第四章城鎮(zhèn)道路縱斷面的設(shè)計(jì)修改第1頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第一節(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(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。

3.設(shè)計(jì)標(biāo)高：縱斷面設(shè)計(jì)線上的標(biāo)高⑴．新建公路⑵．改建公路⑶．城市道路第2頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二(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(jì)原則第一節(jié)概述確定道路中線設(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：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(shí)H橋=h軌+h凈+h橋+h面+h沉(ｍ)②

橋下為道路時(shí)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)第3頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（二）為保證行車(chē)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(jì)應(yīng)綜合考慮土石方工程量平衡和汽車(chē)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。（四）對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)和非機(jī)動(dòng)車(chē)混合行駛的車(chē)行道，宜按非機(jī)動(dòng)車(chē)爬坡能力設(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、地下管線和排水要求綜合考慮。第一節(jié)概述第4頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（一）縱坡設(shè)計(jì)：包括坡度設(shè)計(jì)和坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)；（二）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)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(chē)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(jì)：在道路縱坡＜0.3%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(jì)。第一節(jié)概述三、設(shè)計(jì)內(nèi)容第5頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)一、

縱坡設(shè)計(jì)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(guò)大③考慮沿線地形地質(zhì)、水文等④縱坡設(shè)計(jì)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(dòng)車(chē)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%。第6頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

計(jì)算車(chē)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(chē)速度（km/h）120100806010060804060304020最大縱坡（%）345546576869第二節(jié)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)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)第7頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二三、

最小縱坡

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

四、

坡長(zhǎng)限制

最短坡長(zhǎng)的限制主要是從汽車(chē)行駛平順的要求考慮的。①如果坡長(zhǎng)過(guò)短，使變坡點(diǎn)增多，汽車(chē)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(chē)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(zhǎng)應(yīng)有一定最短長(zhǎng)度。通常取9－10秒的行程距離。1．最短坡長(zhǎng)限制最大坡長(zhǎng)限制是指控制汽車(chē)在坡道上行駛，當(dāng)車(chē)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?chē)表現(xiàn)在：①使行車(chē)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(kāi)鍋”，導(dǎo)致汽車(chē)爬坡無(wú)力，甚至熄火；③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(chē)禍2．最大坡長(zhǎng)限制第二節(jié)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)第8頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二城市道路最短坡長(zhǎng)限制計(jì)算行車(chē)速度（km/h）806050403020最短坡長(zhǎng)2901701401108560城市道路最大坡長(zhǎng)限制 計(jì)算行車(chē)速度（km/h）80605040縱坡坡度（％）55.5666.5766.576.578縱坡長(zhǎng)度限制（m）600500400400350300350300250300250200第二節(jié)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)第9頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二在進(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

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(zhǎng)設(shè)計(jì)第10頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)豎曲線縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車(chē)用一段曲線來(lái)緩和，稱為豎曲線。豎曲線的形式可采用拋物線或圓曲線，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，拋物線比圓曲線更為方便。所以，豎曲線一般采用拋物線者居多。第11頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、豎曲線基本要素第三節(jié)豎曲線第12頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

（1）豎曲線長(zhǎng)度L＝Rω

（2）豎曲線半徑R＝L/ω

（3）豎曲線切線長(zhǎng) （4）豎曲線上任意一點(diǎn)P的豎距：

（5）豎曲線外距 第三節(jié)豎曲線第13頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、豎曲線的最小半徑⑴緩和沖擊汽車(chē)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最小半徑考慮了三方面的要求⑴緩和沖擊⑵時(shí)間行程不過(guò)短

⑶滿足視距的要求將v(m/s)化成V(km/h)并整理，得

根據(jù)實(shí)驗(yàn)，a限制在0.5m/s2～0.7m/s2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當(dāng)于a=0.278m/s2。第三節(jié)豎曲線第14頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、豎曲線的最小半徑1.

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⑴緩和沖擊⑵時(shí)間行程不過(guò)短⑶滿足視距的要求

⑵時(shí)間行程不過(guò)短

汽車(chē)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(chē)倏然而過(guò)旅客會(huì)感到不舒適。因此，應(yīng)限制汽車(chē)在豎曲線上的行程時(shí)間不過(guò)短。最短應(yīng)滿足3s行程，即第三節(jié)豎曲線第15頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、豎曲線的最小半徑1.

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⑴緩和沖擊⑵時(shí)間行程不過(guò)短⑶滿足視距的要求⑶滿足視距的要求汽車(chē)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(chē)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。第三節(jié)豎曲線第16頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)豎曲線第17頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

已知某城市快速路設(shè)計(jì)車(chē)速為80km/h，在道路上有一變坡點(diǎn)，樁號(hào)為K3+500，標(biāo)高為36.50m，相鄰坡段的縱坡度分別為i1=2.5%，i2=-3.5%。試設(shè)計(jì)該變坡點(diǎn)處的豎曲線。

1.計(jì)算豎曲線的基本要素2.求豎曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)樁號(hào)3.求豎曲線范圍內(nèi)各樁號(hào)的設(shè)計(jì)標(biāo)高第三節(jié)豎曲線三、豎曲線計(jì)算示例第18頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二1.什么是鋸齒形街溝

所謂街溝是指城市道路上利用高出路面的緣石與路面邊緣（或平石）地帶作為排除地面水的溝道。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)第四節(jié)鋸齒形街溝設(shè)計(jì)第19頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2.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)置鋸齒形街溝（或稱偏溝）就是一種有效方法。3.設(shè)置鋸齒形街溝的條件

當(dāng)?shù)缆分芯€縱坡小于0.3%時(shí)，就要采取措施保證路面排水通暢。所以，《城規(guī)》規(guī)定：道路中線縱坡度小于0.3%時(shí)，可在道路兩側(cè)車(chē)行道邊緣1m～3m寬度范圍內(nèi)設(shè)置鋸齒形街溝。第四節(jié)鋸齒形街溝設(shè)計(jì)第20頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

⑴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)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0.3%以上，達(dá)到縱向排水要求。

⑵緣石外露高度：

一般，在雨水口處緣石外露高度