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 。
道路横断面设计:研究路基横断面结构组成及尺寸的过程 。
第一节 道路横断面组成
一、公路横断面组成
公路横断面的组成和各部分的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、一级公路横断面组成:
行车道,中间带,路肩 ——必要组成部分
紧急停车带,爬坡车道,变速车道等 ——特殊组成部分
(一)路幅的构成
二、三、四级公路横断面组成:
行车道,路肩
错车道
(一)路幅的构成
高速、一级公路横断面组成:
行车道,中间带,路肩 ——必要组成部分
紧急停车带,爬坡车道,变速车道等 ——特殊组成部分
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,
弃土堆等路基、路面宽度定义:
(二)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、城市道路横断面组成
1,单幅路
( 1) 划出快,慢车行驶分车线,快车和机动车辆在中间行驶,慢车和非机动车靠两侧行驶 。
( 2) 不划分车线 。
2,双幅路:
在车道中心用分隔带或分隔墩将车行道分为两半,上,
下行车辆分向行驶 。 各自再根据需要决定是否划分快,
慢车道 。
二、城市道路横断面组成
3,三幅路:
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 。
二、城市道路横断面组成
4,四幅路
在三幅路的基础上,再将中间机动车车道分隔为二,
分向行驶 。
二、城市道路横断面组成
一、行车道宽度的确定
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 。
第二节 行车道宽度
双车道公路有两条车道,行车道宽度包括汽车宽度和富余宽度 。 根据,标准,第 2.0.1条规定,设计车辆最大宽度为 2.5m,加错车,超车所必须的余宽来确定行车道的宽度 。
富余宽度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 。
( 一 ) 一般双车道公路行车道宽度的确定
yx
2
caB

B双 =a+c+2x+2y
x=y=0.50+0.OO5V
不同速度错车时,两汽车车厢所需净距 ( x)
值与错车速度 ( V1+V2) 的关系式为
x=0.17+0.016( V1+V2) 。
按双车道公路 错车时行驶速度于横向间距的关系确定 行车道宽度:
x2.50 2.50
x 2.312.31y y
路 面路 基
汽车后轮边缘距行车道边缘应有一定的距离
( y),现拟定错车速度 15km/h时 ( y) 为 0.2m,
40km/h时为 0.3m( 根据实验保证率大于 60%),
则 x+2y=0.45+0.02( V1+V2) 。
实验速度范围为 15~ 40km/h时,上式所计算的路面宽度能保证 82.5%的载重汽车不驶出计算宽度以外 。
按双车道公路 错车时行驶速度于横向间距的关系确定 行车道宽度:
不同速度错车时,两汽车车厢所需净距 ( x) 值与错车速度 ( V1+V2) 的关系式为
x=0.17+0.016( V1+V2) 。
高速公路,一级公路平原微微丘区采用 3.75m的车道 。
计算行车速度为 60km/h时,仍采用 3.50m。
主要考虑因素:
( 1) 计算行车速度高,远景交通量大,特别是我国载重汽车混入率高 。
( 2) 参考了德国,法国的高速汽车公路,意大利的太阳公路,日本的高速公路,东欧各国的一级公路,
英国和加拿大的高速公路,其车道均为 3.75m。
( 3) 美国各州公路的工作者协会认为,各级公路合乎理想的车道宽度为 3.66( 12ft),不宜大于 3.97m
( 13ft) 。 近年来美国有的城市将行车道度减为
3.35m( 11ft) 甚至 3.05m( 10ft) 。
( 二 ) 有中央分隔带的行车道宽度二、平曲线路面加宽及其过渡
平曲线加宽原因:
( 1) 汽车在曲线上行驶时,前后轮轨迹不重合,占路面宽度大 。
( 2) 由于横向力影响,汽车出现横向摆动 。
( 一 ) 加宽值的计算
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。
1,普通汽车的加宽值计算方法:
b = R-( R1+ B)
( 一 ) 加宽值的计算
3
2
22
1 R8
A
R2
ARARBR
3
2
R8
A
R2
Ab
R2
Ab 2?
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:
R2
NAb 2?
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) ;
R2
Ab 21
1?
'R2
Ab 22
2?
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:
R2
AA
'R2
A
R2
Abbb 22212221
21

R2
NAb 2?
2,鞍式列车的加宽值计算方法:
3,平曲线加宽标准:
,标准,规定,平曲线半径等于或小于 250m时,应在平曲线内侧加宽。
3,平曲线加宽标准:
,标准,规定,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;单车道路面加宽值按表列数值的 1/2采用。
三类加宽值的采用:
四级公路和山岭,重丘区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 。
由三条以上车道构成的行车道,其加宽值应另行计算 。
3,平曲线加宽标准:
,标准,规定,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;单车道路面加宽值按表列数值的 1/2采用。
路面应在曲线内侧进行加宽 。
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。
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 。
4,平曲线加宽要求:
( 二 ) 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 。
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,
( 二 ) 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 。
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,
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 。
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,
( 二 ) 加宽的过渡:
bLLb xx?
式中,Lx——任意点距缓和段起点的距离 ( m) ;
L——加宽缓和段长 ( m) ;
b—— 圆曲线上的全加宽适用于二、三、四级公路
在加宽缓和段上插入一条高次抛物线,抛物线上任意点的加宽值:
bx= ( 4k3-3k4) b
式中:
2,高次抛物线过渡适用于 适用于高速、一级公路及对路容有要求的二级公路。
L
Lk x?
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。
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。
适用于适用于高速,一级公路及对路容有要求的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,挡上墙,隧道等构造物处;
( 3) 设置各种安全防护设施的地段 。
4,插入二次抛物线过渡
2)(
4 xx LTTL
bb
xx LL
bb?
2)(
4 TLLTL
bL
L
bb
xxx
( 三 ) 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 。
( 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 Lj≥ 10m