基本定義
道路橫斷面上路面做成中央高兩側低,具有一定坡度的拱起形狀。其作用是利於路面橫向排水。路面兩側的坡度稱為路拱橫坡,一般採用1.5%~4.0%,隨路面面層類型而異。高級路面的橫坡小,低級路面的橫坡大。路拱坡度隨路面類型而定:瀝青混凝土、水泥混凝土路面為1% ~2%; 其他黑色路面,整齊石塊路面為1.5%~ 2.5%;半整齊石塊、不整齊石塊路面為2%~ 3%;碎、礫石等粒料路面為2.5%~3.5%;低級 路面為3%~4%。
路拱優缺點:
路拱優點:有利於排水。路拱缺點:對行車不利。
在設計公路或城市道路的橫斷面時,都要設定具有一定拱度的路拱曲線或橫坡直線,以便道路路面的橫向排水和保證行車平穩,以及雨中雨後的行車安全。從橫向排水考慮,自然希望拱度越大越好,但拱度過大會給行車安全帶來威脅。一方面,橫向坡度過大車輛常處於偏心行駛,機身傾斜,司機掌握方向困難,機件磨損不勻,另一方面,也易造成車輪橫向順坡跑偏。為此,道路路面設計需解決對道路橫坡和路拱曲線的選優問題。道路路拱橫坡大小及路拱曲線的選型在設計規範中有大致規定。
路拱橫坡坡度:
公路路拱坡度
路面類型
| | 路面類型
| 路拱橫坡度(%)
|
水泥混泥土路面、瀝青混凝土路面
| 1.0~2.0
| 碎、礫石等粒料路面
| 2.5~3.5
|
其他黑色路面、整齊石塊
| 1.5~2.5
| 低級路面
| 3.0~4.0
|
半整齊石塊、不整齊石塊
| 2.0~3.0
| | |
路拱形式及特點
拋物線型路拱
線形方程為 y=(h1/B)*X+(2h1/B^2)*X^2,其特點:
(1)有利於排水,中間部分平緩,行車平穩性好;
(2)路拱邊部坡度大,有利於排水;
(3)易於吸引橫向行車集中行駛中部而造成路面損壞。
半立方拋物線路拱,其特點:
(1)改善了二次拋物線路拱邊緣部分橫坡較陡的不利情況;
(2)適用於行車道寬度在20m以內的瀝青類路面;
(3)路拱的平均橫坡應小於3%。
直線路拱,其特點:
(1)對於邊緣部分行車有利,施工方便;
(2)路中路拱頂點有凸起轉折,對行車不利。
折線型路拱,其特點:
(1)由短直線段連線而成;
(2)橫坡容易控制,便於施工整形,排水良好,適用於較寬的柔性路面;
(3)直線轉折的突變點,往往不利行車,應注意在施工中碾壓平順。
路拱設計
路拱型式設計包括橫坡度的確定和曲線方程的選擇。
橫坡度的取值需要考慮以下因素:
(1)橫向排水:路面排水與結構類型和氣候條件有關。城市道路多為水泥混凝土或瀝青混凝土路面,路拱橫坡度取值應在1.0%至2.5%之間,乾旱地區可取低值,多雨地區宜取高值。
(2)道路縱坡:避免出現過大的合成坡度給行車帶來不利影響,當縱坡較大時應驗算合成坡度是否超過規範允許值。
(3)車道寬度:路拱各點高差太大影響道路美觀,道路越寬橫坡度應選擇得越平緩,並根據路拱方程驗算各點高差。
(4)行車速度:交通量大和車速高的道路橫坡度不宜超過2%,避免車輛緊急制動時產生橫向滑動,減輕超車時橫向傾斜的影響。
(5)經濟合理:舊路補強路拱設計應首先根據測量成果計算出舊路的橫坡度,然後採用與舊路接近的橫坡度,用各種方程擬合試算出“蓋被”均勻的路拱型。
路拱曲線方程的適用範圍如下:
(1)直線型路拱多用於剛性路面,如水泥混凝土路面和大型預製塊鋪裝路面,也可用於區間窄路和單向排水的非機動車道。
(2)拋物線路拱根據橫坡度和路寬的不同採用不同的方次,適用於寬度不超過20m的柔性路面,可以根據攤鋪機的攤鋪寬度繪製出分段曲線大樣圖指導施工。
(3)直線接曲線路拱適用於各種寬度和橫坡度的路面,其路邊部分較拋物線路拱平緩,多用於寬度超過20m的路面,也可用於交叉口渠化拓寬車道路段以便和標準路段順接。在舊路補強拓寬設計時,對於舊路變形路拱,可採用直線接不同方次拋物線路拱試算擬合。