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高速公路如何設(shè)計(jì)線路?
如何設(shè)計(jì)高速公路已更新完。
讓我們省去各種前期準(zhǔn)備工作。從把地質(zhì)地形圖拿到手開(kāi)始。
目標(biāo):設(shè)計(jì)速度120km/h的高速公路,雙向四車道。路基寬度26m.其他指標(biāo)先不提。
我們拿到的圖一般是要修路區(qū)域的帶狀地形圖。比如我手里圖是這樣的?!局唤亓?公里】【1】平曲線設(shè)計(jì)。
然后就開(kāi)始選線,我們的路線大致就是從西南角到東北角啦。選線的原則就是盡量順著地形走,別翻山越嶺、跨河跨谷、經(jīng)過(guò)不良地質(zhì)地區(qū)(比如溶洞、斷層破碎帶等)、少占農(nóng)田等等。
比如我們大致選定了走向:
白線是大致走向,然后進(jìn)行平曲線設(shè)計(jì)(就是具體定下這個(gè)彎怎么過(guò),比如我們經(jīng)過(guò)計(jì)算定出了紅線)一般的路是拐來(lái)拐去的,比如:
上面的地形圖中的彎就只是路線中的一個(gè)彎道而已。
介紹一下彎道的一般構(gòu)成:
一般由直線、緩和曲線、圓曲線構(gòu)成。什么叫緩和曲線呢?是一個(gè)曲率連續(xù)變化的曲線,此例中是連接直線與圓曲線之間的過(guò)渡曲線。這樣就能逐漸入彎和出彎道啦。【Ls段就是緩和曲線段】
規(guī)范對(duì)于不同設(shè)計(jì)速度的道路對(duì)半徑,緩和曲線長(zhǎng)度,兩者的比值都有規(guī)定。Ls:L':Ls為1:1:1--1:2:1為宜。對(duì)直線最大最小長(zhǎng)度,各曲線之間的直線等都有要求不再贅述。
【2】縱斷面設(shè)計(jì)
地形是復(fù)雜而起伏不定的,那么我們選的路線上坡下坡是在哪兒呢?整個(gè)道路起伏是怎么樣的呢?通過(guò)電子地形圖中的高程線與路線可以看出來(lái)。
白線是路線中線的高程起伏情況,那么我們一定是想填土和挖土都少一點(diǎn)吧?于是我們考慮縱斷面的填挖平衡且盡量就近平衡??磮D中填挖基本平衡,就近也基本平衡。這里紅線就是我們定下的路線高度位置。圖下面是各種高度數(shù)據(jù),填挖土高度數(shù)據(jù)。平面和縱面要協(xié)調(diào)設(shè)計(jì),有時(shí)候發(fā)現(xiàn)縱斷面圖形太奇葩,那么平面設(shè)計(jì)要調(diào)整。平縱組合也有原則。后面的橫斷面設(shè)計(jì)也是會(huì)發(fā)現(xiàn)前面工作要改的。
縱坡也是有要求的,比如為了排水便利,坡不能完全水平,至少有0.3%的坡度。為了車輛安全有效上下坡,對(duì)于最大縱坡也有要求,而且坡的長(zhǎng)度也應(yīng)該控制在一定范圍。數(shù)據(jù)就不貼了。
上面的縱斷面不好,理由是上坡對(duì)于大車而言壓力大,坡陡又長(zhǎng),開(kāi)鍋怎么辦?爬不上怎么辦,慢悠悠走,勢(shì)必影響交通效率。下坡要頻繁剎車,不安全。
下面的也不好,起起伏伏都成駝峰了。對(duì)車也不利。
這里就可以看出哪里可能要做橋,做涵洞,做隧道了。這里就不說(shuō)了。說(shuō)一下變坡點(diǎn)處的設(shè)計(jì)。
我們的路不可能是藍(lán)色線那樣上下坡,肯定要順滑紅線的爬坡啦。這里用的是二次拋物線。
接下來(lái)就是橫斷面設(shè)計(jì)了~
【3】橫斷面設(shè)計(jì)
平面縱面都確定了,那么道路中線的空間位置就確定了。那么把左右50m左右的高程都讀出來(lái)。那么一條路就基本呈現(xiàn)出來(lái)。
每隔20米取一個(gè)橫斷面看看??纯从惺裁雌孑鈹嗝?,看看邊坡的情況?!救∷膫€(gè)代表性截面】
白色是地面線,紅色是路基頂面和邊坡。
A截面我們比較喜歡,畢竟橫向就能填挖基本平衡,填方挖方邊坡也短小,路基不高,基本和原地面平齊。
B截面就全是挖方段,要把土挖走運(yùn)到別的地方。
C截面值得注意的是左邊原地面線比較陡,怕邊坡日后滑動(dòng),失穩(wěn)等,把原地面線挖成臺(tái)階再填土做路基。右邊避免山上的雨水直接流入道路,設(shè)置了截水溝,又叫天溝。
D截面是一個(gè)高填路基,是我這個(gè)道路最高路基截面。所以之前做了穩(wěn)定性分析,不穩(wěn)定,所以設(shè)置了重力式擋土墻。擋土墻的尺寸大小等都要計(jì)算。這兩個(gè)都不講了。
高速公路是全封閉,分向行駛的,所以還有護(hù)欄,中間帶設(shè)計(jì);排水設(shè)計(jì)也是比較大的一塊,最基本的邊溝設(shè)多大,在哪里把邊溝的水排出去;還有邊坡的綠化,加固;彎道處的超高加寬設(shè)計(jì)(這個(gè)我有答題有興趣戳這里為什么公路急轉(zhuǎn)彎處不修成向內(nèi)的斜坡,以抵消部分離心力? - 土木工程)等等。不作介紹了。至于哪些地方可能有山洞(隧道)有興趣戳這里在群山之中,修建高速公路,隧道的排布有什么規(guī)律,以秦嶺為例? - 李小亮的回答
至此我們的路基設(shè)計(jì)工作基本完成,我們來(lái)看一下成果。
再看局部效果。白色是3維地形。
喜歡大家都能看明白~歡迎討論和點(diǎn)贊。
下面開(kāi)始就是路面設(shè)計(jì)了。就開(kāi)一個(gè)頭,說(shuō)一下普通人沒(méi)分清的幾個(gè)概念。
這下應(yīng)該搞清楚基層是屬于路面結(jié)構(gòu)了吧~
不說(shuō)了,歡迎點(diǎn)贊~我們的目標(biāo)是用最簡(jiǎn)單的話讓大家都明白一點(diǎn)道路知識(shí)。我們不是僅僅是修路的搬磚的,道路也是高科技呀~。
來(lái)源:知乎www.zhihu.com
作者:李小亮
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