下载文档原格式
第四章 横断面设计4-1 某新建三级公路，设计速度V ＝30km/h ，路面宽度B ＝7m ，路拱%2=G i ，路肩m b J 75.0=，路肩横坡%3=J i 。
某平曲线转角800534'''= α，半径m R 150=，缓和曲线m L s 40=，加宽值m b 7.0=，超高%3=h i ，交点桩号为K7+086.42。
试求平曲线上5个主点及下列桩号的路基路面宽度、横断面上的高程与设计高程之差：① K7+030；②K7+080；③K7+140；④K7+160。
解：已知：JD ＝K7+086.42，800534'''= α，m R 150=，m L s 40=⑴平曲线要素计算：）（m R L p s44.015024402422=⨯==）（m R L l q S s 99.191502404024024022323=⨯-=-=）（m tg q tg p R T 19.6799.192800534)0.44150(2)(=+'''⋅+=+⋅+== α)(21.13140800534150180L 180m R L s =+'''⨯⨯=+=παπ)(67.75012800534sec )0.44150(2sec )(m R p R E =-'''⋅+=-⋅+= α）（m L T D 17.321.13119.6722=-⨯=-= （2）主点里程桩号计算 JD K7+086.42 -T -67.19 ZH K7+019.23 +Ls +40 HY K7+059.23ZH K7+019.23+L/2 +131.21/2 QZ K7+84.84ZH K7+019.23+L +131.21 HZ K7+150.44-Ls -40YH K7+110.44⑶超高过渡及加宽计算：新建三级公路，设计速度V ＝30km/h ，无中间带，超高过渡采用采用内边线旋转，加宽线性过渡，路基边缘为设计高程，加宽值m b 7.0=，超高%3=h i ，临界断面距过渡段起点m L i i x c h G 67.2640%3%20=⨯=•=。
平曲线、超高、竖曲线、超高在线形设计时，各级公路(高速公路和一级公路除外)的视距应不小于两倍停车视距；并应根据需要，结合地形设置保证超车视距的路段。
平曲线半径：当汽车在平曲线上行驶时，所产生的横向力应不超过轮胎与路面摩阻力所允许的界限，并使驾驶员无不顺适感觉。
平曲线半径、行车速度、路面超高和横向摩阻系数[kg2]的关系式为[147-01],[kg2]其中(+)直接关系到汽车在平曲线上行驶时的安全和顺适感。
极限最小半径：是公路受到地形或地物等限制所允许采用的最小半径。
其计算的条件是：为0.10(=120公里/小时)~0.15(=40公里/小时)，这时驾驶员仍感顺适；是路面超高允许最大值，一般用6%，个别用8%，特殊情况下用10%。
一般最小半径：为使公路平面线型在整体组合上不致不协调，驾驶员感到较为顺适的常用的最小半径。
这时，为0.05~0.06；为6%~8%，不用10%。
不设超高的最小半径公路的平曲线保持直线上的路拱(即不设超高)，驾驶员不感到有弯道的最小半径，这时，为0.035；为-2%或-1.5%。
回头曲线：当公路需要展线以争取高程，而又受地形限制不能继续前进而须折返展线时，在折返处设转角一般大于180°的平曲线,称为回头曲线。
回头曲线因受地形限制，常采用极限甚至小于极限的最小半径。
超高：汽车在平曲线上行驶时产生离心力，设置超高，可抵消其部分离心力，使汽车不致向外倾覆。
超高值过大不利于驾驶操作和行车安全，也不利于公路养护、施工；过小则不利于排水。
专供汽车行驶的高速公路,一级公路的超高横坡度不超过10%，其他各级公路不超过8%。
在积雪寒冷地区，最大超高横坡度不超过6%。
平曲线加宽：汽车在平曲线上行驶时，后轮的轨迹在前轮的内侧,其车轮所占有宽度比在直线上的要宽,因此车道内侧应予加宽。
加宽值视车型和平曲线半径()而定,[kg2]一般可按/2计算。
式中为汽车前后轴距；如为半挂车时，可分别按牵引车和挂车的前后轴距[kg2],计算。
第四章 横断面设计4-1 某新建三级公路，设计速度V ＝30km/h ，路面宽度B ＝7m ，路拱%2=G i ，路肩m b J 75.0=，路肩横坡%3=J i 。
某平曲线转角800534'''= α，半径m R 150=，缓和曲线m L s 40=，加宽值m b 7.0=，超高%3=h i ，交点桩号为K7+086.42。
试求平曲线上5个主点及下列桩号的路基路面宽度、横断面上的高程与设计高程之差：① K7+030；②K7+080；③K7+140；④K7+160。
解：已知：JD ＝K7+086.42，800534'''= α，m R 150=，m L s 40=⑴平曲线要素计算：）（m R L p s44.015024402422=⨯==）（m R L l q S s 99.191502404024024022323=⨯-=-=）（m tg q tg p R T 19.6799.192800534)0.44150(2)(=+'''⋅+=+⋅+== α)(21.13140800534150180L 180m R L s =+'''⨯⨯=+=παπ)(67.75012800534sec )0.44150(2sec )(m R p R E =-'''⋅+=-⋅+= α）（m L T D 17.321.13119.6722=-⨯=-= （2）主点里程桩号计算 JD K7+086.42 -T -67.19 ZH K7+019.23 +Ls +40HY K7+059.23ZH K7+019.23+L/2 +131.21/2 QZ K7+84.84ZH K7+019.23+L +131.21 HZ K7+150.44-Ls -40YH K7+110.44⑶超高过渡及加宽计算：新建三级公路，设计速度V ＝30km/h ，无中间带，超高过渡采用采用内边线旋转，加宽线性过渡，路基边缘为设计高程，加宽值m b 7.0=，超高%3=h i ，临界断面距过渡段起点m L i i x c h G 67.2640%3%20=⨯=•=。
（2）超高横坡度大于路拱坡度时，可分别采用以下三种方式：
图2—12 无中间分隔带公路的超高过渡
绕内边缘线旋转
先将外侧车道绕路面未加宽前的中心线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面绕路面未加宽前的内侧边缘线旋转，直至全超高横坡度值。
绕中线旋转
先将外侧车道绕路面未加宽前的路中心线旋转，待达到与内侧构成单向横坡后，整个断面一同绕路面未加宽前的路中心线旋转，直至全超高横坡度值。
绕外边缘线旋转
先将外侧车道绕路面外侧边缘旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待达到单向横坡后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡值。
一般新建公路多用绕内边缘线旋转方式；旧路改建工程多用绕中心线旋转方式；绕外侧边缘线旋转是一种比较特殊的设计，仅用于某些为改善路容的地点。
2．有中间分隔带公路的超高过渡
（1）绕中央分隔带的中心线旋转
先将外侧行车道绕中央分隔带的中心线旋转，待达到与内侧行车道构成单向横坡后，整个断面一同绕中央分隔带的中心线旋转，直至全超高横坡值。
（2）绕中央分隔带两侧边缘线旋转
将两侧行车道分别绕中央分隔带两侧边缘线旋转，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。
（3）绕各自行车道中线旋转
将两侧行车道分别绕各自的行车道中心线旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带两边缘分别升高与降低而成为倾斜断面。
三种超高过渡方式各有优缺点，中间带宽度较窄时可采用绕中央分隔带的中心线旋转；各种中间带宽度的都可以采用绕中央分隔带的两侧边缘旋转；对于车道数大于4条的公路可采用绕各自行车道中心线旋转；
图2—13 有中间分隔带公路的超高过渡
（三）超高缓和段长度
为了行车的舒适、路容的美观和排水的通畅，必须设置一定长度的超高缓和段，超高的过渡则是在超高缓和段全长范围内进行的。
双车道公路超高缓和段长度按下式计算：（2—23）
式中：Lc —超高缓和段长度； B —旋转轴至行车道外侧边缘的宽度（m）；
△i —超高旋转轴外侧的最大超高横坡度与原路拱横坡度的代数差；
p —超高渐变率（由于逐渐超高而引起外侧边缘纵坡与路线原设计纵坡的差值）。
（四）横断面超高值计算
（绕内边轴旋转的超高缓和段图示）
绕内边轴旋转的超高值计算公式
超高值计算公式备注
0≤x≤L1 L1≤x≤Lc 各超高值均与设计
标高比较,
h"c 和h"cx为降低值
L1=
Bj x=
圆曲线
线段外缘hc a io+（a+b）ib
中线h＇c a i0+ ib
内缘h"c a i0－( a + Bj ) ib
超高缓和
段外缘hc x a(i0－i1)+[ a i1+（a+b）ib]
或hcx=
中线
h＇c x a i0+ i1 a i0+
内缘h"c x a i0－(a + Bj x )I 1 a i0－( a+Bj x )
绕中心线旋转的超高缓和段图示
绕中线旋转的超高值计算公式
超高值计算公式备注
0≤x≤L1 L1≤x≤LS 各超高值均与设计标高比较，
h"c和h"cx为降低值。
L1=
Bj x=
圆曲
线段外缘hc a( i0－i1 ) +（a+ ）(i1+ib )
中线
h¹c a i0+ i1
内缘
h"c ai0+ i1 －( a + + Bj ) ib
缓和
段段外缘hcx a（i0－i1）+（a+ ）(i1 +ih )
或hc x= hc
中线
h¹cx a i0 + i1
内缘
h"c x a i0－(a + Bj x )i 0 a i0+ i1－(a+ + Bjx )
式中：h c —路肩外边缘最大超高值；h＇c —路中线最大超高值；
h"c —路基内边缘最大降低值；h c x—缓和段上任意断面处，外侧路肩的超高值；h＇c x—缓和段上任意断面处，加宽前路中线的超高值；
h"c x—缓和段上任意断面处，加宽后路肩内边缘的降低值；
LS —缓和段长度全长；
L1 —双向坡路面过度到超高坡度为路拱坡度时所需的临界长度；
Bj —圆曲线部分路基的全加宽值；Bj x—缓和段上X 距离处路基加宽值；
a —路肩宽度；
b —路面宽度；
i0 —原路肩横坡度；i1 —原路拱横坡度；
ib —圆曲线超高横坡度；x —缓和段内任意点处距缓和段起点的距离。
4.2平曲线加宽
一、平曲线上设置加宽的原因和条件
平曲线加宽：汽车在曲线上行驶时需要比在直线上行车更宽的路面以利安全，这种适当拓宽的路面形式即称为平曲线加宽。
圆曲线上的全加宽值：汽车进入圆曲线后，其行驶的车轮转角保持不变时，其圆曲线起点至圆曲线终点的路面加宽值也保持一个定值，这个定值称为圆曲线上的全加宽值。
确定全加宽值的因素：会车时两辆汽车之间的距离；汽车与路面边缘之间的间距；圆曲线的半径、车型、行车速度。
(一)园曲线上设置加宽的原因
1.汽车在曲线上行驶时，后轴内侧车轮的行驶轨迹半径最小，前轴外侧车轮的行驶轨迹半径最大，因此，在车道内侧需要更宽一些的行车道以供后轴内侧车轮的行驶轨迹要求，所以需要加宽曲线上的行车道；
2.汽车在曲线上行驶时，前轴中心的轨迹并不完全符合理论轨迹而是有较大的摆动偏移，所以也需要加宽曲线上的行车道，以利车辆摆动偏移时的安全。
(二)园曲线上设置加宽的条件
我国《标准》规定，当平曲线半径小于或等于250 m 时，应在平曲线内侧设置加宽。
(三)全加宽值的确定
1.加宽值计算
根据汽车交会时相对位置所需的加宽值
设汽车后轴至前保险杠之距为，圆曲线半径R，有双车道上的加宽值为：根据不同车速摆动偏移所需的加宽值
根据试验和行车调查，行速引起的汽车摆动幅度的变化值为：
圆曲线上的全加宽值:
2.加宽的规定与要求
对于有半挂车的汽车，对行车道的加宽要求
由牵引车、拖车、汽车摆动幅度的变化值三部分组成，即：
其中：——牵引车后轴至保险杠前缘之距离；
——拖车后轴至牵引车后轴之距离。
1、当平曲线半径等于或小于250米时，应统一在平曲线内侧加宽；
2、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；对于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；
3、圆曲线的加宽应设置在圆曲线内侧且路面加宽时路基一般也同时加宽；
4、由三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。
5、四级公路路基采用6.5m 以上宽度时，当路面加宽后剩余的路肩宽度不小于0.5m 时则路基可不予加宽；
6、小于0.5m 时则应加宽路基以保证路肩宽度不小于0.5m 。
二、加宽缓和段
（一）加宽缓和段设置原因
当圆曲线段设置全加宽时，为了使路面由直线段正常宽度断面过渡到圆曲线段全加宽断面，需要在直线和圆曲线之间设置加宽缓和段。
如下图:
(二)加宽缓和段形式
1.比例过渡
1.比例过渡
对于二、三、四级公路，采用在加宽缓和段全长范围内按其长度成正比例增加的方法,即：
式中：——缓和段上加宽值；——缓和段上任意点至缓和段起点之间的距离；
——加宽缓和段长度；——全加宽值。
2.高次抛物线过渡
对于高等级公路，采用高次抛物线过渡形式,即：
式中：——加宽值参数，。
（三）加宽缓和段长度
1．对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用缓和曲线相同的长度。
2．对于不设缓和曲线的平曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用于超高缓和段相同的长度。
3．对于不设缓和曲线的平曲线，又不设置超高缓和段的平曲线时，其加宽和段长度应按渐变率为1：15 且长度不小于10 m 的要求设置.
汽车在曲线上行驶时，其四个车轮轨迹半径不同，其中前轴外轮半径最大，后轴内轮半径最小，因而需要比直线上更大的宽度。
此外，汽车在曲线上行驶，其行驶轨迹并不完全与理论行驶轨迹相吻合，而是有一定的摆动偏移，故需要路面加宽来弥补，以策安全。
这种在曲线上适当拓宽路面的形式称为平曲线加宽。
1．《公路工程技术标难》规定，当R≤250m时，应设置加宽，双车道路面的全加宽值见表1-2-10。
单车道路面的全加宽值按表1-2-10值的1／2取用，三车道以上的路面其加宽值应另行计算。
2．四级公路和山岭重丘区的三级公路采用表1-2-10中的第一类加宽；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；
3．圆曲线的加宽应设置在圆曲线的内侧，当路面加宽时路基一般也同时加宽；。
