咸通高速横断面设计初探

2016-08-01李光利

湖北科技学院学报 2016年5期

关键词：横断面平面高速公路

李光利

(通城县交通局,湖北　通城　437400)

咸通高速横断面设计初探

李光利

(通城县交通局,湖北通城437400)

摘要：本设计为高速公路线路设计，该线路连接咸宁、通城两大城市，极大促进了两地区之间在文化、经济、政治等方面的交流。为了达到安全、经济、美观等方面的要求，横断面的设计首先必须考虑排水方面的问题，这关系到线路的使用寿命。

关键词：高速公路；平面；横断面

道路的横断面指的是道路中线上各个点上的法向切面，此法向切面由横断面的设计线和地面线组成，横断面设计线由路肩、行车道、分隔带、边坡边沟、护坡、截水沟等设施构成。横断面的设计应结合交通性质、地形、行车速度来确定道路行车道、人行道、路肩的布置，还有它们的几何尺寸，通过结构设计来确保它们有足够的强度和稳定性。

一、道路横断面

公路横断面的构成和各部分的尺寸要依据设计车速、交通量、交通组成等因素来确定。

1.路幅及路幅布置

路幅指的是路基上两路肩外侧之间的区域，路幅有以下两种布置方法：(1)有分隔带；(2)无分隔带。高速公路和一级公路宜采用第一种方法，将上下行方向的车辆分开。分隔的方法有两种，一种是通过分隔带来分隔；另一种是通过把上下行车道分开在不同的平面上；前一种称为整体式断面，后一种称为分离式断面。整体式断面包含车道、中间带、路肩、爬坡车道、加减速车道等，分离式断面包含行车道、路肩、紧急停车带、爬车车道、加减速车道等。

为了排水的需求，将路面和路肩设计成有坡度的斜面。直线路段上，路面作成中间高，两边低的形状，称作路拱；小半径曲线上，为了抵消离心力，路面作成外侧高，内侧低的斜面，称作超高。

路幅布设有(1)单幅双车道；(2)双幅多车道；(3)双向单车道三种形式，高速公路和一级公路应当采用双幅多车道，高速公路和一级公路的区别在于是否全封闭和全立交以及各种设施；二级、三级和部分四级公路应当采用单幅双车道；山区公路采用双向单车道。

2.路基宽度

公路路基的宽度分车道宽度和路肩宽度两种，如果有中间隔离带、爬坡车道、应急停车道时，还应该把这几部分考虑进去。下表规定了各级公路的路基宽度。

表1　各级公路整体式断面路基宽度

注：“一般值”为正常情况下采用的数值，“最小值”为条件受限时所用的数值。

表2　高速公路和一级公路分离式断面路基宽度

高速公路和一级公路的路基宽度在一般情况下采用上表中的一般值，高速公路在6、8车道，一级公路在6车道的情况时，中间带宽度和路肩宽度都应该采用一般值。

在确定路基宽度的时候，要把中央分隔带、路肩、路缘带等宽度的“一般值”和“最小值”同类项相加，不能随意更换组合。

二、行车道宽度

1.行车道宽度

行车道是道路提供给汽车行驶部分的总称，包含快车道和慢车道，有的道路还有非机动车道。它的宽度由汽车宽度、交通量、行驶的速度等因素来确定。

一般双车道道路的行车道宽度包含车辆宽度和富余宽度，车辆的宽度一般取载重汽车的车厢宽度，为2.5m，富余宽度指的是对向行驶的两车厢之间的间隙和车辆轮胎至路面边缘的距离。

表3　车道宽度

2.平曲线的加宽及过度

平曲线加宽及其过渡方式：车辆在弯道行驶时，所需要的宽度比直线上更大，因为车辆在曲线上行驶时后轮要偏向内侧，还有车辆在横向力作用下，随速度的不同要出现不同的程度的摆动，为了保证曲线段和直线上有相同的富余宽度，要在曲线上进行加宽，规定，曲线需要加宽的最小半径为250m。加宽缓和曲线的长度应和缓和曲线有相同的长度。

加宽过渡指的是由直线上正常宽度过渡至设置了加宽的宽度，要设置加宽缓和段，加宽过渡方式根据等级及道路的性质有以下几种：(1)按比例过渡；(2)高次抛物线过渡；(3)缓和曲线过渡；(4)二次抛物线过渡。

三、路肩、中间带、边沟及边坡

1.路肩及其宽度

路肩通过结构功能上可分为硬路肩和土路肩，硬路肩指的是进行过铺筑，它能够承受车辆荷载的作用；土路肩指没有进行过铺筑，它能够起到保护路面以及路基的作用。路肩的宽度见下表：

表4　路肩宽度

2.紧急停车带和中间带

紧急停车带：当高速公路和一级公路右侧硬路肩处的宽度小于2.5m时，必须设置紧急停车带，它的长度不应大于500m有效长度不小于30m，紧急停车带的宽度指包括硬路肩在内为3.5m。

中间带一般情况包含两条左缘带还有中央分隔带，起着分隔对向车辆的作用，中央分隔带边缘应设置路缘带，中间带的宽度如下表所示：

表5　高速公路、一级公路中间带宽度

3.边沟及边坡

边沟：它的作用是排掉边坡和路面上汇集的水，保证路基和边坡的稳定。边沟有梯形和三角形两大类，边坡的内侧值通常取1：1～1：1.5。

边坡：边坡是路基一个重要的组成部分，它的坡度值直接影响路基的稳定和土石方量，坡度的选定应结合边坡高度、力学性质、水文条件等因素。

四、路拱及超高

1.路拱

为了路面横向排水，将路面作成中间高、两边低的倾斜状的拱形，称作路拱，它的倾斜值用百分率表示，它的值如下表：

表6　路拱横坡

路拱的形式有抛物线、直线抛物线、折线形等，高速公路和一级公路路面较宽，排水显得尤为重要，因此，在降水比较大的地方应采用较高的路拱横坡度。土路肩的排水较差，其横坡度可适当的增大1.0%～2.0%。

2.超高

超高是为了抵消车辆在曲线上行驶时产生的离心力，把路面作成外侧高、内侧低的单向横坡，叫做曲线上的超高，合理的超高可以提高车辆在曲线上的稳定性和舒适性。超高横坡度从直线段上的双坡路拱过渡到曲线上的单向横坡路拱的路段叫做超高缓和段。

表7　各级公路圆曲线最大超高值

超高的过渡方式有：(1)无中间带道路的超高过渡；(2)有中间带公路的超高过渡；(3)分离式公路可采用两条无中间带的公路来处理。

五、爬坡车道、变速车道及避险车道

爬坡车道指的是在陡坡路段为载重汽车设置的专用道路，在纵坡大的地方，由于载重车辆爬坡需要克服较大的阻力，使得速度降低，这样就影响了小汽车的行驶，导致道路的通行能力下降，这时就应当设置爬坡车道，它的目的就是把重车从道路上分流出去，提高了交通量。爬坡车道宽度应设置有3.5m。爬坡车道的设置条件有以下两个方面：

沿上坡方向载重车辆的速度下降到下表中的数值时，应当设置爬坡车道：