河南城建学院本科毕业设计（论文） 第二章 平、纵横三维设计
5.截水沟
截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。截水沟示意图如下图2.4。
图中距离d一般应大于5.0m，地质不良地段可采用10.0m或更大。截水沟下方一侧，可堆置挖沟的土方，做成顶部向沟倾斜2%的土台。
山坡填方路段可能遭到土方水流的破坏作用，此时必须设置截水沟，一拦截山坡水流保护路堤。
图2.4 截水沟示意图
截水沟的横断面形式，一般为梯形沟的边坡坡度，因岩土条件而定，一般采用1:1.0—1:1.5，沟底宽度不小于0.5m，沟深h按设计流量而定，亦不小于0.5m。 截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。截水沟水流不应引入边沟，当必须引入时，应增大边沟横断面，并进行防护。沟底应具有0.3%以上的纵坡。截水沟的长度以200—500m为宜。
2.4.2 横断面设计步骤
⑴根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。
⑵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。
⑶根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。 ⑷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。
⑸计算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上。
由图计算并填写逐桩占地宽度表、路基设计表、路基土石方计算表及公里路基
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土石方数量汇总表。
2.4.3 平曲线加宽设计
1.加宽值的确定
《公路工程技术标准》规定，当R≤250m时，应对行车道内侧进行加宽，路面加宽时路基一般也同时加宽四级公路和山岭重丘区的三级公路采用第一类加宽；其余各级公路采用第三类加宽值。对不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第二类加宽值。
2.加宽过度段长度的确定
指的是设置平曲线加宽时，从加宽值为零逐渐加宽到全加宽值的过渡段。当公路上设置超高时，加宽缓和段与超高缓和段的长度相等；不设超高时，加宽缓和长度在一般情况下为10m，困难情况可减至5m。 3.加宽过度段的方式
（1）比例过渡
也称为线性过度，是在加宽的过渡段全长范围内按其长度正比例逐渐加宽的一种方式，适合二、三、四级公路。
（2）高次抛物线过渡
再加宽过渡段内插入一条高次抛物线。 （3）插入二次抛物线过渡段
对于设有过渡段的曲线的公路弯道，安ZH和HY点处插入一条二次抛物线。之后，过渡段的长度有所增加。
二次抛物线的切线长，Lj>50米时，T=10米。Lj<50米时可取T=5米，其余同前。
由于本设计最小平曲线半径为400米大于250米，故无需加宽设计。
2.4.4 超高设计
超高指的是汽车在圆曲线上行驶时，受横向力或离心力作用会产生滑移或倾覆，为抵消车辆在圆曲线路段上行驶时所产生的离心力，保证汽车能安全、稳定、满足设计速度和经济、舒适地通过圆曲线，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡 。
由汽车在曲线上行驶的力的平衡方程式，可得公式：
V2iA?u?127R(2.12)计算超高ih，先要确定横向力系数?值，当设计速度为80km/h时，?与R的
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拟合公式：
?=7804.232810.7275??0.03804 (2.13) 2RR速度v是驾驶员根据路况和环境条件变化实际采用的行驶速度，计算ih时，速度v应采用实际行驶速度，约为设计速度的70%～90%。本设计采用80%v，即64km/h。计算结果如表2.6。
表2.6 计算横向力?值与超高值ih
圆曲线半径R（m）
400
横向力系数?值
0.06
超高值ih（%）
6.6
本设计公路等级为一级公路，并且是有中间带的公路，所以该设计超高方式是绕中央分隔带边缘旋转。即将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持原水平状态。超高计算公式如下表：
表2.7 绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式
超高位置
外C （b1+B+b2）ix 侧
计算公式
X距离处行车道横坡
值
备注
ix?iG?ibx?iGLc
1.计算结果均为与设计高之高差 2.设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程
D 0 0
ix
内D
侧 C -（b1+B+bx+b2）
iih?iGx?x?iG3.加宽值bx按加宽计算公式计算
Lc 当x=Lx时，为圆曲线上的超高值 4.
D D ig ij ig
图2.5 超高计算点位置图
上表中符号如下：
C
ij
B---左侧（或右侧)行车道宽度，m；
b1---左侧路缘带宽度，m； b2---左侧路缘带宽度，m； bx---x距离处路基加宽值，m；
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ih---超高横坡度； iG---路拱横坡度；
x---超高缓和段中任意一点至超高缓和段起点的距离，m。
2.4.5 超高的计算
a：超高过渡起点 K1+588 超高过渡终点 K1+724
K1+600处：外侧C=-0.109m，ix=-1.2%；内侧C=-0.195m，ix=2.3%。
K1+624处：外侧C=0.010m，ix=0.12%；内侧C=-0.260m，ix=3.06%。
K1+640处：外侧C=0.085m，ix=1.0%；内侧C=-0.297m，ix=3.5%。
K1+680处：外侧C=0.289m，ix=3.41%；内侧C=-0.399m，ix=4.70%。
K1+720处：外侧C=0.489m，ix=5.76%；内侧C=-0.501m，ix=5.90%。
HY K1+724处：外侧C=0.510m，ix=6.0%；内侧C=-0.510m，ix=6.0%。
YH K1+784:外侧C=0.510m，ix=6.0%，内侧C=0.51m，，ix=6.0%。 b：超高过渡起点 K1+884 超高过渡终点 K1+800
K1+884处：外侧C=0.010m，ix=0.12%;内侧C=-0.260m，ix=3.06%。
K1+880处：外侧C=0.030m，ix=0.35%;内侧C=-0.270m，ix=3.20%。
K1+840处：外侧C=0.230m，ix=2.70%;内侧C=-0.370m，ix=4.30%。
K1+800处：外侧C=0.430m，ix=5.00%;内侧C=-0.470m，ix=5.50%。
HY K1+784处：外侧C=0.51m,ix=6%;内侧C=0.51m，ix=6.0%。
2.4.6 土石方的计算和调配 1.调配要求
⑴土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。
⑵纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。
⑶土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。
⑷借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。
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⑸不同性质的土石应分别调配。
回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。 2.调配方法
土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用，表格调配法的方法步骤如下：
⑴准备工作
调配前先要对土石方计算惊醒复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。
⑵横向调运
即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。 ⑶纵向调运
确定经济运距：根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。
计算调运数量和运距：调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离见区免费运距
⑷计算借方数量、废方数量和总运量
借方数量=填缺—纵向调入本桩的数量 废方数量=挖余—纵向调出本桩的数量 总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量 ⑸复核
横向调运复核： 填方=本桩利用+填缺 挖方=本桩利用+挖余 纵向调运复核：
填缺=纵向调运方+借方 挖余+纵向调运方+废方 总调运量复核：
挖方+借方=填方+借方
以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。 （6）计算计价土石方
计价土石方=挖方数量+借方数量。
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