同济大学 道路规划与几何设计课件 5 横断面设计

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1、,第五章 横断面设计,定义： 道路横断面图：指道路中线上各点垂直于路线前进方向的竖向剖面图。包括路面、路基（边坡）、路肩、中央分隔带、人行道及用地范围内的标志、照明灯柱、防护栅和专门设计的取土坑、弃土堆、边沟、植树等的整个断面。 道路横断面设计：研究路基横断面结构组成及尺寸的过程。 设计任务：1.横断面尺寸，2.横断面布置，3.边坡处理 设计成果：1.标准横断面图 ，2.施工横断面图， 3.路基设计表， 4.土石方数量计算表,第五章 横断面设计,主要内容 一、公路与城市道路横断面组成 0.5课时 二、横断面的宽度 1课时 三、平面线加宽及其过渡 0.5课时 四、路拱、超高及超高渐变率的计算 1

2、课时 五、道路建筑界限与道路用地 0.25课时 六、横断面设计方法及成果 0. 25课时 七、路基土石方数量计算及调配 0. 5课时,第五章 横断面设计,本章教学目标 1、理解各种断面形式的适应性； 2、掌握横断面各组成部分布置、超高加宽的设计方法； 3、了解不同设计阶段的横断面线形设计成果。 引子 道路断面形式与道路功能 思考题 对嘉定校区的道路断面进行分类，并给出你认为比较合适的断面布置。,第一节 横断面的组成,一、公路断面 行车道 路肩 中间带 边坡 边沟 其它 应急停车带 爬坡车道 错车道 护坡道 截水沟 碎落台,高速公路及一级公路横断面图,二、三、四级公路横断面图,路基、路面宽度定义

3、：,路基宽度：指行车道与路肩宽度之和。但当设有紧急停车带、爬坡车道、变速车道、错车道等时，还应包含这些部分的宽度。即路基宽度指路基顶面的总宽度。 路面宽度：包括行车道、路缘带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、硬路肩等的宽度。 路基的其它组成部分：（路基顶面以外） 边坡、边沟及排水沟、护坡道、截水沟、碎落台、取土坑、弃土堆等,路幅布置类型,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。 适用：二、三级公路和一部分四级公路 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作成分离式路基而构成“双幅”公路。 适用：高速公路、一级公路 3单车道 适用：交通量小、地

4、形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路，山区四级公路。,二、城市道路,1.组成 机动车道、非机动车道、人行道、路缘带、绿带 排水设施、照明等管线 交通设施：标志、标线、分隔栏、交通岛,2.形式,一块板 二块板 三块板 四块板 三、市郊公路 两者兼顾,2）布置型式与选择,第二节 横断面宽度,一、影响因素 1.交通量 2.地位、作用、性质,二、路面宽度,机动车 路面宽度：车道宽 车道数 1.车道数 2.车道宽,二、行车道宽度,行车道是道路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快车道和慢车道，在一般公路和城市道路上还有非机动车道。 行车道的宽度要根据车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度来确定。 行

5、车道宽度应该满足车辆行驶的需要，双车道公路应满足错车、超车行驶所必须的余宽，四车道公路应满足车辆并列行驶所需的宽度。,1、一般双车道公路行车道宽度,x = y = 0.50+0.005V,2、有中央分隔带公路行车道宽度,3、城市道路的行车道宽度,城市道路,V40 3.75 V40 3.5 公交停靠 交叉口,各类道路一条机动车车道宽度（参考值）,非机动车,(1)通行能力 .有分隔带 N1=10001200veh/h.m（1米，一个车道） .无分隔带 N1=8001000veh/h.m (2)宽度 间距： 自行车与自行车 0.5 三轮与自行车 0.81.0 非机动车与路缘 0.50.7 非机动车道

6、最小宽度一般为4.5m5.0m（考虑管线）,人行道,1.通行能力 .通行能力 2400（p/k.m） .折减 全市性车站、码头、剧院、商场、公园等，0.75。 大商场、区中心，0.80。 区域中心，0.85。 支路、住宅区，0.90。 2.宽度 最小宽度： 大城市 中小 各级道路 3 2 商业中心 5 3 火车站、码头 5 4 长途汽车站 4 4,人行道布置,三、路肩公路特有,1.作用： .支挡作用，保护路面 .临时停车 .增加有效行车道宽度 行人、自行车、 绿化、养护作业 2.宽度,四、分车带,分车带：中央分隔带、机非分隔带 分车带组成：分隔带、路缘 1.分隔带 .作用： 分隔对面（中央）车

7、流或机非（机非）车流。 设防撞栏、防眩板、标志、绿化用。 .宽度 在城市道路、市郊公路及用地紧张时或特殊要求也用活动式分隔墩。 .中央分隔带形式 凸不安全，占地小可绿化、防眩 凹（碟式）安全，排水方便。但工程量大、占地大。,中央分隔带的开口,为了便于养护作业和某些车辆在必要时驶向反向车道，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。 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600m。在互通式立体交叉、隧道、特大桥、服务区等设施的前后必须设置开口。 开口端部的形状，常用的有两种：半圆形和弹头形。,五.路缘带,

8、.作用 保证路容整齐 视线诱导 行车安全 .宽度 公路 0.50 城市道路 0.250.5,五、缘石,1.位置：分隔带与路面之间、人行道与路面之间 2.作用 .排水控制 .标出路面轮廓 .行人安全形式 3.断面缘石尺寸 .侧石高1020cm,一般15cm，桥、隧等2540cm。 .平石宽0.25cm ,在路面与侧石之间。 作用：排水（有车辙会排水困难）,第三节 平面线加宽及其过渡,汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。 由于横向力影响，汽车出现横向摆动。,1、加宽值计算 （1）普通情况 （2）半挂车 2

9、、加宽的有关规定 3、加宽的过渡 (1)比例加宽过渡 (2)高次抛物线加宽过渡 (3)回旋线加宽过渡 (4)二次抛物线加宽过渡 4、加宽缓和过渡段长度,1. 普通汽车的加宽值计算方法： b = R-（R1+ B）,1、加宽值的计算,式中：A汽车后轴至前保险杠的距离（m）： R圆曲线半径（m）。 对于有N个车道的行车道：,2. 鞍式列车的加宽值计算方法：,式中：b1牵引车的加宽值； b2拖车的加宽值； A1牵引车保险杠至第二轴的距离（m）；,A2第二轴至拖车最后轴的距离（m）；,由于R=R-b1，而b1与R相比甚微，可取R=R。,令A12+A22=A2，上式仍旧归纳成为：,2. 鞍式列车的加宽值

10、计算方法：,2、加宽的有关规定,R=250M时，在曲线内侧加宽； 三条以上车道，加宽值另行计算； 路面加宽后，路基也应相应加宽； 四级公路路基宽度6.5m以上，路面加宽后路肩宽度不小于0.5m时，路基不予加宽；小于0.5m时，应加宽路基以保证路肩宽度不小于0.5m； 分道行驶公路，圆曲线半径较小时，内侧车道加宽值应大于外侧车道加宽值。,3、加宽的过渡,加宽缓和段：路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上加宽后的宽度的渐变段。 有缓和曲线时，将缓和曲线作为加宽缓和段，无缓和曲线时用直线作为加宽缓和段。 （1）比例过渡： 在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。加宽缓和段内任意点的加宽值：（适用于

11、二、三、四级公路）,本加宽方式适用各级公路,高速、一级应该采用该加宽过渡方法。,(2)高次抛物线加宽过渡,（3）回旋线过渡,在缓和段上插入回旋线，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、一级公路及对路容有要求的二级公路下列路段： （1）位于大城市近郊的路段； （2）桥梁、高架桥、挡上墙、隧道等构造物处； （3）设置各种安全防护设施的地段。,4、加宽缓和段的长度,（1）对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用与缓和曲线相同的长度。 （2）对于不设缓和曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用与超高缓和段相同的长度。

12、（3）即不设缓和曲线，又不设超高的平曲线，加宽缓和段应按渐变率为1：15且长度不小于10m的要求设置。 Lj=15b， 且Lj10m （4）以上最小不小于20米，渐变率不大于1：15,第四节 道路横坡及路拱,一、道路横坡 1.作用：排水 人行道1.5%2% 2.坡度值：路面一般在1.5%2% 非机动车1.5% 路肩+1% 对于不同类型的路面由于其表面的平整度和透水性不同，再考虑当地的自然条件选用不同的路拱坡度，在14%范围内变化。,二、路拱形式,.直线路拱： 特点：中间有屋脊形、横坡一致 适用：路拱横坡小的水泥路面 有中央分隔带的路面 宽度较小的低等级公路 .折线形路拱： 特点：坡度从中到边逐

13、步增大利于排水，横坡变化缓、对行车。 适用：多车道水泥混凝土路面。 . 直线加曲线（抛物线） 特点：路拱两边是倾斜直线，在车行道中心线附近加设竖曲线或缓和曲线。优点是汽车轮胎和路面接触较为平均，路面磨耗也较小；缺点是效果不及抛物线型流畅。 适用：通常用在高级路面宽度超过20m的城市道路上.,二、路拱形式,.抛物线路拱 二次抛物线方程 特点：中间平，两边陡有利于行车、排水。但当路宽大时，边缘 坡度过大。 适用：12m黑色路面。 改进的二次抛物线方程 特点：中间平，两边适中。适用：一块板20m黑色路面 半立方次(一次半)抛物线与改进的二次抛物线路拱相似，只是在路中的横坡稍缓些。适用于路面宽度在20

14、m以下的沥青混凝土、水泥混凝土或沥青碎石路面。 改进的三次抛物线符合排水迅速的要求，也可改善路中心部分横坡度过于平缓的缺点。在车行道横坡度小于3条件下，能够保证行车的安全，可以应用在各种道路上。,三 路肩横坡度,土路肩：横坡度较路面宜增大1.02.0； 硬路肩：一般情况下横坡度与行车道横坡度相同； 硬路肩宽度2.25m时的曲线段的硬路肩横坡度应符合下表规定：,三、超高设置,当汽车在弯道上行驶时，将受横向力的作用，其值大小可用横向力系数表示； 定义：超高是指路面做成向内侧倾斜的单向横坡的断面形式。 作用：全部或部分抵消离心力，提高汽车在曲线上行驶的稳定性和舒适性。,三、超高设置,当RR不设min

15、，必须设置缓和曲线，即必须设超高。 横向力系数变化范围为0.0350.15。对于给定的一条公路，V一定，一定，则ic随R增大而减小。,要计算ih，须明确ih和的合理分配,曲线上产生的离心加速度,ih和的分配方式：,1. 车辆按设计车速行驶时，开始离心力完全由超高抵消，超高达到最大值后，增加的离心力由横向摩阻力抵消。使行驶在R较大，而超高未达最大之前的曲线上汽车，其横向力为零，克服了方式3的缺陷。 2. 方法基本同1，区别在于这里采用行驶速度。比方式1采用设计速度计算出的超高更符合大多数车辆要求。对于大半径曲线，超高比较符合实际；而对于小半径曲线，其超高值偏大。 3. 超高和曲率呈正比，曲率最大值处超高为最大。当半径较大时所计算出的超高偏小，而横向力系数过大，对行车不利。 4. 超高和曲率成曲线关系，其值介于2和3之间。当曲线半径较大时，超高值接近方式2，由适当的超高抵消横向力，随着半径减小，则以接近最大超高的方式设置超高。这样，在超高设置上，能兼顾大半径和小半径，在一定程度上更加合理。,分配原则,把大多数车辆的值减到最低限度,超高横坡度的计算,1最大超高和最小超高 超高横坡度ih应按计算行车速度、半径大小、结合路面种类、自然条件和车辆组成等情况确定。 最小超高：等于路面拱度。 2超高横坡度计算公式：,三、超高设