如何确定？4.中间带的组成就是什么,其作用就是什么？第三节 非机动车道、人行道与路缘石摘要内容:主要介绍非机动车道的宽度、人行道宽度与布置、路缘石的作用与形式。讲课重点1、 非机动车道宽度的确定;2、 人行道宽度与布置;3、路缘石的作用与形式。讲课难点1、 非机动车道行车道宽度确定2.人行道宽度计算公式讲授重点内容提要一、非机动车道1.非机动车道设计原则在城市规划设计中,宜考虑设置专用的非机动

17、车道路系统;交通组织与横断面布置应尽可能机非分离行驶;非机动车道设计应“宁宽勿窄”,要适当留有余地。2.自行车车道的宽度在非机动车道上行驶的车辆,绝大多数就是自行车,故在考虑非机动车道宽度时,应以自行车为主。一条自行车车道的宽度为1、0 m,自行车车道两侧还应各留0、25 m的安全距离,加上每条自行车车道的宽度1、0 m,这样,一条自行车车道的宽度为1、5 m,两条车道的宽度为2、5 m,三条车道的宽度为3、5 m,四条车道的宽度为4、5 m,依此类推。3.非机动车道宽度各类混合行驶的非机动车车道宽度,就是根据车辆横向布置的不同排列组合要求来确定的,其宽度必须保证最宽车辆有超车或并行的可能。根

18、据各城市对非机动车行车道宽度的设计与使用经验,其基本宽度推荐采用5、0m(或4、5m);6、5m(或6、0m);8、0m(或7、5m)。根据非机动车交通仍有继续增长的发展趋势,在规划、设计非机动车行车道宽度时,特别就是与机动车分流的非机动车道,宜适当留有余地,一般不宜小于以上推荐的最小值。当机、非混行的道路断面上借划线分流时,非机动车道宽度不得小于2、5m。只有当交通量不大,考虑到机动车道与非机动车道之间有可能互相调剂使用时,其宽度才宜于适量酌减。二、人行道1.人行道的作用人行道主要就是供行人步行之用,同时也就是植树、立杆的场地,其地下空间还可埋设管线等。2.人行道宽度人行道的宽度包括行人步行

19、道宽度与种植带、设施带的宽度,应根据道路类别、功能、行人流量、绿化、沿街道建筑性质及布设公用设施要求等确定。(1)步行道宽度步行道宽度必须满足行人通行的安全与顺畅, 一个步行的人所占用宽度与人手中携带物品的大小与携带方式有关,变化在0、600、90m之间。车站、码头、大型商场附近的道路以及全市性的干道上,一条步行带宽度取0、90m,其余情况取0、75m。根据我国部分城市的调查资料:大城市现有单侧步行道宽度为3m10m,中等城市为2、5m8m,小城市为2m6m。(2)种植带宽度人行道上靠行车道一侧一般种植行道树。行道树的株距一般为4m6m,树池采用1、5m的正方形或1、2m1、8m的矩形。也有种

20、植草皮与花丛的。(3)设施带宽度设施带宽度包括设置行人护栏、照明灯柱、标志牌、信号灯等的宽度。红线宽度较窄及条件困难时,设施带可与种植带合并,但应避免各种设施与树木间的干扰。常用宽度为:护栏0、25m0、50m,杆柱1、0m1、5m。3.人行道的布置及特点人行道通常对称布置在道路两侧,受地形、地物限制时,可不等宽或不在一个平面上。常见的人行道布置形式见图5-12。三、路缘石1.路缘石的形状路缘石的形状有立式、斜式与曲线式等几种(图5-13)。2.路缘石的作用及高度高速公路与一级公路中央分隔带上的路缘石起导向、连接与便于排水的作用,高度不宜太高,因为高的路缘石(高度20cm)会使高速行驶的汽车一

21、旦驶入将产生飞跃甚至翻车的副作用。所以高速公路的分隔带因排水必须设置路缘石时,应使用低矮光滑的斜式或曲线式的路缘石,高度宜小于12cm。城市道路的人行道及人行横道宽度范围内路缘石宜做成低矮的,而且坡面较为平缓的斜式,便于儿童车、轮椅及残疾人通行。在分隔带端头或交叉口的小半径处,缘石宜做成曲线式。路缘石宜高出路面10cm20cm,隧道内线形弯曲段或陡峻路段等处,可高出25cm40cm,并应有足够的埋置深度,以保证稳定。缘石宽度宜为10cm15cm。本节小结(1)非机动车道设计应“宁宽勿窄”,要适当留有余地。交通组织与横断面布置应尽可能机非分离行驶。(2)人行道的宽度包括行人步行道宽度与种植带、设

22、施带的宽度,应根据道路类别、功能、行人流量、绿化、沿街道建筑性质及布设公用设施要求等确定。(3)路缘石起导向、连接与便于排水的作用,高度不宜太高。思考题1、非机动车行车道设计应遵循什么原则？2.人行道宽度有那些组成部分,各部分宽度考虑的因素就是什么？3、路缘石的作用就是什么,有那些形状,其高度如何控制？第四节 平曲线加宽摘要内容:主要介绍平曲线加宽的原因、加宽值的计算、加宽的过渡方式、加宽过渡段长度的确定等内容。讲课重点1、 平曲线加宽值的计算;2、 加宽的过渡方式;3、加宽过渡段长度的确定。讲课难点1、 加宽过渡段加宽值的计算;2.加宽过渡段长度的确定。讲授重点内容提要一、加宽值的计算1.加

23、宽的原因汽车行驶在曲线上,各轮迹半径不同,其中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。2.加宽值的计算(1)普通汽车一条车道的加宽: 对于有N个车道的行车道: (2)半挂车的加宽值 (3)加宽与车速的关系汽车转弯加宽还与车速有关,一个车道摆动加宽值计算的经验公式为: (4)考虑车速影响的加宽值计算公式 3.规范的运用根据三种标准车型轴距的不同,其轴距加前悬的长度分别为5m、8m与5、2+8、8m,分别计算并对结果进行整理,可得出不同半径所对应的三类加宽值。标准规定的双车道路面加宽值如表5-7,城市道路圆曲线每条车道的加宽值如表5-8。四级公路

24、与设计速度为30Km/h的三级公路采用第一类加宽值;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。对于R250m的圆曲线,由于其加宽值甚小,可以不加宽。由三条以上车道构成的行车道,其加宽值应另行计算。各级公路的路面加宽后,路基也应相应加宽。四级公路路基采用6、5m以上宽度时,当路面加宽后剩余的路肩宽度不小于0、5m时,则路基可不予加宽;小于0、5m时,则应加宽路基以保证路肩宽度不小于0、5m。二、加宽的过渡方法1.比例过渡在加宽过渡段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。 比例过渡简单易作,但经加宽以后的路面内侧与行车轨道不符,过渡段的起终点出现破折,于路容

25、也不美观。这种方法可用于二、三、四级公路。2.高次抛物线过渡在加宽过渡段上插入一条高次抛物线,抛物线上任意点的加宽值: 式中:用这种方法处理以后的路面内侧边缘圆滑、美观,适用于对路容有一定要求的高速公路与一级公路。3.回旋线过渡在过渡段上插入回旋线,这样不但中线上有回旋线,而且加宽以后的路面边线也就是回旋线,与行车轨迹相符,保证了行车的顺适与线形的美观。适用于高速公路与一、二级公路的下列路段:(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路段。4.直线与圆弧相切过渡四级公路不设缓与曲线,其加宽过渡在直线上进行。在人工构造物处,因设置加宽过渡

26、段而在圆曲线起、终点内侧边缘产生明显转折时,可采用路面加宽边缘线与圆曲线上路面加宽后的边缘线圆弧相切的方法予以消除。5.各种过渡方法的采用上面介绍的诸多方法中,有的就是对线形顺滑美观有利,但计算与测设比较烦琐,而另外一些则相反。强调高等级公路与人工构造物的地段应尽量采用于线形有利的方法,就是因为这些地方即使增加计算的工作量也就是值得的。尤其就是当今计算机与光电类测量仪器普遍使用,使测设计算变得容易,故不但在高等级公路上,即使在一般公路上都宜优先考虑采用有利于线形的加宽过渡方法。三、加宽过渡段的长度对于设置有缓与曲线的平曲线,加宽过渡段应采用与缓与曲线相同的长度。对于不设缓与曲线,但设置有超高过

27、渡段的平曲线,可采用与超高过渡段相同的长度。既不设缓与曲线,又不设超高的平曲线,加宽过渡段应按渐变率为115且长度不小于10m的要求设置。对于复曲线的大圆与小圆之间设有缓与曲线的加宽过渡段,均可以按上述方法处理。本节小结(1)对于R=250m的双车道公路圆曲线,应按规范对路基路面进行加宽。由三条以上车道构成的行车道,其加宽值应另行计算。(2)加宽过渡方式有比例过渡、高次抛物线过渡、回旋线过渡等三种方式,可根据公路等级选用。(3)加宽过渡段设置在圆曲线之外,其长度为缓与曲线长度或超高缓与段长度。思考题1、平曲线为何要加宽,规范中的三类加宽如何采用？2.加宽过渡有那些方法,各有何特点,工作中如何选用？3、 如何确定加宽过渡段长度？第五节 平曲线超高设计摘要内容:主要介绍平曲线超高的作用,超高率的计算,超高过渡方式,超高过渡段长度,横断面超高值的计算方法,超高设计图的应用