公路路基纵横断面设计

2020-12-03范春根

江西建材 2020年11期

关键词：路肩纵断面横断面

范春根

南昌赣建工程质量检测中心，江西南昌 330025

1 纵断面竖曲线要素

1.1 纵断面设计基本资料

本设计结合《公路工程技术标准》规定：

表1 公路工程技术标准

1.2 竖曲线要素的确定

图1 竖曲线要素示意图

为了使行驶变得容易，通过曲线的一部分缓和了纵截面上的两个倾斜部分的转折点，该曲线成为垂直曲线。垂直曲线形制可为抛物线也可为圆形曲线，两者间没有较大区别。但在设计以及计算中，抛物线相对于圆形曲线更方便，因此在设计中使用抛物线是因为如图1 所示：

在图1 所示坐标下，采用二次抛物线当作竖曲线一般方程式：

则竖曲线各个要素计算式如下：

竖曲线长度L及其半径R：

竖曲线切线长T：

任意一点竖曲线上的竖距h：

竖曲线上外距E：

1.3 变坡点处竖曲线及高程计算

变坡点1 桩号的K0+250m 处，取半径2500m，高程为368.628m。（其中前一变坡点高程为376.784m、桩号为K0+000，后一点变坡点高程为369.347m、桩号为K0+490）。

则i1=-3.263%；i2=0.3%

计算竖曲线要素ω=i2-i1=3.563%，为凹形。

曲线长L=89.058m；切线长T=44.529m；外距E=0.397m。

计算竖曲线主控制点的桩号及高程

竖曲线起点桩号为：K0+250-44.529 ＝K0+205.471

竖曲线起点高程为：368.628-44.529（-3.263%）=378.08m

竖曲线终点桩号为：K0+250+44.529=K0+294.529

竖曲线终点高程为：368.628+44.5290.003=368.761m

竖曲线中点桩号为：K0+250

竖曲线中点设计高程为：368.628+0.397=369.025m

以上计算为变坡点K0+250 处的纵断面设计计算，用上述方式可以获得各变坡点所在处各竖曲线桩号设计高程，在纵断面设计图中可以将其值表示出来。

表2 坚曲线计算表

2 公路横断面设计

2.1 横断面尺寸的确定

为满足汽车行人以及其它车辆在公路上正常运行要求，路基须有一定宽度。整体式断面包括紧急停车带、行车道、路肩、中间带、爬坡车道等构成部分［1-2］。本设计为某二级公路，路基宽为17m，路幅将采取整体式的双向四车道，且无中央分隔带，具体的横断面构成以及各部分尺寸见图2。

图2 横断面

2.2 公路行车道宽度的确定

本设计路段为地形为平原微丘区地形，远景交通量为6280 辆/日，根据《标准》规定并结合实际情况，取道路等级为二级公路，路幅定为整体式双向两车道，无中央分隔带。路基宽度12m。

2.3 路肩宽度的确定

为了充分发挥路肩的功能，所以要路肩的宽度要足够大，但也要注意驾驶人员会将过宽的路肩认为成附加的行车路线［3-5］。

本设计中参照《标准》及设计任务书的有关规定选择路肩宽度。硬路肩1.5m，硬路肩坡度为2%。土路肩1m，土路肩坡度3%。

2.4 加宽值的确定

当汽车在弯道上行驶时，每个轮迹的半径是不同的，并且将来的内轮迹半径是最小的，并且它偏向弯道的内部，因此应在曲线的内部，以确保曲线的平滑性和安全性［6-7］。“标准”规定，对于半径大于250m的圆曲线，由于加宽值很小，因此不必加宽。该设计采用规范中的第三类进行扩展。

2.5 路拱和超高的确定

2.5.1 路拱

采用修正的三次抛物线公式计算

由于行车道的宽度为5m，因此可以将距路基中心点地每1m 作为特征点，垂直距离由5 个特征点予以相应的计算，同时绘制相关的路基横截面图。路拱计算见下表3。

表3 路拱计算

2.5.2 超高

为了抵消在弯道上行驶时产生的离心力，将路面制成具有高的外部和低的内部的单向交叉斜率，这是弯道上的超高。超高斜率是圆曲线上的完全超高，具有适合圆曲线半径的功能。在过渡曲线上超高的逐渐变化是由双向坡度过渡至单向交叉坡度路段。

（1）最大超高和最小超高

高度过高可能会导致慢性车辆滑到弯道内侧。最小高程应符合道路排水的要求。根据上述因素，检查《高速公路工程技术标准》，确定每条曲线的超高值。

（2）超高的过渡方法

本设计中采用绕轴旋转的方式进行超高加宽过渡。

（3）平曲线上超高缓和段长度的确定

但是，由于线形的协调，只能在回路的特定部分进行超高过渡。在确定了过渡曲线最小长度之时，也进行了超高过渡所必须的最短长度，因此通常，超高过渡等于过渡曲线。

2.5.3 填挖方边坡

填充坡度的高度大于8m，并且坡度是分阶段进行的。第一步的高度差为8m，随后的每一步为10m。斜率的斜率是：第一步是1：1.5，然后是1：1.75；在坡度大于1：5 的坡度上，应在路堤底部挖台阶。台阶的宽度不应小于1m。台阶的底部应向内倾斜2%～4%。在挖掘步骤之前，应除去草皮和树的根部。开挖的边坡高度大于8m，坡度分级。第一步的高度差为8m，坡度为1：0.75，第二步的高度差为10m，坡度为1：1。