《道路勘测设计 》PPT课件.ppt

3,第四章 横断面设计 韩尚宇,第四章 横断面设计,内容提要 道路横断面组成及类型 行车道、路肩、人行道的宽度和横披度 中间带、路侧带的设置 平曲线加宽、超高的原因和计算方法 爬坡车道与避险车道的设置 行车视距及视距保证 横断面设计方法、土石方数量计算及调配,第一节公路横断面的组成及类型,一、公路横断面的组成及类型 （一）公路横断面组成 横断面： 道路横断面是指中线上各点沿法向的垂直剖面，它是由横断面设计线和地面线所组成的。 设计线是根据技术标准确定的不同构成部分及其宽度和横坡的规则线。 地面线是表征地面起伏变化的线，它是通过现场实测或由大比例尺地形图、航测像片、数字地面模型等途径获得。 路幅： 公路路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分，路幅要素包括宽度、横向坡度等。,公路横断面组成 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 分离式断面横断面组成：行车道、路肩以及错车道等组成部分 横断面的确定因素： 规划交通量、交通组成、设计车速、地形条件等 横断面的确定原则： 在保证必要的通行能力和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。,高速公路、一级公路 由于公路等级高、交通量大，双向（上、下行）行车之间必须分开，形成双幅多车道公路。 分隔方式：采用中间带。 整体式断面：等宽同高的分隔带。 分离式断面：不等宽不同高的宽分隔带。 整体式断面的路幅构成： 行车道 中间带 路肩 以及紧急停车带、爬坡车道、避险车道等。,其它等级公路（二、三、四级公路） 采用单幅公路（不设分隔带、整体式断面）。 路幅构成 行车道、路肩、错车道等。 城郊公路 当混合交通量大时，采用快、慢车分道行驶的公路，横断面形式参照城市道路布置。,（二）公路横断面的类型,单幅双车道 定义： 指的是整体式的,供双向行车的双车道公路。 特点： 使用最普遍，所占的比例最大，可适用范围大。 适应的交通量（40015000）小客车/昼夜；行车速度可从（2080）km/h。 混合交通。 当交通量较大，非机动车混入率高，视距条件又差时，对车速和通行能力影响较大，事故率也高。可增设非机动车道和人行道，与机动车分离行驶。 适用：二、三、四级公路。,双幅多车道 定义： 一般指双向分隔四车道、六车道和八车道公路。可以是整体式或分离式路基断面。 特点： 车速高、通行能力大、行车舒适、事故率低。 占地多、造价高。 适用： 高速公路和一级公路。,定义 窄路基加错车道的公路。 适用 交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方道路。四级公路路基宽度为4.50m、路面宽度为3.50m就属于此类。,单幅单车道,错车道尺寸： 错车道处路基宽6.5米，路面宽5.5米，有效长度20米，过渡段长10米。,错车道位置： 应在不大于300m的距离内选择有利地点设置错车道，使驾驶人员能够看到相邻两错车道之间的车辆。,三、城市道路横断面组成及类型,（一）城市道路横断面组成,城市道路设计首先是横断面设计，然后是平、纵面设计。 行车道：城市道路上供各种车辆行驶的部分。 机动车道：在行车道断面上，供汽车、无轨电车、摩托车等机动车行驶的部分。 非机动车道：供自行车、三轮车、板车等非机动车行驶的部分。 人行道：供行人步行使用的部分。,（二）城市道路横断面布置类型 单幅路（俗称“一块板”断面）。 就是把行车道布置在道路中部，两边为人行道。机动车辆和非机动车辆都在同一个车道上混合行驶。 交通组织方式 划出快、慢车行驶分车线，快车和机动车辆在中间行驶，慢车和非机车靠两侧行驶。 不划分车线，可以在不影响安全的条件下调剂使用。 在特殊情况下，可把行车道专供某种车辆行驶，限制其它车辆通行，或规定单向行驶等交通管理措施。,双幅路（俗称“两块板”断面） 在行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。,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。机动车道和非机动车道之间用分隔带或分隔墩分隔。,四幅路（俗称“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,使用效果分析 安全上 三、四块板比一、二块板安全。 在行车速度上 三、四块板使机、非分流行驶，行车速度较高。而一、二块板为混合交通，必然相互影响。 在照明上 板块越多，照明越容易处理;一、二块板路灯在行道树中间，受绿化影响大。而三、四快板路灯可设在侧分带上，与绿化的矛盾好处理，照度均匀，可提高夜间行车速度。,在绿化效果上 三、四块板较好，因为三、四快板具有多排绿化带，遮荫效果较好。 在减少噪音上 三、四快板效果好，因为经过两条绿带的隔离作用，减少了噪音对行人和沿街居民的干扰。 在造价上 一块板最小，三、四块板最高,适用条件 单幅路： 适用于机动车交通量不大，非机动车较少的次干路、支路以及用地不足、拆迁困难的旧城市道路。 双幅路： 适用于单向两条机动车道以上，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和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： 适用于机动车交通量大，非机动车多，红线宽度40米的道路。 四幅路： 适用于机动车速度较高，单向两条机动车道以上，非机动车多的快速路和主干路。,第二节 机动车道、路肩与中间带,一、机动车道行车道宽度与横坡 机动车道包括快车道和慢车道，其宽度是根据设计车辆宽度、规划交通量、交通组成和汽车行驶速度确定。 二、三、四级公路（单车道四级公路除外）的行车道内一般包括两条车道。 高速公路和一级公路有四条以上的车道，每侧再划分快车道和慢车道或超车道与主车道。,(一)双车道公路行车道宽度的确定,影响因素： （1）设计车型 宽度a，一般取载重汽车车箱的总宽度， a2.5; （2）富余宽度 车辆之间的安全间隙x和轮胎到路面边缘的安全距离y。由试验得到的经验公式为：,车 道 宽 度,（二）有中央分隔带的行车道宽度,影响因素： 车速、交通组成和大型车的混入率对行车道宽度的确定有较大的影响。,3、城市道路的行车道宽度,（1）靠路边的车道宽 一侧靠边，另一侧为反向行驶的车道，其车道宽度：,一侧靠边，另一侧为同向行驶的车道：,3、城市道路的行车道宽度,（2）靠路中心线的车道宽度,（3）同向行驶的中间车道宽度,根据实验观测得出x、d、c与车速之间的关系式为：,城市道路机动车车道宽度,横坡 为排水需要，横断面各组成部分应做成具有一定横坡的斜面 路拱横坡：直线段采用中间高两边低的呈双向倾斜的断 面。 超高横坡：小半径曲线上为了抵消离心力，路面作成向弯道内侧倾斜的单一横坡。,二、路肩的作用及其宽度 概念： 行车道外缘至路基边缘之间的带状部分称为路肩。 路肩的作用： 保护及支撑路面结构的作用。 供发生故障的车辆临时停放之用 增加驾驶的安全和舒适感，增加弯道视距 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。 能增加公路的美观，并起引导视线的作用。,路肩的分类： 路肩从构造上又可分为硬路肩、土路肩。 硬路肩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。 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。,路缘带,土路肩,路肩设置 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。当采用分离式断面时，行车道左侧应设硬路肩。 城市道路 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，其作用是为城市道路的某些交通设施，最小宽度为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。 其它各级公路和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0.50m。,路拱定义 把路面做成由中央向两侧倾斜的拱形。包括路拱坡度与形式，两者的确定应有利于路面的排水通畅及行车的安全平稳。 作用（设置路拱的目的） 主要是为了迅速排除路面上的雨水。 路拱的坡度大小 从排水的角度考虑，路拱应大一些为好，但从行车安全和平稳考虑，路拱不能过大。,三、路拱及横坡,采用路拱横坡应注意的问题 高速公路和一级公路处于降雨强度较大的地区时应采用高值。 分离式路基，每侧行车道可设置双向路拱，这样对排除路面积水有利。 在降水量不大的地区也可采用单向横坡，并向路基外侧倾斜。但在积雪冻融地区，应设置双向路拱。 路拱的形式 低等级公路和道路可采用抛物线形路拱 高等级公路和道路一般采用直线接抛物线形路拱 多车道的水泥混凝土路面可采用折线形路拱 沥青路面为施工方便，多采用直线形,作用 将上、下行车流分开，既可防止因快车驶入对向行车道造成车祸，又能减少公路中心线附近的交通阻力，从而提高通行能力。 可作设置公路标志牌及其它交通管理设施的场地，也可作为行人的安全岛使用。 设置一定宽度的中间带并种植花草灌木或设置防眩网，可防止对向车辆灯光眩目，还可起到美化路容和环境的作用。 设于分隔带两侧的路缘带，由于有一定宽度且颜色醒目，既引导驾驶员视线，又增加行车所必须的侧向余宽，从而提高行车的安全性和舒适性。,四、中间带,宽度 中间带的宽度包括中央分隔带宽度和两条左侧路缘带宽度 中央分隔带宽度：根据设置护栏、种植绿化、防眩光以及设置跨线桥桥墩等需要宽度确定。标准规定：依不同的计算行车速度选用，中央分隔带宽度一般在1.03.0米。 路缘带宽度：主要与行车速度有关，根据侧向余宽确定，一般取0.50.75米。 中间带宽度：一般值为2.04.5米。,中间带变宽的过渡处理 过渡段以设在回旋线范围内为宜，其长度应与回旋线长度相等。宽度4.50m的中间带过渡段以设在半径较大的平曲线路段为宜。,中央分隔带的开口 开口目的 便于养护作业、临时调整行车方向和某些车辆在必要时调头。 开口部间距 公路开口部一般情况下以每2km的间距设置为宜。城市道路可根据横向交通（车辆和行人）的需要设置。 开口部位置 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。 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 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。 开口部形状 开口端部的形状，常用的有半圆形和弹头形两种。 对于窄的分隔带（M3.0m）用半圆形，宽的（M3.0m）用弹头形。,中央分隔带的形式 凹形： 中央分隔带两边与路面平齐，中部凹陷，供排水。 适用于中间带宽4.5米的情况。 凸形： 中央分隔带用路缘石围成高出路面的隔离带。 适用于中间带宽4.5米的情况。,中间带的侧向净距 侧向净距J 是指路缘带与车道边线到护栏面的间距 内侧净距C 是右后轮外侧面到护栏的间距,一、非机动车道 定义 专供自行车、三轮车、平板车及兽力车等行驶的车道。在我国的城市道路上，非机动车以自行车为主。 城市规划设计对非机动车道的考虑 设置专用的非机动车道路系统； 通组织和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。,第三节 非机动车道、人行道与路缘石,非机动车的宽度 自行车车道的宽度 非机动车的单一车道宽度根据车身宽度和车身两侧所需的横向安全距离而定。 非机动车的通行能力，可根据“车头间距”或“车头时距”的理论进行计算。 自行车净空高度为2.5m，一条自行车车道的宽度为1.0m。自行车车道两侧应各留0.25m的安全距离，加上每条自行车车道的宽度1.0m，这样，一条自行车车道的宽度为1.5m，两条车道的宽度为2.5m，三条车道的宽度为3.5m，四条车道的宽度为4.5m。,混合行驶的非机动车车道宽度 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。例如，一辆三轮车超越一辆大板车（或两车并行）时，其宽度至少应为4.5m5.0m。,非机动车车道宽度 基本宽度推荐采用5.0m（或4.5m）；6.5m（或6.0m）；8.0m（或7.5m）。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，考虑到机动车道和非机动车道之间有可能互相调剂使用时，其宽度才可适量酌减。,定义 供行人步行之用，同时也是植树、立杆的场地，其地下空间还可埋设管线等。 人行道宽度 人行道的宽度包括行人步行道宽度和种植带、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。 人行道的布置 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。,二、人行道,定义 设置在路面与其它构造物之间的标石。在分隔带与路面之间，人行道与路面之间一般都需要设置路缘石。 路缘石的形状 有立式、斜式和曲线式等几种。,三、路缘石,路缘石作用与副作用 高速公路和一级公路中央分隔带上的路缘石起导向、连接和便于排水的作用，高度不宜太高（高度宜小于12cm）。 路缘石的设置 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。 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。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。 缘石宽度宜为10cm15cm。,一、设置加宽的原因 汽车在曲线上行驶时，每个车轮所走过的轨迹是不一样的。 汽车在曲线上行驶时，有较大的摆动偏移。 后轴内轮行驶轨迹的半径是很小的，而且偏向曲线内侧，前轴外轮的轨迹半径最大。因此，汽车在曲线上行驶要比直线上多占用一部分宽度，这个多出的宽度就是加宽值。,第四节 平曲线加宽设计,假定：汽车从圆曲线的起点到圆曲线的终点的车轮转角是保持不变的，那么，在圆曲线上路面加宽值是一个定值。,二、加宽值的计算,不考虑车速影响时汽车所需加宽值 普通车,N表示道路有N个车道,半挂车,总加宽值,不同车速时汽车摆动偏移的加宽值 据实测，汽车转弯加宽与车速有关，一个车道摆动加宽值计算的经验公式为：,平曲线加宽标准： 对于R250m的圆曲线，不加宽。 平曲线半径等于或小于250m时，应在平曲线内侧加宽，双车道路面的加宽值规定见表 双车道公路圆曲线加宽值,四级公路和设计速度为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。 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，路基可不予加宽；小于0.5m时，则应加宽路基确保路肩宽度不小于0.5m。 分道行驶公路，当圆曲线半径较小时，其内侧车道的加宽值应大于外侧车道的加宽值。设计时应通过计算确定其差值。,公路加宽其他规定,在城市道路中，当机动车、非机动车混合行驶时，一般不考虑加宽。 车道加宽一般仅限于快速交通干道、山城道路、郊区道路以及立交的匝道。,加宽过渡段：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。 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：,（二）加宽的过渡：,适用于二、三、四级公路,三、加宽过渡,特点：计算简单，过渡段的起点、终点有破折，路容不美观。 适用：二、三、四级公路,特点：内侧边缘圆滑、美观 适用：高速公路和一级公路,高次抛物线过渡： 在加宽缓和段内插入一条高次抛物线加宽过渡。,特点： 回旋线计算公式，只是终点的曲率半径是 R1=R-B/2-b 内边线满足回旋线的性质 适用： 高速公路、一级、二级公路的特殊地段： 位于大城市近郊的路段 桥梁、高架桥、挡土墙、隧道等构造物处 设置各种安全防护设施的路段。,回旋线过渡： 加宽过渡段用回旋线加宽过渡。,插入二次抛物线过渡,四、加宽缓和段的长度 设缓和曲线时 LLs 不设缓和曲线但设超高缓和段Lc时 LLc Ls和Lc都不设时 在ZY点前直线上按1:15渐变率确定，且长度10米。,一、超高及其作用 平曲线超高概念 为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高内侧低的单向横坡形式。 超高作用 全部或部分抵消离心力，提高汽车在曲线上行驶的稳定性与舒适性。 超高过渡段 从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上单向横坡的路段。 四级公路不设缓和曲线，但曲线上若设有超高，从构造的角度也应有超高过渡段。,第五节 平曲线超高设计,二、超高值的计算 极限最小半径与最低超高值相对应。,最大超高和最小超高 最大超高值（%） 二级公路、三级公路、四级公路接近城镇且混合交通量较大的路段，车速受到限制时，其最大超高值可按下表执行,最小超高值： 应与公路直线部分的正常路拱横坡度值一致。 实用超高横坡度确定方法：由公路路线设计规范查表确定。,无中间带公路超高方式 绕内侧车道边缘旋转：新建工程宜采用此种方式。 绕路中线旋转：改建工程可采用此种方式。 绕外侧车道边缘旋转：路基外缘标高受限制或路容美观有特殊要求时可采用此种方式。,三、超高过渡方式,超高方式评价： 方法 绕未加宽前的路面内边线旋转，外侧抬高较多，但为填方，施工质量容易控制。内侧降低不多，利于纵向排水。适用于新建公路采用。 方法 绕中线旋转，保持中线标高不变，外侧抬高不多，内侧有所降低，适用于旧路改建。 方法 绕外边线旋转，内侧降低较多，容易形成积水，对安全不利。只适用于特殊情况，一般不采用。,绕中间带的中心线旋转：中间带宽度小于或等于4.5m的公路可采用。 绕中央分隔带边缘旋转：各种宽度中间带的公路均可采用。 分别绕行车道中线旋转：车道数大于4条的公路可采用。 分离式路基公路 分离式路基公路的超高过渡方式，宜按无中间带公路分别予以超高过渡。,有中间带公路超高方式,绕路面内边缘线旋,四、 超高过渡段长度,p超高渐变率，旋转轴线与行车道外边线之间的相对坡度,附加纵坡 :,绕路面中线旋转：,附加纵坡 :,规范推荐公式：,式中：Lc超高过渡段长 （m）； 旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度；绕路面内边缘线旋转=B;绕路中线旋转=B/2。 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。,最大超高渐变率,多车道公路的超高过渡段长度，视车道数计算值乘以下列系数： 旋转轴到行车带边缘距离 系数 2车道 1.5 3车道 2.0 出于排水考虑，车道横坡度由-2%（或-1.5%）过渡到2%（或1.5%）的路段超高渐变率p不得小于1/330 。,超高过渡段与缓和曲线长度的关系 一般的情况下取LcLs 在确定缓和曲线长度时，已经考虑了超高过渡段所需的最长度，故一般取超高过渡段Lc与缓和曲线长度Ls相等； 分析计算Lc 若计算出的LcLs此时应修改平面线形，使LsLc。 若LsLc，只要超高渐变率p1/330，仍取LcLs。 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。,高等级公路设计中，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： 超高过渡仅在缓和曲线的某一区段内进行。即超高过渡起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，以超高渐变率1/330，由双向路拱坡，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。,超高形成过程： （三个阶段） 绕路面内边缘线旋转,五、横断面上超高值计算,双坡阶段,全超高阶段,旋转阶段,双坡阶段 旋转阶段 全超高阶段,双坡阶段,全超高阶段,旋转阶段,超高形成过程：（三个阶段） 绕路面中线旋转,双坡阶段 旋转阶段 全超高阶段,路线高程设计 新建公路： 高速公路和一级公路（整体式路基）采用中央分隔带的外侧边缘高程； 二、三、四级公路采用路基外边缘高程； 设置超高、加宽地段为超高、加宽前的路基设计高程； 改建公路： 一般按新建公路规定办理，也可视具体情况而采用行车道中线标高。,超高值是指设置超高后路中线、路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。 （一）无中间带的公路 绕内边线旋转（未加宽前的内边线）,六、横断面超高值的计算, 正常断面：,起始断面：ZH （HZ）,新规范,全超高断面：,新规范公式,双坡断面：（xx0）,双坡阶段长度x0计算：,超高过渡原则： 路面外边缘高程按正比例升高，直到超高横坡断面。 路面横坡度按正比例增加，直到超高横坡度。,规范规定，当线形设计须采用较长的回旋线时，横坡度由2%（或1.5%）过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1/330（0.3%）。,若p10.3%，不利于路面横向排水，应限制x0的长度, 按p1=0.3%计算x0：,双坡阶段长度x0计算：,超高过渡可设在回旋线的某一区段范围内（ LcLs ）,超高过渡在回旋线全长范围内进行（Lc=Ls） 可按p1=0.3%计算x0：,双坡断面：（xx0）,双坡阶段长度x0计算：,iG,双坡断面超高值计算：（xx0）,新规范公式,高次抛物线过渡：,双坡断面超高值计算：（xx0）,加宽值计算：,正比例过渡：,ih,旋转阶段横坡度ix：,当双坡阶段的渐变率p1小于0.3%时：,旋转断面： （xx0）,绕分隔带边缘旋转超高值的计算,（二）有中间带的公路,硬路肩边缘： 土路肩边缘：,（1）直线路段断面： 行车道边缘：,绕分隔带边缘旋转超高值的计算,（2）全超高断面：,新规范：外侧土路肩按向外侧倾斜：,（ib3%）,（ib3%）,新规范：外侧土路肩按向外侧倾斜：,（3）双坡断面：（xx0）,双坡阶段长度x0计算：,新规范：外侧土路肩按向外侧倾斜：,（3）旋转断面：（x x0）,旋转阶段横坡度ix：,当双坡阶段的渐变率p1小于0.3%时：,（ix3%）,（ix3%）,绕中央分隔带边线旋转超高值计算,（二）有中间带的公路,绕各自行车道中线旋转超高值计算公式,七、超高设计图 “超高设计图”，是简化了的超高过渡的纵断面图。 旋转轴为横坐标轴 纵坐标是相对高程。,基本型曲线的超高设计图 从缓和曲线（等于超高渐变段长）起点开始超高，外侧逐渐抬高，内侧逐渐降低，至缓和曲线终点超高达到全值，其间变化是直线的，这符合缓和曲线上的曲率变化规律，也符合行车离心力的变化规律。在路面外侧边线抬高过程中，与中线相交一次，说明此点路面外侧横披为0，于横向排水不利。,两相邻曲线是反向的超高设计图 如按图a)处理，即路面要由单坡断面变为双坡断面，又要由双坡断面变为单坡断面，则路面外侧边线要与中线相交两次，于排水和路容都不利。 可改为按图b)处理，即由一个曲线的全超高过渡到另一个曲线的反方向全超高，中间是面到面的过渡，在整个过渡过程中，横断面始终是单坡断面，没有固定旋转轴。,两相邻曲线是同向的超高设计图。 如按图a)处理，则路面外侧边线要与中线相交两次，于排水和路容都不利，而且对曲线外侧汽车的舒适性影响很大。 改为按图c)处理，即由一个曲线的全超高过渡到另一个曲线的同方向全超高，中间是面到面的过渡，在整个过渡过程中，外侧路面始终向内倾斜，与内侧路面构成单坡断面。这样处理后，不出现零坡断面，于排水、路容和行车都有利。,一、爬坡车道 定义 陡坡路段正线行车道上坡方向右侧增设的供载重车行驶的专用车道。 设置爬坡车道的作用 保证陡坡上汽车行驶的安全性 增大通行能力 使小汽车在经济车速下行驶，减少污染。,第六节 爬坡车道与避险车道,设置条件 高速公路、一级公路及双车道二级公路纵坡长度受限制的路段 沿上坡方向载重汽车的行驶速度降低到下表的允许最低速度以下时，可设置爬坡车道。 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。,四、爬坡车道设计 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，包括设于其左侧路缘带的宽度0.5m。,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。 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。 窄路肩不能提供停车使用，在长而连续的爬坡车道路段上，其右侧应按规定设置紧急停车带。,横坡度 爬坡车道的行车速度比正线低，为了行车安全起见，正线超高坡度与爬坡车道的超高坡度之间符合一定的对应关系。 爬坡车道的超高坡度,超高坡度的旋转轴为爬坡车道内侧边缘线。 若爬坡车道位于直线路段时，其横坡度的大小同正线路拱坡度，采用直线式横坡，坡向向外。,平面布置与长度要求,爬坡车道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。 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，其长度见符合规定 爬坡车道终点处应设置规定的附加长度(不包括终点渐变段长度）。,爬坡车道的位置确定 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。 爬坡车道起、终点的具体位置确定时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。,避险车道定义 在长陡坡路段正线行车道下坡方向右侧为失控车辆增设的专用车道。 设置目的 为防止连续长、陡下坡车辆在行驶中速度失控而造成事故。 设置要求 避险车道的长度根据主线下坡行驶速度、避险车道纵坡和坡床集料而定。 组成 引道、制动车道、服务车道及辅助设施（路侧护栏、防撞设施、施救锚栓、呼救电话、照明等）,二、避险车道的设计,避险车道类型 避险车道主要有上坡道型、水平坡道型、下坡道型和砂堆型四种。,避险车道设计 平纵面设计 平面宜为直线，纵断面宜为直坡线 车道宽度 制动车道宽度不小于4.5m，服务车道宽度不小于3.5m，总宽度不小于9.0m 避险车道长度 满足安全制动要求,其他设计 避险车道应布置在直线上，为使车辆能高速安全驶入，入口前应保证足够视距。 避险车道（制动坡床）起点采用0.1m厚，以30m长度渐变至坡床集料总厚度。 坡床集料可采用碎砾石、砾石、砂、豆砾石等松散材料，厚度为0.30.9m。制动坡床宽度不小于4.5m，服务道路宽度不小于3.5m。 救险锚栓间隔不宜大于90m。强制减弱装置可采用砂袋或废轮胎堆砌，高度为1.2m1.5m。,第七节 行车视距及其保证,一、概述 （一）行车视距的种类 行车视距的定义 为了行车安全，驾驶人员应能随时看到汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必须的最短距离称为行车视距。 行车视距与视线的关系 在直线段视距与视线的长是一致的， 在曲线段，视线是直的，而视距是汽车在道路曲线上走过的距离，视距比视线长。,行车视距的类型 行车视距可分为停车视距、会车视距、错车视距和超车视距四种类型。 停车视距 汽车行驶时，从驾驶员自看到前方有障碍物时起，到汽车到达障碍物前安全停止，所需的最短距离。,会车视距： 两辆车相向行驶，驾驶员自看到前方车辆时起，到安全会车时止，两辆汽车行驶所需的最短距离。,错车视距： 在没有明确划分车道线的双车道道路上，两对向行驶汽车相遇，发现后采取减速避让措施安全错车所需的最短距离。,超车视距： 在双车道公路上，后车超越前车，从开始驶离原车道起，至可见逆行车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离。,视距比较分析 在停车视距、会车视距、错车视距和超车视距中: 前三种为对向行驶，第四种为同向行驶。 超车视距所需要的距离最长。 前三种行车视距中会车视距最长，且为停车视距的两倍。,（二）行车视距的作用 保持行车安全。 提高平均行驶速度，提高通行能力 （三）各级道路对视距的要求 停车视距是最基本的要求，各级公路都应保证停车视距。 高速公路和一级公路只需保证停车视距；其它各级公路应满足会车视距的要求，其不小于停车视距的两倍。 对向行驶的双车道公路，根据需要，应结合地形设置保证具有超车视距的路段。,在平曲线的暗弯处（处于挖方路段的弯道与内侧有障碍物的弯道），包括具有中央分隔带公路弯道外侧超车车道上的视距； 在纵断面的凸形竖曲线处； 在高速公路及城市道路跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等，如果它们正好处在凹形竖曲线上方，可能会影响驾驶员的视线。 在夜间行车时，若凹形竖曲线半径过小，前灯照射距离近，影响行车速度和安全。 交叉口相交处。,（四）道路上可能存在视距不良的地段,（一）目高和物高的规定 计算视距首先得明确“目高”和“物高”。 “目高”: 驾驶人员眼睛距地面的高度，规定以车体较低的小客车为标准，据实测采用1.2m。 “物高”：考虑安全和经济方面因素，再考虑汽车底盘离地的最小高度，它的变化在0.14m到0.20m之间，故规定物高为0.10m。,二、视距计算,（二）停车视距 停车视距可分解为反应距离和制动距离两部分。 反应距离： 当驾驶员发现前方的阻碍物，经判断决定采取制动措施的瞬间,到制动器真正开始起作用的瞬间汽车 行驶的距离。这段距离可分为“感觉时间1.5s”和“反应时间1.0s”。 制动距离： 汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间所走的距离。影响因素：最大附着力，制动起始速度。,停车视距,停车视距计算参数选取： 是能充分保证行车安全的数值，一般按路面在潮湿状态下的值计算。 行驶速度V是：设计速度为（12080）km/h时采用设计速度的85，（6040）km/h时采用设计速度的90，(3020)km/h采用原设计速度。,公路停车视距,超车视距 汽车安全超越前车所需的最小通视距离。,超车视距的构成：,式中：V0被超汽车的速度(km/h)； t1加速时间(s)； a平均加速度(m/s2)。,超车视距的全程可分为四个阶段： 加速行驶距离S1 当超车汽车经判断认为有超车的可能，于是加速行驶移向对向车道，在进入该车道之前所行驶距离为S1：,超车汽车在对向车道上行驶的距离S2,超车结束，超车汽车与对向汽车之间的安全距离S3: S3=15100m 超车汽车从开始加速到超车完了时对向汽车的行驶距离S4:,以上四个距离之和是比较理想的全超车过程， 全超车视距为： S超=S1+S2+S3+S4,（一）视距的保证 纵断面视距的保证： 只要采用的竖曲线半径满足规范中最小竖曲线半径的要求，就可保证竖曲线上视距的要求。 平面暗弯处视距的保证： 若是因曲线内侧及中间带设置护栏及其它人工构造物等而不能保证视距时，可采取加宽中间带、加宽路肩或将构造物后移等措施予以处理； 若阻挡视线的是树木、房屋等，应通过清除保证。 若阻挡视线的是挖方边坡，则应按所需净距绘制包络线开挖视距台保证。,三、行车视距的保证,（二）视距曲线 视距曲线 驾驶员视点轨迹线每隔一定时隔绘出的一系列与视线相切的外边缘线 AB是行车轨迹线，从汽车行驶轨迹线上的不同位置（图中的1、2、3、各点）引出一系列视线（图中的1-1、1-2、3-3），它们的弧长都等于视距S，与这些视线相切的曲线（包络线）称为视距曲线。,（三）横净距及其计算 横净距概念 在弯道各点的横断面上，汽车轨迹线与视距曲线之间的距离叫横净距，用h表示。 横净距的计算 横净距的计算可根据视距S和弯道的曲线长L、行车轨迹曲线半径算出。 （1）不设缓和曲线的横净距计算,（2）设缓和曲线的横净距计算,障碍物清除范围 最大横净距用公式计算（包括不设缓和曲线的横净距计算与设缓和曲线的横净距计算 ） 应用：普通障碍物用计算的h值与障碍物到行车线的距离比较，可判断是否能保证视距并确定清除的大致范围。 贵重障碍物或岩土边坡可用图解法确定不同断面的清除范围。,（一）公路横断面设计内容,一、公路横断面设计,确定路幅横断面尺寸（宽度及横坡度）； 确定路基高度：纵断面设计完成； 路基横断面形状设计：如梯形（直线式边坡）、折线式边坡、台阶形边坡； 边坡坡度确定；路堤及路堑边坡，土质与岩石边坡 横断面面积计算及土石方数量计算与调配,第八节 路基横断面设计与计算,（二）路基横断面设计所需要的设计资料,平曲线资料：半径、缓和曲线、偏角、曲线位置（交点桩号）等； 每个中桩的填挖高度； 路基宽度，路面宽度（分别确定左右侧宽度）； 各中桩的超高值； 路基标准横断面图式（典型横断面 ）； 路基边坡坡度值； 边沟、截水沟的形式及尺寸； 弯道上视距的是否得到保证（视距台设计）。,路基标准横断面 比例：采用1：100或1：200 路基标准横断面是标有详细尺寸的典型横断面。 标准横断面的意义在于它是后续设计的“标准”。 目的在于确定本公路适用的横断面形式。 典型横断面包括：全填路堤、全挖路堤、半堤半堑、护肩路基、挡墙路基等等。,（三）横断面图绘制方法,在计算纸上绘制横断面的地面线。 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内插获得。 横断面图的比例尺一般是1：200。,K5+300.00 左：3.7, -0.17, 12.7, -1.07, 25, -2.31 右：6.4, 0.82, 8.7, 1.3, 13.58,1.79, 25, 2.87,绘出设计线：“戴帽子”,K5+300.00 T=2.52,绘出防护及加固设施的断面图。 根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和断面形式。 （四）编制路基设计表,在计算纸上绘制横断面的地面线。 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内插获得。 横断面图的比例尺一般是1：200。,绘出设计线：“戴帽子”,（三）横断面图绘制方法,一、横断面面积计算 （一）积距法：（条分法） 适用于不规则图形面积计算。 把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。,第八节 路基土石方数量计算及调配,一、横断面面积计算 （一）积距法：（条分法） 适用于不规则图形面积计算。 把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。,第八节 路基土石方数量计算及调配,每个小条块的近似面积为：,横断面面积：,已知断面图上各转折点坐标（xi，yi），则断面面积为：,（二）坐标法,二、土石方数量计算,平均断面法： 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：,棱台体积法： 若F1和F2相差甚