河南理工大学本科毕业设计 第五章 横断面设计
第五章 横断面设计
道路横断面是指中线上各点沿法向的垂直剖面，它是由横断面设计线和地面线组成的。二级公路的横断面包括：行车道、路肩、以及错车道等组成部分。（见图5-1）
图5-1 二级公路的横断面组成
横断面设计应满足以下一些要求：
（1）设计应符合公路建设的基本原则和现行《公路工程技术标准》规定的具体要求。
（2）设计时应兼顾当地农田基本建设的需要，尽可能与之相配合。
（3）路基穿过耕种地区，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡。 （4）沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。
5.1 路肩
行车道外缘至路基边缘之间的带状部分称为路肩。路肩分为硬路肩和土路肩。硬路肩是指进行了铺装的路肩，它可以承受汽车荷载的作用力，在混合交通的公路上便于非机动车、行人通行。在填方路段，如果采用集中排水方式，为使路肩能汇集路面积水，在路肩边缘应设置缘石。土路肩是指不加铺装的土质路肩，它起保护路面和路基的作用，并提供侧向余宽。
本设计路肩宽度取0.75m。
5.2 路拱横坡度
为了利于路面横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，称为路拱。其倾斜的大小以百分率表示。
路拱对排水有利但对行车不利。对路拱大小的采用及形状的设计应兼顾两方面的影响。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可
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选用不同的路拱坡度。
本设计在未超高地段路拱坡度取2%，土路肩坡度3%。
5.3 超高及加宽计算
为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高内侧低的单向横坡形式，称为平曲线超高。合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车在曲线上行驶的稳定性与舒适性。当汽车等速行驶时，圆曲线上所产生的离心力是常数，超高横坡度应是与圆曲线半径相适应的全超高。而在缓和曲线上曲率是变化的，其离心力也是变化的，因此，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。这段从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上单向横坡的路段，称作超高过渡段。
汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中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顺适与安全。对于R＞250m的圆曲线，由于其加宽值甚小，可以不加宽。
5.3.1 加宽过渡
为了使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。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。
本设计中主要是采用比例过渡，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：
B加x?LPLJb
（5.1）
式中：LP—任意点距缓和段起点的距离（m）；
LJ—加宽缓和段长（m）；
b—圆曲线上的全加宽（m）。
R=250m，缓和曲线LS=80m。查相关参考文献有：200?R?250
JD2处圆曲线半径
时，加宽值b取0.8m。
按《规范》有：LJ=LS=80m，圆曲线上的全加宽值b=0.8m
bZH?bYH?LZHLJLYHLJb=b0808080?0.8=0m ?0.8 bHY?LHYLJLHZLJbb==
8080080?0.8?0.8=0.8m =0m
=
=0.8m bHZ?JD3处圆曲线半径R=250m，缓和曲线LS=100m。查相关参考文献有：200?R?250
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时，加宽值b取0.8m。
按《规范》有：LJ=LS=100m，圆曲线上的全加宽值b=0.8m
bZH?bYH?LZHLJLYHLJb=b0100100100?0.8=0m
bHY? bHZ?LHYLJLHZLJbb=
1001000100?0.8?0.8=0.8m =0m
=?0.8=0.8m =
其他平曲线半径均大于250m，可不设加宽。
5.3.2 超高值计算
若超高横坡度等于路拱坡度，路面由直线上双向倾斜路拱形式过波到曲线上具有超高的单向倾斜形式，只需行车道外侧绕中线逐渐抬高，直至与内侧横坡相等为止。当超高坡度大于路拱坡度时，有三种过渡方式：绕内边线旋转、绕中线旋转和绕外边缘旋转。
此设计公路是无中间分隔带的，采用绕中线旋转的方法进行曲线的超高。先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面绕中线旋转直至超高横坡度。其计算公式列于表5-1。
表5-1 绕中间线旋转超高值计算公式
计算公式
超高位置
注
x?x0
外缘hc
圆曲线上
x＞x0
B??bJ?iJ-iG???bJ???iG?ih?
2??bJiJ?B2iG
1.计算结果均为
与设计高之高差； 2.临界断面距过渡段起点：
? 中线hc?? 内缘hc外缘hcx
bJiJ?BB??iG?bJ??b?ih 2?2?过
渡段上
B?x?bJ?iJ-iG???bJ???iG?ih?
2?Lc?bJiJ?B2iG?定值?
x0?2iGiG?ihxLcLc
3.x距离处的加宽值：bx??中线hcxb
?? 内缘hcxbJiJ-?bJ?bx?iG
B?x?bJ?iJ-iG???bJ???iG?ih?ih
2?Lc?表5-1中：
B—路面宽度； —路肩宽度； —路拱横坡度；
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bJiG
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—路肩横坡度；
ih—超高横坡度； Lc—超高缓和曲线长度；
x0—与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离；
x—超高缓和段中任一点至起点的距离；
hc—路肩外缘最大抬高值；
hc?—路中线最大抬高值； hc??—路基内缘最大降低值； hcx—x距离处路基外缘抬高值； ?—x距离处路中线抬高值； hcx??—x距离处路基内缘降低值； hcxb—路基加宽值；
—x距离处路基内缘降低值。
bx以上长度单位均为m。 超高值的计算：
路面宽度B?7m,路肩宽度bJ?0.75m，超高横坡度ih=5%，路拱横坡度iG=2%，路肩横坡度iJ =3%。
（1） 计算圆曲线上的全超高值：
JD1处：
外缘：
B?7???hc?bJ?iJ?iG???bJ???iG?ih??0.75??3%?2%???0.75????2%?5%??0.3052?2???
中线：
hc?bJiJ??B2iG?0.75?3%?72?2%?0.093
内缘：
hc?bJiJ??BB77????iG?bJ??b?ih?0.75?3%??2%??0.75??0??5%?0.0372?222???
JD2、JD3处超高值计算方法同JD1处。
（2）超高过渡段最小超高过渡段长度计算：
LC?B'?ip （5.2）
超高缓和段长度应取5m的整倍数，并不小于10m的长度。本设计取无中间带的公路，超高设置绕中线旋转，则：
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B'?B2?72?3.5，?i?ih?iG?5%?2%?7%第五章 横断面设计
，p=1/175 取?42.88，
5m的整倍数为45m。
JD1处平曲线超高缓和段长度LC?B'?Ip?3.5?775JD2、JD3处平曲线超高缓和段长度同JD1处。 JD1处缓和曲线LS?80m，取LC?80mx0?2iGiG?ihLc?2?2%2%?5%?80?46m，计算临界长度x：
（3）计算过渡段各桩号点hCX、h'CX、h\CX： 计算K6+400和K6+420的超高值 桩号K6+400处，x?40.656?x0?46
外缘：
B?x?hcx?bJ?iJ?iG???bJ???iG?ih?2?Lc?7?40.656??0.75??3%?2%???0.75????2%?1.557%??
2?80??0.084中线：
hcx?bJiJ??B2iG72?2%
?0.75?3%??0.093內缘：
hc?bJiJ??bJ?bx?iG??0.75?3%??0.75?0??2% ?0.008桩号K6+420处，x?60.656＞x0?40
外缘：
B?x?hcx?bJ?iJ?iG???bJ???iG?ih?2?Lc?7?60.656??0.75??3%?2%???0.75????2%?3.307%??
2?80??0.179中线：
hcx?bJiJ??B2iG72?2%
?0.75?3%??0.093 25