山嶺重丘區(qū)道路橫斷面設(shè)計(jì)

1、<p>　　山嶺重丘區(qū)道路橫斷面設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：針對(duì)焦作至新鄉(xiāng)公路山嶺重丘區(qū)地勢(shì)起伏較大、地形錯(cuò)綜復(fù)雜等問題，結(jié)合理論分析，研究設(shè)計(jì)了該路段道路橫斷面結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，橫斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合道路設(shè)計(jì)要求，本文可為其他山嶺重丘地區(qū)道路斷面設(shè)計(jì)提供了有益參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：山嶺重丘 公路設(shè)計(jì) 橫斷面 </p><p><b&g

2、t;　　1、引 言 </b></p><p>　　道路橫斷面是指中線上任意一點(diǎn)沿法向的垂直剖面，它是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所組成的。其中設(shè)計(jì)線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝、邊坡、截水溝、護(hù)坡道以及取土坑、棄土堆、環(huán)境保護(hù)設(shè)施等。地面線是表征地面起伏變化的線。 </p><p>　　公路橫斷面的組成應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、地形、氣候、地質(zhì)等條件來(lái)確定，以保證公路的交通安全、通

3、行能力、路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 </p><p>　　河南焦作-新鄉(xiāng)二級(jí)公路K3+500―K6+500段，屬于山嶺重丘區(qū)，設(shè)計(jì)車速為80km/h，設(shè)計(jì)使用年限12年。本設(shè)計(jì)路段地勢(shì)起伏較大，地形錯(cuò)綜復(fù)雜，路段沿線土質(zhì)為松散黏性土，地下水埋深2.4米，多年平均降水量為695.7mm，最高氣溫38℃，最低氣溫-15℃，多年平均最大道路凍深為25cm，多年平均凍結(jié)指數(shù)為48℃，最大凍結(jié)指數(shù)為91℃。 </p>

4、<p>　　2、橫斷面組成及要素確定 </p><p>　　2.1橫斷面要素的確定 </p><p>　　本設(shè)計(jì)路段為設(shè)計(jì)速度80km/h的二級(jí)公路，橫斷面主要是由行車道、路肩、邊坡、排水設(shè)施等組成。按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）表3.0.11，將路基寬度選定為12m，其中行車道寬度選為2×3.75m，硬路肩寬選為2×1.5m，土路肩

5、選為2×0.75m。 </p><p>　　2.2 橫斷面其他組成的設(shè)計(jì) </p><p>　?。?） 路拱形式及橫坡度：為了利于路面橫向排水，將路面做成由中央向兩側(cè)傾斜的拱形（路拱），其傾斜的大小以百分率表示。本設(shè)計(jì)路拱形式采用直線形。根據(jù)路面類型和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，本設(shè)計(jì)采用2.0%的路拱橫坡。（2） 路肩橫坡度：對(duì)二級(jí)公路，土路肩的排水性遠(yuǎn)低于路面，其橫坡度較路面宜增大1.0%

6、～2.0%。因此，本設(shè)計(jì)土路肩采用3.0%的橫坡度。（3） 邊溝：邊溝指的是為匯集和排除路面、路肩及邊坡的流水，在路基兩側(cè)設(shè)置的水溝。其作用是排除邊坡及路面匯集的地表水，以保證路基與邊坡的穩(wěn)定。本段設(shè)計(jì)采用邊溝的邊坡為內(nèi)側(cè)1：1.25，在挖方路段外側(cè)邊坡與挖方邊坡相同，即1：1.0，在較低填方路段外側(cè)邊坡坡度與填方路段的邊坡相同，即為1：1.5。 （4） 邊坡設(shè)計(jì)：沿線山體穩(wěn)定，無(wú)不良地質(zhì)狀況，故路堤邊坡坡度，結(jié)合當(dāng)?shù)匾殉傻膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)采用

7、。 </p><p>　　根據(jù)沿線的工程地質(zhì)及水文狀況，本設(shè)計(jì)的路堤邊坡高度均小于8m， 坡度選為1：1.5。路塹邊坡的穩(wěn)定性主要與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)地貌、水文條件和排水條件有關(guān)。為了防止邊坡不穩(wěn)定而發(fā)生塌方等病害， （5） 用地范圍：公路用地范圍包括行車道、分隔帶、路肩、邊坡等整個(gè)路幅范圍以外不小于1.0m的寬度的土地?？紤]綠化寬度，本設(shè)計(jì)用地范圍為路堤兩側(cè)排水溝外邊緣（無(wú)排水溝時(shí)為路堤或胡護(hù)坡道坡腳）以外，路塹坡頂截

8、水溝外邊緣（無(wú)截水溝為坡頂）以外不小于2.0m的土地。 </p><p>　　3、平曲線超高設(shè)計(jì) </p><p>　　當(dāng)平曲線半徑小于不設(shè)超高的最小半徑時(shí)，為抵消車輛在平曲線路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力，將路面做成外側(cè)高內(nèi)側(cè)低的單向橫坡形式，稱為平曲線超高。當(dāng)汽車等速行駛時(shí)，圓曲線上所產(chǎn)生的離心力是常數(shù)，超高橫坡度應(yīng)是與圓曲線半徑相適應(yīng)的全超高。而在緩和曲線上曲率是變化的，其離心力也是變化

9、的。因此，在緩和曲線上應(yīng)是逐漸變化的超高。這段從直線上的雙向橫坡漸變到圓曲線上單向橫坡的路段，稱作超高過(guò)渡段。 </p><p>　　3.1 超高橫坡度的確定 </p><p>　　超高的橫坡度根據(jù)公路等級(jí)、計(jì)算行車速度、平曲線半徑，并結(jié)合路面類型、氣候條件和車輛組成條件確定。根據(jù)《規(guī)范》，對(duì)一般地區(qū)設(shè)計(jì)速度為80km/h的二級(jí)公路，圓曲線半徑320≤R<410時(shí)，超高橫坡度宜為6%

10、；圓曲線半徑410≤R<500時(shí)，超高橫坡度宜為5%；圓曲線半徑500≤R<630時(shí)，超高橫坡度宜為4%。因此，平曲線1處圓曲線半徑R=500m，超高橫坡度取4%；平曲線2處圓曲線半徑R=600m，超高橫坡度取4%；平曲線3處圓曲線半徑R=400m，超高橫坡度取6%。 </p><p>　　3.2 超高過(guò)渡方式的確定 </p><p>　　本設(shè)計(jì)為無(wú)中間帶的公路，當(dāng)超高坡度大于

11、路拱坡度時(shí)，可分別采用以下三種過(guò)渡方式：（1） 繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)：先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn)，待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡后，整個(gè)斷面再繞未加寬前的內(nèi)側(cè)車道邊線旋轉(zhuǎn)，直至超高橫坡值。（2） 繞中線旋轉(zhuǎn)：先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn)，待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡后，整個(gè)斷面繞中線旋轉(zhuǎn)，直至超高橫坡度。（3） 繞外邊緣旋轉(zhuǎn)：先將外側(cè)車道繞外邊緣旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，內(nèi)側(cè)車道隨中線的降低而相應(yīng)降低，待達(dá)到單向橫坡后，整個(gè)斷面仍繞外側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn)，直至超高橫坡

12、度。上述各種方法，繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)由于行車道內(nèi)側(cè)不降低，有利于路基縱向排水，一般新建工程多用此法。 </p><p>　　3.3 超高緩和段長(zhǎng)度的確定 </p><p>　　為了行車的舒適、路容的美觀和排水的通暢，必須設(shè)置一定長(zhǎng)度的超高過(guò)渡段，超高的過(guò)渡則是在超高過(guò)渡段全長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行的。雙車道公路最小超高過(guò)渡段長(zhǎng)度按下式計(jì)算： </p><p><b>　?。?/p>

13、1） </b></p><p>　　式中：LC-超高緩和段長(zhǎng)度，m；B-旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度，m；△i-旋轉(zhuǎn)軸外側(cè)的超高與路拱橫坡的代數(shù)差；p-超高漸變率，本設(shè)計(jì)選取為1/200。根據(jù)上式計(jì)算的超高過(guò)渡段長(zhǎng)度，應(yīng)成5m的整倍數(shù)，并不小于10m的長(zhǎng)度。為了行車的舒適，超高過(guò)渡段應(yīng)不小于按上式計(jì)算的長(zhǎng)度。但從利于排除路面降水考慮，橫坡度由2%（或1.5%）過(guò)渡到0%路段的超高

14、漸變率不得小于1/330，即超高過(guò)渡段又不能設(shè)置得太長(zhǎng)。根據(jù)以上方法，可確定本設(shè)計(jì)超高緩和段長(zhǎng)度，具體計(jì)算過(guò)程如下。 </p><p><b>　　1號(hào)平曲線： </b></p><p>　　圓曲線半徑R=500m，超高橫坡度取4%，△i =6%， ，則取Lc=Ls=100m， ，則取Lc=Ls=100m。 </p><p><b>

15、　　2號(hào)平曲線： </b></p><p>　　圓曲線半徑R=600m，，超高橫坡度取4%，△i =6%， ，則取Lc=Ls=110m， ，則取Lc=Ls=110m。 </p><p><b>　　3號(hào)平曲線： </b></p><p>　　圓曲線半徑R=400m，，超高橫坡度取6%，△i =8%，Ls=90m， ，Lc Ls，則超

16、高過(guò)渡在緩和曲線起點(diǎn)前移10m，則取Lc=100m。 </p><p><b>　　4、結(jié) 論 </b></p><p>　　通過(guò)對(duì)河南-新鄉(xiāng)山嶺重丘區(qū)道路橫斷面設(shè)計(jì)得到： </p><p>　?。?） 本路段橫斷面設(shè)計(jì)主要包括行車道、路肩、邊坡、排水設(shè)施，路拱形式采用直線形，路拱橫坡2.0%，硬路肩2.0%橫坡度，土路肩3.0%橫坡度，邊溝的

17、邊坡內(nèi)側(cè)1：1.25。 </p><p>　?。?） 超高過(guò)渡設(shè)計(jì)采用繞中線旋轉(zhuǎn)的方式，可保持中線標(biāo)高不變，且在超高坡度一定的情況下，外側(cè)邊緣的抬高值較小，便于施工。 </p><p>　?。?） 平曲線1處超高橫坡度取4%，超高緩和段長(zhǎng)度100 m；平曲線2處超高橫坡度取4%，超高緩和段長(zhǎng)度110 m；平曲線3處超高橫坡度取6%，超高緩和段長(zhǎng)度100 m。 </p><

18、;p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 張金水. 道路勘測(cè)與設(shè)計(jì)[M].第二版.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2009. </p><p>　　[2] JTG D20-2006 公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2006. </p><p>　　[3] 姚祖康.公路設(shè)計(jì)手冊(cè)-路面[M].北京：人民交通出版社