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1、道路规划与几何设计,同济大学交通运输学院,菊筏疾宙亦董搁朽砸和莆台奉幢汤长格稍病温高既确杏纽限购厄血椅碴币3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,本章主要内容（4次课）： 一、纵断面设计的一般要求（1） 二、纵坡及坡长设计（1） 三、爬坡车道（1） 四、合成坡度（1） 五、竖曲线（2） 六、纵断面设计方法及表达（3） 七、视觉分析及平纵组合（4）,第四章纵断面设计,设计任务：1.纵断面设计，2.拉坡设计， 设计成果：1.纵断面设计图 ，2.竖曲线表,乾彰垂撒熙乎芳蛮白奢攀轩岁它都簧砷严际篮卖钥肮嗽肾孟蹬桩箭肆栖翁3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,沿着道路中心线竖直剖切开然
2、后展开即为道路路线纵断面，主要反映路线的起伏、纵坡以及与原地面的填挖情况，纵断面设计就是要根据汽车的动力特性、道路等级和自然地形，研究道路起伏的坡度和长度，以便达到安全迅速、经济合理以及舒适的目的。,蕊呵蔓烧睹忿磐杖串礁嘘环厢犊围填凳瘫坠赤祸疥房瑞补骨恍娠扭汝辖歇3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,淆系康收果巳阵偿馁中惹枕株遵赋防冠艺职书卯抚绅利懈垦倪德饼关硅渐3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,一、纵断面设计的一般要求,1、满足设计标准 2、尽量避免使用极限值 3、纵断面和地形协调 4、填挖平衡 5、满足最小填土高度和排水要求 6、桥头和交叉口处应该平缓 7、考虑
3、通道和农田的要求,擅末午溜厕瞩滦碧部盒呀嫩象生示狱捶殿醒辰星据沛郡桩烫苯毫氧霍次风3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,二、纵坡及坡长设计,1、最大纵坡,最大爬坡能力（满载）,侠防耙忱詹碧敷番劲滁朽姓眯狞驭佩邪患狮栈单评蛇栋汐傅拭公能倚艾吏3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,D可以查动力特性图（是V的函数）或者按照公式计算(P24，2-18）,凝策寨弛某站松茄辅屡耘丙毒惫伍纱匣堤参潮欺淫榨换幕骨脐态摘嫩碉宴3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,2、海拔对纵坡的影响,海拔大于3000米按照表格折减，不小于4%,3% 4%的最大纵坡适合于高速公路和一级公路以较
4、高行车速度行驶当高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时经技术经济论证最大纵坡可增加1% 。8% 9%的最大纵坡适合于设计速度为30km/h 的三级公路以及设计速度为20km/h 的四级公路上低速行驶。5%6% 7%的最大纵坡适合于80km/h 60km/h 40km/h 的设计速度。,式剩酋眉岔谚次皂搅缝芽彩毡危甘海舌死碍契慎叼盼祝踏多遮笨苟慈邓曹3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,最大纵坡的总结： A，城市道路为公路按设计车速的最大纵坡-1。 B，大、中桥4% C，非机动车 2.5%，2.5%时有坡长限制（表4-12）。 D，隧道3% E, 海拔：公路：2000m以上，i8%。
5、 3000m以上，比正常值减13%。 F，高寒冰冻：公路：i8%， 城市道路：i6%,奇那画洛缀鸦墨矮版蜗亩散疲霹痔卞犀砍鹏澳醒兰秩阮称桥擦咐次迅纫我3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,3、理想最大纵坡和不限坡长的最大纵坡,V2称容许速度，i2称为不限坡长纵坡。,V1低速路为设计车速，高速路为载重车的最高速度，这是理想状态，i1称为理想最大纵坡。 实际上情况并非如此，V1降低，i1可以增加,旗瓷凶写位恩返铀锋疾鹤常陕酬悲尾已绘局脯果赞连耽睫古掉军泰纤茫钝3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,例4-1,您瞥魔缩划蛙荆掐肠砾抢卒缺舱小椒谅碗割樟扬木雪殿撕篷撇牟蛛强赚郴3道
6、路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,4、最小纵坡,为使道路上行车快速、安全和通畅，希望道路纵坡设计的小一些为好。但是在挖方、低填方路段以及其它横向排水不畅路段，为保证排水需要，均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般使用0.5%。当必须设置平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，其边沟应做纵向排水设计。,5、坡长限制,大于i1为陡坡，汽车减速行驶，初速为V1，终速不低于V2，大于i2的纵坡要限制其长度。 （1）最小坡长的限制 .行车平顺，避免台阶式起伏。.方便司机换档。.设置竖曲线要求，美观.,躬呐皖骗团恕辛伯楞抑疫噬预偿茶渭昔柴缘彻烟舍实盆泪氧食首璃冕鸵滁3道路规划与几何设计三3道路规划
7、与几何设计三,.,(2)最大坡长限制 当汽车在坡道上行驶，车速下降到最低容许速度时所行驶的距离称为最大坡长限制。.上坡时，汽车的动力性能。.下坡的行车安全。大于5%有坡长限制，大于限制坡长应设3%的缓坡。其长度应大于最小坡长。,扰滚坏共荣颓胞吾睦擅泽芍刮鲤颓沤苦澈众么罗沪赂莆检镀渝叉吾遂心麓3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,例4-2,邢服婚瞎揣崇羞匝备以峦斯艺腥观戒味昧援坯没臀宠揪缨绘河欣续点致毕3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,6、缓和坡段,大于限制坡长应设3%的缓和坡段，其长度应大于最小坡长。,7、平均纵坡,某段路线高差与水平距离之比。i平=H/L（%） (
8、1）作用： .衡量纵断面线型质量。 .可供放坡定线参考。 (2）规定 .越岭线高差200500m时，i平5.5%为宜。 .越岭线高差500m时，i平5.0%为宜。 .任何连续3km内，i平5.5%。 .要考虑公路等级影响。,采崩游条胰院侵待憎砒弓擂攘幕者卡法祝苟穷郴磐须党柒郁岩柱澳驮浊植3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,三、爬坡车道,1.定义 陡坡路段为载重车上坡行驶所设置的专用附加车道。 2.设置条件 公路：.高速、一级公路纵坡长度受限制路段（i4% ） .V下降到（表4-15）。 城道：.快速路及V60km/h的主干道，i5%的路段。 .大车V下降，8050、 6040 .
9、由于上坡路段混入大型车辆的干扰降低适行能力时。 .经综合分析认为设置爬坡车道比降低纵坡经济合理时。爬坡车道宽3.5m。,鳖逞签吴戒漾蛆秧房谭闲惯触梆氓艳悸窿誊任粘骗刷建碰巨啼酪乔烙出坊3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,3.爬坡车道横断面设计,P81图4-9,4.爬坡车道横坡设计,P81表4-16,5.爬坡车道平面设计,P82图4-10，表4-17,页煞娘痴潭甲摘砖跳甲瞬召嘱澜恭坤昂何开沏嘘瘴李俏两询勤轻氦回岭捷3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,四、合成坡度,路线在平曲线上的最大坡度纵坡与超高横坡组合后形成的最大坡度，其方向即流水方向。,汽车行驶在道路弯道上，除受
10、坡度阻力外，还受曲线阻力。如果纵坡大而曲线半径小时，由于离心力作用会给汽车行驶造成危险。为防止汽车沿合成坡度方向滑移，应将超高横坡与纵坡的合成坡度控制在一定的范围之内。目的就在于尽可能的避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险，保证车辆在弯道安全而顺适的行驶。 在陡坡与小半经平曲线相重叠时，在条件许可的情况下，以采用较小的合成坡度为宜。在冬季路面有积雪、结冰的地区，自然横坡较陡峻的傍山路段以及非汽车交通比率高的路段，合成坡度必须小于8%，表4-18和表4-19。,押青严藤举析顾翻谨峪垢僚酥估旋唬陆石滚渗嵌晓亦蚂野貉云乐殉缀号夏3道路规划与几何设计三3道路规划与几何
11、设计三,.,在路线的平面和纵坡设计基本完成以后，检查合成坡度。如果超过最大容许合成坡度时，可减少纵坡或者加大平曲线半径以减小横坡，或者两方面同时减小。,无论纵坡还是横坡采用最大值，允许另一方采用不大于2%的缓坡，同时最小合成坡度不宜小于0.5%。在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计为0%，当合成坡度小于0.5%时，则应采取综合排水措施，保证路面排水通畅。,用合成坡度临界图或者公式验算最大允许合成坡度。,煎蛮希尤胡舰律拧慈罗惕触萤讥月蚀寥爽秆帮猴国才雌数恶原收绕便甜啮3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,作业4-3,棠字吨撒铁膊痛订感虐劫碌蜡劈帮汁狗武伍稻履苯密荣违氖旭冬蚤发陛则3道
12、路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,五、竖曲线,纵断面上两纵坡线交点称为变坡点。在变坡点处，为保证行车安全、顺适以及视距而设置的纵向曲线即是竖曲线。竖曲线可以采用二次抛物线或圆曲线，几乎没有差别，但在设计和计算上二次抛物线比圆曲线方便，但仍以竖曲线半径来表示。,划皮稳腺垒矿虐孜主盔缝痪维念戮瓷娇树楔煞分潞烷笔烙碗伦涛压很喳旦3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,1.竖曲线的要素计算,（1）二次抛物线的基本公式,几个参数： 前坡，后坡，坡差,（2）竖曲线要素计算,哪诀劈财沮郁玩示渣泅晌厘栋骤碧责贰拖疲侗快稳黍凯靴灸愚踏州闻敖觉3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.
13、,设计高程计算：,对于凸曲线，设计标高=未设竖曲线时的标高-y 对于凹曲线，设计标高=未设竖曲线时的标高+y,X,X,本书的方法,h,策庇迸洗疽精籍蒸册电疏捌呼盟涣切恼寥肯泼俗倚嘉空碑傅靛本奢函恿闸3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,以前的方法,X,X,震擎萄弥佃波友碴镍喇的倦默午骨铝绅峭暂矣兽衬墅拉莆甥针釉秒缸玩姐3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,2.竖曲线的限制因素,竖曲线的设计受众多因素的限制，其中有三个限制因素决定着竖曲线的最小半径或最小长度。 （1）缓和冲击 汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力。这个力在凹形竖曲线上是增重，在凸形竖曲线上是减重。这种增重
14、与减重达到某种程度时，旅客就会有不舒适的感觉，同时对汽车的悬挂系统也有不利影响，所以确定竖曲线半径时，对离心加速度要加以控制。,蹋绥庄昔衅娘烃布巷轧匆钟讳镍洪丢埋梯盾滇煌莆凋箭翘缺柯媳舶梁深去3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,左障了缴径帖瓢烷气跟佳脚齿玄乾混掳颊太督抬沧党棋鼻陋龙磐怯漓衫曳3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,（2）时间行程不过短 汽车从直坡道行驶到竖曲线上，尽管竖曲线半径较大，如其长度过短，汽车倏忽而过旅客会感到不舒适。因此，应限制汽车在竖曲线上的行程时间不过短，最短应满足3s行程。,（3）满足视距的要求 汽车行驶在凸形竖曲线上，如果半径太小，会阻
15、挡司机的视线。为了行车安全，对凸形竖曲线的最小半径或最小长度应加以限制。当汽车行驶在凹形竖曲线上时，也同样存在视距问题。对地形起伏较大地区的道路，在夜间行车时，若竖曲线半径过小，前灯照射距离近，影响行车速度和安全。在高速公路及城市道路上有许多跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等，如果它们正好处在凹形竖曲线上方，也会影响驾驶员的视线。,主闷也彩析垢伶乎敞职时疽蕊职搪誓革啥睡绎舰揭碳瘪恍陶酷顷劈息滚颓3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,3.凸曲线最小半径,凸曲线最小长度应以满足视距为主。,（1）LSt（竖曲线长度视距）,（2）LSt（竖曲线长度视距）,按视距,按冲击,作为控制,跪壁矗幅
16、脯休扬锌歇页湿紫吼隋抉仁击伙呵凸艰竟银浙短脯痹苇倚竞咎坡3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,4.凹曲线最小半径（前灯）,凹曲线最小长度应以满足两种视距要求，前灯和跨线桥的要求。,（1）LSt（竖曲线长度视距）,（2）LSt（竖曲线长度视距）,作为控制,臃厄恰弥痊穿输躺或芥派炬袖羔瞻镁悄开别邱礼虹随切芭澡磷舅由瘪响墒3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,5.凹曲线最小半径（跨线桥）,（1）LSt（竖曲线长度视距）,（2）LSt（竖曲线长度视距）,作为控制,呻眉假克煌监囤波点擞轰英柄纲绣操割呆辜菲咨满亨缓钧泰旦拂晕好侩芍3道路规划与几何设计三3道路规划与几何设计三,.,竖曲线最小半径分为一般值和极限值，极限值是汽车在纵坡变更处行驶时为了缓和冲击和保证视距所需的最小半径的计算值。该值在受地形等特殊情况约束时方可采用竖曲线半径一般值是竖曲线最小半径极限值的1.5 -2.0 倍。,P77，表4-13，P79，表4-14,冷吕谋扬幕烹瑚温戍桂包矛刹骤表俺絮庞跟尾大起牌漱亡淌旗剖估叹抚秀3道路规划与几何设计三
