第4章城市道路縱斷面線型規(guī)劃設(shè)計(jì)

1、第 4 章 城市道路縱斷面線形規(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、工程管線埋設(shè)等綜合因素考慮， 所確定的一組由豎向直線和曲線組成的設(shè)計(jì)。 在縱斷面圖上表示原地面起伏的標(biāo)高線稱為地面線，地面線上各點(diǎn)的標(biāo)高稱為地面標(biāo)高（或稱黑色標(biāo)高） 。表示道路中線縱坡設(shè)計(jì)的標(biāo)高線稱為設(shè)計(jì)線，它一般多指路面設(shè)計(jì)線，設(shè)計(jì)線上各點(diǎn)的標(biāo)高，成為設(shè)計(jì)標(biāo)高 （或稱紅色標(biāo)高） 。 設(shè)計(jì)線上各點(diǎn)的標(biāo)高與原地面線上各對(duì)應(yīng)點(diǎn)標(biāo)高 （即高程）之差， 稱為施工高度或填挖高度。設(shè)計(jì)線高于地面線的需填土；低于地面線的需挖土； 與地面線重合處可不填不挖。 當(dāng)設(shè)計(jì)線

2、為路面縱坡設(shè)計(jì)線時(shí)， 確定路基實(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， 一般均以道路車道中心線的豎向線型作為基本縱斷面。 當(dāng)?shù)缆窓M斷面為有高差的兩幅路 （俗稱兩塊板） 或設(shè)有專用的自行車道時(shí)， 則應(yīng)分別定出各個(gè)不同車行道中心線的縱斷面。 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。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

3、、 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)）的平順起伏線形。它具體包括：確定沿線縱坡大小及坡段長(zhǎng)度；選定滿足行車技術(shù)要求的豎曲線；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性設(shè)計(jì)一般要滿足以下要求：1 .保證行車的安全與迅速。一般要求路線轉(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銜接，以適應(yīng)行車視距與舒適的要求；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)線與地面線相接近，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)，

4、應(yīng)適當(dāng)拉平設(shè)計(jì)線， 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n 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

5、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)；6 .道路設(shè)計(jì)線要為城市各種地下管線的埋設(shè)提供有利條件。因此，設(shè)計(jì)縱坡應(yīng)綜合考慮管線布置的要求，并保證各類管線有必要的最小覆土深度；7 .綜合縱斷面設(shè)計(jì)線形，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)線標(biāo)高、 坡度和位置的各豎向控制點(diǎn)： 如相交道路的中線標(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，在定線時(shí)，需要對(duì)縱斷面線形上的相關(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)

6、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 （縱向） 坡度， 坡長(zhǎng)則指道路中心線上某一特定縱坡路段的長(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)車輛的動(dòng)力要求從對(duì)汽車的動(dòng)力因素的分析可知， 當(dāng)車輛駛上較大的縱坡時(shí)， 必然要降低車速， 增加車 流密度。因此，為了保證一定的設(shè)計(jì)行車速度，道路的縱坡就不能過(guò)大。坡度

7、過(guò)陡， 下坡行駛的車輛容易溜坡，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)，由于車輛剎車次數(shù)增加，而使制動(dòng)器發(fā)熱導(dǎo)致剎車失效，最終釀成車禍。因此，在一般情況下，機(jī)動(dòng)車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斗， 斗內(nèi)鋪有松散道渣，以便失速車輛沖入剎停，通過(guò)緊急停車斗旁的緊急電話獲救。二、考慮非機(jī)動(dòng)車行駛的要求根據(jù)第一章對(duì)自行車爬坡能力的分析，適合自行車騎行的道路坡度宜為22.5%以下；適合平板三輪車騎行的縱坡宜為 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

8、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、三輪車交通受很大限制，有的路段極少非機(jī)動(dòng)車行駛。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)明騎車人不自覺地在調(diào)整爬坡的功率。 從一個(gè)人做功的特點(diǎn)來(lái)分析， 騎車上坡所消耗的功率和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。 根據(jù)自行車實(shí)際爬坡情況， 可以找出一條比較省力的功率時(shí)間曲線， 再根據(jù)騎車爬坡速度換算圖4-2

9、-1騎車爬坡坡度與坡長(zhǎng)關(guān)系曲線成一條坡度與坡長(zhǎng)的關(guān)系曲線如圖 4-2-1,可供設(shè)計(jì)自行車道縱斷面時(shí) 季考之用。在設(shè)計(jì)縱坡時(shí)，還應(yīng)考慮自行車 下坡的沖坡情況，一般在3底右的長(zhǎng)坡道上溜行，車速可達(dá) 1820公 里/小時(shí)，這時(shí)可在路面上鋪設(shè)振動(dòng) 帶，使騎車人自覺降低車速； 若坡度 大于4%車速太快，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%勺緩坡段，以緩和車速。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)車的升坡能力，又照顧到非機(jī)動(dòng)車的安全通暢行駛，有時(shí)候可將機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車交通分開，并分別采

10、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)車輛的行駛狀況和爬坡能力。 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，車輪與路表面間的摩擦系數(shù)較正常情況要小，從而使汽車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)

11、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)有所高原地區(qū)道路縱坡折減值表4-2-1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、管線綜合的狀況慎重考慮。城市道路的最大縱坡容許值

12、，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)交通標(biāo)志、降低車速等 以保證行車安全。不同車速機(jī)動(dòng)車道最大縱坡限制值表4-2-2設(shè)計(jì)車速（公里/小時(shí)）806050403020最大縱坡（%）455.5678設(shè)超高時(shí)i超i縱不大于6.56.56.5778道路等級(jí)快速路土干常次平踞支路設(shè)計(jì)車速（公里/小時(shí)）60 8040 6030 4020 25最大坡度（%）34344 678城市各級(jí)道路最大縱坡建議值表 4-2-3城市道路多為高級(jí)路面，根據(jù)路

13、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，道路縱坡往往滿足不了最小縱坡要求。在這種情況下，可用道路中心線采取平坡和道路采取鋸齒形邊溝相結(jié)合的方法，來(lái)解決雨水排除問題。道路縱坡一定時(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，并使車流密度加密。因此，根據(jù)一般載重汽車的性能，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)

14、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)車速（公里/小時(shí)）80605040縱坡（%）55.5666.5766.576.578坡長(zhǎng)限制（m）600500400400350300350300250300250200城市道路縱坡段最小長(zhǎng)度表4-2-5計(jì)算行車速度（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，路線起伏頻繁，對(duì)行車、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切線長(zhǎng)度之和。當(dāng)車速在2050公里/小時(shí)之

15、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?、路面類型以及排水管道直徑大小而定，一般變化?0.30.5%之間。不同路面的縱坡限制值見表4-2-6。不同路面縱坡限制值表4-2-6路面類型高級(jí)路面料石路面塊石路面砂石路面最小縱坡（%）0.2 0.30.40.50.5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

16、.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：- I rJ.J1 ,（a）縱斷面（b）橫斷面（c）軸側(cè)圖作為城市道路排除水的三角（即兩者縱坡相等） 的條件圖4-2-3鋸齒形街溝雨水口布置計(jì)算圖4-2-2鋸齒形街溝示意圖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， 形溝。鋸齒形街溝設(shè)置的方法是保持側(cè)石頂面線與路中心線平行下，交替地改變側(cè)石頂面線與平石（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i4 （圖

17、4-2-3）大于正常 橫坡i橫，而在兩相鄰近進(jìn)水口之間的 分水點(diǎn)的路面橫坡i 3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)的關(guān)系因 素如圖4-2-3。圖中h1、h2分別為雨水 口、分水處的側(cè)石高度；l為雨水井的間距；i中為道路中線縱坡；ii及i2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 L及（L x）。標(biāo)準(zhǔn)側(cè)石高h(yuǎn)=15cm,使h在1220cm間變化，常取i1 i2,此時(shí):4-2-1(h2 hi)2ii 2. 2

18、ii iL(ii i)4-2-2橫坡變動(dòng)寬度b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)汽車行駛在彎道與陡坡相重疊的路段上時(shí)，行車條件十分不利。從道路線形分析來(lái)看，在小半徑彎道上行車，因彎道內(nèi)側(cè)行車軌跡半徑較道路中心線的半徑為小，故彎道車行道內(nèi)側(cè)的圓弧長(zhǎng)度較道路中線處短，因而車行道內(nèi)側(cè)的縱坡就相應(yīng)大于道路中線處的設(shè)計(jì)縱坡， 這一特點(diǎn)，彎道半徑愈小愈明顯。 綜上分析可知，為了保證汽車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)縱坡的必要減少稱為縱坡折減。在城市的大多數(shù)道路上， 彎道半徑過(guò)小

19、的情況不多， 且一般不設(shè)置超高，因而彎道路段 上縱坡折減問題很少，一般僅在立交匝道和立體車庫(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)，宜折減2%;彎道半徑為6080m時(shí)宜折減1.51.0%。4.3 豎曲線4.3.1 豎曲線設(shè)置條件道路縱斷面上的設(shè)計(jì)坡度線，系由許多折線所組成， 車輛在這些折線處行駛時(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

20、，易使駕駛?cè)藛T視線受阻；當(dāng)遇到凹形轉(zhuǎn)折處，由于行車方向突然改變， 不僅會(huì)使乘客感到不舒服，而且由于離心力的作用，會(huì)引起車輛底盤圖4-3-1縱斷面各轉(zhuǎn)坡點(diǎn)的布置示意下的彈簧超載。因此，為了使路線平 滑柔順，行車平穩(wěn)、安全和舒適，必 須在路線豎向轉(zhuǎn)坡點(diǎn)處設(shè)置平滑的豎 曲線，將相鄰直線坡段銜接起來(lái)。豎曲線因坡段轉(zhuǎn)折處是凸形或凹 形的不同而分為凸形豎曲線和凹形豎 曲線兩種（圖 4-3-1）。圖中 為轉(zhuǎn)坡 角，其大小等于兩相交坡段線的傾斜 角之差。一般情況下，由于縱坡不大，傾斜角較小，1、 2、 3等的值與其正切函數(shù)值接近，因而道路縱斷面上的轉(zhuǎn)坡角可近圖4-3-2凸形轉(zhuǎn)坡點(diǎn)處轉(zhuǎn)坡角似以兩相鄰坡段的縱坡度

21、代數(shù)差來(lái)表示。即： i1 i2 ,式中，1和i2分別為兩相鄰直線坡段的設(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，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)置豎曲線以滿圖4-3-3凸形轉(zhuǎn)坡點(diǎn)處視距的計(jì)算足行車視距要求，可按圖4-3-3的情況分 析確定。在圖4-3-3中，設(shè)駕駛員眼睛位于 A 點(diǎn)，其視線高出路面的距離為 d1 , B點(diǎn)為 迎面遇到的障礙物的頂點(diǎn)，其高出路面 的距離為d2; AB兩點(diǎn)間的距離為r o由于故得與 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。4-3-1d1 d2對(duì) 微分

22、，并令其等于零，可求出r的最小值rminodr d1d2-20d 2().di. d2d2(),di( did2). di由于 ，故上式中 R7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r最?。?-3-34-3-43 d1 d2 ）rmin當(dāng)rminS （規(guī)定的行車視距）時(shí)，式（4.3.2）可改寫為（% di d2）S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，視距要求也能滿足。當(dāng)r最小 S時(shí)，則得（1.di 、d2） 4-3-5S此時(shí)表示必須設(shè)置有一定半徑的凸形豎曲線，方能滿足行車視距的要求。當(dāng)車道上行駛的車輛為對(duì)向行駛時(shí)，為了保證行駛兩車之間有足夠的會(huì)車視

23、距1,設(shè)一般小汽車的駕駛員視線高di及d2均為i.2m （載重汽車的駕駛員視線高di及d2均為2.0m）,則不影響安全會(huì)車的容許轉(zhuǎn)坡角為4-3-64di 4.8對(duì)有明顯分隔帶或分道行駛標(biāo)志的道路，由于 d2為零，則僅需保證有足夠的停車視距 S亭。一般規(guī)定，停車視距在干路為240m,在支路為120m。由此可以得出4-3-7>0.5%,di 1.2S停S停城市道路中，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 支路的> 1.0%時(shí)應(yīng)設(shè)置凸形豎曲線。凹形曲線主要為緩和行車時(shí)汽車的顛簸與震動(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

24、線。4.3.2 豎曲線基本要素豎曲線有圓弧線形和拋物線形兩種。目前，我國(guó)多采用圓弧線形，簡(jiǎn)稱圓形豎曲線。 其基本組成要素包括豎曲線長(zhǎng)度L,切線長(zhǎng)度T和外距E,如圖4-3-4所示設(shè)R為豎曲線半徑，為兩縱坡地段的變坡角，有幾何關(guān)系可得。T Rtg 4-3-8由于 很小，同時(shí)L值也可近似以兩倍 T值計(jì)算，故豎曲線各項(xiàng)要素可按下述各近似 式計(jì)算：4-3-9L28R4-3-104-3-11式中，L、T、E分別為豎曲線的曲線長(zhǎng)、切線長(zhǎng)和外距。4.3.3 豎曲線半徑選擇豎曲線設(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、凹形豎曲線的容許最小半徑值， 則分別

25、按視距要求及行車不產(chǎn)生過(guò)分 顛簸來(lái)控制。4.3.3.1 凸形豎曲線半徑凸形豎曲線半徑的確定，是以在 凸形轉(zhuǎn)坡點(diǎn)，前進(jìn)的車輛能看清對(duì)面 的來(lái)車、前方的車尾或地面障礙物為原則，按以下兩種情況分析:、豎曲線長(zhǎng)L大于行車容許最小安全視距S的情況，即L S,見圖4-3-5a。從圖中可知:S & S2(R d1)2 S2 R22S2(2R d1)d1上式中di與2R值相比很小，故可略去 di ,從而近似地得Si2Rdi同理可得S2. 2Rd2以Si與S2的數(shù)值代入式(4-3-12)中，移項(xiàng)整理得4-3-124-3-i34-3-i44-3-i5SSiS22R(di32)或S2R4-3-i62( ,

26、di d2)運(yùn)用公式4-3-i3的條件是L S,顯然必定要大于。若近似地令S等于R ，則S/R。以此關(guān)系代入式(4-3-i6),即可得出LS時(shí)的計(jì)算條件為2(. di y)2S若S為會(huì)車視距S會(huì)，di等于d2,則上兩式可分別改寫為4-3-i78di S會(huì)4-3-i8R凸8dl若S為停車視距S停，則式4-3-i6與4-3-i7可分別改寫為4-3-i9二、豎曲線長(zhǎng)2diS停S2R凸 2diL小于行車容許最小安全視距S的情況，即4-3-204-3-2iL<S,見圖 4-3-5b 。2從圖中可知，值很小，可以近似地認(rèn)為切線的總長(zhǎng)(CPi P1P2 F2D)等于豎曲線長(zhǎng)度L。故PiP25因此S A

27、Pi PiP2PiBdid24-3-22從前面計(jì)算可知di d2rmin ("14-3-23以4-3-23代入式4-3-22可得4-3-24晨 d1、d2)24-3-25若S為會(huì)車視距S會(huì)，d1等于d2 ,則上式變?yōu)?d14-3-23若S為停車視距S停，d2為零，則上式變?yōu)?-3-24(a) L>S(b) L<S圖4-3-5豎曲線半徑計(jì)算通常，可以利用查表法來(lái)求得凸形豎曲線半徑。從圖 4-3-6中，只要已知計(jì)算行車速度 和兩相鄰縱坡段的坡度差，即可直接查得滿足安全行車視距的凸形豎曲線要求半徑。需要指出的是，當(dāng)車輛通過(guò)城市橋梁時(shí) (見圖4-3-7),由于其上下行分車道，標(biāo)志

28、清晰，且一般不允許超車，故此處 S可采用停車視距S停；在雙向車輛混用車道時(shí)，S應(yīng)采用S會(huì)。4.3.3.2 凹形豎曲線半徑當(dāng)車輛沿凹形豎曲線行駛時(shí)，為了不致產(chǎn)生過(guò)大顛簸，從而使汽車支架彈簧超載過(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/s2。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，離心加速度為a U (m/s2)R4-3-26v2V2 V2_ _2a 3.6 a 13a設(shè)a為0.5 m/s2代入上式，可得RminV2V2（m）13 0.5 6.5式中，v與V均為計(jì)算行車速度，單位分別 m/s以及km/h計(jì)。_L一.空二一# Er-s

29、o200040006U00HOODLonoo圖4-3-8汽車通過(guò)橋洞時(shí)的最小安全視距圖4-3-6計(jì)算行車速度、坡度值代數(shù)差與凸形豎曲線長(zhǎng)度、半徑間的關(guān)系當(dāng)車輛通過(guò)下穿道路或 鐵路的通道時(shí)，凹形豎曲線 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（見圖4-3-8）。若上下 行分車道， S為停車視距 S停，若雙向車輛混用車道時(shí)S應(yīng)采用S會(huì)。般豎曲線半徑應(yīng)按100的整數(shù)倍取設(shè)計(jì)值。城市道路豎曲線最小半徑建議值如表4-3-1所示。實(shí)際工作中，豎 曲線的長(zhǎng)度一般至少應(yīng)為20m,在日本道路設(shè)計(jì)規(guī)定 豎曲線長(zhǎng)度取設(shè)計(jì)車速在3s內(nèi)行駛的距離。結(jié)合城鎮(zhèn)道 路設(shè)計(jì)車速要求，建議對(duì)主 干路的豎曲線最小長(zhǎng)

30、度規(guī)定 可增大到35m。道路類型快速路主干路次十路支路凸形豎曲線最小半徑（m）10000250040005001500500凹形豎曲線最小半徑（m）25008001000500600500豎曲線最小半徑建議值表 4-3-1不同車速時(shí)的豎曲線最小半徑值和常用值如表4-3-2所示。不同車速豎曲線半徑選用表表4-3-2車速（公里/小時(shí)）80604030凸形豎曲線最小半徑（m）500025001000500常用值（m）>10000>5000>4000>2000凹形豎曲線最小半徑（m）1000600500500常用值（m）>4000>3000>2000>

31、1000豎曲線最小長(zhǎng)度（m）70503525注：非機(jī)動(dòng)車道，凸、凹行豎曲線最小半徑為500m.值得注意的是，設(shè)計(jì)時(shí)一般希望將平曲線與豎曲線分開設(shè)置。如果確實(shí)需要重合設(shè)置 時(shí)，常要求將豎曲線在平曲線內(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形平順，一般取凸形豎曲線的半徑為平曲線半徑的1020倍。應(yīng)避免將小半徑的豎曲線設(shè)在長(zhǎng)的直線段上。4.3.4應(yīng)用舉例【例一】某城市大學(xué)園 區(qū)內(nèi)主干路，計(jì)算行車速度 為 40km/h （圖 4-3-9 ）。圖 中，11 =326m, l2 =270m, 13=185m, i1=1.0%, i2=3.0%, i3=3.24%。試根據(jù)給出的坡 度、坡長(zhǎng)分別求

32、出 A B兩轉(zhuǎn) 折點(diǎn)處的豎曲線半徑及豎曲 線各要素。m由公式 |i1 i2可求得 A、 B分別為:a=4.0%,b =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 500ml考慮到在坡 長(zhǎng)容許的情況下可以使行車更為舒適， 因此半徑可以更大，故可確定A處的半徑值RA 4000m, B處的半徑值 RB 2000ml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4-3-9L28R計(jì)算，求得豎曲線各項(xiàng)要素為：LA =160m ， TA =80m ， EA =0.8m ， LB =124.8m， TB =62.4%m， EB =0.97m4.4縱斷面線形規(guī)

33、劃設(shè)計(jì)縱斷面線形設(shè)計(jì)步驟包括：勘測(cè)道路中心線的地面線、確定道路縱斷面的設(shè)計(jì)線、計(jì)算填挖高度、標(biāo)明構(gòu)筑物及有關(guān)特征點(diǎn)位置、高程，以及繪制縱斷面圖等。4.4.1 勘測(cè)道路中心線的地面線首先，根據(jù)規(guī)劃擬定的、經(jīng)道路平面設(shè)計(jì)確定的路線每一段落的具體走向、轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)、曲線半徑，以及直線段與曲線段的銜接等，將圖紙上確定的道路中心線通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，準(zhǔn)確地移放到地面的實(shí)際位置上去并埋樁； 接著進(jìn)行道路中線各樁點(diǎn)的水準(zhǔn)測(cè)量， 并按里程樁號(hào)及地面自然地形起伏變化處補(bǔ)設(shè)的特征點(diǎn)加樁， 測(cè)記各樁點(diǎn)地面標(biāo)高； 然后， 按規(guī)定比例尺在厘米方格紙（或電腦）上繪出地面線。4.4.2 確定道路縱斷面的設(shè)計(jì)線在定設(shè)計(jì)線前先根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃要求，結(jié)合地形、地物現(xiàn)狀、排水、工程地質(zhì)水文條件分析， 擬定各立面控制點(diǎn)的標(biāo)高， 并標(biāo)注在