趙殿武

(沈陽(yáng)市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110015)

1 理論基礎(chǔ)

1.1 規(guī)范相關(guān)規(guī)定

文獻(xiàn)對(duì)道路橫坡以及路拱形式的選擇描述較為介紹較為簡(jiǎn)略：道路橫坡應(yīng)根據(jù)路面寬度、路面類型、縱坡及氣候條件確定，宜采用1.0%～2.0%。單幅路應(yīng)根據(jù)道路寬度采用單向或者雙向路拱橫坡，多幅路應(yīng)采用由路中線向兩側(cè)的雙向路拱橫坡。

文獻(xiàn)中明確直線形路拱用于剛性路面(如水泥混凝土路面、預(yù)制塊鋪裝路面)、區(qū)間窄路面和單向排水的道路(多幅路的機(jī)動(dòng)車單向車道、獨(dú)立的非機(jī)動(dòng)車道)；拋物線形路拱造型美觀，沒有中尖頂，路面中間部分過于平緩，不利于排水，兩側(cè)坡度較大，不利于行車。拋物線形路拱用于路面寬度不超過20 m橫坡度不大于3%的道路。橫坡度較小時(shí)，可適用較寬的路面，方次取低值；橫坡度較大時(shí)，可用于較窄的路面，方次取高值。拋物線接直線形路拱可適應(yīng)各種寬度及橫坡度的路面，其路拱曲線在車行道外側(cè)的橫坡度較單一的變方拋物線形路拱平緩，一般對(duì)用于路面寬度超過20 m的道路。

文獻(xiàn)中規(guī)定了機(jī)動(dòng)車道根據(jù)路面類型和路面寬度選取路拱橫坡度的大小。瀝青混凝土路面的路拱橫坡度為1.0%～2.0%，道路寬度6≤B≤20 m時(shí)路拱橫坡度為1.0%～2.5%。

1.2 路拱的標(biāo)準(zhǔn)形式

常用路拱曲線方程分為直線型、拋物線型、直線接曲線(拋物線或圓曲線)和多折線型路拱曲線。

國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者結(jié)合城市道路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)已歸納出典型的路拱方程，實(shí)際應(yīng)用中可以通過調(diào)整次數(shù)得出更多種類的拋物線方程，具體見表1。

表1 常用路拱曲線明細(xì)表

1.3 路拱形式選擇的原則

(1)為避免拱頂排水不暢，拱頂局部橫坡度不小于0.3%，即自拱頂至橫距為0.5 m處的割線坡度不小于0.3%。

(2)為保證行車的舒適和安全，車行道外側(cè)的路拱橫坡不宜太大：選取機(jī)動(dòng)車行駛最外側(cè)車道時(shí)的最不利情況進(jìn)行計(jì)算，要保證自道路外側(cè)邊線至離外側(cè)邊線橫距為2.5 m處的割線坡度在1.0%～2.5%之間變化。

2 新建單幅路路拱形式選擇

雙向兩車道(道路全寬B=8 m)道路等級(jí)較低，一般為城市支路，以瀝青混凝土結(jié)構(gòu)為主。

按照上文論述的原則(1)、(2)分別計(jì)算各類型路拱在距路中0.5 m范圍內(nèi)割線斜率(Δ中)和距路邊2.5 m范圍斜率(Δ邊)，具體見表2和表3。

表2 雙向兩車道道路距路中0.5 m范圍內(nèi)割線斜率(Δ中)表(B=8 m)

表3 雙向兩車道道路距路邊2.5 m范圍斜率(Δ邊)表(B=8 m)

綜合以上數(shù)據(jù)，雙向兩車道(道路全寬B=8 m)同時(shí)滿足Δ中≥0.3%和1%≤Δ邊≤2.5%路拱曲線形式如表4。

表4 雙向兩車道道路路拱形式選擇表

同理，依次計(jì)算雙向四車道(道路全寬B=16 m)、雙向六車道(道路全寬B=23 m)、雙向八車道(道路全寬B=30 m)的路中0.5 m范圍內(nèi)割線斜率(Δ中)和距路邊2.5 m范圍斜率(Δ邊)，并滿足Δ中≥0.3%和1%≤Δ邊≤2.5% 路拱曲線形式見表5～表7。

表5 雙向四車道道路路拱形式選擇表

表6 雙向六車道道路路拱形式選擇表

表7 雙向八車道道路路拱形式選擇表

3 新建雙幅路路拱形式選擇

對(duì)于有中分帶的道路，一般以中分帶中線或者中分帶外側(cè)邊線作為縱段設(shè)計(jì)高程位置。

當(dāng)縱斷設(shè)計(jì)高程位置為中分帶的中線處，根據(jù)城市道路的特點(diǎn)，建議有中央分隔帶的道路路拱形式采用虛交點(diǎn)法。采用虛交點(diǎn)法時(shí)需注意中心線位置高程與機(jī)動(dòng)車道靠近中分帶位置路面高程的關(guān)系。

當(dāng)縱斷設(shè)計(jì)高程位置為中分帶的邊緣處，即機(jī)動(dòng)車道靠近中分帶位置路面高程，那么在交叉口和調(diào)頭通道處的處理較為困難。

由于城市道路路網(wǎng)密集，道路交叉口較多，建議采用虛交點(diǎn)法便于交叉口和調(diào)頭通道處的處理。

4 設(shè)計(jì)實(shí)例

依據(jù)路拱設(shè)計(jì)原則，經(jīng)過計(jì)算得到了符合條件的路拱形式和橫坡度，結(jié)合相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和施工方便性、難易性，推薦路拱形式如下。

(1)寬度小于8 m的道路推薦采用1.5%～2%的直線形路拱；

(2)雙向兩車道道路(道路全寬B=8 m)推薦采用1%～2%的1.25或1.5次拋物線或拋物線接直線以及修正的二次拋物線路拱；

(3)雙向四、六車道道路推薦采用橫坡度為1%～2%的1.25拋物線或拋物線接直線；橫坡度為1.5%的1.5次拋物線或拋物線接直線和修正二次拋物線形路拱。

(4)雙向八車道道路推薦采用橫坡度為1%～2%的1.25拋物線或拋物線接直線；橫坡度為1.5%修正二次拋物線形路拱。

(5)目前在設(shè)計(jì)過程中，新建道路一般為雙向4～8車道，路拱一般采用橫坡度為1.5%的1.5次拋物線形路拱或者橫坡度為1.5%的直線形路拱。

(7)采用直線型路拱，在道路路中會(huì)形成“尖頂”，實(shí)際施工過程中，施工單位會(huì)“壓平整”，并不會(huì)留有尖頂，即施工圖未指導(dǎo)施工。

(8)當(dāng)雙向4～6車道的新建道路采用1.5%的1.5次拋物線路拱滿足以上計(jì)算滿足要求。

(9)當(dāng)雙向8車道的新建道路采用1.5%的1.5次拋物線路拱時(shí)，在路中坡度過小(Δ中=0.18%)，不利于排水；路邊坡度較大(Δ邊=0.87%)，不利于行車安全。在以后的設(shè)計(jì)中應(yīng)調(diào)整路拱曲線形式以滿足要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

道路設(shè)計(jì)時(shí)不僅僅需要考慮科學(xué)性、合理性，還要考慮施工便捷性。從施工角度看，直線形路拱最易施工，但在中間有尖頂，其他曲線形路拱擬合為折線形路拱，文獻(xiàn)明確折線寬度取0.5 m(B<20 m)和1 m(B≥20 m)時(shí)即可滿足施工允許誤差要求。