第四章：城鎮(zhèn)道路縱斷面的設(shè)計(jì)(修改)

1、第第四四章章 城鎮(zhèn)城鎮(zhèn)道路縱斷面道路縱斷面的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)本章教學(xué)基本內(nèi)容本章教學(xué)基本內(nèi)容 重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn) 1.1.豎曲線要素計(jì)算豎曲線要素計(jì)算2.2.城市道路縱斷面設(shè)計(jì)要求城市道路縱斷面設(shè)計(jì)要求3.3.鋸齒形街溝設(shè)計(jì)鋸齒形街溝設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述第二節(jié)第二節(jié) 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 豎曲線豎曲線第四節(jié)第四節(jié) 城市道路縱斷面設(shè)計(jì)要求及鋸齒形街溝設(shè)計(jì)城市道路縱斷面設(shè)計(jì)要求及鋸齒形街溝設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 1.1.地面線：地面線：根據(jù)中線上各樁點(diǎn)的高程而點(diǎn)繪的一條不規(guī)則的折線，反映了沿根據(jù)中線上各樁點(diǎn)的高程而點(diǎn)繪的一條不規(guī)則的折線，反映了沿著中線地面的起伏變化情

2、況著中線地面的起伏變化情況。一、基本概念一、基本概念 2.2.設(shè)計(jì)線：設(shè)計(jì)線：經(jīng)過(guò)技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上以及美學(xué)上等多方面比較后定出的一條具有經(jīng)過(guò)技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上以及美學(xué)上等多方面比較后定出的一條具有規(guī)則形狀的幾何線，反映了道路路線的起伏變化情況?？v斷面設(shè)計(jì)線是由直線和規(guī)則形狀的幾何線，反映了道路路線的起伏變化情況?？v斷面設(shè)計(jì)線是由直線和豎曲線組成的。豎曲線組成的。 3. 3.設(shè)計(jì)標(biāo)高：設(shè)計(jì)標(biāo)高：縱斷面設(shè)計(jì)線上的標(biāo)高縱斷面設(shè)計(jì)線上的標(biāo)高新建公路改建公路城市道路(一一)道路縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)參照城市規(guī)劃控制標(biāo)高，并適應(yīng)臨道路縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)參照城市規(guī)劃控制標(biāo)高，并適應(yīng)臨街建筑物立面布置及沿線范圍內(nèi)地面水的排除。街建

3、筑物立面布置及沿線范圍內(nèi)地面水的排除。二、設(shè)計(jì)原則二、設(shè)計(jì)原則第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述確定道路中線設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，必須滿足下列各控制點(diǎn)標(biāo)高的要求：確定道路中線設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，必須滿足下列各控制點(diǎn)標(biāo)高的要求： 城市橋梁橋面標(biāo)高城市橋梁橋面標(biāo)高H H橋橋 H H橋橋= =h h水水+ +h h浪浪+ +h h凈凈+ +h h橋橋+ +h h面面 ( (m)m)立交橋橋面標(biāo)高立交橋橋面標(biāo)高H H橋橋 橋下為鐵路時(shí)橋下為鐵路時(shí) H H橋橋= =h h軌軌+ +h h凈凈+ +h h橋橋+ +h h面面+ +h h沉沉( () ) 橋下為道路時(shí)橋下為道路時(shí) H H橋橋= =h h路路+ +h h凈凈+ +h h

4、面面+ +h h橋橋 （m m）鐵路道口應(yīng)以鐵路軌頂標(biāo)高為準(zhǔn)。鐵路道口應(yīng)以鐵路軌頂標(biāo)高為準(zhǔn)。相交道路交叉點(diǎn)應(yīng)以交叉中心規(guī)劃標(biāo)高為準(zhǔn)相交道路交叉點(diǎn)應(yīng)以交叉中心規(guī)劃標(biāo)高為準(zhǔn)滿足沿街兩側(cè)建筑物前地坪標(biāo)高滿足沿街兩側(cè)建筑物前地坪標(biāo)高 (ha-H(ha-H中中=0.3=0.30.5m)0.5m)（二）為保證行車安全、舒適，（二）為保證行車安全、舒適，縱坡宜緩順縱坡宜緩順，起伏不宜頻繁。，起伏不宜頻繁。（三）山城道路及新辟道路的縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)（三）山城道路及新辟道路的縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮土石方工程綜合考慮土石方工程量平衡量平衡和汽車運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益等因素，合理確定路面設(shè)計(jì)標(biāo)高。和汽車運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益等因素，合理確定路面

5、設(shè)計(jì)標(biāo)高。（四）對(duì)于機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車混合行駛的車行道，宜按（四）對(duì)于機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車混合行駛的車行道，宜按非機(jī)動(dòng)非機(jī)動(dòng)車爬坡能力車爬坡能力設(shè)計(jì)道路縱坡。設(shè)計(jì)道路縱坡。（五）縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)沿線地形、地物、地質(zhì)、水文、氣候、（五）縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)沿線地形、地物、地質(zhì)、水文、氣候、地下管線和排水要求綜合考慮。地下管線和排水要求綜合考慮。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述（一）（一）縱坡設(shè)計(jì)縱坡設(shè)計(jì)：包括坡度設(shè)計(jì)和坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)；：包括坡度設(shè)計(jì)和坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)；（二）（二）豎曲線設(shè)計(jì)豎曲線設(shè)計(jì)：在兩條相鄰坡度線的交匯處即變坡點(diǎn)處，設(shè)：在兩條相鄰坡度線的交匯處即變坡點(diǎn)處，設(shè)計(jì)適當(dāng)曲率和適當(dāng)長(zhǎng)度的豎向曲線，以緩和坡的變化，保證行

6、車的計(jì)適當(dāng)曲率和適當(dāng)長(zhǎng)度的豎向曲線，以緩和坡的變化，保證行車的平穩(wěn)和舒適；平穩(wěn)和舒適；（三）（三）視距驗(yàn)算視距驗(yàn)算：縱斷面上產(chǎn)生視距不足的情況主要在小半徑的：縱斷面上產(chǎn)生視距不足的情況主要在小半徑的凸形曲線處和設(shè)置立交橋的凹形曲線路段，在這些地方應(yīng)進(jìn)行視距凸形曲線處和設(shè)置立交橋的凹形曲線路段，在這些地方應(yīng)進(jìn)行視距驗(yàn)算，避免出現(xiàn)視距不足的情況發(fā)生；驗(yàn)算，避免出現(xiàn)視距不足的情況發(fā)生；（四）（四）鋸齒形街溝的設(shè)計(jì)鋸齒形街溝的設(shè)計(jì)：在道路縱坡：在道路縱坡0.3%0.3%時(shí)，其街溝的縱向時(shí)，其街溝的縱向排水能力很差，為此，需要人為調(diào)整加大街溝溝底縱坡，鋸齒形街排水能力很差，為此，需要人為調(diào)整加大街溝溝底

7、縱坡，鋸齒形街溝（或稱齒形街溝）便是一種好的辦法；溝（或稱齒形街溝）便是一種好的辦法；（五）（五）平面及縱斷面組合設(shè)計(jì)平面及縱斷面組合設(shè)計(jì)。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述三、設(shè)計(jì)內(nèi)容三、設(shè)計(jì)內(nèi)容第二節(jié)第二節(jié) 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)一、一、 縱坡設(shè)計(jì)的一般要求縱坡設(shè)計(jì)的一般要求 必須滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 縱坡應(yīng)該盡量平順起伏不易過(guò)大 考慮沿線地形地質(zhì)、水文等 縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)考慮填挖平衡 平原區(qū)應(yīng)滿足最小填土高度要求 橋梁隧道交叉口前后縱坡應(yīng)較緩二、二、 最大縱坡最大縱坡 城市道路的最大縱坡減小城市道路的最大縱坡減小1%1%；在非機(jī)動(dòng)車交通比例較大路段，平原、微丘區(qū)一般不大于在非機(jī)動(dòng)車交通比例較大路段，平原、

8、微丘區(qū)一般不大于2%2%3%3%；山嶺、重丘區(qū)一般不大于；山嶺、重丘區(qū)一般不大于4%4%5%5%。 計(jì)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表4-1 城市道路最大縱坡表4-2 各級(jí)公路最大縱坡公路等級(jí)高速公路一二三四計(jì)算行車速度（km/h）120100806010060804060304020最大縱坡（%）345546576869第二節(jié)第二節(jié) 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)備注：海拔備注：海拔30004000m高原城市按表值減小高原城市按表值減小1，積雪寒冷地區(qū)應(yīng)控制在，積雪寒冷地區(qū)應(yīng)控制在6

9、以內(nèi)以內(nèi)三、三、 最小縱坡最小縱坡 道路最小縱坡度應(yīng)大于或等于道路最小縱坡度應(yīng)大于或等于0.50.5，困難時(shí)可大于或等于，困難時(shí)可大于或等于0.30.3，遇特，遇特殊困難縱坡度小于殊困難縱坡度小于0.30.3時(shí)，應(yīng)設(shè)置鋸齒形街溝或采取其他排水措施。時(shí)，應(yīng)設(shè)置鋸齒形街溝或采取其他排水措施。 四、四、 坡長(zhǎng)限制坡長(zhǎng)限制 最短坡長(zhǎng)的限制主要是從汽車行駛平順的要求考慮的。 如果坡長(zhǎng)過(guò)短，使變坡點(diǎn)增多，汽車行駛在連續(xù)起伏地段產(chǎn)生的增重與減中的變化頻繁，導(dǎo)致乘客感覺(jué)不舒適，車速越高越感突出 從路容美觀、相臨兩豎曲線的設(shè)置和縱面視距等也要求坡長(zhǎng)應(yīng)有一定最短長(zhǎng)度。 通常取910秒的行程距離。1最短坡長(zhǎng)限制最短

10、坡長(zhǎng)限制最大坡長(zhǎng)限制是指控制汽車在坡道上行駛，當(dāng)車速下降到最低允許速度時(shí)所行駛的距離?？v坡大，坡長(zhǎng)較長(zhǎng)的時(shí)候?qū)π熊嚤憩F(xiàn)在：使行車速度顯著下降，甚至要換較抵擋位克服坡度阻力；易使水箱“開鍋”，導(dǎo)致汽車爬坡無(wú)力，甚至熄火；下坡行駛制動(dòng)次數(shù)頻繁，易使制動(dòng)器發(fā)熱而失效，甚至造成車禍 2最大坡長(zhǎng)限制最大坡長(zhǎng)限制第二節(jié)第二節(jié) 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)城市道路最短坡長(zhǎng)限制城市道路最短坡長(zhǎng)限制計(jì)算行車速度（計(jì)算行車速度（km/h）806050403020最短坡長(zhǎng)最短坡長(zhǎng)2901701401108560城市道路最大坡長(zhǎng)限制城市道路最大坡長(zhǎng)限制計(jì)算行車速計(jì)算行車速度（度（km/h）80605040縱坡坡度縱坡

11、坡度（）（）55.5666.5766.576.578縱坡長(zhǎng)度限縱坡長(zhǎng)度限制（制（m）600500400400350300350300250300250200第二節(jié)第二節(jié) 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)在進(jìn)行平曲線設(shè)計(jì)時(shí)，可按下式計(jì)算平曲線上允許的最大縱坡，即在進(jìn)行平曲線設(shè)計(jì)時(shí)，可按下式計(jì)算平曲線上允許的最大縱坡，即 22maxhRiIi 式中：式中： iR平曲線上的允許最大縱坡度（）；平曲線上的允許最大縱坡度（）； Imax最大允許合成坡度（）；最大允許合成坡度（）； ih橫向超高坡度（）。橫向超高坡度（）。 三、合成坡度三、合成坡度第二節(jié)第二節(jié) 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 豎曲線

12、豎曲線縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車用一段曲線來(lái)緩和，稱為豎曲線。豎曲線的形式用一段曲線來(lái)緩和，稱為豎曲線。豎曲線的形式可采用可采用拋物線或圓曲線拋物線或圓曲線，在使用范圍上二者幾乎，在使用范圍上二者幾乎沒(méi)有差別，但在設(shè)計(jì)和計(jì)算上，拋物線比圓曲線沒(méi)有差別，但在設(shè)計(jì)和計(jì)算上，拋物線比圓曲線更為方便。所以，更為方便。所以，豎曲線一般采用拋物線者居多。豎曲線一般采用拋物線者居多。一、豎曲線基本要素LxhQi1EPi2T2T1xy圖 4 - 2 豎 曲 線 要 素 示 意 圖第三節(jié)第三節(jié) 豎曲線豎曲線（1）豎曲線長(zhǎng)度）豎曲線長(zhǎng)度 LR（2）豎曲線半徑豎曲線

13、半徑 RL/（3）豎曲線切線長(zhǎng)豎曲線切線長(zhǎng) 2221RLTTT（4）豎曲線上任意一點(diǎn)）豎曲線上任意一點(diǎn)P的豎距：的豎距： （5）豎曲線外距）豎曲線外距 RxxixiRxyyPQhQP222112488222TLRRTE第三節(jié)第三節(jié) 豎曲線豎曲線二、豎曲線的最小半徑二、豎曲線的最小半徑)/(22smRva 緩和沖擊緩和沖擊汽車在豎曲線上行駛時(shí)，其離心加速度為汽車在豎曲線上行駛時(shí)，其離心加速度為1. 豎曲線半徑限制因素豎曲線半徑限制因素豎曲線最小半徑考慮了三方面的要求豎曲線最小半徑考慮了三方面的要求緩和沖擊緩和沖擊 時(shí)間行程不過(guò)短時(shí)間行程不過(guò)短 滿足視距的要求滿足視距的要求)(132maVR 將將

14、v(m/s)v(m/s)化成化成V(km/h)V(km/h)并整理，得并整理，得 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，a a 限制在限制在0.50.5m/sm/s2 20.7m/s0.7m/s2 2比較合適。但考慮到不因沖擊而造成的比較合適。但考慮到不因沖擊而造成的不舒適感，以及視覺(jué)平順等的要求，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的凹形豎曲線最小半徑值相不舒適感，以及視覺(jué)平順等的要求，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的凹形豎曲線最小半徑值相當(dāng)于當(dāng)于a=0.278m/sa=0.278m/s2 2。第三節(jié)第三節(jié) 豎曲線豎曲線二、豎曲線的最小半徑二、豎曲線的最小半徑1. 豎曲線半徑限制因素豎曲線半徑限制因素豎曲線最小半徑考慮了三方面的要求豎曲線最小半徑考慮

15、了三方面的要求緩和沖擊緩和沖擊 時(shí)間行程不過(guò)短時(shí)間行程不過(guò)短 滿足視距的要求滿足視距的要求2 . 16 . 3minVtVLLRmin 時(shí)間行程不過(guò)短時(shí)間行程不過(guò)短 汽車從直線坡道行駛到豎曲線上，盡管豎曲線半徑較大，如其長(zhǎng)過(guò)短，汽車汽車從直線坡道行駛到豎曲線上，盡管豎曲線半徑較大，如其長(zhǎng)過(guò)短，汽車倏然而過(guò)旅客會(huì)感到不舒適。因此，應(yīng)限制汽車在豎曲線上的行程時(shí)間不過(guò)短。倏然而過(guò)旅客會(huì)感到不舒適。因此，應(yīng)限制汽車在豎曲線上的行程時(shí)間不過(guò)短。最短應(yīng)滿足最短應(yīng)滿足3 3s s行程，即行程，即第三節(jié)第三節(jié) 豎曲線豎曲線二、豎曲線的最小半徑二、豎曲線的最小半徑1. 豎曲線半徑限制因素豎曲線半徑限制因素豎曲線

16、最小半徑考慮了三方面的要求豎曲線最小半徑考慮了三方面的要求緩和沖擊緩和沖擊 時(shí)間行程不過(guò)短時(shí)間行程不過(guò)短 滿足視距的要求滿足視距的要求 滿足視距的要求滿足視距的要求汽車行駛在凸形豎曲線上，如果半徑太小，會(huì)阻擋司機(jī)的視線。為了行車安全汽車行駛在凸形豎曲線上，如果半徑太小，會(huì)阻擋司機(jī)的視線。為了行車安全對(duì)凸形豎曲線的最小半徑或最小長(zhǎng)度應(yīng)加以限制。對(duì)凸形豎曲線的最小半徑或最小長(zhǎng)度應(yīng)加以限制。第三節(jié)第三節(jié) 豎曲線豎曲線第三節(jié)第三節(jié) 豎曲線豎曲線 已知某城市快速路設(shè)計(jì)車速為已知某城市快速路設(shè)計(jì)車速為8080km/hkm/h，在道路上有在道路上有一變坡點(diǎn)，樁號(hào)為一變坡點(diǎn)，樁號(hào)為K3+500K3+500，標(biāo)

17、高為標(biāo)高為36.5036.50m m，相鄰坡段的相鄰坡段的縱坡度分別為縱坡度分別為i i1 1=2.5%=2.5%，i i2 2=-3.5%=-3.5%。試設(shè)計(jì)該變坡點(diǎn)處的試設(shè)計(jì)該變坡點(diǎn)處的豎曲線。豎曲線。 1.1.計(jì)算豎曲線的基本要素計(jì)算豎曲線的基本要素 2. 2.求豎曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)樁號(hào)求豎曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)樁號(hào) 3. 3.求豎曲線范圍內(nèi)各樁號(hào)的設(shè)計(jì)標(biāo)高求豎曲線范圍內(nèi)各樁號(hào)的設(shè)計(jì)標(biāo)高第三節(jié)第三節(jié) 豎曲線豎曲線三、豎曲線計(jì)算示例三、豎曲線計(jì)算示例1.1.什么是鋸齒形街溝什么是鋸齒形街溝 所謂街溝是指城市道路上利用高出路面的緣石與路面所謂街溝是指城市道路上利用高出路面的緣石與路面邊緣（或平石）地帶作

18、為排除地面水的溝道。邊緣（或平石）地帶作為排除地面水的溝道。交替地改變交替地改變緣石頂面線與路面邊緣（或平石）之間的高度，縱坡呈上緣石頂面線與路面邊緣（或平石）之間的高度，縱坡呈上下連續(xù)交替狀，稱之為鋸齒形街溝。下連續(xù)交替狀，稱之為鋸齒形街溝。二、鋸齒形街溝設(shè)計(jì)二、鋸齒形街溝設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 鋸齒形街溝設(shè)計(jì)鋸齒形街溝設(shè)計(jì)2.2.設(shè)置鋸齒形街溝的目的設(shè)置鋸齒形街溝的目的 對(duì)設(shè)計(jì)縱坡很小路段，為保證路面排水通暢，其中設(shè)對(duì)設(shè)計(jì)縱坡很小路段，為保證路面排水通暢，其中設(shè)置鋸齒形街溝（或稱偏溝）就是一種有效方法。置鋸齒形街溝（或稱偏溝）就是一種有效方法。3.3.設(shè)置鋸齒形街溝的條件設(shè)置鋸齒形街溝的條件 當(dāng)

19、道路中線縱坡小于當(dāng)?shù)缆分芯€縱坡小于0.3%0.3%時(shí)，就要采取措施保證路面時(shí)，就要采取措施保證路面排水通暢。所以，城規(guī)規(guī)定：道路中線縱坡度排水通暢。所以，城規(guī)規(guī)定：道路中線縱坡度小于小于0.3%0.3%時(shí)，可在道路兩側(cè)車行道邊緣時(shí)，可在道路兩側(cè)車行道邊緣1 1m m3m3m寬度范圍內(nèi)設(shè)置寬度范圍內(nèi)設(shè)置鋸齒形街溝鋸齒形街溝。第四節(jié)第四節(jié) 鋸齒形街溝設(shè)計(jì)鋸齒形街溝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 鋸齒形街溝的設(shè)計(jì)方法就是保持緣石頂面線與道路中線縱坡設(shè)計(jì)鋸齒形街溝的設(shè)計(jì)方法就是保持緣石頂面線與道路中線縱坡設(shè)計(jì)線平行的條件下，交替地改變緣石頂面線與路面邊緣（或平石）之線平行的條件下，交替地改變緣石頂面線與路面邊緣（或平石）之間的高度，在最低處設(shè)置雨水進(jìn)水口，使雨水口處鋸齒形街溝范圍間的高度，在最低處設(shè)置雨水進(jìn)水口，使雨水口處鋸齒形街溝范圍內(nèi)路面橫坡度增大，兩雨水口之間分水點(diǎn)處的路面橫坡減少，從而內(nèi)路面橫坡度增大，兩雨水口之間分水點(diǎn)處的路面橫坡減少，從而使路面邊緣（或平石）的縱坡度增大到使路面邊緣（或平石）的縱坡度增大到0.3%0.3%以上，達(dá)到縱向排水要以上，達(dá)到縱向排水要求。求。 緣石外露高度緣石外露高度： 一般，在雨水口處緣石外露高度一般，在雨水口處緣石外露高度hg=0.18mhg=0.18m0.20m0.20m，在分水點(diǎn)處在分水點(diǎn)處hw=0.10mhw=0.10m0