道路縱斷面設(shè)計第1頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二復(fù)習(xí)道路平面線形要素緩和曲線的概念帶緩平曲線要素計算超高平曲線相關(guān)規(guī)定曲線半徑、圓曲線長、緩和曲線長曲線加寬道路視距平面圖的繪制2第2頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計一、概述道路縱斷面定義沿道路中心線縱向垂直剖切的立面，反映道路沿線起伏變化情況縱斷圖上的兩條線原地面線：根據(jù)平面圖中道路中樁原地表標高而點繪成的一條無規(guī)則折線設(shè)計線：道路設(shè)計標高的連線縱斷面設(shè)計線的組成縱坡豎曲線3第3頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計填挖高度地面線上各點高程為原地面標高，設(shè)計線上各點高程為設(shè)計標高，相應(yīng)樁號的兩標高之差即為填挖高度路基設(shè)計標高新建公路：有中央分隔帶的道路指中央分隔帶外側(cè)邊緣標高；無中央分隔帶的指未超高加寬前路基邊緣處標高改建公路：路中心線處標高城市道路：建成后的路中心線處路面標高計算路基填挖高度時需扣除路面結(jié)構(gòu)層厚度控制點影響縱斷面設(shè)計線高低位置的點橋梁標高、跨線橋標高，相交道路的交叉口標高、鐵道道口標高，最高地下水位沿街永久性建筑物的地坪標高等縱斷面設(shè)計相關(guān)概念4第4頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計縱斷面的坡度和坡長對汽車行駛的速度、運輸效益、行車安全等方面有很大影響道路設(shè)計中，對于同一設(shè)計路段，應(yīng)使車輛以同一設(shè)計車速連續(xù)、安全行駛縱坡設(shè)計應(yīng)使坡度平緩，起伏均勻，使各類車輛應(yīng)在保證行車安全情況下都能接近設(shè)計車速勻速行駛縱坡設(shè)計應(yīng)使縱斷設(shè)計線盡可能接近自然地形，降低工程費用，提高道路使用質(zhì)量二、縱坡與坡長設(shè)計

5第5頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計6第6頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計定義縱坡的大小用坡度值來表示，縱坡是兩點間高差h與兩點水平距離L之比的百分數(shù)規(guī)定沿道路前進方向，上坡為正，下坡為負縱坡7第7頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計道路在坡長限制條件下，汽車能保持一定車速安全通過的坡度相關(guān)規(guī)定最大縱坡

設(shè)計速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789公路的最大縱坡表2-50設(shè)計速度（km/h）100806050403020最大縱坡度（%）一般值3455.5678極限值45678城市道路機動車最大縱坡表2-518第8頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計應(yīng)考慮到各種車輛的行駛要求，保證行駛安全對于上坡車輛能保持一定車速，且爬坡不感到困難對下坡車輛應(yīng)考慮到行駛安全問題道路等級越高，最大縱坡應(yīng)越小坡度選取范圍機動車行駛縱坡不宜大于8%非機動車較多的道路，最大縱坡不得超過3%道路縱坡設(shè)計也受到地形的制約縱坡度的大小對道路工程費用大小、道路里程長短都有很大影響坡度設(shè)計需注意的問題9第9頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計折減原因在高海拔地區(qū)，因空氣密度下降而使汽車發(fā)動機的功率、汽車的驅(qū)動力和空氣阻力降低，導(dǎo)致汽車的爬坡能力下降高原縱坡折減值折減后道路縱坡若小于4%，則仍采用4%高原縱坡折減

10第10頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計在設(shè)有超高的平曲線路段，超高橫坡與縱坡組成的合成坡度往往比兩者更大，應(yīng)嚴格控制合成坡度一般情況下或積雪嚴寒地區(qū)合成坡度不應(yīng)大于8%。為保證路面排水，各級公路的最小合成坡度不宜小于0.5%合成坡度

公路最大合成坡度值表2-53公路等級高速公路、一級公路二、三、四級公路設(shè)計速度（km/h）12010080608060403020合成坡度（%）10.010.010.510.59.09.510.010.010.0城市道路合成坡度值表2-54設(shè)計速度（km/h）100，8060，5040，3020合成坡度（%）7．07．07.08.011第11頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計設(shè)置的主要目的滿足路面排水需要公路最小縱坡各級公路規(guī)定最小縱坡不得小于0.3%城市道路最小縱坡城市道路規(guī)定最小縱坡不得小于0.3%，困難時不小于0.3%特別情況下如果必須小于0.3%時，應(yīng)設(shè)置鋸齒形街溝或采取其它綜合排水措施最小縱坡12第12頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計為了使汽車在大坡度路段上坡行駛速度不過分降低，行駛時間縮短，也為下坡行車安全考慮坡長限制—最大坡長公路不同縱坡最大坡長（m）表2-55設(shè)計速度（km/h）1201008060403020縱坡坡度（%）3900100011001200------470080090010001100110012005--60070080090090010006----5006007007008007--------5005006008--------3003004009----------20030010------------20013第13頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計城市道路最大坡長限制設(shè)計速度（km/h）10080605040縱坡（%）4566.5766.576.578最大坡長(m)700600400350300350300250300250200城市道路機動車道最大坡長限制表2-56

城市道路非機動車道縱坡最大坡長(m)表2-57縱坡（%）3.53．02.5最大縱坡長（m）自行車150200300三輪車—10015014第14頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計某一城市道路計算行車速度為40km/h，第一坡段縱坡度為8%，長度為60m；第二坡段縱坡度為7%，長度為50m；第三坡段縱坡度為6.5%，求其最大長度。

【解】查城市道路設(shè)計規(guī)范得，縱坡為8%的最大坡長是200m，縱坡為7%的最大坡長是250m，縱坡為6.5%的最大坡長是150m，則：第一坡段占限制坡長的60/200=0.3第二坡段占限制坡長的50/250=0.2則第三坡段占坡長限制值為1-0.3-0.2=0.5則第三坡段的最大長度為300×0.5=150m?！纠?-5】

15第15頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計主要目的防止縱斷面設(shè)計出現(xiàn)頻繁起伏、崎嶇不平的現(xiàn)象計算考慮到地形情況及豎曲線布設(shè)要求，一般縱坡長度最少不應(yīng)該小于9s行程相關(guān)規(guī)定坡長限制—最小坡長

設(shè)計速度（km/h）1201008060403020最小坡長（m）30025020015012010060

各級公路最小坡長表2-58城市道路縱坡坡段最小坡長表2-59設(shè)計速度（km/h）100806050403020最小坡長（m）250200150130110856016第16頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計變坡點（轉(zhuǎn)折點）縱坡設(shè)計線上相鄰兩坡度變化點（相交點）豎曲線在縱斷變坡點處設(shè)置用以過渡的曲線形式圓弧、二次拋物線和三次拋物線幾種線形為了計算布設(shè)方便一般采用二次拋物線作為豎曲線分類凸豎曲線、凹豎曲線三、豎曲線17第17頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計三個限制因素按行程時間要求豎曲線的最小長度和半徑豎曲線最短應(yīng)滿足3s的行程時間或離心力要求豎曲線的最小長度和最小半徑或停車視距要求豎曲線的最小長度和最小半徑豎曲線半徑18第18頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計凹形豎曲線的徑向離心力和行程時間的計算公式與凸形豎曲線完全相同豎曲線極限半徑的主要控制因素凸形豎曲線滿足視距要求：凹形豎曲線徑向離心力產(chǎn)生的沖擊大小：在條件相同處，凸形豎曲線的最小半徑較凹形豎曲線最小半徑大，這是因為凸形豎曲線的視距要求較高所致凹形豎曲線的視距是以保證夜間行車安全，前燈照明應(yīng)有足夠的距離來確定最小長度和半徑的凹形豎曲線和凸形豎曲線半徑比較

19第19頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計選擇原則一般應(yīng)選大于或等于一般最小半徑值在不增加工程量的情況下，盡可能取大些的指標相關(guān)規(guī)定豎曲線一般最小半徑設(shè)計速度（km/h）1201008060403020凸形豎曲線半徑（m）一般值170001000045002000700400200極限值11000650030001400450250100凹形豎曲線半徑（m）一般值6000450030001500700400200極限值4000300020001000450250100豎曲線長度（m）一般值250210170120906050極限值100857050352520公路豎曲線半徑及其最小長度表2-6020第20頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計城市道路豎曲線最小半徑和最小長度

城市道路豎曲線最小半徑和最小長度表2-61設(shè)計速度（km/h）100806050403020凸形豎曲線半徑（m）一般值10000450018001350600400150極限值650030001200900400250100凹形豎曲線半徑（m）一般值4500270015001050700400150極限值300018001000700450250100豎曲線最小長度（m）一般值210170120100906050極限值8570504035252021第21頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計轉(zhuǎn)坡角ω縱斷面上相鄰兩坡度線相交時的交角，用ω表示ω的大小近似等于相鄰兩縱坡的代數(shù)差凸曲線與凹曲線的判斷

ω為正時，是凸曲線ω為負時，是凹曲線豎曲線幾何要素計算豎曲線布設(shè)22第22頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計豎曲線標高起點樁號=變坡號樁號－T終點樁號=變坡號樁號＋T豎曲線標高修正值方程豎曲線上設(shè)計標高計算凸曲線設(shè)計標高=切線標高—

凹曲線設(shè)計標高=切線標高+豎曲線的標高及方程23第23頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計某山嶺區(qū)二級公路，變坡點樁號為K5+030，高程為427.68，i1=+5%，i2=-4%，豎曲線半徑R=2000m，試計算豎曲線半徑各要素及樁號K5+000和K5+100處的設(shè)計標高?！窘狻浚?）計算豎曲線要素

（“+”為凸形豎曲線）。曲線長：切線長：外距：【例題2-6】24第24頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計（2）計算設(shè)計標高豎曲線起點樁號：（K5+030）-90=K4+940豎曲線起點高程：427.68-90×0.05=423.18m豎曲線終點樁號：（K5+030）+90=K5+120豎曲線終點高程：427.68-90×0.04=424.08ma、樁號K5+000處橫距x1=（K5+000）-（K4+940）=60m豎距該處切線高程：423.18+60×0.05=426.18m設(shè)計高程：426.18-0.9=425.28m【例題2-6】25第25頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計b、樁號K5+100處橫距x2=（K5+120）-（K5+100）=20m豎距該處切線高程：424.08+20×0.04=424.88m設(shè)計高程：424.88-0.1=424.78m【例題2-6】26第26頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計縱坡設(shè)計注意事項縱坡設(shè)計時緩坡宜長，陡坡宜短縱坡長度不應(yīng)過短，避免短距離內(nèi)起伏過頻沿河布線的路線縱斷面設(shè)計線應(yīng)高出表2-62列頻率水位標高0.5m以上橋上縱坡不宜超過4%，橋頭引道縱坡不宜超過5%，位于市、鎮(zhèn)或交通繁忙路段橋上與橋頭引道縱坡均不得超過3%縱坡設(shè)計除滿足汽車行駛要求，尚應(yīng)考慮各種車輛及運輸工具爬坡能力，下坡安全方面的要求盡可能適應(yīng)自然地形爭取填挖平衡，節(jié)省土石方工程量與其他工程量，降低造價三、縱斷面線形27第27頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計滿足道路與兩側(cè)街坊排水，道路與側(cè)石頂面標高低于兩側(cè)街坊或建筑物地平標高設(shè)計線必須滿足城市地下管線的最小覆土深度要求防止損壞地下管線最小覆土深度不小于0.7m道路縱斷面設(shè)計，協(xié)調(diào)城市立面布置，應(yīng)與相交廣場、道路、出入口等平順銜接城市道路縱段設(shè)計需注意的問題公路等級城市道路等級高速公路快速路一級公路主干路二級公路次干路三級公路支路四級公路路基設(shè)計洪水頻率1/1001/1001/501/25按具體情況確定路基設(shè)計洪水頻率表2-6228第28頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計應(yīng)同時使曲線半徑和曲線長度兩方面均符合規(guī)定對于同向豎曲線，若豎曲線間直線坡段不長時，應(yīng)盡可能取消直坡段合并為單豎曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷臂豎曲線對于反向豎曲線之間必須設(shè)有直坡段，直坡段長度一般不小于按設(shè)計車速3s行程長度，即不短于豎曲線設(shè)計計算行車速度（Km/h）凸形豎曲線半徑（m）凹形豎曲線半徑（m）120200001200010016000100008012000800060900060004030002000從視覺觀點所需的最小豎曲線半徑值表2-6329第29頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計平曲線（包括圓曲線和緩和曲線）豎曲線兩方面重合，是平、縱線形最好的組合使平曲線長于豎曲線（將豎曲線包括在內(nèi)）更好平、縱線形組合

30第30頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計平、豎曲線重合時，其曲線半徑大小應(yīng)保持均衡，一般平、豎曲線半徑之比為1：10～1：20平曲線和豎曲線的均衡

31第31頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計不得在凸曲線的底部，設(shè)置平曲線的起（終）點避免在一個平面曲線內(nèi)設(shè)置兩個豎曲線或平面的直線段上包括兩個以上的豎曲線在一個豎曲線內(nèi)也不得包括兩個或兩個以上平曲線長陡坡下避免設(shè)置小半徑平曲線，也不得將陡坡與小半徑平曲線重合線形設(shè)計同時應(yīng)根據(jù)地形、地物、地貌等條件選用各線形要素，合理組合平、縱線形組合注意事項32第32頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)道路縱斷面設(shè)計