1、1山岭重丘区道路横断面设计摘要：针对焦作至新乡公路山岭重丘区地势起伏较大、地形错综复杂等问题，结合理论分析，研究设计了该路段道路横断面结构。结果表明，横断面结构设计符合道路设计要求，本文可为其他山岭重丘地区道路断面设计提供了有益参考。 关键词：山岭重丘 公路设计 横断面 1、引 言 道路横断面是指中线上任意一点沿法向的垂直剖面，它是由横断面设计线和地面线所组成的。其中设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护设施等。地面线是表征地面起伏变化的线。 公路横断面的组成应根据公路等级、设计速度、地形、气候、地质等条件来确定，以保证公路的交通安全、通行能力、
2、路基的强度和稳定性。 河南焦作-新乡二级公路 K3+500K6+500 段，属于山岭重丘区，设计车速为 80km/h，设计使用年限 12 年。本设计路段地势起伏较大，地形错综复杂，路段沿线土质为松散黏性土，地下水埋深 2.4 米，多年平均降水量为 695.7mm，最高气温 38，最低气温-15，多年平均最大道路冻深为 25cm，多年平均冻结指数为 48，最大冻结指数为 91。 2、横断面组成及要素确定 22.1 横断面要素的确定 本设计路段为设计速度 80km/h 的二级公路，横断面主要是由行车道、路肩、边坡、排水设施等组成。按照公路工程技术标准 （JTG B01-2003）表 3.0.11，
3、将路基宽度选定为 12m，其中行车道宽度选为23.75m，硬路肩宽选为 21.5m，土路肩选为 20.75m。 2.2 横断面其他组成的设计 （1） 路拱形式及横坡度：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（路拱） ，其倾斜的大小以百分率表示。本设计路拱形式采用直线形。根据路面类型和当地自然条件，本设计采用 2.0%的路拱横坡。 （2） 路肩横坡度：对二级公路，土路肩的排水性远低于路面，其横坡度较路面宜增大 1.0%2.0%。因此，本设计土路肩采用 3.0%的横坡度。 （3） 边沟：边沟指的是为汇集和排除路面、路肩及边坡的流水，在路基两侧设置的水沟。其作用是排除边坡及路面汇集的
4、地表水，以保证路基与边坡的稳定。本段设计采用边沟的边坡为内侧 1：1.25，在挖方路段外侧边坡与挖方边坡相同，即 1：1.0，在较低填方路段外侧边坡坡度与填方路段的边坡相同，即为 1：1.5。 （4） 边坡设计：沿线山体稳定，无不良地质状况，故路堤边坡坡度，结合当地已成的实践经验采用。根据沿线的工程地质及水文状况，本设计的路堤边坡高度均小于8m， 坡度选为 1：1.5。路堑边坡的稳定性主要与当地的地质地貌、水文条件和排水条件有关。为了防止边坡不稳定而发生塌方等病害， （5） 用地范围：公路用地范围包括行车道、分隔带、路肩、边坡等整个路幅3范围以外不小于 1.0m 的宽度的土地。考虑绿化宽度，本
5、设计用地范围为路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或胡护坡道坡脚）以外，路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不小于 2.0m 的土地。 3、平曲线超高设计 当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，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。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。 3.1 超高横坡度的确定 超高的横坡度根据公路等级、
6、计算行车速度、平曲线半径，并结合路面类型、气候条件和车辆组成条件确定。根据规范 ，对一般地区设计速度为 80km/h 的二级公路，圆曲线半径 320R410 时，超高横坡度宜为 6%；圆曲线半径 410R500 时，超高横坡度宜为 5%；圆曲线半径500R630 时，超高横坡度宜为 4%。因此，平曲线 1 处圆曲线半径R=500m，超高横坡度取 4%；平曲线 2 处圆曲线半径 R=600m，超高横坡度取 4%；平曲线 3 处圆曲线半径 R=400m，超高横坡度取 6%。 3.2 超高过渡方式的确定 本设计为无中间带的公路，当超高坡度大于路拱坡度时，可分别采用以下三种过渡方式：（1） 绕内边线旋
7、转：先将外侧车道绕路中线旋4转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边线旋转，直至超高横坡值。 （2） 绕中线旋转：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。 （3） 绕外边缘旋转：先将外侧车道绕外边缘旋转，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，直至超高横坡度。上述各种方法，绕内边线旋转由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此法。 3.3 超高缓和段长度的确定 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过渡段，超高的过渡则是在
8、超高过渡段全长范围内进行的。双车道公路最小超高过渡段长度按下式计算： （1） 式中：LC-超高缓和段长度，m；B-旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度，m；i-旋转轴外侧的超高与路拱横坡的代数差；p-超高渐变率，本设计选取为 1/200。根据上式计算的超高过渡段长度，应成 5m 的整倍数，并不小于 10m 的长度。为了行车的舒适，超高过渡段应不小于按上式计算的长度。但从利于排除路面降水考虑，横坡度由 2%（或 1.5%）过渡到 0%路段的超高渐变率不得小于 1/330，即超高过渡段又不能设置得太长。根据以上方法，可确定本设计超高缓和段长度，具体计算过程如下。 1 号平曲线： 5圆
9、曲线半径 R=500m，超高横坡度取 4%，i =6%， ，则取Lc=Ls=100m， ，则取 Lc=Ls=100m。 2 号平曲线： 圆曲线半径 R=600m， ，超高横坡度取 4%，i =6%， ，则取Lc=Ls=110m， ，则取 Lc=Ls=110m。 3 号平曲线： 圆曲线半径 R=400m， ，超高横坡度取 6%，i =8%，Ls=90m， ，Lc Ls，则超高过渡在缓和曲线起点前移 10m，则取 Lc=100m。 4、结 论 通过对河南-新乡山岭重丘区道路横断面设计得到： （1） 本路段横断面设计主要包括行车道、路肩、边坡、排水设施，路拱形式采用直线形，路拱横坡 2.0%，硬路肩
10、 2.0%横坡度，土路肩 3.0%横坡度，边沟的边坡内侧 1：1.25。 （2） 超高过渡设计采用绕中线旋转的方式，可保持中线标高不变，且在超高坡度一定的情况下，外侧边缘的抬高值较小，便于施工。 （3） 平曲线 1 处超高横坡度取 4%，超高缓和段长度 100 m；平曲线 2 处超高横坡度取 4%，超高缓和段长度 110 m；平曲线 3 处超高横坡度取 6%，超高缓和段长度 100 m。 参考文献： 1 张金水. 道路勘测与设计M.第二版.上海：同济大学出版社，2009. 2 JTG D20-2006 公路路线设计规范S.北京：人民交通出版社，62006. 3 姚祖康.公路设计手册-路面M.北京：人民交通出版社，1998. 作者： 马学勤， （1969 年 11） ，女，汉族，毕业于吉林大学，本科，土木工程专业，工程师，主要从事道路工程施工及管理工作。
