第4章横断面设计2s教学材料

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1、河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 第五节 路拱及平曲线超高设计 一、 路拱(crown) 1 1、定义：、定义：为了利于路面排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，称为路拱。2、路拱的形式： 抛物线形 直线接抛物线形 折线形3、选择路拱大小与形状应考虑的因素： 1）排水顺畅； 2）行车安全； 3）对不同的路面类型和行车道宽度，应结合当地的自然条件，降雨强度等采用不同的路拱坡度。河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 4、路拱横坡 路拱由路面横坡及路肩横坡构成。路面横坡度：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

2、选用不同的路拱坡度。表4-13 路拱横坡 河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 路肩横坡度：（1）土路肩：横坡度较路面宜增大1.02.0；（2）硬路肩：一般情况下横坡度与行车车道横坡度相同； 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： 图4-14河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （二）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。 最大超高：从汽车行驶横向稳定出发，避免产生侧滑 最

3、小超高：等于路面拱度。表4-15河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 2超高横坡度计算公式：可能结果： （1）ihimin，取路拱横坡； （2） iminihimax，取最大值，但必须验算u值，使其不超过最大值。河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 不设超高最小半径超高横坡度计算图式河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 圆曲线半径与超高横坡度河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 圆曲线半径与超高横坡度河北工业大学道桥系河北工业大

4、学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （1） 绕路面内边缘旋转：一般用于新建工程。（2）绕路中线旋转：一般用于改建工程（3）绕路面外边缘旋转：可在特殊设计时采用。三、超高过渡方式： 1 . 无中间带道路的超高过渡图4-19河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 2. 有中间带公路的超高过渡（1）绕中间带的中心线旋转：中间带宽度较窄（4.5m）的公路可采用；（2）绕中央分隔带边缘旋转：各种宽度中间带的均可采用（3）绕各自行车道中线旋转：车道数大于4条的公路可采用图2-20河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 1. 绕路面内边缘线旋：四、超高过渡段长

5、度 p超高渐变率n 附加纵坡 : Lcih河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 2. 绕路面中线旋转：n 附加纵坡 : 河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 3. 规范推荐公式： 式中：Lc超高缓和段长 （m）； 旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m）； =B：绕路面内边缘线旋转 =B/2：绕路中线旋转 i超高坡度与路拱坡度的代数差（%）； i = ih： 绕路面内边缘线旋转 i = ih+ig： 绕路中线旋转 p超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间的相对坡度。河北工业大学道桥系河北工业大学道桥

6、系 道路勘测设计道路勘测设计 路面超高渐变率 表4-17河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 根据公式计算的超高缓和段长度，应凑成5m的整倍数，并不小于10m的长度。 多车道公路的超高缓和段长度，视车道数按上式计算之值乘以下列系数： 从旋转轴到行车带边缘的距离 系数 2车道 1.5 3车道 2.0路肩横坡过渡段的渐变率 表4-17河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 4.超高缓和段长度的取值 （1）般的情况下，在确定缓和曲线长度时，已经考虑了超高过渡段所需的最短长度，故一般取超高过渡段LC与缓和曲线长度LS 相等，即LC = LS 。（2）若

7、计算LC LS，此时应修改平面线形，使LS LC 。当平面线形无法修改时，可将超高过渡起点前移，即超高过渡在缓和曲线起点前的直线路段开始，路面外侧以适当的超高渐变率逐渐抬高，使横断面在ZH(或HZ点)渐变为向内倾斜的单向路拱横坡(临界断面)。（3）若LS LC。但只要超高渐变率p 1 330，仍取LC = LS 。河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （4）在高等级公路设计中，因照顾线形的协调性，在平曲线中一般配置较长的缓和曲线。为了避免在缓和曲线全长范围内均匀过渡超高而造成路面横向排水不畅，超高过渡可采取以下措施：超高的过渡仅在缓和曲线的某一区段内进行。即超高过渡起

8、点可从缓和曲线起点（R=）至缓和曲线上不设超高的最小半径之间的任一点开始，至缓和曲线终点结束。超高过渡在缓和曲线全长范围内按两种超高渐变率分段进行。即第一段从缓和曲线起点由双向路拱坡以超高渐变率1330过渡到单向路拱横坡，第二段由单向路拱横坡过渡到缓和曲线终点处的超高横坡。（5）四级公路不设缓和曲线，但若圆曲线上设有超高，则应设置超高过渡段，超高过渡段在直线和圆曲线上各分配一半。河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 五、横断面超高值的计算 表p133河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 ZHHY 1. 超高形成过程： (1)绕路面内边缘线旋转

9、（一）不设中间带的公路提肩双坡阶段全超高阶段旋转阶段河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 ZHHY提肩双坡阶段全超高阶段旋转阶段1. 超高形成过程： (1)绕路面内边缘线旋转(2)绕路面中线旋转河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （1） 正常断面（直线断面）：2、 绕路面内边缘线旋转超高值计算方法 h中h右h左路线设计高程定义：超高值值就是指设设置超高后路中线线、路面边缘边缘 及路肩边缘边缘 等计计算点与路基设计设计 高程的高差。河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （2）起始断面：ZH （HZ） 河北工业大学道桥

10、系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （3）全超高断面： 路线设计高程旋转轴h0=bJiG河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （4）双坡断面：（xx0）iGihiGB双坡阶段长度x0计算：超高过渡原则：n路面外边缘高程按正比例升高，直到超高横坡断面。n路面横坡度按正比例增加，直到超高横坡度。河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 iG 双坡断面超高值计算：（xx0）河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （5）旋转断面： （xx0）n旋转阶段横坡度ix：河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘

11、测设计 旋转阶段超高值：河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （二）设有中间带的公路 设有中间带公路的超高方式有三种：绕中央分隔带边缘旋转；绕各自行车道中心旋转；绕中间带中心旋转。在实际的设计中应用较多的是第一种和第二种方法，在超高过程中，内外侧同时从超高缓和段起点开始绕各自旋转轴旋转，外侧逐渐抬高，内侧逐渐降低，直到HY（或YH）点达到全超高。河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 1、绕分隔带边缘旋转超高值的计算(设计高程）河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 绕分隔带边缘旋转超高值的计算公式河北工业大学道桥系河北

12、工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 2、绕各自行车道中心旋转超高值的计算公式路线设计高程河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （一）超高图的一般形式六、超高设计图 图4-22 超高设计图a）直线-缓和曲线-圆；b）圆-反向缓和曲线-圆；c）大圆-缓和曲线-小圆河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 n路面超高方式图就是指路面横坡度沿路线纵向的变化图。n应用：纵断面图中“超高”栏n 设计文件组成部分之一：超高方式图 n超高方式图绘图规则：（1）按比例绘制一条水平基线，代表路中心线。（2）绘制两侧路面边缘线。用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘

13、线，用虚线绘出左侧路面边缘线。若路面边缘高于路中线，则绘于基线上方；反之，绘于下方。路边缘线离开基线的距离，代表横坡度的大小（比例尺可不同于基线）。（3）标注路拱横坡度。向前进方向右侧倾斜的路拱坡度为正，向左倾斜为负。（二）路面超高方式图的绘制方法 河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 -河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 第五节 爬坡车道、变速车道与避险车道 一、爬坡车道（一）定义：是指在陡坡路段正线行车道上坡方向右侧增设的供载重汽车行驶的专用车道。（二）爬坡车道的设置条件 1、沿上坡方向载重汽车的行驶速度降低到所允许的最低速度以下时，可

14、设置爬坡车道； 2、上坡路段的设计通行能力小于设计小时交通量时，应设置爬坡车道。上坡方向容许最低速度（km/h）设计设计 速度1201008060容许许最低速度60555040河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （三）爬坡车道设计1、横断面组成 爬坡车道设于上坡方向正线行车道右侧，宽度一般为3.5m，包括设于其左侧的路缘带宽度0.5m。如图4-23。1.0图4-23 爬坡车道横断面组成（单位：m）河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （1）高速公路的爬坡车道可以占用原有的硬路肩宽度，爬坡车道的外侧可只设土路肩（图5-27a）图4-24 a）

15、典型爬车道布置图（高速公路）河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （2）一级公路、二级公路的爬坡车道紧靠行车道外侧设置，原来硬路肩部分移至爬坡车道的外侧，供混合车辆行驶（见图4-24b、c）图4-24 b）典型爬车道布置图（一级公路）河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 图4-24 c） 典型爬车道布置图（二级公路）河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 2、横坡度 因为爬坡车道的行车速度比正线低，为了行车安全起见，爬坡车道的超高坡度要比正线低。爬坡车道的超高坡度（%） 爬坡车道的超高旋转轴为爬坡车道内侧边缘线。正线线

16、的超高1098765432爬坡车车道的超高5432河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 3、平面布置与长度（1）爬坡车道的总长度由分流渐变段长度、爬坡车道长度和合流渐变段长度组成。（2）爬坡车道的长度一般应根据所设计的纵断面线形，通过加、减速行程图绘制出载重车行驶速度曲线，找出小于允许最低速度的路段，从而得到需设爬坡车道的长度。（3）分流渐变段长度用来使正线车辆驶离正线而进入爬坡车道，合流渐变段长度用来使车辆驶离爬坡车道而进入正线，其长度见表4-22规定。 渐变段长度 表4-22河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 （4）爬坡车道起、终点的具体位置除按上述方法确定外，还应考虑与线形的关系。通常应设在通视条件良好、容易辨认并与正线连接顺适的地点。河北工业大学道桥系河北工业大学道桥系 道路勘测设计道路勘测设计 二、变速车道（一）变速车道的设置条件 在公路工程技术标准中明确规定：高速公路、一级公路的互通式立体交叉、服务区、停车区、公共汽车停靠站、管理与养护设施等与主线衔接出入口处，应设置加减速车道，其宽度应为3.50m。枢纽互通式立体交叉的