第六章：城市道路縱斷面

第六章城市道路縱斷面設(shè)計本章教學(xué)基本內(nèi)容

重點(diǎn)與難點(diǎn)

1.豎曲線要素計算2.城市道路縱斷面設(shè)計要求3.鋸齒形街溝設(shè)計第一節(jié)概述第二節(jié)縱坡及坡長設(shè)計第三節(jié)豎曲線第四節(jié)城市道路縱斷面設(shè)計要求及鋸齒形街溝設(shè)計第一節(jié)概述

1.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，反映了沿著中線地面的起伏變化情況。一、基本概念

2.設(shè)計線：經(jīng)過技術(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)計線是由直線和豎曲線組成的。

3.設(shè)計標(biāo)高：縱斷面設(shè)計線上的標(biāo)高⑴．新建公路⑵．改建公路⑶．城市道路(一)道路縱斷面設(shè)計應(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。二、設(shè)計原則第一節(jié)概述確定道路中線設(shè)計標(biāo)高時，必須滿足下列各控制點(diǎn)標(biāo)高的要求：⑴．城市橋梁橋面標(biāo)高H橋H橋=h水+h浪+h凈+h橋+h面(m)⑵．立交橋橋面標(biāo)高H橋①橋下為鐵路時H橋=h軌+h凈+h橋+h面+h沉(ｍ)②

橋下為道路時H橋=h路+h凈+h面+h橋（m）⑶．鐵路道口應(yīng)以鐵路軌頂標(biāo)高為準(zhǔn)。⑷．相交道路交叉點(diǎn)應(yīng)以交叉中心規(guī)劃標(biāo)高為準(zhǔn)⑸．滿足沿街兩側(cè)建筑物前地坪標(biāo)高(ha-H中=0.3～0.5m)（二）為保證行車安全、舒適，縱坡宜緩順，起伏不宜頻繁。（三）山城道路及新辟道路的縱坡設(shè)計應(yīng)綜合考慮土石方工程量平衡和汽車運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益等因素，合理確定路面設(shè)計標(biāo)高。（四）對于機(jī)動車和非機(jī)動車混合行駛的車行道，宜按非機(jī)動車爬坡能力設(shè)計道路縱坡。（五）縱斷面設(shè)計應(yīng)對沿線地形、地物、地質(zhì)、水文、氣候、地下管線和排水要求綜合考慮。第一節(jié)概述（一）縱坡設(shè)計：包括坡度設(shè)計和坡長設(shè)計；（二）豎曲線設(shè)計：在兩條相鄰坡度線的交匯處即變坡點(diǎn)處，設(shè)計適當(dāng)曲率和適當(dāng)長度的豎向曲線，以緩和坡的變化，保證行車的平穩(wěn)和舒適；（三）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；（四）鋸齒形街溝的設(shè)計：在道路縱坡＜0.3%時，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，鋸齒形街溝（或稱齒形街溝）便是一種好的辦法；（五）平面及縱斷面組合設(shè)計。第一節(jié)概述三、設(shè)計內(nèi)容第二節(jié)縱坡及坡長設(shè)計一、

縱坡設(shè)計的一般要求①必須滿足《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定②縱坡應(yīng)該盡量平順起伏不易過大③考慮沿線地形地質(zhì)、水文等④縱坡設(shè)計應(yīng)考慮填挖平衡⑤平原區(qū)應(yīng)滿足最小填土高度要求⑥橋梁隧道交叉口前后縱坡應(yīng)較緩二、

最大縱坡

①城市道路的最大縱坡減小1%；②在非機(jī)動車交通比例較大路段，平原、微丘區(qū)一般不大于2%～3%；山嶺、重丘區(qū)一般不大于4%～5%。

計算車速(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各級公路最大縱坡公路等級高速公路一二三四計算行車速度（km/h）120100806010060804060304020最大縱坡（%）345546576869第二節(jié)縱坡及坡長設(shè)計備注：海拔3000～4000m高原城市按表值減小1％，積雪寒冷地區(qū)應(yīng)控制在6％以內(nèi)三、

最小縱坡

道路最小縱坡度應(yīng)大于或等于0.5％，困難時可大于或等于0.3％，遇特殊困難縱坡度小于0.3％時，應(yīng)設(shè)置鋸齒形街溝或采取其他排水措施。

四、

坡長限制

最短坡長的限制主要是從汽車行駛平順的要求考慮的。①如果坡長過短，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)致乘客感覺不舒適，車速越高越感突出②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應(yīng)有一定最短長度。通常取9－10秒的行程距離。1．最短坡長限制最大坡長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所行駛的距離。縱坡大，坡長較長的時候?qū)π熊嚤憩F(xiàn)在：①使行車速度顯著下降，甚至要換較抵擋位克服坡度阻力；②易使水箱“開鍋”，導(dǎo)致汽車爬坡無力，甚至熄火；③下坡行駛制動次數(shù)頻繁，易使制動器發(fā)熱而失效，甚至造成車禍2．最大坡長限制第二節(jié)縱坡及坡長設(shè)計城市道路最短坡長限制計算行車速度（km/h）806050403020最短坡長2901701401108560城市道路最大坡長限制 計算行車速度（km/h）80605040縱坡坡度（％）55.5666.5766.576.578縱坡長度限制（m）600500400400350300350300250300250200第二節(jié)縱坡及坡長設(shè)計在進(jìn)行平曲線設(shè)計時，可按下式計算平曲線上允許的最大縱坡，即

式中：iR―――平曲線上的允許最大縱坡度（％）；

Imax―――最大允許合成坡度（％）；

ih―――橫向超高坡度（％）。三、合成坡度第二節(jié)縱坡及坡長設(shè)計第三節(jié)豎豎曲線線縱斷面上上兩個坡坡段的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折處，，為了便便于行車車用一段段曲線來來緩和，，稱為豎豎曲線。。豎曲線線的形式式可采用用拋物線或或圓曲線線，在使用用范圍上上二者幾幾乎沒有有差別，，但在設(shè)設(shè)計和計計算上，，拋物線線比圓曲曲線更為為方便。。所以，，豎曲線一一般采用用拋物線線者居多多。一、豎曲曲線基本本要素第三節(jié)豎豎曲線線（1）豎曲線線長度L＝Rω（2）豎曲線線半徑R＝L/ω（3）豎曲線線切線長長（4）豎曲線線上任意意一點(diǎn)P的豎距：：（5）豎曲線線外距第三節(jié)豎豎曲線線二、豎曲曲線的最最小半徑徑⑴緩和沖擊汽車在豎曲線上行駛時，其離心加速度為1.豎曲線半半徑限制制因素豎曲線最最小半徑徑考慮了了三方面面的要求求⑴緩和沖沖擊⑵時間行行程不過過短⑶滿足視視距的要要求將v(m/s)化成V(km/h)并整理，得根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，a限制在0.5m/s2～0.7m/s2比較合適適。但考考慮到不不因沖擊擊而造成成的不舒舒適感，，以及視視覺平順順等的要要求，我我國《標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)規(guī)定的凹凹形豎曲曲線最小小半徑值值相當(dāng)于于a=0.278m/s2。第三節(jié)豎豎曲線線二、豎曲曲線的最最小半徑徑1.豎曲線半半徑限制制因素豎曲線最最小半徑徑考慮了了三方面面的要求求⑴緩和沖沖擊⑵時間行行程不過過短⑶滿足視視距的要要求

⑵時間行程不過短

汽車從直線坡道行駛到豎曲線上，盡管豎曲線半徑較大，如其長過短，汽車倏然而過旅客會感到不舒適。因此，應(yīng)限制汽車在豎曲線上的行程時間不過短。最短應(yīng)滿足3s行程，即第三節(jié)豎豎曲線線二、豎曲曲線的最最小半徑徑1.豎曲線半半徑限制制因素豎曲線最最小半徑徑考慮了了三方面面的要求求⑴緩和沖沖擊⑵時間行行程不過過短⑶滿足視視距的要要求⑶滿足視視距的要要求汽車行駛駛在凸形形豎曲線線上，如如果半徑徑太小，，會阻擋擋司機(jī)的的視線。。為了行行車安全全對凸形形豎曲線線的最小小半徑或或最小長長度應(yīng)加加以限制制。第三節(jié)豎豎曲線線第三節(jié)豎豎曲線線已知某城城市快速速路設(shè)計計車速為為80km/h，在道路上上有一變變坡點(diǎn)，，樁號為為K3+500，，標(biāo)高為36.50m，相鄰坡段段的縱坡坡度分別別為i1=2.5%，i2=-3.5%。。試設(shè)計該該變坡點(diǎn)點(diǎn)處的豎豎曲線。。1.計算算豎曲線線的基本本要素2.求豎豎曲線起起點(diǎn)和終終點(diǎn)樁號號3.求豎豎曲線范范圍內(nèi)各各樁號的的設(shè)計標(biāo)標(biāo)高第三節(jié)豎豎曲線線三、豎曲曲線計算算示例1.什么么是鋸齒齒形街溝溝所謂街溝溝是指城城市道路路上利用用高出路路面的緣緣石與路路面邊緣緣（或平平石）地地帶作為為排除地地面水的的溝道。。交替地改改變緣石石頂面線線與路面面邊緣（（或平石石）之間間的高度度，縱坡坡呈上下下連續(xù)交交替狀，，稱之為為鋸齒形形街溝。。2.設(shè)置鋸齒齒形街溝的目目的對設(shè)計縱坡很很小路段，為為保證路面排排水通暢，其其中設(shè)置鋸齒齒形街溝（或或稱偏溝）就就是一種有效效方法。3.設(shè)置鋸齒齒形街溝的條條件當(dāng)?shù)缆分芯€縱縱坡小于0.3%時，就就要采取措施施保證路面排排水通暢。所所以，《城規(guī)規(guī)》規(guī)定：道道路中線縱坡坡度小于0.3%時，可在道路兩側(cè)側(cè)車行道邊緣1m～3m寬度范圍內(nèi)設(shè)置鋸鋸齒形街溝。二、鋸齒形街溝設(shè)設(shè)計第四節(jié)鋸齒形街溝設(shè)計⑴設(shè)計方法鋸齒形街溝的設(shè)計計方法就是保持緣緣石頂面線與道路路中線縱坡設(shè)計線線平行的條件下，，交替地改變緣石石頂面線與路面邊邊緣（或平石）之之間的高度，在最最低處設(shè)置雨水進(jìn)進(jìn)水口，使雨水口口處鋸齒形街溝范范圍內(nèi)路面橫坡度度增大，兩雨水口口之間分水點(diǎn)處的的路面橫坡減少，，從而使路面邊緣緣（或平石）的縱縱坡度增大到0.3%以上，達(dá)到到縱向排水要求。。⑵緣石外露高度度：一般，在雨水口處處緣石外露高度hg=0.18m～0.20m，，在分水點(diǎn)處hw=0.10m～0.12m，，雨水口處與分水點(diǎn)點(diǎn)處的緣石高差hg-hw宜控制在0.06m～0.10m范圍內(nèi)。⑶分水點(diǎn)和雨水水口位置：鋸齒形街溝的設(shè)計計主要是確定分水水點(diǎn)和雨水口的位位置，即街溝縱坡坡邊坡點(diǎn)之間的距距離，以便布置雨雨水口。4.鋸齒形街溝的的設(shè)計第四節(jié)鋸齒形街溝設(shè)計如圖4-21所示示，設(shè)相鄰雨水口口間距為l，分水點(diǎn)至雨水口的的距離分別為l1和l-l1;雨水口處緣石外露露高度為hg，分水點(diǎn)處緣石外露露高度為hw；緣石頂面線縱坡（（一般等于路中線線縱坡）為i，左、右街溝縱坡分分別為i1和i2。第四節(jié)鋸齒形街溝設(shè)計由左側(cè)高度關(guān)系，，得由右側(cè)高度關(guān)系，得