道路勘測設計縱斷面設計PPT學習教案

1、會計學1道路勘測設計縱斷面設計道路勘測設計縱斷面設計第1頁/共132頁第2頁/共132頁第二節(jié)第二節(jié) 縱坡及坡長設計縱坡及坡長設計The Design of Profile Grade and Slope Length第3頁/共132頁第4頁/共132頁第5頁/共132頁第6頁/共132頁第7頁/共132頁第8頁/共132頁 計算車速(km/h) 80 60 50 40 30 20最 大 縱坡（）推薦值 4 5 5.5 6 7 8限制值 6 7 7 8 9 9 備注：海拔30004000m高原城市按表值減小1，積雪寒冷地區(qū)應控制在6以內表4-2第9頁/共132頁公路等級高速公路一二三四地形平原

2、微丘重丘山嶺平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘最大縱坡（）345546576869各級公路最大縱坡表4-3備注：（1）高速公路受地形條件或其它情況限制時，經 技術經濟論證合理,最大縱坡可增加1； （2）海拔2000m以上或嚴寒冰凍區(qū)的山嶺重丘區(qū) 四級公路，最大縱坡 不應大于8。第10頁/共132頁第11頁/共132頁第12頁/共132頁第13頁/共132頁fDi11第14頁/共132頁第15頁/共132頁VV31212fDi22第16頁/共132頁第17頁/共132頁計算行車速度(km/h)V1201008060403020滾動阻力系數(shù)(%)F1.01.01.01

3、.52.02.02.0減速范圍V1V28060805580506040402530202015動力因數(shù)(%)D1D22.33.02.33.22.33.33.03.55.45.85.75.85.85.8H=0, =1.19i1i21.72.61.72.81.72.92.12.74.44.94.84.94.94.9H=1000, =1.05i1i21.42.21.42.41.42.51.72.53.74.14.04.14.14.1H=2000, =0.93i1i21.11.81.12.01.12.11.31.83.03.43.33.43.43.4H=3000, =0.82i1i20.91.50.9

4、1.60.91.71.01.42.42.82.72.82.82.8第18頁/共132頁第19頁/共132頁 坡長限制，主要是指對較陡縱坡的最大長度和一般縱坡的最小長度加以限制。 Restriction of Slope Length第20頁/共132頁 最小坡長是指縱斷面上兩個變坡點之間的最小長度。最短坡長的限制主要是從汽車行駛平順性的要求考慮的，如果坡長過短，使變坡點增多，汽車行駛在連續(xù)起伏的路段會產生增重與減重的頻繁變化，導致乘客感到極不舒適，車速越高越感突出。另外，坡長太短，變坡點之間不能設置相鄰兩豎曲線的切線長；此外，對兩凸型變坡點間的距離還應滿足行車視距的要求?？紤]上述因素，應對最小

5、坡長加以限制。第21頁/共132頁標準規(guī)定各級公路最短坡長見表47。 各級公路最短坡長 表4-7公路等級汽車專用公路一般公路高速公路一二二三四地形平原微丘重丘山嶺平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘最短坡長（m）30025020015025015020012020012015010010060城規(guī)規(guī)定城市道路相對坡長見表48。 城市道路最短坡長表4-8計算行車速度（km/h）806050403020最短坡長2901701401108560 在平面交叉口、立體交叉口的匝道，以及過水路面地段，最短坡長不受此限。 第22頁/共132頁 道路縱坡的大小及其坡

6、長對汽車正常行駛影響很大?？v坡越陡、坡長越長，對汽車影響也越大。主要表現(xiàn)在：上坡時使汽車行駛速度顯著下降，需換較低排擋以克服坡度阻力，同時，坡長太長，易是水箱“開鍋”，導致汽車爬坡無力，甚至熄火；下坡時制動次數(shù)頻繁，易使制動器發(fā)熱而失效，甚至造成車禍。因此，為保證行車的正常與安全，應對坡長加以限制。 第23頁/共132頁(1) 各級公路縱坡長度限制，見表410； 各級公路縱坡長度限制表4-10公路等級汽車專用公路一般公路高速公路一二二三四地形平原微丘重丘山嶺平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘縱坡坡度（）21500/38001000/1000/460

7、08009007008007001000/1000/800800/5/600700500/5008007008007006007007008006/500300/300/500/5004007005007007/300/300/500/5008/300/3009/200第24頁/共132頁(2) 城市道路縱坡長度限制，見表411；(3) 當計算行車速度V80km/h的道路，當連續(xù)縱坡大于長度限制時，應設緩和坡段；(4) 當公路上有大量獸力車通行時，在可能的情況下，宜在不超過500m處設置一段不大于23的緩坡。以利于獸力車通行；(5) 城市道路的非機動車道縱坡宜小于2.5%，否則應限制其坡長，見

8、表411。城市道路縱坡長度限制表4-11計算行車速度（km/h）80605040縱坡坡度（） 55.5666.5766.576.578縱坡長度限制（m）600500400400350300350300250300250200第25頁/共132頁 當陡坡的長度超過最大坡長的限制時，應在中間適當位置設置緩坡路段，用以恢復汽車上陡坡時已降低的車速。同時，從下坡安全考慮，緩坡也是需要的。根據(jù)實際觀測，標準規(guī)定緩和坡段的縱坡應不大于3，其長度應不小于最短坡長。Alleviate Section of The Slope第26頁/共132頁 緩和坡段的具體位置應結合縱向地形的起伏情況，盡量減少填挖方工程數(shù)

9、量來確定。一般情況下，緩和坡段宜設置在平面的直線或較大半徑的平.曲線上，以便充分發(fā)揮緩和坡段的用，提高道路的使用質量。在極特殊的情況下，可以將緩和坡段設于半徑比較小的平曲線上，但應適當增加緩和坡段的長度。第27頁/共132頁平均縱坡是指一定長度的路段縱向所能克服的高差與路線長度之比，它是衡量線形設計質量的重要指標之一，即 lHi平均 式中：H相對高度 (m) ； l路段長 度 (m) 。（）（） Average Vertical-slope第28頁/共132頁 通過對山區(qū)道路行車的實際調查發(fā)現(xiàn)，有時雖然道路縱坡設計完全符合最大縱坡、坡長限制和緩和坡長的規(guī)定，但也不一定能保證行車的順利與安全。如

10、對地形較為復雜的地段，設計者可能交替使用極限長度的最大縱坡及緩和坡長，從而形成“臺階式”縱斷面線形，這是一種合法但不合理的做法。在這種坡道上汽車會較長時間頻繁地使用低檔行駛，對機件和安全都不利。縱坡坡度（%）車 種自行車三輪車、板車2.530015032001003.5150/城市道路非機動車坡長限制 （m） 表 4-12 第29頁/共132頁 標準規(guī)定：二、三、四級公路越嶺路線的平均坡度，一般以接近5.5（相對高差為200500m）和5.0（相對高差大于500m）為宜，并注意相連3km路段的平均縱坡不宜大于5.5。城市道路的平均縱坡按上述規(guī)定減少1.0。對于海拔3000m以上的高原地區(qū)，平均

11、縱坡應較規(guī)定值減少0.51.0。第30頁/共132頁第三節(jié)第三節(jié) 豎曲線豎曲線 Vertical Alignment第31頁/共132頁第32頁/共132頁LxhQi1EPi2T2T1xy圖 4 - 2 豎 曲 線 要 素 示 意 圖第33頁/共132頁xixky12211ikxdxdyiP第34頁/共132頁1iiP21iikLiPLiiLk12222/32/1dxyddxdyRpidxdykdxyd1222/321PikR第35頁/共132頁kR xixLy122xixRy1221第36頁/共132頁2221RLTTT第37頁/共132頁RxxixiRxyyPQhQP22211248822

12、2TLRRTE(4-7) 第38頁/共132頁 在縱斷面設計中，豎曲線設計要受眾多因素的限制，其中有三個限制因素決定著豎曲線的最小半徑和最小長度。 Minimum of The Radius & Length To The Vertical CurveThe Restricted Factor In Vertical Curve Designing 第39頁/共132頁1、緩和沖擊、緩和沖擊 Rva2 Alleviate Collision第40頁/共132頁 aVR132 6 . 32minVR6 . 32minVL第41頁/共132頁2、時間行程不過短、時間行程不過短2 . 16

13、. 3minVtVL2.1minVR Time Route Not Too Short第42頁/共132頁3、滿足視距的要求、滿足視距的要求Meet The request of Sight Distance第43頁/共132頁RtRdh222121121112tRhdRtRdh222222222222tRhdMinimum of The Radius & Length To The Prominent Vertical Curve 第44頁/共132頁ltRhldt211112211llRht第45頁/共132頁第46頁/共132頁lLtRhlLdt222222222lLlLRhtl

14、LRhLlRhtLtST212120dldSTLhhhl211第47頁/共132頁22221221LhhLhhLRST221min22hhSLT42minTSL第48頁/共132頁Rdh2211112Rhd Rdh2222222Rhd 21212122hhLhhRddST4222212minTTShhSL2、當時（見圖44），有第49頁/共132頁第50頁/共132頁第51頁/共132頁第52頁/共132頁222222LSRlRlLtgShTTtgShSLTT2min第53頁/共132頁TTSSL026. 075. 02minLSRStgShTTT2222tgShSLTT22min第54頁/共

15、132頁 圖4-5 車前燈照射距離（）圖4-5 車前燈照射距離（）第55頁/共132頁TTSSL0524.05.12minRtRtLh2222220第56頁/共132頁圖4-7 跨線橋下行車視距（LST）圖4-8 跨線橋下行車視距（L=ST）第57頁/共132頁ltShhhABT1121TTSltRtRtLSlthBD122221022RlCD2221tLtSTLtStT12CDBDABh第58頁/共132頁ltShhhT1121TSltRtRtL1222222Rl22ltShhhT1121LtSRSltLTT11222Rl22LtSLhhRtSRShhTTT112121max222221Lt

16、SLhhRT112222第59頁/共132頁0/1maxdtdhLSRLLShhRhhTT28222121maxmax2max1max21maxmin112142hhhhhhhhSLT由可解出t1，代入上式，得 解此，得 第60頁/共132頁將已知數(shù)據(jù)代入，得 92.262minTSL (4-14)(2) 當TSL 時（見圖48），有RShT220第61頁/共132頁lShhhABT121lRSSlhBDTT20RlCD22CDBDABhlShhhT121lRST2Rl22 同理可得 +第62頁/共132頁由dh/dl=0可解出l，代入上式并整理，得 2121max221TTSShhRRhh2

17、2max1max2min22hhhhSLT92.262minTSL則 將已知數(shù)據(jù)代入，得 (4-15)第63頁/共132頁第四節(jié) 爬坡車道Crawler Lane 第64頁/共132頁第65頁/共132頁第66頁/共132頁計算行車速度（km/h） 120 100 8060容許最低速度（km/h） 60555040 2 上坡路段的通行能力小于設計小時交通量 時，應設置爬坡車道。第67頁/共132頁第68頁/共132頁第69頁/共132頁 如圖49所示，爬坡車道的寬度一般為3.5m，包括設于其左側的路緣帶寬度0.5m。 爬坡車道的路肩和正線一樣，仍然由硬路肩和土路肩組成。但由于爬坡車道上車輛行駛

18、速度較低，其硬路肩寬度可以比正線小一些，一般為1.0m；而土路肩寬度以按正線要求設計為宜。窄路肩不能供停車使用，在長而連續(xù)的爬坡車道上，其右側應按規(guī)定設置緊急停車帶。 第70頁/共132頁第71頁/共132頁 在彎道上，爬坡車道也應設置橫向超高。但因爬坡車道的行車速度比正線小，其橫向超高坡度應小些。 高速公路正線超高坡度與爬坡車道的超高坡度之間的對于關系見表416所示。爬坡車道的超高坡度表4-16正線的超高坡度（）1098765432爬坡車道的超高坡度（）5432 超高坡度的旋轉軸為爬坡車道內側邊緣線。若爬坡車道位于直線路段時，其橫向坡度的大小與正線路拱坡度相同，采用直線式橫坡，坡向向外。第7

19、2頁/共132頁爬坡車道的平面布置見圖410。第73頁/共132頁 其總長度由起點處漸變長度L1、爬坡車道的長度L和終點處附加長度 L2組成，即L總 L1 LL2 式中：L1 起點處漸變段長度（使車輛始離正線而進入爬坡車 道），取L1 45m； L爬坡車道的長度； L2 終點處附加長度，見表417。爬坡車道終點附加長度 表4-17附加段的縱坡下坡平坡上坡0.51.01.520.附加長度150200250300350400 爬坡車道起點與終點的具體位置除按上述公式確定外，還應考慮與線形的關系。通常應設在通視條件良好，容易辨認并與正線連接順適的地點。第74頁/共132頁第五節(jié) 合成坡度Synthe

20、sis Slope 所謂合成坡度是指由路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡組合而成的坡度，其方向即流水線方向。合成坡度的計算公式為 22iiIh 式中：I合成坡度（）； ih超高橫坡度或路拱橫坡度（）； i路線縱坡度（）。 在有平曲線的坡道上，最大坡度既不是縱坡方向，也不是橫坡方向，而是兩者組合成的流水線方向。將合成坡度I控制在一定范圍內，目的是盡可能地避免急彎和陡坡的不利組合，防止因合成坡度過大而引起的汽車滑移或傾覆，保證車輛在斜坡彎道上的安全運行。第75頁/共132頁公路等級汽車專用公路一般公路高速公路一二二三四地形平原微丘重丘山嶺平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重

21、丘平原微丘山嶺重丘合成坡度（%）10.010.010.510.510.010.59.010.09.010.09.510.09.510.0 各級公路最大允許合成坡度 表4-18 各級公路最大允許合成坡度規(guī)定值見表418。 一、最大允許合成坡度Maximum Allowable Synthesis Slope 此外，應注意以下幾點：當陡坡與小比較平曲線重合時，在條件允許的情況下，以采用較小的坡度為宜；在積雪嚴寒地區(qū)、自然橫坡較陡的傍山路段以及非汽車交通比率較高的路段，其合成坡度不大于8； 第76頁/共132頁 城市道路最大允許合成坡度見表419。 另外，對于積雪嚴寒地區(qū)各級城市道路，其合成坡度不大

22、于6%，當路線的平面設計和縱坡設計基本完成后，可由式（416）或圖411驗算合成坡度是否超過允許值。當超過最大允許合成坡度時，可減少縱坡坡度或加大平曲線半徑以減少橫向坡度，或者兩方面同時減小。在進行平曲線設計時，也可按下式計算平曲線上允許的最大縱坡，即 22maxhRiIi 式中：iR平曲線上的允許最大縱坡度（）； Imax最大允許合成坡度（）； ih橫向超高坡度（）。 城城市市道道路路最最大大允允許許合合成成坡坡度度 表 4-19 計算行車速度（km/h） 80 60 50 40 30 20 合成坡度（%） 7 6.5 7 8 第77頁/共132頁 各級道路最小合成坡度不宜小于0.5%。當合

23、成坡度小于0.5時，應采取綜合排水措施，以保證路面排水暢通。二、最小允許合成坡度Minimum Allowable Synthesis Slope1123456789 10 1123456789101110.5%10%9.5%9.0%8.0%橫坡（%）圖4-11 合成坡度臨界線圖第78頁/共132頁一、視覺分析 The vision analysis 1、視覺分析的意義第79頁/共132頁第80頁/共132頁第81頁/共132頁第82頁/共132頁第83頁/共132頁第84頁/共132頁第85頁/共132頁R=R=300060mR=R=1000圖4-12第86頁/共132頁第87頁/共132頁

24、第88頁/共132頁第89頁/共132頁第90頁/共132頁第91頁/共132頁第92頁/共132頁第93頁/共132頁第94頁/共132頁第95頁/共132頁第七節(jié) 縱斷面設計方法及縱斷面圖Vertical Section Design And Drawing第96頁/共132頁第97頁/共132頁第98頁/共132頁第99頁/共132頁第100頁/共132頁 視視覺覺要要求求的的最最小小豎豎曲曲線線半半徑徑值值 表表4-20 豎曲線半徑（m） 計算行車速度 （km/h） 凸形 凹形 120 20000 12000 100 16000 10000 80 12000 8000 60 9000

25、6000 40 3000 2000 第101頁/共132頁第102頁/共132頁R1R2R1R2R1R2R1R2圖 4 - 1 5 相 鄰 豎 曲 線 的 銜 接第103頁/共132頁第104頁/共132頁第105頁/共132頁1:0.11:0.21:0.3 1:0.51:0.71:11:1.51:11:0.5圖4-16 路基斷面透明模板第106頁/共132頁第107頁/共132頁第108頁/共132頁6、定坡、定坡 經調整核對無誤后，逐段把直坡線的坡度值、變坡點樁號和標高確定下來。7、設置豎曲線、設置豎曲線 根據(jù)技術標準、平縱組合均衡等確定豎曲線半徑，并計算豎曲線要素。第109頁/共132頁

26、三、三、縱斷面圖的繪制縱斷面圖的繪制（見圖418和419） Draw of Vertical Section 縱斷面設計圖是道路設計重要技術文件之一，也是縱斷面設計的最后成果。 縱斷面采用直角坐標，以橫坐標表示里程樁號，縱坐標表示高程。為了明顯地反映地面起伏情況，通常橫坐標比例尺采用1：2000（城市道路采用1：5001：1000），縱坐標采用1：200（城市道路為1：501；100）。 縱斷面圖是由上下兩部分組成的。上部主要用來繪制地面線和縱坡設計線，另外，也可用于標注豎曲線及其要素；坡度及坡長（有時標在下部）；沿線橋涵及人工構造物的位置、結構類型、孔數(shù)及孔徑；交叉的道路與鐵路的樁號與路名；

27、沿線跨越的河流名稱、樁號、常水位和最高洪水位；水準點位置、編號和標高等。 下部主要用來填寫有關內容，主要有：直線及平曲線；里程樁號；地面標高；設計標高；填挖高度；土壤地質說明等。 縱斷面設計圖應按規(guī)定采用標準圖紙和統(tǒng)一格式，以便裝 訂成冊。第110頁/共132頁不 設平 曲 線里 程 和 樁 號地 面 標 高設 計 標 高挖 （ ）添 （ ）坡 長 （ ）坡 度 （o/oo）土 壤 地 質 說 明泥 質 頁 巖泥 質 砂 巖泥 質 頁 巖亞 粘 土設 計 標 高，距25.0號樁位 右18的石頭上 333.455 石箱涵K0+500.00石涵箱石涵箱 樁左屋基石上332.315圖 4-18 公

28、路 路 線 縱 斷 面 圖第111頁/共132頁直線,曲線及交叉口原有地面標高設計路中心線樁 號坡度及距離標高南北街溝設計標高坡度及距離坡度及距離標高5.004.003.002.001.001+5611+5711+573.51+5801+5871+6171+6201+628.51+724.51+764.53.321.561.563.323.112.993.003.023.053.903.903.903.903.903.933.953.973.833.763.833.763.843.783.863.803.883.823.903.840.580.732.340.580.732.340.580.7

29、90.910.930.930.92同上同上00.57302003.3 3.33.3 3.33.3 3.33.3 3.33.3 3.33.32121212418241824182424路中心設計線鋸齒形街溝設計線原地面線第112頁/共132頁第八節(jié)第八節(jié) 城市道路縱斷面設計要求及 鋸齒形街溝設計 Design Request of urban-road Vertical Section and Design of Zizag Street Gutter 城市道路縱斷面設計與公路基本相同。只是由于城市道路所經地區(qū)的地形地物以及地上地下各種管線的影響，使得制約縱斷面設計的控制點較多，如城市橋梁、鐵路

30、路口、平面交叉點、沿街建筑物的地坪標高等，設計時要妥善解決。 另外，處于平坦地區(qū)的城市道路，當設計縱坡小于最小縱坡時，為便于排水，應在道路兩側做鋸齒形街溝設計。 一、 城市道路縱斷面設計要求 Design Request Of Urban-road 城市道路縱斷面設計的要求，除了前面講述的最大縱坡最小縱坡、坡長限制、合成坡度、平均縱坡、豎曲線最小半徑和最短長度、平縱組合的要求以外，還應滿足一些其它的特殊要求，第113頁/共132頁 主要表現(xiàn)在如下幾個方面：（一） 在確定道路中線設計標高時，必須滿足下列各 控制點標高的要 1 城市橋梁橋面標高H橋 H橋 h水 h浪 h凈h橋h面 (m) （418

31、） 式中：h水河道設計水位標高 (m) ； h浪浪高 (m) ，一般取為0.5m ； h凈河道通航凈空高度 (m) ，視通航等級而定； h橋橋梁上部建筑結構高度 (m) ； h面橋上路面結構厚度 (m) ，應包括預留的路面補強厚度在內。 2 立交橋橋面標高H橋 （1） 橋下為鐵路時 H橋 h軌 h凈 h橋h面h沉 (m) （419） 式中：h軌鐵路軌面標高 (m) ； 第114頁/共132頁 h凈鐵路凈空高度 (m) ，一般蒸汽機車、內燃機車為6m，電氣機車為6.55m； h沉橋梁預計沉降量 (m) 。 （2） 橋下為道路時 H橋 h路 h凈 h橋h面 (m) （420）式中：h路路面標高 （m），應包括預留的路面補強 厚度在內； h凈道路凈空高度 (m) ，見表421。 3 鐵路道口應以鐵路軌頂標高為準。 4 相交道路交叉點應以交叉中心規(guī)劃標高為準。 5 滿足沿街建筑物前地坪標高的要求（見圖420）。 行車行道種類行駛車輛種類 各種汽車無軌電車有軌電車 自行車、行人 其他非機動車 最小凈高4.555.52.53.5 機動車道 非機動車道 道路最小凈高 表4-21第115頁/共132頁車 行 道人 行 道地 坪中線中頂橫人地地 The elevation before the building along both