第二章道路路線

第二章道路路線第1頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月熟悉路線設(shè)計的有關(guān)概念看懂路線平面、縱斷面、橫斷面設(shè)計熟悉路線平面、縱斷面、橫斷面設(shè)計內(nèi)容掌握路線設(shè)計的要求與方法了解道路路線組成及路線交叉方式與要求第2頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1道路路線概述道路是一條帶狀的三維空間實體。它的中心線是一條空間曲線，這條中心線在水平面上的投影，稱為道路路線的平面第3頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月沿中心線豎直剖切展開的直面，稱為道路路線的縱斷面第4頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月中心線上任意點處的法向切面，稱為道路路線的橫斷面第5頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1道路路線概述初步設(shè)計技術(shù)設(shè)計施工圖設(shè)計確定合理的技術(shù)方案。選定合理的設(shè)計方案，計算工程數(shù)量及主要材料數(shù)量，提出施工方案建議，編制設(shè)計概算，提供包括文字說明和圖表資料在內(nèi)的初步設(shè)計文件根據(jù)初步設(shè)計批復(fù)意見，測設(shè)合同要求，對重大、復(fù)雜的技術(shù)問題通過科學(xué)試驗、專題研究，加深勘探調(diào)查及分析比較，解決初步設(shè)計中未解決的問題應(yīng)根據(jù)可行性研究報告批復(fù)意見、測設(shè)合同，擬定修建原則，確定設(shè)計方案和工程數(shù)量，提出圖表資料、說明書以及施工組織計劃，編制施工圖預(yù)算第6頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1道路路線概述道路勘測包括選線、定線、測量和調(diào)查。一條道路的起終點和中間控制點確定以后，可用多種方法把它們連接起來。要選出一條最合理的路線，一般要經(jīng)過三個步驟：1、全面布局全面布局——在路線的起點、終點和中間大控制點之間，按選線原則尋求最合理的路線走向2、逐段安排逐段安排——路線的基本走向確定以后，進一步加密控制點，解決路線的局部性方案3、具體定線具體定線——在逐段安排的小控制點之間，根據(jù)技術(shù)標準，結(jié)合自然條件，綜合考慮平、縱、橫三個方面的因素，適當移動交點進行穿線，具體定出路線的中線位置。第7頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2道路線形設(shè)計圓曲線緩和曲線平曲線超高平曲線加寬緩和段行車視距平面設(shè)計成果各級公路和城市道路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置平曲線設(shè)置在直線與圓曲線之間或大圓曲線與小圓曲線之間，由直線向圓曲線或較大圓曲線向較小圓曲線過渡的線形平曲線設(shè)計時，常將彎道外側(cè)車道抬高，構(gòu)成與內(nèi)側(cè)車道同坡度的單向坡，使汽車在平曲線上行駛時獲得一個指向內(nèi)側(cè)的橫向分力，用以克服離心力。汽車在曲線上行駛時，四個車輪軌跡半徑不同，因而需要比直線上更大的寬度。當曲線上設(shè)有加寬和超高時，為保證線形平順和行車安全，需設(shè)置緩和段。使汽車在一定的車速下能及時制動或避讓。在這段時間內(nèi)，汽車沿路面所行駛的最短距離。路線平面設(shè)計應(yīng)提供各種圖紙和表格概念第8頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2道路線形設(shè)計圓曲線《公路工程技術(shù)標準》根據(jù)各級公路的不同要求，規(guī)定了三類最小圓曲線半徑，即：極限最小半徑、一般最小半徑和不設(shè)超高的最小半徑1、計算公式

R=V2/[127（f+i）]

式中：R——圓曲線半徑，m；1V——道路的計算行車速度，km/h；f——最大橫向力系數(shù)；i——路拱橫向坡度，以小數(shù)計。2、注意事項圓曲線半徑越大，橫向力系數(shù)就越小，汽車行駛就越穩(wěn)定。從汽車行駛穩(wěn)定性出發(fā)，圓曲線半徑越大越好。但因受地形、地質(zhì)、地物等因素的限制，圓曲線半徑不可能設(shè)置得很大，往往會采用小半徑的圓曲線。第9頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月極限最小半徑一般最小半徑不設(shè)超高的最小半徑2.2道路線形設(shè)計Rmin——極限最小半徑，mμmax——極限最小半徑所對應(yīng)的橫向力系數(shù)ibmax——最大超高橫坡度R一般——一般最小半徑，mIb——路拱超高橫坡度μ——一般最小半徑所對應(yīng)的橫向力系數(shù)R免——不設(shè)超高最小半徑，m；i1——路拱橫坡度：道路等級二級及二級以上，i1=0.01~0.02；二級以下，i1=0.03~0.04；μ——不設(shè)超高橫向力系數(shù)其中：“-”表示汽車在道路圓曲線外側(cè)行駛第10頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月極限最小半徑橫向力系數(shù)及超高橫坡度取用表一般最小半徑橫向力系數(shù)及超高橫坡度取用表

各級公路的最小半徑值計算行車速度（km/h）1201008060403020μmax0.100.110.120.130.140.150.16ibmax（%）8888888計算行車速度（km/h）1201008060403020μ0.050.050.060.060.060.050.05ib（%）6678766計算行車速度（km/h）1201008060403020極限最小半徑（m）650400250125603015一般最小半徑（m）10007004002001006530不設(shè)超高的最小半徑（m）路拱≤2.0%5500400025001500600350150路拱＞2.0%7500525033501900800450200第11頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月緩和曲線關(guān)鍵詞：過渡線形、曲率均勻變化緩和曲線是設(shè)置在直線與圓曲線之間或大圓曲線與小圓曲線之間，由直線向圓曲線或較大圓曲線向較小圓曲線過渡的線形，是道路平面線形要素之一。它的主要特征是曲率均勻變化。《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定，除四級公路可不設(shè)緩和曲線外，其他各級公路，當平曲線半徑小于不設(shè)超高的最小半徑時，應(yīng)設(shè)緩和曲線。緩和曲線最小長度值在相同計算行車速度的公路上，不論曲線半徑大小如何，都可取同一個緩和曲線長度2.2道路線形設(shè)計計算行車速度（km/h）1201008060403020最短緩和曲線長度（m）100857050352520第12頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2道路線形設(shè)計平面曲線超高超高的大小用橫坡度表示各級公路圓曲線部分的最大超高橫坡度不同車速（等級）、不同半徑圓曲線的超高橫坡度公路等級高速公路一二三四一般地區(qū)（%）108積雪冰凍地區(qū)（%）6計算行車速度（km/h）超高橫坡度（%）12010080604030202≥3240≥1710≥1240≥810≥390≥230≥1053≥2160≥1220≥830≥570≥270≥150≥704≥1620≥950≥620≥430≥200≥110≥555≥1300≥770≥500≥340≥150≥80≥406≥1080≥650≥410≥280≥120≥60≥307≥930≥560≥350≥230≥90≥50≥208≥810≥500≥310≥200≥60≥30≥159≥720≥440≥280≥16010≥650≥400≥250≥125第13頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2道路線形設(shè)計設(shè)置超高的規(guī)定和要求1）各級道路曲線部分的最小超高橫坡度須等于或大于該道路直線部分的路拱橫坡度，以利于排水。2）當?shù)缆吠ㄟ^城鎮(zhèn)作為城市道路，按規(guī)定設(shè)置超高有困難時，可視實際情況進行適當處理。也可按下表取用市區(qū)路段全超高橫坡度

3）在有縱坡的彎道上設(shè)置超高時，應(yīng)考慮合成坡度ik=i縱2+ib2式中：i縱——道路縱坡，%

Ib——合成縱坡，%。計算行車速度（km/h）806040、30、20超高橫坡度（%）642第14頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月平面曲線加寬2.2道路線形設(shè)計《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定，當圓曲線半徑R≤250m時，應(yīng)設(shè)置加寬。雙車道路面的全加寬值見下表雙車道路面的全加寬值單車道路面的全加寬值按表列數(shù)值的1/2取用注意事項：加寬應(yīng)設(shè)置在圓曲線的內(nèi)側(cè)，路面加寬時路基一般也同時加寬；

分道行駛的公路，圓曲線半徑較小時，其內(nèi)側(cè)的加寬值應(yīng)大于外側(cè)車道的加寬值。設(shè)計時應(yīng)按內(nèi)外車道不同的半徑，通過計算分別確定其加寬值加寬類型圓曲線半徑（m）汽車軸距加前懸（m）250~200200~150150~100100~7070~5050~3030~2525~2020~15150.40.60.81.01.21.41.82.22.5280.60.70.91.21.52.0---35.2+8.80.81.01.52.02.5----第15頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2道路線形設(shè)計緩和段緩和段按作用不同，分為超高緩和段和加寬緩和段。超高緩和段

加寬緩和段

第16頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2道路線形設(shè)計行車視距行車視距包括停車視距、會車視距和超車視距超車視距第17頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3道路縱斷面設(shè)計概念沿道路中線的豎向剖面稱為路線縱斷面，道路不可能從起點至終點是一條水平線，而是一條有起伏的空間線路線縱斷面第18頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月地面線設(shè)計線地面線高于設(shè)計線采用的施工是挖方地面線低于設(shè)計線采用的施工是填方縱坡度i=h/l（h代表是高差，l代表是水平長度）第19頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3道路縱斷面設(shè)計縱坡設(shè)計縱坡設(shè)計步驟：標注控制點試定縱坡線調(diào)整縱坡線與橫斷面核對確定縱坡線最小縱坡：《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定，在各級公路的長路塹路段、其他橫向排水不暢的路段，均應(yīng)采用不小于0.3%的縱坡，否則應(yīng)對邊溝作縱向排水設(shè)計。干旱地區(qū)以及橫向排水良好的路段，最小縱坡可不受上述限制。最大縱坡：最大縱坡設(shè)計車速為120km/h、100km/h、80km/h的高速公路受地形條件或其他特殊情況限制時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證，最大縱坡值可增加1%。公路改建中，設(shè)計車速為40km/h、30km/h、20km/h的利用原有公路的路段，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證，最大縱坡值可增加1%。注意事項：計算行車速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789第20頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3道路縱斷面設(shè)計豎曲線設(shè)計豎曲線有兩種形式：相鄰兩條縱坡線的交角（轉(zhuǎn)坡角）ω為正值時，為凸形豎曲線；ω為負值時，為凹形豎曲線。其計算式為：

ω=ⅰ1-ⅰ2豎曲線概念：為了行車平順，縱斷面上相鄰兩條縱坡線的相交處（俗稱轉(zhuǎn)坡點或變坡點）通常用一段曲線——二次拋物線連接起來，這條曲線稱為豎曲線設(shè)計流程：豎曲線半徑確定豎曲線要素計算豎曲線起終點樁號推算曲線長：L=Rω切線長：T=L/2外距：E=T2/2R改正值：h=l2/2R豎曲線起點樁號=轉(zhuǎn)坡點（變坡點）樁號-T豎曲線終點樁號=轉(zhuǎn)坡點（變坡點）樁號+T計算行車速（km/h）1201008060403020凸形豎曲線（m）一般值170001000045002000700400200極限值11000650030001400450250100凸形豎曲線（m）一般值6000450030001500700400200極限值4000300020001000450250100豎曲線最小長度（m）100857050352520第21頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4道路橫斷面設(shè)計概念道路中線的法線方向剖面稱為道路橫斷面，簡稱橫斷面。道路橫斷面圖是由設(shè)計線與地面線所圍成的圖形。第22頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4道路橫斷面設(shè)計設(shè)計流程1、準備工作1）抄錄填挖高、超高加寬將路基設(shè)計表上各中樁的填土高（T）或挖土深（W）、路基寬度、超高（hc）和加寬（Bj）等數(shù)值逐樁標注在相應(yīng)中樁橫斷面地面線下；2）根據(jù)地質(zhì)調(diào)查資料，標出各斷面的土石分界線，確定邊坡坡度及邊溝形狀、尺寸。2、逐樁繪出直線段路基橫斷面設(shè)計線3、逐樁繪出曲線段路基橫斷面設(shè)計線圓曲線上有超高時，按超高旋轉(zhuǎn)軸繪出超高橫坡度和左右路肩邊緣連線；有加寬時，繪出加寬后的左右路肩邊緣的連線。緩和曲線、緩和段上，先按超高、加寬找三點（內(nèi)側(cè)邊緣、中線、外側(cè)邊緣），再將內(nèi)、中、外三點連成折線。4、繪制邊坡（護坡道）、邊溝、取土坑、截水溝、擋土墻第23頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月橫斷面面積計算橫斷面面積是指橫斷面設(shè)計圖中地面線與設(shè)計線所圍成的面積。A=∑Ai=B×∑式中：A——橫斷面面積，m2；Ai——每一條塊的面積，m2；B——橫斷面分成的三角形或梯形條塊中圖上每1cm2的實地面積，為4m2；hi——橫斷面分成的三角形或梯形條塊中，每一條塊的中心高度，cm。土石方計算與調(diào)配2.4道路橫斷面設(shè)計第24頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4道路橫斷面設(shè)計填、挖方體積計算：為簡化計算，目前一般采用平均斷面法計算填挖方體積。假定兩相鄰斷面組成一棱柱體，斷面即為棱柱體的上底下底，中線距離（兩樁號里程差）即為棱柱的高，其體積為：

V=（A1+A2）/2*L式中：V——兩斷面間的體積，m3；A1、A2——橫斷面填、挖面積，m2；L——兩斷面間的中線距離，m。應(yīng)注意的問題：（1）填方面積和挖方面積應(yīng)分別計算；（2）填方或挖方中的土石也要分別計算。路基土石方調(diào)配（1）先橫向后縱向，先本樁利用后遠運利用；（2）綜合考慮施工方法、運輸條件、地形情況等因素，采用合理的經(jīng)濟運距；（3）避免或防止水土流失、河道堵塞、塌方等破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象發(fā)生；（4）土石應(yīng)分開調(diào)配；（5）一般不跨溝、上坡調(diào)配。第25頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5道路交叉概念道路與道路、道路與鐵路及道路與其他道路或管線相交的形式稱為交叉，相交的地方稱為交叉口。相交道路在同一平面位置時，稱為平面交叉，相交道路在不同平面位置時，稱為立體交叉交叉分類加鋪轉(zhuǎn)角式平面交叉第26頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月分道轉(zhuǎn)彎式平面交叉

加寬路口式平面交叉第27頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月識圖辨認第28頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月道路路線設(shè)計是道路建設(shè)的基礎(chǔ)。道路從無到有，要經(jīng)過選線、勘測、設(shè)計、施工等諸多工序。道路線形設(shè)計包括平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計。道路平面設(shè)計包括圓曲線、緩和曲線、超高、加寬、緩和段、視距設(shè)計。道路平面設(shè)計選用的各種數(shù)據(jù)既要保證計算正確，又要滿足技術(shù)標準的要求。不滿足技術(shù)標準要求的設(shè)計是不合格的設(shè)計。技術(shù)標準中的極限值，又要滿足技術(shù)標準的要求。不滿足技術(shù)標準要求的設(shè)計是不合格的設(shè)計。技術(shù)標準中的極限值，一般不要輕易采用。道路縱斷面設(shè)計主要解決道路縱坡度大小、坡段長度及豎曲線的位置。道