第三章縱斷面3-1

1、第三章第三章 縱斷面設(shè)計縱斷面設(shè)計n 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述n定義：定義：沿著道路中線豎向剖面的展開圖即為路線縱沿著道路中線豎向剖面的展開圖即為路線縱斷面。斷面。n縱斷面設(shè)計縱斷面設(shè)計：在路線縱斷面圖上研究路線線位高度在路線縱斷面圖上研究路線線位高度及坡度變化情況的過程。及坡度變化情況的過程。n任務(wù)：任務(wù)：研究縱斷面線形的幾何構(gòu)成及其大小與長度。研究縱斷面線形的幾何構(gòu)成及其大小與長度。n依據(jù)：依據(jù)：汽車的動力特性、道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏仄嚨膭恿μ匦?、道路等級、?dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟性等。理條件以及工程經(jīng)濟性等。n地面線：地面線：它是根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一它是根據(jù)中線上各樁

2、點的高程而點繪的一條不規(guī)則的折線；條不規(guī)則的折線；n設(shè)計線：設(shè)計線：路線上各點路基設(shè)計高程的連續(xù)。路線上各點路基設(shè)計高程的連續(xù)。(豎曲線豎曲線)路線縱斷面圖構(gòu)成：路線縱斷面圖構(gòu)成：n地面線：地面線：它是根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一它是根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一條不規(guī)則的折線；條不規(guī)則的折線；n設(shè)計線：設(shè)計線：路線上各點路基設(shè)計高程的連續(xù)。路線上各點路基設(shè)計高程的連續(xù)。路線縱斷面圖構(gòu)成：路線縱斷面圖構(gòu)成：n地面高程：地面高程：中線上地面點高程。中線上地面點高程。n設(shè)計高程：設(shè)計高程：一般公路，路基未設(shè)加寬超高前的路肩一般公路，路基未設(shè)加寬超高前的路肩邊緣的高程。邊緣的高程。n 設(shè)分隔帶

3、公路，一般為分隔帶外邊緣。設(shè)分隔帶公路，一般為分隔帶外邊緣。n路基高度：路基高度：橫斷面上設(shè)計高程與地面高程之高差。橫斷面上設(shè)計高程與地面高程之高差。n 路堤：路堤：設(shè)計高程大于地面高程。設(shè)計高程大于地面高程。n 路塹：路塹：設(shè)計高程小于地面高程。設(shè)計高程小于地面高程。n縱斷面設(shè)計內(nèi)容縱斷面設(shè)計內(nèi)容：坡度及坡長坡度及坡長n 豎曲線豎曲線 第二節(jié)第二節(jié) 縱坡及坡長設(shè)計縱坡及坡長設(shè)計n 一、縱坡設(shè)計的一般要求一、縱坡設(shè)計的一般要求n 1縱坡設(shè)計必須滿足縱坡設(shè)計必須滿足標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的各項規(guī)定。的各項規(guī)定。P：70n 2為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應(yīng)具

4、有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。n 盡量避免采用極限縱坡值。盡量避免采用極限縱坡值。n 合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度的合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡夾最短長度的緩坡。陡坡夾最短長度的緩坡。n 連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段。n 越嶺線啞口附近的縱坡應(yīng)盡量緩一些。越嶺線啞口附近的縱坡應(yīng)盡量緩一些。 n 3縱坡設(shè)計應(yīng)對沿線地面、地下管線、地質(zhì)、水文、縱坡設(shè)計應(yīng)對沿線地面、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理

5、，以保證道路的穩(wěn)定與通暢證道路的穩(wěn)定與通暢 4 4一般情況下山嶺重丘區(qū)縱坡設(shè)計一般情況下山嶺重丘區(qū)縱坡設(shè)計應(yīng)考慮填挖應(yīng)考慮填挖平衡平衡，盡量使挖方運作就近路段填方，以減少借，盡量使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。即即縱向填挖縱向填挖平衡設(shè)計。平衡設(shè)計。n 5 5平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外，還應(yīng)布較廣，縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿足最滿足最小填土高度要求小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。，保證路基穩(wěn)定。即即包線設(shè)計包線設(shè)計。n 6 6對連接段縱坡，如

6、大、中橋引道及隧道兩端接對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱坡應(yīng)和緩、避免產(chǎn)生突變。交叉處前后的縱線等，縱坡應(yīng)和緩、避免產(chǎn)生突變。交叉處前后的縱坡應(yīng)平緩一些，坡應(yīng)平緩一些，n 7 7在實地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利在實地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。等方面的要求。二、最大縱坡二、最大縱坡最大縱坡：最大縱坡：是指在縱坡設(shè)計時各級道路允許使用的是指在縱坡設(shè)計時各級道路允許使用的最大坡度值。最大坡度值。P：70表表4-1影響因素：影響因素： 汽車的動力特性：汽車在規(guī)定速度下的爬坡能力。汽車的動力特性：汽車在規(guī)定速度下的爬坡能力。 道路等級：等級高，行駛速度大，要

7、求坡度阻力道路等級：等級高，行駛速度大，要求坡度阻力盡量小。盡量小。 自然條件：海拔高程、氣候（積雪寒冷等）。自然條件：海拔高程、氣候（積雪寒冷等）。 縱坡度大小的優(yōu)劣：縱坡度大小的優(yōu)劣： 坡度大，行車?yán)щy；上坡速度低，下坡較危險；坡度大，行車?yán)щy；上坡速度低，下坡較危險； 山區(qū)公路可縮短里程，降低造價。山區(qū)公路可縮短里程，降低造價。1. 設(shè)計速度為設(shè)計速度為120kmh、l00kmh、80kmh的的高速公路受地形條件或其他特殊情況限制時，經(jīng)技高速公路受地形條件或其他特殊情況限制時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證，最大縱坡值可增加術(shù)經(jīng)濟論證，最大縱坡值可增加1。2. 公路改建中，設(shè)計速度為公路改建中，設(shè)計速度

8、為40kmh、30kmh、20kmh的利用原有公路的路段，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證，的利用原有公路的路段，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證，最大縱坡值可增加最大縱坡值可增加1。n各級公路最大縱坡的規(guī)定（表各級公路最大縱坡的規(guī)定（表4-14-1）設(shè)計速度設(shè)計速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%） 3 4 5 6 7 8 91 1高原為什么縱坡要折減？高原為什么縱坡要折減？在高海拔地區(qū)，困空氣密度下降而使汽車發(fā)動機在高海拔地區(qū)，困空氣密度下降而使汽車發(fā)動機的功率、汽車的驅(qū)動力降低，導(dǎo)致汽車的爬坡能的功率、汽車的驅(qū)動力降低，導(dǎo)致汽車的爬坡能力下降。另外，汽車水箱中的水易于沸騰而破壞力下降。另外，汽車水箱

9、中的水易于沸騰而破壞冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)。2 2規(guī)范規(guī)范規(guī)定：位于海拔規(guī)定：位于海拔3000m3000m以上的高原地以上的高原地區(qū)，各級公路的最大縱坡值應(yīng)按表區(qū)，各級公路的最大縱坡值應(yīng)按表4-34-3的規(guī)定予以的規(guī)定予以折減。折減后若小于折減。折減后若小于4%4%，則仍采用，則仍采用4%4%。三、高原縱坡折減三、高原縱坡折減四、理想的最大縱坡和不限長度的最大縱坡四、理想的最大縱坡和不限長度的最大縱坡n1. 理想的最大縱坡理想的最大縱坡i1：是指設(shè)計車型即載重車在油是指設(shè)計車型即載重車在油門全開的情況下，持續(xù)以門全開的情況下，持續(xù)以V1等速行駛所能克服的坡等速行駛所能克服的坡度。度。V1取值，對低

10、速路為設(shè)計速度，高速路為上述取值，對低速路為設(shè)計速度，高速路為上述載重車的最高速度。載重車的最高速度。 n i i1 1=D=D1 1-f-fn容許速度容許速度V V2 2：不同等級的道路容許速度應(yīng)不同，其不同等級的道路容許速度應(yīng)不同，其值一般應(yīng)不小于設(shè)計速度的值一般應(yīng)不小于設(shè)計速度的1/21/22/32/3（高速路取低（高速路取低限，低速路取高限）。限，低速路取高限）。 n i i2 2=D=D2 2-f-f11Difn最小縱坡：最小縱坡：各級公路在特殊情況下容許使用的最小各級公路在特殊情況下容許使用的最小坡度值坡度值。n最小縱坡值最小縱坡值：0.3%0.3%，一般情況下，一般情況下0.5%

11、0.5%為宜。為宜。n適用條件適用條件：橫向排水不暢路段：長路塹、橋梁、隧：橫向排水不暢路段：長路塹、橋梁、隧道、設(shè)超高的平曲線、路肩設(shè)截水墻等。道、設(shè)超高的平曲線、路肩設(shè)截水墻等。n 當(dāng)必須設(shè)計平坡（當(dāng)必須設(shè)計平坡（0%0%）或小于）或小于0.3%0.3%的縱坡時，邊的縱坡時，邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計。溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計。n 在彎道超高橫坡漸變段上，為使行車道外側(cè)邊緣在彎道超高橫坡漸變段上，為使行車道外側(cè)邊緣不出現(xiàn)反坡，設(shè)計最小縱坡不宜小于超高允許漸變率。不出現(xiàn)反坡，設(shè)計最小縱坡不宜小于超高允許漸變率。n 干旱少雨地區(qū)最小縱坡可不受上述限制。干旱少雨地區(qū)最小縱坡可不受上述限制。五、最小縱坡五、最

12、小縱坡n 內(nèi)容：最小坡長限制：任何路段內(nèi)容：最小坡長限制：任何路段n 最大坡長：陡坡路段最大坡長：陡坡路段n 1最短坡長限制最短坡長限制n標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，各級公路最短坡長不應(yīng)小于規(guī)定，各級公路最短坡長不應(yīng)小于2.5Vm。n 城市道路最小坡長按表城市道路最小坡長按表4.2.4選用。選用。 六、坡長限制n標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各級公路最大坡長限制。規(guī)定各級公路最大坡長限制。 2最大坡長限制最大坡長限制n 城市道路最大坡長按表城市道路最大坡長按表4.2.5選用。選用。 2最大坡長限制最大坡長限制七、緩和坡段n標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，規(guī)定，連續(xù)上坡連續(xù)上坡(或下坡或下坡)時，應(yīng)在不大于時，應(yīng)在不大于表表3. .0.17-2

13、所規(guī)定的縱坡長度范圍內(nèi)設(shè)置緩和坡段。所規(guī)定的縱坡長度范圍內(nèi)設(shè)置緩和坡段。緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于3，其長度應(yīng)符合縱坡長，其長度應(yīng)符合縱坡長度的規(guī)定。度的規(guī)定。n緩和坡段：縱坡值：不應(yīng)大于緩和坡段：縱坡值：不應(yīng)大于3%n 長長 度：不小于最小坡長要求度：不小于最小坡長要求n 線線 形：宜采用直線。在地形困難路段可形：宜采用直線。在地形困難路段可采用曲線；采用曲線；n注：曲線半徑較小時，緩和坡段長度應(yīng)增加。注：曲線半徑較小時，緩和坡段長度應(yīng)增加。n 回頭曲線段不能作為緩和坡段?；仡^曲線段不能作為緩和坡段。八、平均縱坡八、平均縱坡n平均縱坡是指一定長度的路段縱向所克服的高差平均縱

14、坡是指一定長度的路段縱向所克服的高差H與與路線長度路線長度L之比（連續(xù)升坡或降坡路段）。之比（連續(xù)升坡或降坡路段）。LHi平標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：規(guī)定：越嶺路線連續(xù)上坡越嶺路線連續(xù)上坡(或下坡或下坡)路段，路段，相相對高差為對高差為200500m時，平均縱坡不應(yīng)大于時，平均縱坡不應(yīng)大于5.5；相對高差大于相對高差大于500m時，平均縱坡不應(yīng)大于時，平均縱坡不應(yīng)大于5。任意連續(xù)任意連續(xù)3km路段平均縱坡不應(yīng)大于路段平均縱坡不應(yīng)大于5.5。城市道路的平均縱坡按上述規(guī)定減少城市道路的平均縱坡按上述規(guī)定減少1.0%。對于海。對于海拔拔3000m以上的高原以上的高原地區(qū)，平均縱坡應(yīng)較規(guī)定值減少地區(qū)，平均縱坡應(yīng)較

15、規(guī)定值減少0.5%1.0%。 1.1.定義：定義：合成坡度是指由路線縱坡與彎道超高橫坡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?；蚵饭皺M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合成坡度的計算公式為：九 、 合 成 坡九 、 合 成 坡度度22zhiiIn式中：式中：I I合成坡度（合成坡度（% %）；）；n i ih h超高橫坡度或路拱橫坡度（超高橫坡度或路拱橫坡度（% %）；）；n i iz z路線設(shè)計縱坡坡度（路線設(shè)計縱坡坡度（% %）。）。n 2.最大允許合成坡度值：最大允許合成坡度值： n （1）最大允許合成坡度值：最大允許合成坡度值： 2合成坡度指標(biāo)合成坡度指標(biāo) （2 2）最小合成坡度最小合成坡度：n最小合成坡度不宜小于最小合成坡度不宜小于0.5%0.5%。n當(dāng)合成坡度小于當(dāng)合成坡度小于0.50.5時，應(yīng)采取綜合排水措施，以時，應(yīng)采取綜合排水措施，以保證路面排水暢通。保證路面排水暢通。n當(dāng)陡坡與小半徑平曲線重合時，在條件許可的情當(dāng)陡坡與小半徑平曲線重合時，在條件許可的情況下，以采用較小的合成坡度為宜。況下，以采用較小的合成坡度為宜。 特別是下述情況，其合成坡度必須小于特別是下述情況，其合成坡度必須小于8%8%。 在冬季路面有積雪結(jié)冰的地區(qū)；在冬季路面有積雪結(jié)冰的地區(qū)； 自然橫坡較陡