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大学道路勘测设计课件横断面设计 第四章横断面设计第一节道路用地范围与建筑限界一、道路用地范围1.定义：道路用地是指为修建、养护道路及其沿线设施而依据国家规定所征用的土地。2.公路用地范围的划定（1）新建公路路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，或路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不少于1m的土地为公路用地范围。在有条件的地段，高速公路、一级公路不少于3m，二级公路不少于2m的土地为公路用地范围。高填深挖路段：应根据边坡稳定计算确定用地范围。 三、一般组成部分的宽度1.行车道宽度2、路肩路肩由土路肩和硬路肩组成。硬路肩又称加固路肩。 路肩的作用：①增加路幅的侧向余宽，供临时停车、错车或堆放养路材料之用；②具有保护路面及支撑路面结构的作用；③显示行车道的边缘线，有利于视线诱导，增加行车的舒适感和安全感；④为公路的其他设施(如护墙、护栏、绿化、电杆、地下管线等)提供设置的场地，也可供养护人员养护操作、避车之用；⑤精心养护的路肩，能增加公路的美感。 高速公路和一级公路应在硬路肩宽度内设右侧路缘带，其宽度一般为0.5m。二、三、四级公路可不设硬路肩，但在村镇附近及混合交通量大的路段应予加固。高速公路采用分离式断面时，行车道左侧应设硬路肩，其宽度一般为1.25m(计算行车速度120km/h)、1.00m(计算行车速度100km/h)或0.75m(计算行车速度小于80km/h)。 3、中间带高速公路和一级公路的整体式断面型式应设置中间带。中间带由中央分隔带和两条左侧路缘带组成。②在中间带上种植花草灌木或设置防眩网，可以防止对向车灯产生的眩光，又美化路容和环境；③为沿线设施的设置提供场地；④为公路分期改建提供储备用地；⑤显示行车道位置，起视线诱导作用。作用：①将对向车流分开，避免车辆任意调头，减少交通事故提高通行能力； 中间带的宽度依行车道的侧向余宽和设施带宽度而定，愈宽效果愈好。一条公路上不得频繁变化中央分隔带宽度以保持良好的线形及视觉。 4、路基宽度公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。当设有中间带、变速车道、爬坡车道、应急停车带等，尚应包括这些部分的宽度。四级公路宜采用3.5米的行车道和6.5米的路基。当交通量较大时，可采用6.0米的行车道和7.0米的路基；困难地区采用4.5米的路基，但应设置错车道。 第三节路拱、边沟及边坡1．路拱为了迅速排除路面上的雨水，将路面做成由中间向两侧倾斜的拱形，称为路拱。路拱虽然对排水有利，但由于汽车自身的重力沿着路拱横坡方向的分力增加了行车的不平稳，对行车不利。对于不同的路面类型和行车道宽度，结合当地的自然条件、降雨强度等采用不同的路拱坡度。 路拱的形式有抛物线形、直线接曲线形、折线形等。土路肩由于其排水性远低于路面，为了迅速排除路面水，其横坡度一般较路拱横坡增加1％-2％。硬路肩一般与路面采用同一横坡，也可稍大于路面。2．边沟(1)边沟的作用——是设置于挖方和低填方路段，沿路基两侧布置的纵向排水沟。(2)边沟的纵坡——一般与路线纵坡一致，当路线纵坡为零时，边沟仍应保持0.3％—0.5％的最小纵坡。(3)边沟的断面形式及尺寸一般采用梯形。底宽与深度一般都不应小于0.4m；干旱地区也可采用0.3m。边沟边坡根据地质情况而定，内侧边坡一般为1：1—1：1.5，石质路段可以直立。采用机械化施工时，土方边沟可做成三角形，其内侧边坡可用1：2—1：3，外侧边坡一般为1：1—1：2。 3．边坡(1)路堤边坡路堤的边坡坡度，应根据填料的物理力学性质、气候条件、边坡高度以及基底的工程地质和水文地质条件进行合理的选定。1)填土路堤边坡 2)填石路堤边坡 (2)路堑边坡路堑或挖方路基边坡的稳定性主要和当地的工程地质、水文地质和地面排水条件有关。此外，地貌、气候等因素对其稳定性也有很大影响。土质路堑边坡 第四节路基横断面设计及成果一、横断面设计步骤1．点绘横断面地面线。2.根据路线和路基资料，将横断面的填、挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高坡度、缓和曲线长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。3.根据现场调查的土壤地质资料，示出土石界限，确定边坡坡度及边沟的开头与尺寸。4.绘制横断面设计线（“戴帽子”）包括路基、边沟、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎石台等。弯道上应示出超高与加宽。一般直线段可不示出路拱坡度。5.计算各横断面的填、挖面积值。 二、横断面设计成果“两图两表”，即：路基横断面设计图、路基标准横断面图、路基设计表、路基土石方计算表。1.路基横断面设计图（1）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。（2）绘出设计线：“戴帽子”K5+300.00右：3.7,-.17,12.7,-1.07,25,-2.31左：6.4,0.82,8.7,1.3,13.58,1.79,25,2.87 （3）绘出防护及加固设施的断面图。（4）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。 2.路基标准横断面图示出所有设计线的形状、比例及尺寸，以指导施工。因此不必对每个断面进行详细的标注，避免了工作的重复。 3.编制路基设计表是公路设计文件中施工图的组成内容之一，是平、纵、横等测设资料的综合与汇总。 4.路基土石方计算表是评价公路测设质量的主要技术经济指标之一，是编制公路施工组织计划和工程概预算的主要依据。 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。第五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： （二）块分法：把横断面图上地面线及设计线的转折点划分成若干块不等宽的梯形或三角形，分别计算为一块图形的面积并累加起来，即为该图形的面积。适用于计算机计算，精度高。 已知断面图上各转折点坐标（xi，yi），则断面面积为：（三）坐标法 二、土石方数量计算1.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：2.棱台体积法：若F1和F2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为： 3.土石方数量计算应注意的问题：（1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；（2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）；（3）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖方增加）；（4）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。4.编制路基土石方数量计算表5.编制每公里路基土石方数量表 土石方调配的目的：确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；以及计价土石方的数量和运量等。填方土源：附近挖方利用借土挖方去向：调往附近填方弃土（一）土石方调配原则（1）就近利用，以减少运量；（2）不跨沟调运；（3）高向低调运；（4）经济合理；三、路基土石方调配应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的比较）。远运利用的费用：运输费用、装卸费等借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费 （5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。（6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。（二）土石方调配方法土石方计算表调配法：公路设计文件推荐方法。土石方调配后，应按下式进行复核检查：横向调运+纵向调运+借方=填方横向调运+纵向调运+弃方=挖方挖方+借方=填方+弃方 （三）关于调配计算的几个问题（1）经济运距：移挖作填与附近借方经济比较，调运填方的最大距离即所谓“经济运距”。式中：B——借土单价（元／m3）；T——远运运费单价（元／m3·km）；L兔——免费运距（km）。（2）平均运距运距：是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。平均运距：挖方路段中心桩号至填方路段中心桩号的距离计算。（3）运量土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位：m3·km （4）计价土石方数量计价土石方数量=挖方数量+借方数量如某工程土石方数量：填方500m3挖方200m3借方400m3弃方100m3则计价土石方数量=600m3一般工程的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量，一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。