城市道路縱斷面線(xiàn)型規(guī)劃設(shè)計(jì)2

1、第4章城市道路縱斷面線(xiàn)形規(guī)劃設(shè)計(jì)4.1 縱斷面規(guī)劃設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求城市道路的縱斷面設(shè)計(jì)，是結(jié)合城市規(guī)劃要求、地形、地質(zhì)情況，以及路面排水、工程管線(xiàn)埋設(shè)等綜合因素考慮，所確定的一組由豎向直線(xiàn)和曲線(xiàn)組成的設(shè)計(jì)。在縱斷面圖上表示原地面起伏的標(biāo)高線(xiàn)稱(chēng)為地面線(xiàn)，地面線(xiàn)上各點(diǎn)的標(biāo)高稱(chēng)為地面標(biāo)高（或稱(chēng)黑色標(biāo)高）。表示道路中線(xiàn)縱坡設(shè)計(jì)的標(biāo)高線(xiàn)稱(chēng)為設(shè)計(jì)線(xiàn)，它一般多指路面設(shè)計(jì)線(xiàn)，設(shè)計(jì)線(xiàn)上各點(diǎn)的標(biāo)高，成為設(shè)計(jì)標(biāo)高（或稱(chēng)紅色標(biāo)高）。設(shè)計(jì)線(xiàn)上各點(diǎn)的標(biāo)高與原地面線(xiàn)上各對(duì)應(yīng)點(diǎn)標(biāo)高（即高程）之差，稱(chēng)為施工高度或填挖高度。設(shè)計(jì)線(xiàn)高于地面線(xiàn)的需填土；低于地面線(xiàn)的需挖土；與地面線(xiàn)重合處可不填不挖。當(dāng)設(shè)計(jì)線(xiàn)為路面縱坡設(shè)計(jì)線(xiàn)時(shí)，確定路

2、基實(shí)際施工高度或計(jì)算土方量需要考慮路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)厚度及路槽型式、施工方法等予以修正。從道路縱斷面上可看出路線(xiàn)縱向大致的平衡程度與路基土石方填挖平衡概況。在城市道路上，一般均以道路車(chē)道中心線(xiàn)的豎向線(xiàn)型作為基本縱斷面。當(dāng)?shù)缆窓M斷面為有高差的兩幅路（俗稱(chēng)兩塊板）或設(shè)有專(zhuān)用的自行車(chē)道時(shí)，則應(yīng)分別定出各個(gè)不同車(chē)行道中心線(xiàn)的縱斷面。當(dāng)設(shè)計(jì)縱坡很小，在采用鋸齒形邊溝排泄路面水的路段，還需作出鋸齒形邊溝的縱斷面設(shè)計(jì)線(xiàn)。4.1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容道路縱斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)道路性質(zhì)、類(lèi)型、交通量和當(dāng)?shù)貧夂?、地形、水文、土質(zhì)條件、排水要求以及城市豎向設(shè)計(jì)要求、地物現(xiàn)狀、土方平衡等，合理地確定連接有關(guān)豎向控制點(diǎn)（或特征點(diǎn)

3、）的平順起伏線(xiàn)形。它具體包括：確定沿線(xiàn)縱坡大小及坡段長(zhǎng)度；選定滿(mǎn)足行車(chē)技術(shù)要求的豎曲線(xiàn)；計(jì)算各樁點(diǎn)的施工高度，以及確定橋涵構(gòu)筑物的標(biāo)高等。4.1.2 設(shè)計(jì)要求城市道路縱面的線(xiàn)性設(shè)計(jì)一般要滿(mǎn)足以下要求：1.保證行車(chē)的安全與迅速。一般要求路線(xiàn)轉(zhuǎn)折少、縱坡平緩，在縱坡轉(zhuǎn)折處盡可能用較大半徑的豎曲線(xiàn)銜接，以適應(yīng)行車(chē)視距與舒適的要求；2.與相交道路、街坊、廣場(chǎng)以及沿街建筑物的出入口有平順的銜接；3.在保證路基穩(wěn)定、工程經(jīng)濟(jì)的條件下，力求設(shè)計(jì)線(xiàn)與地面線(xiàn)相接近，以減少路基土石方工程量，并最少地破壞自然地理環(huán)境。在地形起伏較大，或系主要道路時(shí)，應(yīng)適當(dāng)拉平設(shè)計(jì)線(xiàn)，以消除過(guò)大縱坡與過(guò)多坡度轉(zhuǎn)折，即使這樣會(huì)增加一些

4、填挖土量和其他工程構(gòu)筑物工作量，也往往是適當(dāng)?shù)模?.應(yīng)保證道路兩側(cè)街坊和路面上雨水的排除。為此，道路側(cè)石頂面一般宜低于街坊地面和沿街建筑物的地坪標(biāo)高，在多雨的南方地區(qū)更應(yīng)如此。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜，街坊建筑群排水規(guī)劃方向系背離道路時(shí)，則側(cè)石頂面可高于街坊建筑群地面，但應(yīng)在街坊出入口處增設(shè)雨水口（亦稱(chēng)進(jìn)水井）截流地面雨水。對(duì)可能有漬水的城市用地，尚應(yīng)注意使道路設(shè)計(jì)標(biāo)高距漬水位有足夠高度（一般宜1.0m），以保證路基的穩(wěn)定；5.在城市濱河地區(qū)，往往要求濱河道路起防洪堤的作用。因此，其路面設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)在最高洪水位以上。同時(shí)，對(duì)于同濱河路相銜接的道路，由于其標(biāo)高也均被提高，故也應(yīng)協(xié)調(diào)濱河地區(qū)道路之間的坡度與坡長(zhǎng)；

5、6.道路設(shè)計(jì)線(xiàn)要為城市各種地下管線(xiàn)的埋設(shè)提供有利條件。因此，設(shè)計(jì)縱坡應(yīng)綜合考慮管線(xiàn)布置的要求，并保證各類(lèi)管線(xiàn)有必要的最小覆土深度；7.綜合縱斷面設(shè)計(jì)線(xiàn)形，妥善分析確定各豎向控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高。對(duì)影響縱斷面設(shè)計(jì)線(xiàn)標(biāo)高、坡度和位置的各豎向控制點(diǎn)：如相交道路的中線(xiàn)標(biāo)高、城市橋梁的橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高、鐵路平交點(diǎn)處的軌頂標(biāo)高、沿街重要建筑物的底層地坪標(biāo)高、濱河路的河流最高洪水位以及人防工程的頂面標(biāo)高等，在定線(xiàn)時(shí)，需要對(duì)縱斷面線(xiàn)形上的相關(guān)控制點(diǎn)綜合考慮，一并分析，經(jīng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)后再具體確定豎向控制點(diǎn)處的設(shè)計(jì)標(biāo)高。4.2 道路縱坡4.2.1 坡度與坡長(zhǎng)道路縱坡常指道路中心線(xiàn)（縱向）坡度，坡長(zhǎng)則指道路中心線(xiàn)上某一特定縱坡

6、路段的長(zhǎng)度。道路縱坡的大小關(guān)系到交通條件、排水狀況與工程經(jīng)濟(jì)。因此，需要對(duì)各種影響因素進(jìn)行分析。4.2.1.1 最大縱坡一條道路的容許最大設(shè)計(jì)縱坡，要考慮行車(chē)技術(shù)要求、工程經(jīng)濟(jì)等因素，同時(shí)還必須根據(jù)道路類(lèi)型、交通性質(zhì)、當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境以及臨街建筑規(guī)劃布置要求等，來(lái)擬定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。一、考慮各種機(jī)動(dòng)車(chē)輛的動(dòng)力要求從對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力因素的分析可知，當(dāng)車(chē)輛駛上較大的縱坡時(shí)，必然要降低車(chē)速，增加車(chē)流密度。因此，為了保證一定的設(shè)計(jì)行車(chē)速度，道路的縱坡就不能過(guò)大。坡度過(guò)陡，下坡行駛的車(chē)輛容易溜坡，且下坡時(shí)因沖力過(guò)大而易出事故。一般說(shuō)來(lái)，在縱坡大于8%的路段，下坡時(shí)，由于車(chē)輛剎車(chē)次數(shù)增加，而使制動(dòng)器發(fā)熱導(dǎo)致剎車(chē)失

7、效，最終釀成車(chē)禍。因此，在一般情況下，機(jī)動(dòng)車(chē)道的最大縱坡多不超過(guò)8%。國(guó)外在風(fēng)景旅游區(qū)的陡坡山路上，每1公里在道路右側(cè)設(shè)置一個(gè)很陡的反向坡緊急停車(chē)斗，斗內(nèi)鋪有松散道渣，以便失速車(chē)輛沖入剎停，通過(guò)緊急停車(chē)斗旁的緊急電話(huà)獲救。二、考慮非機(jī)動(dòng)車(chē)行駛的要求根據(jù)第一章對(duì)自行車(chē)爬坡能力的分析，適合自行車(chē)騎行的道路坡度宜為22.5%以下；適合平板三輪車(chē)騎行的縱坡宜為2%及以下。我國(guó)山城重慶、貴陽(yáng)等地由于受地形條件限制，道路縱坡均較大。如重慶市中心區(qū)的北區(qū)干道最大縱坡達(dá)7%以上；貴陽(yáng)的市區(qū)干道中華路、延安路縱坡多在3.54.0%以上，甚至達(dá)5.1%，因而自行車(chē)、三輪車(chē)交通受很大限制，有的路段極少非機(jī)動(dòng)車(chē)行駛。

8、一般平原城市道路的縱坡應(yīng)盡可能控制在2.5%以下，城市機(jī)動(dòng)車(chē)道的最大縱坡宜控制在5%以下。同時(shí)，當(dāng)縱坡較大時(shí)，對(duì)坡長(zhǎng)也應(yīng)有所控制。因?yàn)?，?dāng)縱坡大于2%時(shí)，自行車(chē)上坡速度會(huì)降低。若縱坡是3%，則上坡速度會(huì)降到78公里/小時(shí)。這說(shuō)明騎車(chē)人不自覺(jué)地在調(diào)整爬坡的功率。從一個(gè)人做功的特點(diǎn)來(lái)分析，騎車(chē)上坡所消耗的功率和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。根據(jù)自行車(chē)實(shí)際爬坡情況，可以找出一條比較省力的功率時(shí)間曲線(xiàn)，再根據(jù)騎車(chē)爬坡速度換算圖4-2-1 騎車(chē)爬坡坡度與坡長(zhǎng)關(guān)系曲線(xiàn)成一條坡度與坡長(zhǎng)的關(guān)系曲線(xiàn)如圖4-2-1，可供設(shè)計(jì)自行車(chē)道縱斷面時(shí)參考之用。在設(shè)計(jì)縱坡時(shí)，還應(yīng)考慮自行車(chē)下坡的沖坡情況，一般在3%左右的長(zhǎng)坡道上溜行，車(chē)速可

9、達(dá)1820公里/小時(shí)，這時(shí)可在路面上鋪設(shè)振動(dòng)帶，使騎車(chē)人自覺(jué)降低車(chē)速；若坡度大于4%，車(chē)速太快，容易發(fā)生危險(xiǎn)，坡長(zhǎng)應(yīng)有適當(dāng)控制，即只宜用短陡坡，并且宜在坡道末端加一段小于1%的緩坡段，以緩和車(chē)速。同理，對(duì)于爬陡坡或長(zhǎng)坡的人，也需要隔一段有一個(gè)緩坡段，使體力得到調(diào)解，心理因素獲得改善。因此，為了充分發(fā)揮機(jī)動(dòng)車(chē)的升坡能力，又照顧到非機(jī)動(dòng)車(chē)的安全通暢行駛，有時(shí)候可將機(jī)動(dòng)車(chē)與非機(jī)動(dòng)車(chē)交通分開(kāi)，并分別采用各自容許的較大縱坡度。三、考慮自然條件的影響我國(guó)幅員遼闊，各地自然氣候、地理環(huán)境差異較大。一般來(lái)說(shuō)，道路所在地區(qū)的地形起伏、海拔高度、氣溫、雨量、濕度等，都在不同程度上影響機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛狀況和爬坡能力。

10、例如，在氣候寒冷、路面上易產(chǎn)生季節(jié)性冰凍積雪的北部地區(qū)，或氣候濕熱多雨的東南、南方地區(qū)，若路面泥濘，車(chē)輪與路表面間的摩擦系數(shù)較正常情況要小，從而使汽車(chē)的牽引力得不到充分發(fā)揮，故需要在清掃路面、保持清潔的同時(shí)，適當(dāng)降低最大容許縱坡的取值。對(duì)于高原城市，車(chē)輛的有效牽引力常因空氣稀薄而減小，從而相應(yīng)降低了汽車(chē)的升坡能力。因此，從道路設(shè)計(jì)角度考慮，一般將最大容許縱坡度抑減13%。我國(guó)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的縱坡折減值，列于表4-2-1。同時(shí)，由于北方冬天風(fēng)大、多雪、易結(jié)冰，為保證安全，多數(shù)人不騎車(chē)而改乘公交，由此會(huì)對(duì)公交服務(wù)產(chǎn)生較大影響。在道路設(shè)計(jì)中，對(duì)此也應(yīng)有所考慮。高原地區(qū)道路縱坡折減值 表4-2

11、-1 海拔高度（m）30004000400050005000以上最大縱坡折減值（%）123四、考慮沿街建筑物的布置與地下管道敷設(shè)要求縱坡過(guò)大，不僅將增加地下管道埋設(shè)的困難，如需要增加跌水井的設(shè)備，或不必要的管道埋深，而且還會(huì)給臨街建筑及街坊內(nèi)部的建筑布置帶來(lái)不便，并影響街景美觀。因此，選擇縱坡最大值，應(yīng)在干道網(wǎng)規(guī)劃布局基礎(chǔ)上，結(jié)合城市規(guī)劃、管線(xiàn)綜合的狀況慎重考慮。城市道路的最大縱坡容許值，設(shè)計(jì)中可參考表4-2-2、4-2-3，結(jié)合實(shí)際情況確定。至于山區(qū)城鎮(zhèn)，因受地形條件的限制和工程經(jīng)濟(jì)方面的考慮，各類(lèi)道路的設(shè)計(jì)最大縱坡有可能在部分路段超出表4-2-3的建議值，此時(shí)，需要采取相應(yīng)措施，如加設(shè)交通

12、標(biāo)志、降低車(chē)速等以保證行車(chē)安全。不同車(chē)速機(jī)動(dòng)車(chē)道最大縱坡限制值 表4-2-2設(shè)計(jì)車(chē)速（公里/小時(shí)）806050403020最大縱坡（%）455.5678設(shè)超高時(shí)不大于6.56.56.5778城市各級(jí)道路最大縱坡建議值 表4-2-3道路等級(jí)快速路主干路次干路支 路設(shè)計(jì)車(chē)速（公里/小時(shí)）6080406030402025最大坡度（%）34344678城市道路多為高級(jí)路面，根據(jù)路面自然排水的要求，希望縱坡控制在0.2%0.3%以上。在平原地區(qū)的某些城市中，由于受土方來(lái)源的限制，道路縱坡往往滿(mǎn)足不了最小縱坡要求。在這種情況下，可用道路中心線(xiàn)采取平坡和道路采取鋸齒形邊溝相結(jié)合的方法，來(lái)解決雨水排除問(wèn)題。道

13、路縱坡一定時(shí)，尚需對(duì)陡坡路段的坡長(zhǎng)適當(dāng)限制。這是因?yàn)槠麻L(zhǎng)甚短時(shí)，汽車(chē)往往可借行駛中原有動(dòng)能的輔助，不變排檔而升坡；但若坡道過(guò)長(zhǎng)，則往往需要換檔降速行駛來(lái)爬坡，結(jié)果會(huì)增加燃料消耗和機(jī)件磨損，并使車(chē)流密度加密。因此，根據(jù)一般載重汽車(chē)的性能，當(dāng)?shù)缆房v坡大于5%時(shí)，需對(duì)坡長(zhǎng)宜加以限制，并相應(yīng)設(shè)置坡度不大于23%的緩和坡段，當(dāng)城市交通干道的緩和坡段長(zhǎng)度不宜小于100m，對(duì)居住區(qū)道路及其他區(qū)干道，亦不得小于50m。道路縱坡的坡長(zhǎng)限制可參見(jiàn)表4-2-4。城市道路較大縱坡坡長(zhǎng)限制值 表4-2-4設(shè)計(jì)車(chē)速（公里/小時(shí)）80605040縱坡（%）55.5666.5766.576.578坡長(zhǎng)限制（m）6005004

14、00400350300350300250300250200城市道路縱坡段最小長(zhǎng)度 表4-2-5 計(jì)算行車(chē)速度（km/h）806050403020城市道路坡段最小長(zhǎng)度（m）2901701401109560坡長(zhǎng)既不宜過(guò)長(zhǎng)，但也不宜過(guò)短。過(guò)短的坡段，路線(xiàn)起伏頻繁，對(duì)行車(chē)、道路視距及臨街建筑布置均不利，一般其最小長(zhǎng)度也應(yīng)不小于相鄰兩豎曲線(xiàn)切線(xiàn)長(zhǎng)度之和。當(dāng)車(chē)速在2050公里/小時(shí)之間時(shí)，坡段長(zhǎng)不宜小于60140m。城市道路縱坡段最小長(zhǎng)度見(jiàn)表4-2-5。4.2.1.2 最小縱坡為保證道路地面水與地下排水管道內(nèi)的水能通暢快速的排除，道路縱坡也不宜過(guò)小。道路最小縱坡值系指能適應(yīng)路面上雨水排除，和防止并不致造成

15、雨水排泄管道淤塞所必需的最小縱向坡度值。這一縱坡值應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赜昙窘涤炅看笮?、路面?lèi)型以及排水管道直徑大小而定，一般變化于0.30.5%之間。不同路面的縱坡限制值見(jiàn)表4-2-6。 不同路面縱坡限制值 表4-2-6路面類(lèi)型高級(jí)路面料石路面塊石路面砂石路面最小縱坡（%）0.20.30.40.50.5最大縱坡（%）3.54.07.06.04.2.1.3 鋸齒形街溝當(dāng)?shù)缆房v坡小于0.2%0.3%時(shí)，為利于路面雨水的排除，將位于街溝附近的路面橫坡在一定寬度內(nèi)變化，提高街溝的縱坡，使其大于0.3%0.5%，從而形成鋸齒形邊溝如圖4-2-2所示：圖4-2-2 鋸齒形街溝示意圖（a）縱斷面（b）橫斷面（c）軸側(cè)

16、圖圖4-2-3 鋸齒形街溝雨水口布置計(jì)算所謂鋸齒街溝即指露出路面部分的側(cè)石與路面邊緣或平石，作為城市道路排除水的三角形溝。鋸齒形街溝設(shè)置的方法是保持側(cè)石頂面線(xiàn)與路中心線(xiàn)平行（即兩者縱坡相等）的條件下，交替地改變側(cè)石頂面線(xiàn)與平石（或路面）之間的高度，即交替地改變側(cè)石外露于路面的高度（圖4-2-2）。在低處設(shè)置雨水進(jìn)水口，使進(jìn)水口出的路面橫坡（圖4-2-3）大于正常橫坡，而在兩相鄰近進(jìn)水口之間的分水點(diǎn)的路面橫坡小于正常橫坡。這樣雨水由分水點(diǎn)流向兩旁低處進(jìn)水口，街溝縱坡（即平石縱坡或路面邊緣縱坡）升降交替，成鋸齒形。鋸齒形街溝設(shè)計(jì)中，首先要確定好街溝縱坡轉(zhuǎn)折點(diǎn)間的距離，以便布置雨水口。雨水口位置布設(shè)

17、的關(guān)系因素如圖4-2-3。圖中、分別為雨水口、分水處的側(cè)石高度；為雨水井的間距；為道路中線(xiàn)縱坡；及為鋸齒形街溝設(shè)計(jì)縱坡。從圖中可知分水點(diǎn)距兩邊的雨水口距離將分別為及（）。標(biāo)準(zhǔn)側(cè)石高=15cm，使在1220cm間變化，常取，此時(shí)： 4-2-1 4-2-2 橫坡變動(dòng)寬度視道路的寬度而定，一般以1m寬為宜。4.2.2 小半徑彎道上的縱坡折減當(dāng)汽車(chē)行駛在彎道與陡坡相重疊的路段上時(shí)，行車(chē)條件十分不利。從道路線(xiàn)形分析來(lái)看，在小半徑彎道上行車(chē)，因彎道內(nèi)側(cè)行車(chē)軌跡半徑較道路中心線(xiàn)的半徑為小，故彎道車(chē)行道內(nèi)側(cè)的圓弧長(zhǎng)度較道路中線(xiàn)處短，因而車(chē)行道內(nèi)側(cè)的縱坡就相應(yīng)大于道路中線(xiàn)處的設(shè)計(jì)縱坡，這一特點(diǎn)，彎道半徑愈小愈明

18、顯。綜上分析可知，為了保證汽車(chē)在小半徑彎道路段上安全而不降速行駛，必須使該處道路設(shè)計(jì)縱坡比直線(xiàn)段上所容許的最大縱坡有所減少。這種小半徑彎道路段上相應(yīng)縱坡的必要減少稱(chēng)為縱坡折減。在城市的大多數(shù)道路上，彎道半徑過(guò)小的情況不多，且一般不設(shè)置超高，因而彎道路段上縱坡折減問(wèn)題很少，一般僅在立交匝道和立體車(chē)庫(kù)內(nèi)的回旋道等地段才需應(yīng)用。但對(duì)于山城道路及某些郊區(qū)道路，當(dāng)彎道半徑等于或小于50m時(shí)，則需參照表4.2-6所列數(shù)值，對(duì)容許最大坡度予以折減。彎道縱坡折減值 表4-2-6 彎道半徑（m）50454035302520折減值（%）1.01.52.02.53.03.54.0對(duì)城市主干路，當(dāng)彎道半徑為50m時(shí)，

19、宜折減2%；彎道半徑為6080m時(shí)宜折減1.51.0%。4.3 豎曲線(xiàn)4.3.1 豎曲線(xiàn)設(shè)置條件圖4-3-1 縱斷面各轉(zhuǎn)坡點(diǎn)的布置示意道路縱斷面上的設(shè)計(jì)坡度線(xiàn)，系由許多折線(xiàn)所組成，車(chē)輛在這些折線(xiàn)處行駛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沖擊顛簸。當(dāng)遇到凸形轉(zhuǎn)折的長(zhǎng)坡段處，易使駕駛?cè)藛T視線(xiàn)受阻；當(dāng)遇到凹形轉(zhuǎn)折處，由于行車(chē)方向突然改變，不僅會(huì)使乘客感到不舒服，而且由于離心力的作用，會(huì)引起車(chē)輛底盤(pán)下的彈簧超載。因此，為了使路線(xiàn)平滑柔順，行車(chē)平穩(wěn)、安全和舒適，必須在路線(xiàn)豎向轉(zhuǎn)坡點(diǎn)處設(shè)置平滑的豎曲線(xiàn)，將相鄰直線(xiàn)坡段銜接起來(lái)。圖4-3-2 凸形轉(zhuǎn)坡點(diǎn)處轉(zhuǎn)坡角與視距的關(guān)系豎曲線(xiàn)因坡段轉(zhuǎn)折處是凸形或凹形的不同而分為凸形豎曲線(xiàn)和凹形豎曲

20、線(xiàn)兩種（圖4-3-1）。圖中為轉(zhuǎn)坡角，其大小等于兩相交坡段線(xiàn)的傾斜角之差。一般情況下，由于縱坡不大，傾斜角較小，、等的值與其正切函數(shù)值接近，因而道路縱斷面上的轉(zhuǎn)坡角可近似以?xún)上噜徠露蔚目v坡度代數(shù)差來(lái)表示。即：，式中，和分別為兩相鄰直線(xiàn)坡段的設(shè)計(jì)縱坡（以小數(shù)計(jì)）；升坡為正，降坡為負(fù)。分段道路的縱坡轉(zhuǎn)折處是否要設(shè)置凸形豎曲線(xiàn)，視轉(zhuǎn)坡角的大小與要求的視距長(zhǎng)度而定（圖4-3-2）。而判斷道路縱斷面是否應(yīng)設(shè)置豎曲線(xiàn)以滿(mǎn)足行車(chē)視距要求，可按圖4-3-3的情況分析確定。圖4-3-3 凸形轉(zhuǎn)坡點(diǎn)處視距的計(jì)算與視距的關(guān)系在圖4-3-3中，設(shè)駕駛員眼睛位于A點(diǎn)，其視線(xiàn)高出路面的距離為, B點(diǎn)為迎面遇到的障礙物的頂

21、點(diǎn)，其高出路面的距離為；AB兩點(diǎn)間的距離為。由于與角度都很小，可近似地認(rèn)為其正切，正弦函數(shù)值均等于其以弧度計(jì)量的角度。故得 4-3-1對(duì)微分，并令其等于零，可求出的最小值。由于，故上式中前的符號(hào)應(yīng)取“+”號(hào)，故可得 4-3-2將值帶入式（4-3-1），即可求出： 4-3-3當(dāng)（規(guī)定的行車(chē)視距）時(shí)，式（4.3.2）可改寫(xiě)為 4-3-4此時(shí)表明當(dāng)轉(zhuǎn)坡角很小時(shí)，即使不設(shè)凸形豎曲線(xiàn)，視距要求也能滿(mǎn)足。當(dāng)時(shí)，則得 4-3-5此時(shí)表示必須設(shè)置有一定半徑的凸形豎曲線(xiàn)，方能滿(mǎn)足行車(chē)視距的要求。當(dāng)車(chē)道上行駛的車(chē)輛為對(duì)向行駛時(shí)，為了保證行駛兩車(chē)之間有足夠的會(huì)車(chē)視距，設(shè)一般小汽車(chē)的駕駛員視線(xiàn)高及均為1.2m（載重汽

22、車(chē)的駕駛員視線(xiàn)高及均為2.0m），則不影響安全會(huì)車(chē)的容許轉(zhuǎn)坡角為 4-3-6對(duì)有明顯分隔帶或分道行駛標(biāo)志的道路，由于為零，則僅需保證有足夠的停車(chē)視距。一般規(guī)定，停車(chē)視距在干路為240m，在支路為120m。由此可以得出 4-3-7城市道路中，對(duì)凸形轉(zhuǎn)坡處，一般規(guī)定當(dāng)城市主、次干路兩相鄰縱坡度代數(shù)差0.5%，支路的1.0%時(shí)應(yīng)設(shè)置凸形豎曲線(xiàn)。凹形曲線(xiàn)主要為緩和行車(chē)時(shí)汽車(chē)的顛簸與震動(dòng)而設(shè)置的。對(duì)凹形轉(zhuǎn)坡處，當(dāng)兩相鄰道路縱坡代數(shù)差0.5%時(shí)，則需要設(shè)置凹形豎曲線(xiàn)。4.3.2 豎曲線(xiàn)基本要素豎曲線(xiàn)有圓弧線(xiàn)形和拋物線(xiàn)形兩種。目前，我國(guó)多采用圓弧線(xiàn)形，簡(jiǎn)稱(chēng)圓形豎曲線(xiàn)。其基本組成要素包括豎曲線(xiàn)長(zhǎng)度,，切線(xiàn)長(zhǎng)度

23、和外距,如圖4-3-4所示設(shè)為豎曲線(xiàn)半徑，為兩縱坡地段的變坡角，有幾何關(guān)系可得。 4-3-8由于很小，同時(shí)值也可近似以?xún)杀吨涤?jì)算，故豎曲線(xiàn)各項(xiàng)要素可按下述各近似式計(jì)算： 4-3-9 4-3-10 4-3-11式中，L、T、E分別為豎曲線(xiàn)的曲線(xiàn)長(zhǎng)、切線(xiàn)長(zhǎng)和外距。圖4-3-4 圓形豎曲線(xiàn)基本要素4.3.3 豎曲線(xiàn)半徑選擇豎曲線(xiàn)設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在半徑的選擇。一般而言，應(yīng)根據(jù)道路交通要求、地形條件，力求選用較大半徑，至于凸形、凹形豎曲線(xiàn)的容許最小半徑值，則分別按視距要求及行車(chē)不產(chǎn)生過(guò)分顛簸來(lái)控制。4.3.3.1 凸形豎曲線(xiàn)半徑凸形豎曲線(xiàn)半徑的確定，是以在凸形轉(zhuǎn)坡點(diǎn)，前進(jìn)的車(chē)輛能看清對(duì)面的來(lái)車(chē)、前方的車(chē)尾或地

24、面障礙物為原則，按以下兩種情況分析：一、豎曲線(xiàn)長(zhǎng)大于行車(chē)容許最小安全視距的情況，即，見(jiàn)圖4-3-5a。從圖中可知： 4-3-12 4-3-13上式中與值相比很小，故可略去，從而近似地得 4-3-14同理可得 4-3-15以與的數(shù)值代入式（4-3-12）中，移項(xiàng)整理得 或 4-3-16運(yùn)用公式4-3-13的條件是，顯然必定要大于。若近似地令S等于，則。以此關(guān)系代入式（4-3-16），即可得出時(shí)的計(jì)算條件為 4-3-17若為會(huì)車(chē)視距，等于，則上兩式可分別改寫(xiě)為 4-3-18 4-3-19若為停車(chē)視距，則式4-3-16與4-3-17可分別改寫(xiě)為 4-3-20 4-3-21二、豎曲線(xiàn)長(zhǎng)L小于行車(chē)容許最

25、小安全視距S的情況，即LS（b）LS 4-3-24通常，可以利用查表法來(lái)求得凸形豎曲線(xiàn)半徑。從圖4-3-6中，只要已知計(jì)算行車(chē)速度和兩相鄰縱坡段的坡度差，即可直接查得滿(mǎn)足安全行車(chē)視距的凸形豎曲線(xiàn)要求半徑。需要指出的是，當(dāng)車(chē)輛通過(guò)城市橋梁時(shí)（見(jiàn)圖4-3-7），由于其上下行分車(chē)道，標(biāo)志清晰，且一般不允許超車(chē)，故此處可采用停車(chē)視距；在雙向車(chē)輛混用車(chē)道時(shí)，S應(yīng)采用S會(huì)。4.3.3.2 凹形豎曲線(xiàn)半徑當(dāng)車(chē)輛沿凹形豎曲線(xiàn)行駛時(shí)，為了不致產(chǎn)生過(guò)大顛簸，從而使汽車(chē)支架彈簧超載過(guò)多，一般應(yīng)對(duì)離心力及離心加速度加以限制。通常認(rèn)為，為保證行車(chē)條件適應(yīng)乘客舒適的要求，離心加速度a的值不宜超過(guò)0.50.7 m/s。根據(jù)

26、運(yùn)動(dòng)學(xué)原理， 離心加速度為（m/s） 4-3-26設(shè)a為0.5 m/s代入上式，可得式中，v與V均為計(jì)算行車(chē)速度，單位分別m/s以及km/h計(jì)。圖4-3-6 計(jì)算行車(chē)速度、坡度值代數(shù)差與凸形豎曲線(xiàn)長(zhǎng)度、半徑間的關(guān)系圖4-3-7 汽車(chē)通過(guò)橋梁時(shí)的最小安全視距當(dāng)車(chē)輛通過(guò)下穿道路或鐵路的通道時(shí)，凹形豎曲線(xiàn)半徑的設(shè)置除了應(yīng)考慮上述要求外，還需保證橋下視距要求（見(jiàn)圖4-3-8）。若上下行分車(chē)道， 為停車(chē)視距，若雙向車(chē)輛混用車(chē)道時(shí)應(yīng)采用。圖4-3-8 汽車(chē)通過(guò)橋洞時(shí)的最小安全視距一般豎曲線(xiàn)半徑應(yīng)按100的整數(shù)倍取設(shè)計(jì)值。城市道路豎曲線(xiàn)最小半徑建議值如表4-3-1所示。實(shí)際工作中，豎曲線(xiàn)的長(zhǎng)度一般至少應(yīng)為2

27、0m，在日本道路設(shè)計(jì)規(guī)定豎曲線(xiàn)長(zhǎng)度取設(shè)計(jì)車(chē)速在3s內(nèi)行駛的距離。結(jié)合城鎮(zhèn)道路設(shè)計(jì)車(chē)速要求，建議對(duì)主干路的豎曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度規(guī)定可增大到35m。豎曲線(xiàn)最小半徑建議值 表4-3-1 道路類(lèi)型快速路主干路次干路支 路凸形豎曲線(xiàn)最小半徑（m）10000250040005001500500凹形豎曲線(xiàn)最小半徑（m）25008001000500600500不同車(chē)速時(shí)的豎曲線(xiàn)最小半徑值和常用值如表4-3-2所示。不同車(chē)速豎曲線(xiàn)半徑選用表 表4-3-2 車(chē)速（公里/小時(shí)）80604030凸形豎曲線(xiàn)最小半徑（m）500025001000500常用值（m）10000500040002000凹形豎曲線(xiàn)最小半徑（m）100

28、0600500500常用值（m）4000300020001000豎曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度（m）70503525注：非機(jī)動(dòng)車(chē)道，凸、凹行豎曲線(xiàn)最小半徑為500m.值得注意的是，設(shè)計(jì)時(shí)一般希望將平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)分開(kāi)設(shè)置。如果確實(shí)需要重合設(shè)置時(shí)，常要求將豎曲線(xiàn)在平曲線(xiàn)內(nèi)設(shè)置，而不應(yīng)有交錯(cuò)現(xiàn)象。為了保持平面和縱斷面的線(xiàn)形平順，一般取凸形豎曲線(xiàn)的半徑為平曲線(xiàn)半徑的1020倍。應(yīng)避免將小半徑的豎曲線(xiàn)設(shè)在長(zhǎng)的直線(xiàn)段上。4.3.4 應(yīng)用舉例圖4-3-9 例一之簡(jiǎn)圖【例一】 某城市大學(xué)園區(qū)內(nèi)主干路，計(jì)算行車(chē)速度為40km/h（圖4-3-9）。圖中，=326m，=270m，=185m，=1.0%，=3.0%，=3.24%。試根據(jù)給出的坡度、坡長(zhǎng)分別求出A、B兩轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的豎曲線(xiàn)半徑及豎曲線(xiàn)各要素。 【解】 由公式可求得、分別為：=4.0%，=6.24% 查表4-3-2可知，A處的最小半徑應(yīng)為1000m，B處的最小半徑應(yīng)為500m?？紤]到在坡長(zhǎng)容許的情況下可以使行車(chē)更為舒適，因此半徑可以更大，故可確定A處的半徑值4000m，B處的半徑值2000m。當(dāng)然，也可查圖4-3-7來(lái)求得較適宜的半徑值。根據(jù)公式 ； 4-3-9 4-3-10 4-3-11計(jì)算，求得豎曲線(xiàn)各項(xiàng)要素為：=160m，=80m，=0.8m，=124.8m，=62.4%m