第三章道路横断面设计和路基设计

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1、中国矿业大学 2005 届本科生毕业设计 第 17 页3 道路横断面设计和路基设计3.1 横断面布置及超高3.1.1 路基横断面布置公路横断面的组成和各部分尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定，在满足交通、环境、公用设施管线敷设及排水要求的前提下，经济合理的确定各组成部分的宽度以及相互之间和位置与高差，尽量做到用地省、投资少、使道路发挥其最大的经济效益和社会效益。本设计路段路基按四车道高速公路标准设计，采用整体式断面，路基全宽设计为 28.0m，其各部分组成为：单向行车道 27.5m，左侧路缘带为0.75m，硬路肩 3.5m（含有侧路缘带 0.5m） ，两侧土路肩 0.

2、75m 中央分隔带为 3.0m。路基横断面布置见图 3.1。 20土路肩 750路缘带75023行车道 1:1:.53-20cm二 灰 土 底 基 层%21317沥 青 混 凝 土 面 层水 泥 稳 定 碎 石 基 层4紧急停车道中间带23750行车道土路肩75032%41:.54%501 紧急停车道 用 地 范 围28中央分隔带3 5.5H图 3.1 路基横断面布置图3.1.2 路基横坡本着有利于排水、施工和行车的原则，根据公路路线设计规范（JTJ 011-94）中的原则，行车道、路缘带及硬路肩横坡取为 2.0%，土路肩要比路拱横坡大 1.02.0%，所以土肩取为 4%。中国矿业大学 200

3、5 届本科生毕业设计 第 18 页3.1.3 路基超高及加宽查公路工程技术标准 （JTJ B01-2003）3.0.14，不设超高的最小半径如下表（3.1） 。本设计路段设计车速为 120km/h，有一处平曲线半径小于 5500m，因此需设置路基超高，根据公路工程技术标准的有关规定和相关计算，超高横坡度采用 4%。表 3.1 不设超高最小半径表设计车速 120 100 80 60 40 30i 路拱 2.0%=0.0350.04 5500 4000 2500 1500 600 350i 路拱 2.0%=0.040.05 7550 5250 3350 1900 850 4501）圆曲线半径确定本

4、设计路段圆曲线半径 R=1500m，设计车速为 120km/h。根据表（3.2）可取 i=4%。表 3.2 i 取值表圆曲线半径（km）55003240324021602160167016701300130010801080930930810i（%） 1 2 3 4 5 6 72）超高缓和段的确定超高缓和段的长度主要从两个方面来考虑：一是从行车舒适性来考虑，缓和段长度越长越好；二是从横向排水来考虑，缓和段长度短些好，特别是路线纵坡较小时，更应注意排水的要求。新建高速公路一般采用绕中央分隔带边缘旋转，超高渐变率 D=1/200，所以超高缓和段长度为由式（31）计算。pBLic（31）式中 超高缓

5、和段长度，m；cL旋转轴至行车道外侧边缘的宽度，m；B超高坡度与路拱坡度的代数差，%；i超高渐变率。P中国矿业大学 2005 届本科生毕业设计 第 19 页所以超高缓和段长度： mLc 105201%45.7. 缓 和 曲 线 Ls=425m Lc,取 Lc=425m 横 坡 从 路 拱 坡 度 （ -2%） 过 渡 到 横 坡（ 2%） 的 超 高 渐 变 率 ： 301897.8P又 因 为 不 设 超 高 的 半 径 为 5500m,此 点 距 ZH 点 的 距 离 由 公 式 （ 3 2） 计算 ：（ 3 2RALs2）式 中 不 设 超 高 的 缓 和 曲 线 长 度 ， m；sL回

6、 旋 线 参 数 ；A回 旋 线 型 所 连 接 的 圆 曲 线 的 半 径 ， m。R故 Ls 9.1504215根 据 此 条 件 确 定 的 超 高 缓 和 段 长 度 为 ： m.3.425取 整 为 300m。此 时 路 拱 的 坡 度 路 拱 坡 度 （ -2%） 过 渡 到 超 高 横 坡 （ 2%） 时 的 超 高 渐 变率 ： 30157430)4(75.8P故 需 分 段 超 高 ， 第 一 段 从 双 向 路 拱 横 坡 度 -2%过 渡 到 单 向 超 高 横 坡 2%时的 长 度 由 公 式 （ 3 3)计 算 ：（33）iBLc61式 中 i超 高 横 坡 度 ；B

7、 外 侧 行 车 道 宽 度 ， m。所 以 ： 中国矿业大学 2005 届本科生毕业设计 第 20 页， 取mLc5.1%275.8601Lc15第 二 段 长 度 为 ： Lc8302第 一 段 的 超 高 渐 变 率 为 ： 301291547.8P满 足 排 水 要 求 。3） 计 算 各 桩 号 处 的 超 高 值超 高 起 点 桩 号 K0+832.577， 直 线 段 的 硬 路 肩 与 行 车 道 坡 度 相 同 为 2%，土 路 肩 为 4%， 圆 曲 线 内 外 侧 的 硬 路 肩 坡 度 与 行 车 道 的 坡 度 相 同 均 为 4%， 外侧 的 土 路 肩 为 3%。

8、内 侧 土 路 肩 坡 度 过 渡 段 的 长 度 为 ：ml 75.01.%)23(0所 以 取 。ml10分 别 计 算 出 各 桩 号 距 离 超 高 起 点 的 x 值 然 后 带 入 表 33 计 算 公 式 中 计算 结 果 ， 计 算 结 果 列 表 34。表 3.3 各 桩 号 超 高 值 计 算 公 式超 高 位 置 计 算 公 式 行 车 道 行 坡 度 备 注C xibB)(21外 侧D 0zyzxiLciC 0内 侧 D xib21zyii1 计 算 结 果 与 设计 高 之 高 差2 设 计 高 程 为 中央 分 隔 带3 当 x=Lc 时 为圆 曲 线 上 的 超

9、高 值式 中 B行 车 道 宽 度 ,m；b1左 侧 路 缘 带 宽 度 ,m；b2右 侧 路 缘 带 宽 度 ,m；ix超 高 横 坡 度 ,度 ；iz路 拱 横 坡 度 ,度 。3.1.4 中央分隔带形式及开口中央分隔带采用凸起式，全宽 3.0m,双向外倾横坡 4%的坡度，表面种草绿化，植树防眩；为抢险急救和维修方便，中央分隔带每隔 2000m 左右中国矿业大学 2005 届本科生毕业设计 第 21 页设一处开口，并考虑在大桥、特大桥一侧桥头及互通式立交终点的一端设置开口一处，开口处桩号为：K1+600，开口端部为子弹头形，开口长 50m。具体形式见图（3.2） 。表 3.4 各 桩 号

10、横 断 面 超 高 值内侧(m) 外侧(m)桩号 X（m）A(m) B(m) C(m) D(m) D(m) C(m) B(m) A(m)K0+832.5 0 -0.27 -0.24 -0.18 0 0 -0.18 -0.24 -0.27 K0+840 7.423 -0.27 -0.24 -0.18 0 0 -0.15 -0.20 -0.22 K0+860 27.423 -0.27 -0.24 -0.18 0 0 -0.09 -0.12 -0.13 K0+880 47.423 -0.27 -0.24 -0.18 0 0 -0.03 -0.04 -0.04 K0+900 67.423 -0.27

11、-0.24 -0.18 0 0 0.03 0.04 0.04 K0+920 87.423 -0.27 -0.24 -0.18 0 0 0.09 0.12 0.13 K0+940 107.423 -0.27 -0.24 -0.18 0 0 0.15 0.21 0.22 K0+947.5 115 -0.27 -0.24 -0.18 0 0 0.18 0.24 0.27 K0+960 12.423 -0.27 -0.25 -0.19 0 0 0.19 0.25 0.27 K0+980 32.423 -0.29 -0.28 -0.21 0 0 0.21 0.28 0.29 K1+000 52.423

12、-0.32 -0.30 -0.23 0 0 0.23 0.30 0.32 K1+020 72.423 -0.35 -0.33 -0.24 0 0 0.24 0.33 0.35 K1+040 92.423 -0.38 -0.35 -0.26 0 0 0.26 0.35 0.38 K1+060 112.423 -0.40 -0.38 -0.28 0 0 0.28 0.38 0.40 K1+080 132.423 -0.43 -0.41 -0.30 0 0 0.30 0.41 0.43 K1+100 152.423 -0.46 -0.43 -0.32 0 0 0.32 0.43 0.46 K1+12

13、0 172.423 -0.49 -0.46 -0.34 0 0 0.34 0.46 0.49 K1+132.5 192.423 -0.50 -0.47 -0.35 0 0 0.35 0.47 0.50 3.1.5 用地范围对于边沟排水路段，以边坡坡脚外延 2.0m 作为公路用地界；桥梁段落一般不设边沟，用地界为桥梁正投影外侧 2.0m。3.1.6 路基填土高度本设计路段均为填方路基，路基填土高度受沿线地貌、水文、地质等中国矿业大学 2005 届本科生毕业设计 第 22 页自然条件及桥梁、通道等多种因素控制。根据沿线调查和勘测资料，本设计路段所处冲积平原的地下水位埋深一般为 1.02.5m 同时

14、考虑到本路段的自然区划和岩土特征，拟定一般填方路段路基填土高度控制在 1.5m 以上，地势低洼而受地表水影响路段填土高度应控制在 2.53.0m 以上。图 32 中央分隔带示意图3.1.7 路基边坡路基边坡的陡缓程度，直接影响到路基的稳定和路基土石方工程量。本路段均为填方路基，按公路路基设计规范 （JTG D30-2004）规定，本设计路段当填土高度小于 6m 时，边坡坡率采用 1：1.5；大于 6m 时，边坡坡率全部采用 1：1.75。3.1.8 护坡道根据公路路基设计规范 （JTG D30-2004）并结合本路段的实际特点，本路段护坡道宽度均取 2.0m，护坡道表面外倾横坡 4%，护坡道上

15、植树绿化，植草防护。 3.2 路基设计3.2.1 一般路基设计1）各桩号路基断面的形式、坡度根据设计要求选择 500m 公路段，对其内各桩的横断面进行设计，这里选择的 500m 要求是本设计路线中最典型的，要包括直线、圆曲线、缓和曲线，而且地形也要求是最典型的，所以选择从 K0+800 到 K1+300 总计 500m的路段。设计详情见各桩号路基横断面图。2）路基填筑设计中国矿业大学 2005 届本科生毕业设计 第 23 页本施工段全线均为填方路基，所需填料来源于沿线集中设计的取土坑。结合本地区的自然环境及土质特点，全路段在填筑路堤前应清除地表至少 15cm 耕植土，清除深度以清除掉植物的根茎，露出先新鲜土壤为准，经碾压稳定后方可开始填土。路基填料强度要求如表（3.1） 。表 3.1 路基填料强度参数项目分类 路面底面以下深度(cm) 最小强度(CBR)(%) 最大粒径（）（cm）上路床 030 8 10下路床 3080 5 10上路堤 80150 4 15下路堤 150 以下 3 15根据地质资料，本次设计线路经过地段主要由第四