路拱横坡度及形式的选择

摘要：本文主要分析如何正确选择路拱横坡度及路拱曲线的形式。

关键词：路拱；横坡度；形式；选择

中图分类号：TU997文献标识码： A

在设计城市道路的横断面时，都要设置具有一定拱度的路拱曲线或横坡直线，以便道路路面的横向排水和保证行车平稳，以及雨中雨后的行车安全。因此，在市政道路的设计中，路拱形式的选择是很重要的。本文着重论述如何正确的选择路拱横坡度及路拱的曲线形式。

一、路拱横坡度的确定

为利于路面横向排水，将路面做成中央高于两侧具有一定横坡的拱起形状，称为路拱。根据机动车道路面类型和路面宽度选取路拱横坡度的大小，具体参见下表：

路面面层类型 路拱设计坡度i（%）

水泥混凝土 1.0~2.0

沥青混凝土 1.0~2.0

沥青碎石 1.0~2.0

沥青贯入式碎石 1.5~2.0

沥青表面处治 1.5~2.0

其他路面 1.5~2.5

表一 路面类型与路拱横坡度

路面宽度 B

路拱横坡度i（%） 1.5~2.5 1.0~2.5

表二单向车行道路面宽度与路拱横坡度

二、路拱曲线的形式及特点

路拱曲线形式包括直线形、抛物线形、直线接抛物线形、直线接圆曲线形、多折线形。下面简述下各种路拱曲线形式的特点。

直线形路拱：这种形式的路拱两旁是倾斜的直线，在车行道的中心线附近加设竖曲线或缓和曲线。它的优点是汽车轮胎和路面接触较为平均，路面磨耗也较小，缺点是排水效果不及抛物线流畅。它的主要形式有倾斜直线形路拱、圆顶直线形路拱。

抛物线形路拱：优点是比较圆顺，造型美观，没有路中尖峰，路面中间部分坡度较小，两旁坡度较大，有利于雨水的排除。抛物线形路拱缺点是：车行道中间部分横坡过于平缓，行车易集中，使中央部分路面易损坏，并且车行道上各部分横坡度不同，施工较难。

直线接抛物线形路拱：这种形式的路拱路侧边缘带是直线段，路中线段是抛物线形，长度根据抛物线方次、车行道路面宽度、路拱坡度查阅直线接抛物线形路拱曲线表。它的优点是线形比较圆顺，排水效果较流畅，路面磨耗比较小；缺点是直线段过于平缓，路面易损坏。总之，直线接抛物线形路拱揉合了直线形和抛物线形的优点，优势比较明显。

折线形路拱：优点是用折线形的直线段比用圆顶形的直线段短，施工时容易摊压得平顺，也可在车行道最多的着力点处选择为转折点，如行车后路面稍有沉陷，雨水亦可排除，较符合设计、施工和养护的要求。缺点是在转折处有尖峰凸出，但可在施工时用压路机碾压平顺。

如下图所示，同样是30米宽机动车道、路拱横坡度i取值2%的两种路拱形式大样图中可以看出，直线接抛物线形路拱，抛物线段曲线路面中心区纵距落差小，曲线变化率较路边较小，横向坡度平缓；直线段横坡偏大，不利于行车，容易导致肇事。

图一直线接抛物线形路拱

图二抛物线形路拱

从以上二图还可以看出，抛物线形路拱路边距路中高差较直线接抛物线形路拱大，实际设计时根据车行道宽度和选择的路拱横坡度可以先试算下h的大小，根据实际情况选择合适的路拱曲线形式。

三、常见问题及改进措施

通常设计人员注重的是路拱设计坡度i值的选择，往往忽略了路拱曲线形式的选择，又或者单纯的根据经验选择路拱曲线形式，认为直线形路拱用于刚性路面，窄路面和单向排水的道路；直线接抛物线形路拱可适应各种宽度及横坡度的路面，一般用于路面宽度大于20m的道路；抛物线形路拱用于路面宽度不超过20m，横坡度不大于3%的道路；多车道的水泥混凝土路面可采用折线形路拱。实际上路拱形式的确定包括横坡度的确定和曲线方程的选择。

要解决以上问题，首先要进行设计思路的转变，道路横向排水的好坏在考虑路面种类的前提下，侧重于考虑路拱设计坡度i值的选择，i值的大小是决定排水优劣的主要因素，而路拱曲线的变化是问题，属于次要因素，但是次要因素也是不可忽视的一部分，要在思想上重视路拱曲线形式的选择。其次，改变设计方法，严格遵循设计原则：

（1）为避免拱顶排水不畅，拱顶局部坡度不小于0.3%，即自拱顶至横距为0.5m处的割线坡度不小于0.3%。

（2）为保证行车的舒适和安全，车行道外侧的道路横坡不宜太大，选取机动车行驶在最外侧车道时的最不利情况进行计算，要保证自道路外侧边线至离外侧边线横距为2.5m处的割线坡度在1.5%~2.5%之间变化。

再者，根据曲线方程选择合理的曲线形式。

直线形路拱计算公式：Y=X*i h=B*i/2

抛物线形路拱计算公式：Y=2*i*X/B

直线接抛物线形路拱计算公式：

抛物线段：Y=2*i*X/B Y=2*i*X/B

直线段：Y= Y+（X-X）*i

折线形路拱计算公式：i= （Y- Y）/（X- X）

注：图中

B――车行道路面宽度

h――路拱中心高出路面边缘的高度

i――路拱坡度

X――横距

Y――纵距

n――抛物线方次

X――直线与抛物线相切切点的横坐标

Y ――直线与抛物线相切切点处（X= X时）的纵距

i――折线段n路拱坡度

X――折点n-1的横距

Y――折点n-1的纵距

X――折点n的横距

Y――折点n的纵距

结束语

道路路拱横坡度和路拱形式的选择是道路设计的一项重要内容，路拱的选择对道路排水和行车安全的影响不容小觑。因此，在设计中，设计人员不能生搬硬套，要重视设置原理，摒弃不良的设计习惯，使设计的道路横断面更加合理。

参考文献

[1] 中国建筑标准设计研究院.国家建筑标准设计图集.北京：中国计划出版社，2008

[2] 黄兴安.公路与城市道路设计手册.北京：中国建筑工业出版社，2004

[3] 杨少伟.道路勘测设计（第三版）.北京：人民交通出版社，2009

[4]城镇道路路面设计规范（CJJ169-2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012