目

錄4.3

高速公路立體交叉設計1、公路橫斷面圖即：公路中線的法線方向剖面圖。它是由橫斷面設計線和橫斷面地面線所圍成的圖形。公路橫斷面設計線一般包括行車道、路肩、分隔帶、

邊溝、邊坡、截水溝、護坡道、取土坑、棄土堆和環境保護等設施。4.2.3

高速公路橫斷面設計—設計概述2、公路橫斷面設計根據行車對公路的要求，結合當地的地形、地質、氣候、水文等自然因素，確定橫斷面的形式、各組成部分的位置和尺寸以及路基土石方的計算與調配。3、公路橫斷面設計的目的保證足夠的斷面尺寸、強度和穩定性，使之經濟合理，同時為路基土石方工程數量計算、公路的施工和養護提供依據。4.2.3

高速公路橫斷面設計—設計概述(2)高速公路和一級公路的路基標準橫斷面高速公路和一級公路的路基橫斷面上下行用中央分隔帶分開，其橫斷面由行車道、中間帶、路肩以及緊急停

車帶、爬坡車道、變速車道等組成。4.2.3

高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成a)高速公路、一級公路一般整體式斷面形式1、標準橫斷面(1)路基標準橫斷面的含義交通部根據設計交通量、交通組成、設計車速、

通行能力和滿足交通安全的要求，按公路等級、斷面的類型、路線所處地形規定的路基橫斷面各組成部分橫向尺寸的行業標準。4.2.3

高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成b)高速公路、一級公路一般分離式斷面形式(右幅斷面)4.2.3

高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成c)高速公路分離復合式斷面形式(右幅斷面)4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成d)高速公路整體復合式斷面形式(右幅斷面)(3)二、三、四級公路的路基標準橫斷面4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成4.2.34.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成高速公路、一級公路分離式路基的左側路肩表4-3左側路緣帶寬度表4-52、典型橫斷面典型橫斷面是指在公路設計中經常被采用的路堤、路塹、半填半挖等基本斷面形式及其派生的一系列類似的斷面形式。具體如下：(1)路堤：高于原地面的填方路基。(2)路塹：低于原地面的挖方路基。(3)半填半挖：在一個斷面內，一部分要填、另一部分要挖的路基。4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成(1)一般路堤主要有兩種形式：?一般路堤：路基填土高度小于20m大于0.5m(1m)

的路堤；?矮路堤：路基填土高度小于0.5m(1m)的路堤，矮路堤必須在邊坡坡腳處設計邊溝。4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成(2)一般路塹?形式：路基挖方深度小于20m一般地質條件下路塹。?路塹路段均應設置邊溝，邊溝斷面可根據土質情況采用梯形、矩形或三角形等。?為攔截上側地面逕流以保證邊坡的穩定，應在坡頂外至少5m處設置截水溝。4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成(3)半填半挖路基該斷面是路堤和路塹的結合形式，填方部分應按路堤的要求填筑，挖方部分應按路塹的要求設計。4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成(4)陡坡路基在山區地面橫坡較陡時，通常采用的形式。◆護肩路基；◆砌石路基或擋土墻路基；◆護腳路基；◆矮墻路基；◆沿河路基；◆利用挖渠土填筑路堤。4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成擋土墻路基砌石路基1:n4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成護肩填石護腳路基護肩路基1:m

護腳4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成吹

(填)

砂

(粉煤灰)

路基1

:m

矮墻路堤粘質土包邊1:m常水位1:m

≥

3、附屬設施(1)取土坑取土坑分路外集中取土和路側取土兩種。①路外集中取土應盡量設在荒山、荒地和地勢較高的山地上。4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成②路側取土◆取土坑的位置：當地面橫坡不大于1∶10的平坦的地區，可在路基兩側設置取土坑；當地面橫坡大于1∶10的平坦的地區，取土坑最好設置在地勢較高的一側。◆取土坑的深度和寬度：應根據所取土的數量、施工方法和排水的要求而定。◆取土坑的邊坡坡度：一般內側邊坡可采用1∶1.5

，外側邊坡不陡于1∶1。◆取土坑的縱坡：取土坑的底面縱坡應不小于

0.3%以利排水，同時取土坑的出水口處的坑底標高應不低于所流入的橋涵進口的標高。4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成(2)棄土堆①位置的選擇：棄土堆通常選擇路塹下方荒地或低洼處；當地面橫坡小于1∶5時，可在路塹兩側設置。②外形：棄土堆的形狀應規則整齊，頂寬視棄土數量而定，頂面有2%的向外橫坡，高度一般不超過3m，邊坡

不陡于1∶1.5。4.2.3高速公路橫斷面設計—路基橫斷面組成1、建筑限界(1)公路建筑限界(凈空)：4.2.3高速公路橫斷面設計—公路建筑限界與用地(2)建筑限界的組成建筑限界由凈高和凈寬兩部分組成。建筑限界的上緣邊界線為水平線(超高路段與超高橫坡平

行)，兩側邊界線與水平線垂直(超高路段與路面垂直)

。4.2.3高速公路橫斷面設計—公路建筑限界與用地4.2.3高速公路橫斷面設計—公路建筑限界與用地(3)建筑限界的其他規定2、公路用地(1)公路用地是指為修建、養護公路及其沿線設施而依照國家規定所征用的土地。(2)公路用地范圍是指：填方地段為公路路堤兩側排水溝外邊緣(無排水溝時為路堤或護坡道坡腳)以外，挖方地段為路塹坡頂截水溝外邊緣(無截水溝為坡頂)以外，不小于1m的土地范圍。在有條件的地段，高速公路、

一級公路不小于3m，二級公路不小于2m的土地范圍。4.2.3高速公路橫斷面設計—公路建筑限界與用地(3)橋梁、隧道、互通式立體交叉、分離式立體交叉、平面交叉、交通安全設施、服務設施、管理設施、綠化以及料場、苗圃等應根據實際需要確定用地范圍。(4)風砂、雪害等特殊地質地帶，設置防護設施時，應根據實際需要確定用地范圍。4.2.3高速公路橫斷面設計—公路建筑限界與用地(一)橫斷面設計定義

橫斷面設計方法俗稱“戴帽子”，即在橫斷面測量所得各樁號的橫斷面地面線上，按縱斷面設計確定的填挖高度和平面設計確定的路基寬度、超高、加寬值，結合當地的地形、

地質等自然條件，參考典型橫斷面圖式，逐樁號繪出橫斷面圖；對采用擋土墻、護坡等結構物的路段，所采用結構物應繪于相應的橫斷面圖上，并注明其起訖樁號、圬工種類和斷面的尺寸，結構物的尺寸要根據土壓力的大小、經穩定性驗算確定。4.2.3高速公路橫斷面設計—橫斷面設計

繪制橫斷面地面線

路基高度和寬度數據輸入

繪制路基標準橫斷面圖

繪制防護工程位置及端面示意圖

排水工程位置及斷面示意圖

計算各樁號端面的填(挖)方面積并

標注圖上4.2.3高速公路橫斷面設計—橫斷面設計(二)橫斷面設計步驟

設計步驟(四)路基橫斷面設計所需要的設計資料1．平曲線資料：半徑、緩和曲線、偏角、曲線位置(交點樁號)等；2．每個中樁的填挖高度；3．路基寬度，路面寬度(分別確定左右側寬度)；4．各中樁的超高值；5．路基標準橫斷面圖式(典型橫斷面)；6．路基邊坡坡度值；7．邊溝、截水溝的形式及尺寸；8．彎道上視距的是否得到保證(視距臺設計)。4.2.3高速公路橫斷面設計—橫斷面設計(三)公路橫斷面設計內容1．確定路幅橫斷面尺寸(寬度及橫坡度)；2．確定路基高度：縱斷面設計完成；3．路基橫斷面形狀設計：如梯形(直線式邊坡)、折線式邊坡、臺階形邊坡；4．邊坡坡度確定；路堤及路塹邊坡，土質與巖石邊坡5．橫斷面面積計算及土石方數量計算與調配4.2.3高速公路橫斷面設計—橫斷面設計(五)橫斷面圖繪制方法1．在計算紙上繪制橫斷面的地面線。地面線是在現場測繪的，若是紙上定線，可從大比例尺的地形圖上內插獲得。橫斷面圖的比例尺一般是1：200。2．繪出設計線：“戴帽子”4.2.3高速公路橫斷面設計—橫斷面設計3.繪出防護及加固設施的斷面圖。4．根據綜合排水設計，畫出路基邊溝、截水溝、排灌渠等的位置和斷面形式。K5+300.00K5+300.00

T

=2.52

右：3.7,-.17,12.7,-1.07,25,-2.31左：6.4,0.82,8.7,1.3,13.58,1.79,25,2.874.2.3高速公路橫斷面設計—橫斷面設計 樁號設計標高(m)地面標

高(m)填挖高度(m)路

基寬

度(m)路基外邊緣點J、行車道外邊緣點M、路中線C與設計高(路中線處)之差(m)左路幅中右路

幅填挖左右JMCMJK0+000.002952.062952.060.002.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+005.002952.042950.271.772.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+025.002951.992948.893.102.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+050.002951.912949.612.302.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07(六)編制路基設計表——應在繪制橫斷面圖之前完成路基設計表4.2.3高速公路橫斷面設計—橫斷面設計樁號設計標高(m)地面標

高(m)填挖高度(m)路

基寬

度(m)路基外邊緣點J、行車道外邊緣點M、路中線C與設計高(路中線處)之差(m)左路幅中右路

幅填挖左右JMCMJK0+075.002951.832950.431.402.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+100.002951.762950.451.312.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+125.002951.822950.651.172.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+150.002952.212951.370.842.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07(六)編制路基設計表——應在繪制橫斷面圖之前完成路基設計表4.2.3高速公路橫斷面設計—橫斷面設計樁號設計標高(m)地面標

高(m)填挖高度(m)路

基寬

度(m)路基外邊緣點J、行車道外邊緣點M、路中線C與設計高(路中線處)之差(m)左路幅中右路

幅填挖左右JMCMJK0+175.002952.642951.820.822.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+200.002953.062952.420.642.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07K0+225.002953.492952.530.962.252.25-0.07-0.050-0.05-0.07ZY+239.362953.732952.651.082.852.25-0.11-0.0900.070.09(六)編制路基設計表——應在繪制橫斷面圖之前完成路基設計表4.2.3高速公路橫斷面設計—橫斷面設計樁號設計標高(m)地面標

高(m)填挖高度(m)路

基寬

度(m)路基外邊緣點J、行車道外邊緣點M、路中線C與設計高(路中線處)之差(m)左路幅中右路

幅填挖左右JMCMJQZ+259.812954.082953.190.892.852.25-0.11-0.0900.070.09YZ+280.262954.422953.850.572.852.25-0.11-0.0900.070.09(六)編制路基設計表——應在繪制橫斷面圖之前完成路基設計表4.2.3高速公路橫斷面設計—橫斷面設計(一)橫斷面面積計算1.積距法：(條分法)§適用于不規則圖形面積計算。§把橫斷面圖劃分成若干條等寬的小條，累加每一小條中心處的高度，再乘以條寬即為該圖形的面積。§每個小條塊的近似面積為：nF

=bh1

+bh2

+bh1

…+bhn

=b

令hi=14.2.3高速公路橫斷面設計—計算n

橫斷面面積：

Fi

=

bhi

iF

=

xi

yi+1

xi+1yi

)2、坐標法已知斷面圖上各轉折點坐標(xi

，yi

)，則斷面面積為：4.2.3高速公路橫斷面設計—計算V=(A1+A2)

/2

A

222LL(二)土石方數量計算假定相鄰斷面間為一棱柱體，則其體積為：

式中：V—體積，即土石方數量(m3

)；A1、A2—分別為相鄰兩斷面的面積(m2

)；L—相鄰斷面之間的距離(m)

。

A1

1、平均端面法

4.2.3高速公路橫斷面設計—計算L13V

=

(A1

+A2

)L(1+

)

式中：m=A1/A2，其中A1＜A2。2、精確計算(實用于計算機計算)4.2.3高速公路橫斷面設計—計算3.土石方數量計算應注意的問題：n

(1)填挖方數量分別計算，(填挖方面積分別計算)；n

(2)土石方應分別計算，(土石面積分別計算)；n

(3)路基填、挖方數量中應考慮路面所占的體積，(填方扣除、挖方增加)；n

(4)大中橋位處所占的路基土石方應扣除。4.2.3高速公路橫斷面設計—計算4.2.3高速公路橫斷面設計—計算

某路段兩兩相鄰樁號分別為K1+250(1點)、K1+276(2點)和K1+300(3點)，計算出橫斷面面積分別為：AT1=38.2m2

AT2=15.2m2

AW2=16.1m2

AW3=47.5m2

計算K1+250——K1+300路段的填方數量、挖方數量、利用n樁號n挖方

面積n填方n面積n挖方平

均面積n填方平

均面積n距離n挖方n體積n填方n體積n本樁n利用n+250n0n38.2n/n/n/nnnn8.05n

26.7n

26n

209.3n694.2n

209.3n+276n16.1n15.2n31.8n

7.6n

24n763.2n182.4n182.4n+300n47.5n0n合計n/n/n/n/n

50n972.5n876.6n391.7方數量。4.2.3高速公路橫斷面設計—計算4.2.3高速公路橫斷面設計—計算(三)路基土石方調配§土石方調配的目的：確定填方用土的來源、挖方棄土的去向；以及計價土石方的數量和運量等。§填方土源：附近挖方利用§挖方去向：調往附近填方4.2.3高速公路橫斷面設計—計算借土棄土土石方調配的幾個概念1、平均運距按挖方斷面間距中心至填方斷面間距中心的距離計算，稱平均距離。2、免費運距土、石方作業包括挖、裝、運、卸等工序，在某一特定距離內，只按土、石方數量計價而不計運費的距離稱為免費運距。4.2.3高速公路橫斷面設計—計算3、經濟運距經濟運距：L經

=

+L免式中：B—借土單價(元/m3)；T—遠運運費單價(元/m3·km)；L—免費運距(km)

。經濟運距是確定借土或調運的界限，當調運距離小于經濟運距時，采取縱向調運是經濟的，反之，則可考慮就近借土。4.2.3高速公路橫斷面設計—計算4、運量為平均超運運距單位與土石方調配數量的乘積。總運量=調配(土石方)數量×nn=(L-L免

)/A式中：n—平均超運運距單位，(四舍五入取整數)L—土石方調配平均運距(m)L免—免費運距(m)A—超遠運距單位(m)(例如人工運輸A=10m，鏟運機運輸A=50m；)4.2.3高速公路橫斷面設計—計算5、計價土石方數量計價土石方數量為：V計=V挖+V借式中：V計—計價土石方數量(m3)V挖—挖方數量(m3)V借—借方數量(m3)n如某工程土石方數量：填方500m3

挖方200m3n

借方400m3

棄方100m3n則計價土石方數量=600m34.2.3高速公路橫斷面設計—計算n

一般工程的土石方總量，實際上是指計價土石方數量。一條公路的土石方總量，一般包括路基工程、排水工程、臨時工程、小橋涵工程等項目的土石方數量。n

對于獨立大、中橋梁、長