线形。
(5) 避免在长直线上设置陡坡或曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。 (6) 避免急弯与陡坡的不利组合。
(7)应避免小半径的竖曲线与缓和曲线的重合。
4.5 道路线形与景观的协调与配合
道路作为一种人工构筑物,应视为景观的对象来研究。修建道路会对自然景观产生影响,有时产生一定破坏作用。而道路两侧的自然景观反过来又会影响道路汽车的行驶,特别是对驾驶员的视觉、心里以及驾驶等都有很大影响。 平、纵线形组合必需是在充分与道路所经地区的景观相配合的基础上进行。否则,即使线形组合符合有关规定也不一定是良好设计。对于驾驶员来说,是有看上去具有优美的线形和景观,才能称为舒适和安全的道路。对设计速度高的道路,平、纵线形组合设计与周围景观配合尤为重要。
五、 竖曲线的设计与计算
5.1竖曲线的设计
表5.1 竖曲线各项指标 设计车速(km/h) 最大纵坡(%) 最小纵坡(%) 一般值 凸形竖曲线半径(m) 极限值 一般值 凹形竖曲线半径(m) 极限值 竖曲线最小长度(m) 1000 120 1400 1500 60 6 0.3 2000
5.2 竖曲线的计算
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根据设计所知的纵坡坡度 i1,i2 ,求出w=i2-i1,
拟定竖曲线半径R,则:
竖曲线长度:L=Rw
切线长:T=L=Rw
22T2竖曲线变坡点纵距: E=
2R
如下图所示:
Li1i2|ΨT1T2
根据计算得各竖曲线要素如下表所示:
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表5.2 竖曲线要素表
竖 曲 线 桩 号 标 高(m) K4+390 74.1984 凸曲线半径R(m) 凹曲线半径 R(m) 4870 切线长 T(m) 65.9418 外距 E(m) 0.4464 起点桩号 终点桩号 10380 K4+324.06 K4+455.94 K5+120 79.5679 9550 67.2146 0.2176 K5+052.79 K5+187.21 K5+610 76.8262 99.4087 0.5174 K5+510.59 K5+709.41
由于直线段的高程变化随坡度呈比例变化,所以可以先求出每个桩号之间的水平距离,解直角三角形可得出增加或者降低的高度,可以在直线段进行累加或累减到相应桩位,由此得出各个桩号的设计高程。
有关路线纵断面设计高程的计算结果,可以直接查看路基设计表。
六、 路线横断面设计
道路横断面,是指中线上各点的法向切面,它是由横断面设计线和地面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、排水沟、边沟、边坡、截水沟等设施构成的。
6.1横断面设计的原则
(1) 设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件,并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况,进行精心设计,既要坚实稳定,又要经济合理。
(2)路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外,还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物,采用经济有效的病害防治措施。
(3) 还应结合路线和路面进行设计。选线时,应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡,应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较,以减少工程数量,保证路基稳定。
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(4) 沿河及受水浸水淹路段,应注意路基不被洪水淹没或冲毁。 (5) 当路基设计标高受限制,路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时,就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实,使路面具有一定防冻总厚度,设置隔离层及其他排水设施等。
(6) 路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。
6.2 横断面设计综述
6.2.1 路基宽度
查《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)得公路等级为二级,车道数拟定两车道,车速为6km/h,两车道的路基宽度一般值为8.5m,设计车道宽度取3.50m,得总车道宽度为3.5×2=7m,土路肩的宽度为0.75×2=1.5m. 6.2.2 路拱坡度
路拱对排水有利但是对行车不利,路拱坡度所产生的水平分力增加了行车的不平稳,同时也给乘客不舒适的感觉,而且当车辆在有水或潮湿的路面上制动时还会增加侧向滑移的危险。对于不同类型的路面,由于其表面的平整度和透水性不同,再考虑当地的自然条件选用不同的路拱坡度。
查《公路工程技术标准》取P25 5.0.5得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1~2%,故取路拱坡度为2%;路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%~2%,故取路肩横向坡度为3%,路拱坡度采用双向坡面,由路中央向两侧倾斜。
6.2.3 路基边坡坡度
由《公路路基设计规范》(JTG D030—2004)得知,当H<6m(H—路基填土高度)时,路基边坡按1:1.5设计。 6.2.4边沟设计
查《公路路基设计规范》(JTG D030—2004)P20 4.2.3得边沟横断面一般采用梯形,梯形边沟内侧边坡为1:1.0~1:1.5,外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面,其内侧边坡宜采用1:2~1:3,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段采用梯形边沟,考虑到本公路是二级公路,工程上通常采用底宽为0.6m,深0.6m,内侧边坡坡度为1:1。 6.2.5横断面设计步骤
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① 根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。
② 根据路线及路基资料,将横断面的填挖值及有关资料(如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等)抄于相应桩号的断面上。
③ 根据地质调查资料,示出土石界限、设计边坡坡度,并确定边沟形状和尺寸。
④ 绘横断面设计线,又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等,在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般直线上的断面可不示出路拱坡度。
⑤ 计算横断面面积(含填、挖方),完成全图。 6.2.6 各类表格的输出
由图计算并填写逐桩占地宽度表、路基设计表、路基土石方计算表、路基土石方数量汇总表及土石方调配。 6.2.7 加宽值的计算
汽车行驶在曲线上,各轮轨迹半径不同,其中以后内轮轨迹半径最小,且偏向曲线内侧,故曲线内侧应增加路面宽度,以确保曲线上行车的舒适与安全。另外,汽车行驶在横向力较大的弯道上会有一定的横向摆动,也应增加路面的宽度。
我国《规范》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查表可得。一般在弯道内侧圆曲线范围内设置全加宽。
为了使路面和路基均匀变化,设置一段从加宽值为零逐渐加宽到全加宽的过度段,称之为加宽缓和段。平曲线内无回旋线时,路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度,需设置加宽缓和段。设置回旋线或超高缓和段时,加宽缓和段的长度应采用与回旋线或超高缓和段长度相同的数值,布设在加宽缓和段上,路面具有逐渐变化的宽度。不设回旋线或超高缓和段时,加宽缓和段长度应按渐变率为1:1.5且不小于10米的设置要求.
加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法.
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为:
bx=kb 式中:k=Lx/L
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