公路勘測設(shè)計講義第四章橫斷面設(shè)計

第四章橫斷面設(shè)計

即：公路中線的法線方向剖面圖。它是由橫斷面設(shè)計線和橫斷面地面線所圍成的圖形。公路橫斷面設(shè)計線一般包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝、邊坡、截水溝、護坡道、取土坑、棄土堆和環(huán)境保護等設(shè)施。一、公路橫斷面設(shè)計概述1、公路橫斷面圖2、公路橫斷面設(shè)計

根據(jù)行車對公路的要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)、氣候、水文等自然因素，確定橫斷面的形式、各組成部分的位置和尺寸以及路基土石方的計算與調(diào)配。3、公路橫斷面設(shè)計的目的

保證足夠的斷面尺寸、強度和穩(wěn)定性，使之經(jīng)濟合理，同時為路基土石方工程數(shù)量計算、公路的施工和養(yǎng)護提供依據(jù)。一、公路橫斷面設(shè)計概述

交通部根據(jù)設(shè)計交通量、交通組成、設(shè)計車速、通行能力和滿足交通安全的要求，按公路等級、斷面的類型、路線所處地形規(guī)定的路基橫斷面各組成部分橫向尺寸的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。二、路基橫斷面組成

1、標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（1）路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面的含義

高速公路和一級公路的路基橫斷面上下行用中央分隔帶分開，其橫斷面由行車道、中間帶、路肩以及緊急停車帶、爬坡車道、變速車道等組成。二、路基橫斷面組成

（2）高速公路和一級公路的路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

由行車道、路肩以及錯車道組成。

二、路基橫斷面組成

（3）二、三、四級公路的路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面二、路基橫斷面組成二、路基橫斷面組成二、路基橫斷面組成二、路基橫斷面組成二、路基橫斷斷面組成二、路基橫斷斷面組成典型橫斷面是是指在公路設(shè)計中中經(jīng)常被采用用的路堤、路路塹、半填半半挖等基本斷斷面形式及其其派生的一系系列類似的斷斷面形式。具具體如下：（1）路堤：高于于原地面的填填方路基。（2）路塹：低于于原地面的挖挖方路基。（3）半填半挖：：在一個斷面面內(nèi)，一部分分要填、另一一部分要挖的的路基。二、路基橫斷斷面組成2、典型橫斷面面主要有兩種形式：：一般路堤：路基填填土高度小于于20m大于0.5m（1m）的路堤；矮路堤：路基填填土高度小于于0.5m（1m）的路堤，矮矮路堤必須在在邊坡坡腳處處設(shè)計邊溝。。二、路基橫斷斷面組成(1)一般路堤形式：路基挖方深深度小于20m一般地質(zhì)條件件下路塹。路塹路段均應(yīng)設(shè)置置邊溝，邊溝溝斷面可根據(jù)據(jù)土質(zhì)情況采采用梯形、矩矩形或三角形形等。為攔截上側(cè)地面面逕流以保證證邊坡的穩(wěn)定定，應(yīng)在坡頂頂外至少5m處設(shè)置截水溝溝。二、路基橫斷斷面組成(2)一般路塹該斷面是路堤和和路塹的結(jié)合合形式，填方方部分應(yīng)按路路堤的要求填填筑，挖方部部分應(yīng)按路塹塹的要求設(shè)計計。二、路基橫斷斷面組成(3)半填半挖路基基在山區(qū)地面橫坡坡較陡時，通通常采用的形形式。◆護肩路基；；◆◆砌石路基或或擋土墻路基基；◆護腳路基；；◆◆矮墻路基；；◆沿河路基；；◆◆利用挖渠土土填筑路堤。。二、路基橫斷斷面組成(4)陡坡路基擋土墻路基砌石路基二、路基橫斷斷面組成護肩路基護腳路基二、路基橫斷斷面組成矮墻路堤吹（填）砂（（粉煤灰）路路基二、路基橫斷斷面組成取土坑分路外集中取取土和路側(cè)取土兩種。①路外集中取取土應(yīng)盡量設(shè)在荒荒山、荒地和和地勢較高的的山地上。二、路基橫斷斷面組成3、附屬設(shè)施(1)取土坑②路側(cè)取土◆取土坑的位位置：當(dāng)?shù)孛鏅M坡不不大于1∶10的平坦的地區(qū)區(qū)，可在路基基兩側(cè)設(shè)置取取土坑；當(dāng)?shù)氐孛鏅M坡大于于1∶10的平坦的地區(qū)區(qū)，取土坑最最好設(shè)置在地地勢較高的一一側(cè)。◆取土坑的深深度和寬度：：應(yīng)根據(jù)所取土土的數(shù)量、施施工方法和排排水的要求而而定?！羧⊥量拥倪呥吰缕露龋阂话銉?nèi)側(cè)邊坡坡可采用1∶1.5，外側(cè)邊坡不不陡于1∶1。◆取土坑的縱縱坡：取土坑的底面面縱坡應(yīng)不小小于0.3%以利排水，同同時取土坑的的出水口處的的坑底標(biāo)高應(yīng)應(yīng)不低于所流流入的橋涵進進口的標(biāo)高。。二、路基橫斷斷面組成①位置的選擇：：棄土堆通常選選擇路塹下方方荒地或低洼洼處；當(dāng)?shù)孛婷鏅M坡小于1∶5時，可在路塹塹兩側(cè)設(shè)置。。②外形：棄土堆的形狀狀應(yīng)規(guī)則整齊齊，頂寬視棄棄土數(shù)量而定定，頂面有2%的向外橫坡，，高度一般不不超過3m，邊坡不陡于于1∶1.5。二、路基橫斷斷面組成(2)棄土堆1、建筑限界（1）公路建筑限限界（凈空））：三、公路建筑筑限界與用地地建筑限界由凈高和凈寬兩部分組成。。建筑限界的上上緣邊界線為為水平線（超超高路段與超超高橫坡平行行），兩側(cè)邊邊界線與水平平線垂直（超超高路段與路路面垂直）。。三、公路建筑筑限界與用地地（2）建筑限界的的組成（3）建筑限界的的其他規(guī)定三、公路建筑筑限界與用地地（1）公路用地是指指為修建、養(yǎng)護護公路及其沿沿線設(shè)施而依依照國家規(guī)定定所征用的土土地。（2）公路用地范圍圍是指：填方地段為為公路路堤兩兩側(cè)排水溝外外邊緣（無排排水溝時為路路堤或護坡道道坡腳）以外外，挖方地段段為路塹坡頂頂截水溝外邊邊緣（無截水水溝為坡頂））以外，不小小于1m的土地范圍。。在有條件的的地段，高速速公路、一級級公路不小于于3m，二級公路不不小于2m的土地范圍。。三、公路建筑筑限界與用地地2、公路用地（3）橋梁、隧道道、互通式立立體交叉、分分離式立體交交叉、平面交交叉、交通安安全設(shè)施、服服務(wù)設(shè)施、管管理設(shè)施、綠綠化以及料場場、苗圃等應(yīng)應(yīng)根據(jù)實際需需要確定用地地范圍。（4）風(fēng)砂、雪害害等特殊地質(zhì)質(zhì)地帶，設(shè)置置防護設(shè)施時時，應(yīng)根據(jù)實實際需要確定定用地范圍。。三、公路建筑筑限界與用地地（一）橫斷面設(shè)設(shè)計定義橫斷面設(shè)計方方法俗稱“戴戴帽子”，即即在橫斷面測測量所得各樁樁號的橫斷面面地面線上，，按縱斷面設(shè)設(shè)計確定的填填挖高度和平平面設(shè)計確定定的路基寬度度、超高、加加寬值，結(jié)合合當(dāng)?shù)氐牡匦涡?、地質(zhì)等自自然條件，參參考典型橫斷斷面圖式，逐逐樁號繪出橫橫斷面圖；對對采用擋土墻墻、護坡等結(jié)結(jié)構(gòu)物的路段段，所采用結(jié)結(jié)構(gòu)物應(yīng)繪于于相應(yīng)的橫斷斷面圖上，并并注明其起訖訖樁號、圬工工種類和斷面面的尺寸，結(jié)結(jié)構(gòu)物的尺寸寸要根據(jù)土壓壓力的大小、、經(jīng)穩(wěn)定性驗驗算確定。四、橫斷面設(shè)計（二）橫斷面面設(shè)計步驟設(shè)計步驟繪制橫斷面地地面線路基高度和寬寬度數(shù)據(jù)輸入入繪制路基標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)橫斷面圖繪制防護工程程位置及端面面示意圖排水工程位置置及斷面示意意圖計算各樁號端端面的填（挖挖）方面積并并標(biāo)注圖上四、橫斷面設(shè)計（三）公路橫斷面設(shè)設(shè)計內(nèi)容1．確定路幅橫橫斷面尺寸（（寬度及橫坡坡度）；2．確定路基高高度：縱斷面面設(shè)計完成；；3．路基橫斷面面形狀設(shè)計：：如梯形（直直線式邊坡））、折線式邊邊坡、臺階形形邊坡；4．邊坡坡度確確定；路堤及及路塹邊坡，，土質(zhì)與巖石石邊坡5．橫斷面面積積計算及土石石方數(shù)量計算算與調(diào)配四、橫斷面設(shè)計（四）路基橫橫斷面設(shè)計所所需要的設(shè)計計資料1．平曲線資料料：半徑、緩緩和曲線、偏偏角、曲線位位置（交點樁樁號）等；2．每個中樁的的填挖高度；；3．路基寬度，，路面寬度（（分別確定左左右側(cè)寬度））；4．各中樁的超超高值；5．路基標(biāo)準(zhǔn)橫橫斷面圖式（（典型橫斷面面）；6．路基邊坡坡坡度值；7．邊溝、截水水溝的形式及及尺寸；8．彎道上視距距的是否得到到保證（視距距臺設(shè)計）。。四、橫斷面設(shè)計（五）橫斷面圖繪制制方法1．在計算紙上上繪制橫斷面面的地面線。。地面線是在現(xiàn)現(xiàn)場測繪的，，若是紙上定定線，可從大大比例尺的地地形圖上內(nèi)插插獲得。橫斷面圖的比比例尺一般是是1：200。K5+300.00右：3.7,-.17,12.7,-1.07,25,-2.31左：6.4,0.82,8.7,1.3,13.58,1.79,25,2.872．繪出設(shè)計線線：“戴帽子子”K5+300.00T=2.52四、橫斷面設(shè)計3.繪出防護及加加固設(shè)施的斷斷面圖。4．根據(jù)綜合排排水設(shè)計，畫畫出路基邊溝溝、截水溝、、排灌渠等的的位置和斷面面形式。四、橫斷面設(shè)計

路

基

設(shè)

計

表樁

號設(shè)計標(biāo)高

(m)地面標(biāo)高

(m)

填

挖高度

（m)路

基

寬

度

(ｍ)路基外邊緣點J、行車道外邊緣點M、路中線C與設(shè)計高(路中線處）之差（ｍ）

左

路

幅

中右

路

幅填挖左右JMCMJK0+000.002952.062952.06

0.002.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+005.002952.042950.271.77

2.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+025.002951.992948.893.10

2.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+050.002951.912949.612.30

2.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+075.002951.832950.431.40

2.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+100.002951.762950.451.31

2.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+125.002951.822950.651.17

2.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+150.002952.212951.370.84

2.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+175.002952.642951.820.82

2.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+200.002953.062952.420.64

2.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+225.002953.492952.530.96

2.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07ZY+239.362953.732952.651.08

2.852.25-0.11-0.0900.070.09QZ+259.812954.082953.190.89

2.852.25-0.11-0.0900.070.09YZ+280.262954.422953.850.57

2.852.25-0.11-0.0900.070.09四、橫斷面設(shè)計（六）編制路基設(shè)計計表——應(yīng)在繪制橫斷面面圖之前完成+125T=1.17AW=2.6AT=15.82.252.25橫斷面繪制示示例（無超高加寬寬）2951.822950.65比例:1:200四、橫斷面設(shè)計+259.81T=0.89AW=2.6AT=12.82.852.25橫斷面繪制示示例（有超高加寬寬）2954.082953.19比例:1:200四、橫斷面設(shè)計（一）橫斷面面積計算1.積距法：（條分分法）適用于不規(guī)則則圖形面積計計算。把橫斷面圖劃劃分成若干條條等寬的小條條，累加每一一小條中心處處的高度，再再乘以條寬即即為該圖形的的面積。每個小條塊的的近似面積為為：橫斷面面積：：五、計算2、坐標(biāo)法已知斷面圖上上各轉(zhuǎn)折點坐坐標(biāo)（xi，yi），則斷面面面積為：：五、計算1、平均端面面法（二）土石方方數(shù)量計算假定相鄰斷斷面間為一一棱柱體，，則其體積為為：V=（A1+A2）L/2式中：V—體積，即土土石方數(shù)量量（m3）；A1、A2——分別為相鄰鄰兩斷面的的面積（m2）；L—相鄰斷面之之間的距離離（m）。A1A2L五、計算2、精確計算算（實用于于計算機計計算）式中：m=A1/A2，其中A1＜A2。五、計算3.土石方數(shù)量量計算應(yīng)注注意的問題題：（1）填挖方數(shù)數(shù)量分別計計算，（填填挖方面積積分別計算算）；（2）土石方應(yīng)應(yīng)分別計算算，（土石石面積分別別計算）；；（3）路基填、、挖方數(shù)量量中應(yīng)考慮慮路面所占占的體積，，（填方扣扣除、挖方方增加）；；（4）大中橋位位處所占的的路基土石石方應(yīng)扣除除。五、計算某路段兩兩兩相鄰樁號號分別為K1+250（1點）、K1+276（2點）和K1+300（3點），計算算出橫斷面面面積分別別為：AT1=38.2m2AT2=15.2m2AW2=16.1m2AW3=47.5m2計算K1+250——K1+300路段的填方方數(shù)量、挖挖方數(shù)量、、利用方數(shù)數(shù)量。樁號挖方

面積填方面積挖方平

均面積填方平

均面積距離挖方體積填方體積本樁利用+250038.2///

8.05

26.7

26

209.3694.2

209.3+27616.115.231.8

7.6

24763.2

182.4

182.4

+30047.50合計////

50972.5

876.6

391.7

五、計算五、計算五、計算土石方調(diào)配配的目的：：確定填方用土的的來源、挖挖方棄土的的去向；以以及計價土土石方的數(shù)數(shù)量和運量量等。填方土源：：附近挖方方利用借借土挖方去向：：調(diào)往附近近填方棄棄土（三）路基土石方調(diào)配配五、計算土石方調(diào)配配的幾個概念念1、平均運距距按挖方斷面間間距中心至至填方斷面面間距中心心的距離計計算，稱平平均距離。。2、免費運距距土、石方作業(yè)業(yè)包括挖、、裝、運、、卸等工序序，在某一一特定距離離內(nèi)，只按按土、石方方數(shù)量計價價而不計運運費的距離離稱為免費費運距。五、計算3、經(jīng)濟運距距式中：B—借土單價（（元/m3）；T—遠運運費單單價（元/m3·km）；L—免費運距（（km）。經(jīng)濟運距是是確定借土土或調(diào)運的的界限，當(dāng)當(dāng)調(diào)運距離離小于經(jīng)濟濟運距時，，采取縱向向調(diào)運是經(jīng)經(jīng)濟的，反反之，則可可考慮就近近借土。經(jīng)濟運距：：L經(jīng)=+L免五、計算4、運量為平均超運運運距單位位與土石方方調(diào)配數(shù)量量的乘積。?？傔\量=調(diào)配（土石石方）數(shù)量量×nn=（L-L免）/A式中：n—平均超運運運距單位，，（四舍五五入取整數(shù)數(shù)）L—土石方調(diào)配配平均運距距（m）L免—免費運距（（m）A—超遠運距單單位（m）（例如人人工運輸A=10m，鏟運機運運輸A=50m；）五、計算5、計價土石石方數(shù)量計價土石方方數(shù)量為：：V計=V挖+V借式中：V計—計價土石方方數(shù)量（m3）V挖—挖方數(shù)量（（m3）V借—借方數(shù)量（（m3）如某工程土土石方數(shù)量量：填方500m3挖方200m3借方400m3棄方100m3則計價土石石方數(shù)量=600m3五、計算一般工程的土石石方總量，，實際上是是指計價土土石方數(shù)量量。一條公公路的土石石方總量，，一般包括括路基工程程、排水工工程、臨時時工程、小小橋涵工程程等項目的的土石方數(shù)數(shù)量。對于獨立大、中中橋梁、長長隧道的土土石方工程程數(shù)量應(yīng)另另外計算。。五、計算（1）就近利用用，以減少少運量；（2）不跨溝調(diào)調(diào)運；（3）高向低調(diào)調(diào)運；（4）經(jīng)濟合理理；應(yīng)進行遠運運利用與附附近借土的的經(jīng)濟比較較（移挖作作填與借土土費用的比比較）。遠運利用的的費用：運運輸費用、、裝卸費等等借土費用：：開挖費用用、占地及及青苗補償償費用、棄棄土占地及及運費土石方調(diào)配配原則五、計算（5）不同的土土方和石方方應(yīng)根據(jù)工工程需要分分別進行調(diào)調(diào)配，以保保證路基穩(wěn)穩(wěn)定和人工工構(gòu)造物的的材料供應(yīng)應(yīng)。（6）回頭曲線線路段,優(yōu)先考慮上上下線的豎豎向調(diào)運。。（7）土方調(diào)配配對于借土土和棄土應(yīng)應(yīng)事先同地地方商量，，妥善處理理。五、計算土石方調(diào)配配方法土石方計算算表調(diào)配法法：1）計算表中中的“挖方方”、“填填方”欄，，將橋涵位位置、陡坡坡、大溝等等標(biāo)注于表表旁，供調(diào)調(diào)配時參考考。2）計算并填填寫表中““本樁利用用”、“填填缺”、