道路縱斷面設計

《道路勘測設計》第3章縱斷面設計第一頁，共六十五頁?！?.1概述§3.2縱坡設計§3.3豎曲線設計§3.4高等級道路上的爬坡車道§3.5平、縱面線形組合設計§3.6縱斷面設計方法與縱斷面設計圖第二頁，共六十五頁。（1）基本概念

1）縱斷面(vertical)-----用一曲面沿道路中線豎直剖切，展開成平面。

2）路線縱斷面圖(verticalprofilemap)-----反映路線在縱斷面上的形狀、位置及尺寸的圖形叫路線縱斷面圖§3.1概述第三頁，共六十五頁。（2）對路基設計標高(designelevationofsubgrade)1）新建公路：①高速、一級公路采用中央分隔帶外側邊緣標高；

②二、三、四級公路采用路基邊緣標高，在設置超高和加寬路段時則是指設置超高加寬之前該處標高；§3.1概述設計標高設計標高第四頁，共六十五頁。2）改建公路：一般按新建公路的規(guī)定辦理，也可以采用中央分隔帶中線或行車道中線標高。3）城市道路：一般指車行道中心標高?！?.1概述第五頁，共六十五頁?？v坡度表示方法：縱坡度的表示方式不用角度，而用百分數(shù)（％）道路上３％的縱坡對汽車行駛不造成困難?！?.2縱坡設計

1.縱坡度（longitudinalgradient）

路線前進水平距離520米，克服高差13米，則縱坡為？%2.5%第六頁，共六十五頁。（1）最大縱坡（maximumlongitudinalgradient）1）概念－－道路縱坡設計的極限值，重要指標。其大小將直接影響路線的長短、使用質量、行車安全以及運營成本和工程的經濟性。2）制定依據：汽車的動力特性；道路等級（V）；自然條件（地形、氣候）；車輛行駛安全；工程、運營經濟等因素。規(guī)定P93表4.1、4.23縱坡設計

1.縱坡度（longitudinalgradient）

第七頁，共六十五頁。（2）最小縱坡（minimumlongitudinalgradient）長路塹地段以及其它橫向排水不暢的路段，為了保證排水，均應設置不小于0.3％的縱坡。（否則，采取措施。邊溝應作縱向排水設計，設置鋸齒形街溝或采取其它排水措施來處理）

§3.2縱坡設計

1.縱坡度（longitudinalgradient）

第八頁，共六十五頁。（3）平均縱坡（averagegradient）

1）平均縱坡----指一定路線長度范圍內，路線兩端點的高差與路線長度的比值。二、三、四級公路越嶺線的平均縱坡：

2）相關規(guī)定①相對高差200～500m不應大于5.5％②相對高差>500m不應大于5％

注意：任何相連3km路段的平均縱不應大于5.5％?！?.2縱坡設計

1.縱坡度（longitudinalgradient）

第九頁，共六十五頁。坡長－－指變坡點與變坡點之間的水平長度。（1）最大坡長限制

1)限制理由：

2)標準規(guī)定表4－4和表4－5。①計算法②調查法（2）緩和坡段－－當連續(xù)陡坡長度大于最大坡長限制的規(guī)定值時，應在不大于最大坡長所規(guī)定的長度處設置縱坡不大于3％的坡段，稱為-----緩和坡段。位置、大小、長度?！?.2縱坡設計

2.坡長限制（gradelengthlimitation）

坡長第十頁，共六十五頁。（3）最小坡長限制1）理由：

①過短，則變坡點個數(shù)增加，行車時顛簸頻繁，影響行車平順性；②過短，則不能滿足設置最短豎曲線這一幾何條件的要求。

2）標準規(guī)定:表4－7和表4－8。以計算行車速度行駛９～１５s的行程作為規(guī)定值?！?.2縱坡設計

2.坡長限制（gradelengthlimitation）

第十一頁，共六十五頁。（4）組合坡長當連續(xù)陡坡是由幾個不同受限坡度值的坡段組合而成時，應按不同坡度的坡長限制折算確定。如三級公路8%----300m6%----700m8%（120）+6%（？m）

？=（1-120/300）*700=420§3.2縱坡設計

2.坡長限制（gradelengthlimitation）

第十二頁，共六十五頁。（1）合成坡度－－－道路在平曲線路段，若縱向有縱坡且橫向又有超高時，則最大坡度在縱坡和超高橫坡所合成的方向上，這時的最大坡度稱為合成坡度。

（2）對合成坡度的限制為了保證路面排水，合成坡度的最小值不宜小于0.5％。§3.2縱坡設計

3.合成坡度（resultantgradient）

第十三頁，共六十五頁。（1）公路縱坡設計一般要求1）符合《標準》的有關規(guī)定。2）平原、微丘地形的縱坡應均勻、平緩；丘陵地形的縱坡應避免過分遷就地形而起伏過大；山嶺、重丘地形的沿河線，應盡量采用平緩的縱坡，坡度不宜大于6％；越嶺線的縱坡應力求均勻，越嶺展線不應設置反坡。3）縱面線形應與地形相適應，設計成視覺連續(xù)、平順而圓滑的線形，并重視平縱面線形的組合?！?.2縱坡設計

4.縱坡設計一般要求

第十四頁，共六十五頁。4）縱坡設計應結合自然條件綜合考慮。5）縱坡設計為保證路基穩(wěn)定，應盡量減少深路塹和高填方，在設計中爭取填挖平衡。6）縱坡設計應結合道路沿線的實際情況和具體條件進行設計，并適當照顧農業(yè)機械、農田水利等方面的要求?！?.2縱坡設計

4.縱坡設計一般要求

第十五頁，共六十五頁。（2）城市道路縱坡設計一般要求1)縱斷面設計應參照城市規(guī)劃控制標高并適應臨街建筑立面布置及沿路范圍內地面水的排除。2)為保證行車安全、舒適，縱坡宜緩順，起伏不宜頻繁。3)山城道路及新辟道路的縱斷面設計應綜合考慮土石方平衡、汽車運營經濟效益等因素，合理確定路面設計標高。4)機動車與非機動車混合行駛的車行道，宜按非機動車爬坡能力設計縱坡度。5)縱斷面設計應對沿線地形、地下管線、地質、水文、氣候和排水要求綜合考慮?！?.2縱坡設計

4.縱坡設計一般要求

第十六頁，共六十五頁?！?.3豎曲線設計第十七頁，共六十五頁。（1）基本概念縱斷面上兩相鄰不同坡度線的交點稱為變坡點（gradechangepoint）。SJD為保證行車安全、舒適以及視距的需要，而在變坡處設置的縱向曲線，即為豎曲線（verticalcurve）。坡度角ω=i2-i1

ω為“+”，凹形豎曲線（concaveverticalcurve）ω為“-”，凸形豎曲線（convexverticalcurve）§3.3豎曲線設計第十八頁，共六十五頁。§3.3豎曲線設計

1.豎曲線的計算

第十九頁，共六十五頁。（1）豎曲線最小半徑

1）凹型豎曲線極限最小半徑

2）凸型豎曲線極限最小半徑

3）豎曲線一般最小半徑（2）豎曲線最小長度以汽車在豎曲線上行程3s控制曲線長度§3.3豎曲線設計

2.豎曲線設計標準

第二十頁，共六十五頁?！?.3豎曲線設計

2.豎曲線設計標準

第二十一頁，共六十五頁?！?.3豎曲線設計

2.豎曲線設計標準

第二十二頁，共六十五頁?！?.3豎曲線設計

2.豎曲線設計標準

第二十三頁，共六十五頁?！?.3豎曲線設計

2.豎曲線設計標準

第二十四頁，共六十五頁。（1）豎曲線設計的一般要求1）宜選用較大的豎曲線半徑。視覺良好，可參照表4－13。2）同向豎曲線應避免“斷背曲線”。3）反向曲線間，一般由直坡段連接，也可徑相連接。4）豎曲線設置應滿足排水需要。

§3.3豎曲線設計

3.豎曲線設計第二十五頁，共六十五頁。（2）半徑的選擇1)應符合標準規(guī)定。2)在不過分增加土石方工程量的情況下，為使行車舒適，宜采用較大的豎曲線半徑。3)

按外距控制選擇半徑：(4-18)§3.3豎曲線設計

3.豎曲線設計第二十六頁，共六十五頁。4)

按切線長度選擇半徑。(4-19)5)選擇豎曲線半徑不宜過大，否則將使豎曲線過長而不利于施工和排水。6)夜間行車交通量較大的路段，選擇半徑時應適當加大。

§3.3豎曲線設計

3.豎曲線設計第二十七頁，共六十五頁?！?.4高等級道路上的爬坡車道第二十八頁，共六十五頁。爬坡車道-----（climbinglane）是陡坡路段主線行車道外側增設的供載重車行駛的專用車道。（1）公路1）沿上坡方向行駛載重汽車的行駛速度降低到表4-14的允許最低速度以下時，可設置爬坡車道。2）上坡路段的設計通行能力小于設計小時交通量時，應設置爬坡車道?！?.4高等級道路上的爬坡車道

1.設置爬坡車道的條件

第二十九頁，共六十五頁。（2）城市道路1）快速路及行車速度為60Km/ｈ的主干道，縱坡度大于５％的路段。2）80→50Km/ｈ60→40Km/ｈ。3）由于上坡路段混入大型車輛的干擾，降低路段通行能力時。4）經綜合分析認為設置爬坡車道比降低縱坡經濟合理時。

§3.4高等級道路上的爬坡車道

1.設置爬坡車道的條件

第三十頁，共六十五頁。（1）橫斷面組成

爬坡車道設于上坡方向主線行車道右側，寬度一般為3.5m，包括設于其左側路緣帶的寬度0.5m。

§3.4高等級道路上的爬坡車道

2.爬坡車道的設計

第三十一頁，共六十五頁。（2）橫坡度1）因為爬坡車道的V比主線小，超高坡度較小，超高坡度的旋轉軸為爬坡車道內側邊緣線。2）位于直線路段時，其橫坡度的大小同于主線路拱坡度，均采用直線式橫坡。

§3.4高等級道路上的爬坡車道

2.爬坡車道的設計

第三十二頁，共六十五頁。（3）平面布置與長度總長度由起點處漸變段長度Ｌ1、爬坡車道的長度L和終點處附加長度Ｌ2（見表4.16）組成?！?.4高等級道路上的爬坡車道

2.爬坡車道的設計

第三十三頁，共六十五頁。1)應在視覺上能自然地誘導駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。2)平、縱面線形的技術指標應大小均衡，使線形在視覺上、心理上保持協(xié)調。3)合成坡度應組合得當，以利于路面排水和行車安全。4)注意與道路周圍環(huán)境的配合?！?.5平、縱面線形組合設計

1.組合設計（designoffittogether）的原則

第三十四頁，共六十五頁?！?.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第三十五頁，共六十五頁。（1）平曲線與豎曲線的組合1)平曲線與豎曲線應相互重合，且“平包豎”。2)平曲線與豎曲線大小應保持均衡

R平：R豎=1：10～20

3)暗、明彎與凸、凹豎曲線4)平、豎曲線應避免的組合

§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第三十六頁，共六十五頁。（2）平、豎曲線應避免的組合：1）設計車速≥40km/h的公路，凸形豎曲線的頂部和凹形豎曲線的底部，不得插入小半徑平曲線。2）凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部，不得與反向平曲線的拐點重合。3）小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相互重疊。4）平面轉角小于7°的平曲線不宜與坡度角較大的凹形豎曲線組合在一起。5）在完全通視的條件下，應極力避免長上（下）坡路段的平面線形多次轉向形成蛇形的組合線形。

§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第三十七頁，共六十五頁。（3）直線與縱斷面的組合直線上一次變坡是較好的平、縱組合，從美學觀點講以包括一個凸形豎曲線為好，而包括一個凹形線次之

?！?.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第三十八頁，共六十五頁。應避免：1)長直線配長坡。2)直線上短距離內多次變坡。3)直線段內不能插入短的豎曲線。4)在長直線上設置坡陡及曲線長度短、半徑小的凹形豎曲線。5)直線上的縱斷面線形應避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍等使駕駛者視覺中斷的線形。§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第三十九頁，共六十五頁。長坡配長直線§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第四十頁，共六十五頁。浪形§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第四十一頁，共六十五頁。長直線內多次變坡§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第四十二頁，共六十五頁。鋸齒形路段§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第四十三頁，共六十五頁。暗凹路段§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第四十四頁，共六十五頁。蛇形路線§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第四十五頁，共六十五頁。（3）平、縱線形組合與景觀的協(xié)調配合1)應在道路的規(guī)劃、選線、設計、施工全過程中重視景觀要求。尤其在規(guī)劃和選線階段。2)在選定路線時，應充分地利用自然風景，盡量作到路線與大自然融為一體，不產生生硬感和隔斷大自然。特別是在長直線路段上，應使駕駛者能看到前方顯著的景物。3)對道路本身不能僅把它當作技術對象，還應把它作為景觀來看待，修建時要少破壞沿線自然景觀，盡量避免高填深挖。§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第四十六頁，共六十五頁。4)橫面設計要使邊坡造型和綠化與現(xiàn)有景觀相適應，彌補填挖對自然景觀的破壞。5)應進行綜合綠化處理，避免形式和內容上的單一化，應將綠化作為誘導視線、點綴風景以及改造環(huán)境的一種措施而進行專門設計。6)應根據技術和景觀要求合理選定構造物的造型、色彩，使道路構造物成為對自然景觀的補充?！?.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第四十七頁，共六十五頁。景觀★路線§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第四十八頁，共六十五頁。景觀★路線§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第四十九頁，共六十五頁。景觀★路線§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第五十頁，共六十五頁。景觀★路線§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第五十一頁，共六十五頁。景觀★路線§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第五十二頁，共六十五頁。景觀★路線§3.5平、縱面線形組合設計

2.線形（alignment）組合設計要點

第五十三頁，共六十五頁。（1）準備工作繪出

①地面線②平面直線、平曲線示意圖寫出

①樁號②地面標高③沿線土壤地質熟悉和掌握

全線有關勘測設計資料領會設計意圖和要求。

§3.6縱斷面設計方法與縱斷面設計圖

1.縱斷面設計（profiledesign）方法與步驟

第五十四頁，共六十五頁。（2）標注控制點1）控制性的“控制點”

控制路線必須通過它或限制從其上、下方通過。2）參考性的“控制點”叫經濟點。考慮各橫斷面上橫向填挖基本平衡的經濟點。§3.6縱斷面設計方法與縱斷面設計圖

1.縱斷面設計（profiledesign）方法與步驟

第五十五頁，共六十五頁?？刂泣c控制性的“控制點參考性的“控制點第五十六頁，共六十五頁。（3）試坡試坡應以“控制點”為依據，照顧多數(shù)“經濟點”。要點為：“前后照顧，以點定線，反復比較，以線交點”。

§3.6縱斷面設計方法與縱斷面設計圖

1.縱斷面設計（profiledesign）方法與步驟

第五十七頁，共六十五頁。（4）調坡1)結合選線意圖2)對照技術標準或規(guī)范調整方法：有抬高、降低、延長、縮短縱坡線和加大、減小縱坡度等?！?.6縱斷面設計方法與縱斷面設計圖

1.縱斷面設計（profiledesign）方法與步驟

第五十八頁，共六十五頁。（5）核對有控制意義的特殊橫斷面上進行。如選擇高填深挖、擋土墻、重要橋涵及人工構造物以及其它重要控制點的斷面等。

§3.6縱斷面設計方法與縱斷面設計圖

1.縱斷面設計（profiledesign）方法與步驟

第五十九頁，共六十五頁。（6）定坡定坡－－就是把坡度值、變坡點