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1、2018/9/16,1,道路纵断面设计,概述纵坡和坡长设计竖曲线设计爬坡车道和变速车道道路平纵线形的组合设计道路纵断面设计方法,2018/9/16,2,纵断面的基本概念 道路纵断面设计的内容,一、 概述,2018/9/16,3,纵断面的基本概念,1、纵断面：道路中线的竖向剖面为道路纵断面图路线纵断面是一条高低起伏的空间线,2018/9/16,4,路线设计：指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，分解为平面设计、纵断面设计和横断面设计。 纵断面设计主要任务：根据汽车行驶的动力特性、道路等级、当地自然地理条件以及工程经济性等，研究纵断面线几何构成的大小和长度，以达到安全、经济、舒适行车的目的。
2、纵断面线形布置（设计纵坡的确定）包括设计标高的控制、设计纵坡和转坡点的确定,地面线 设计线,地面线：根据中线上各桩点地面高程点绘的一条不规则折线，反映沿着中线地面起伏变化情况。 设计线：由直线和竖曲线组成，反映路线的起伏变化情况。,2018/9/16,6,2、路基设计标高,1）新建公路的路基设计标高 高速公路、一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高 二、三、四级公路采用路基边缘标高 设置超高和加宽路段，为超高和加宽前路基边缘标高,2018/9/16,7,2）改建公路的路基设计标高 一般按新建公路规定办理 采用中央分隔带中线或行车道中线的标高,2018/9/16,8,合理确定道路的纵坡度和坡长 竖
3、曲线的设计 爬坡车道的设计 平纵组合设计等内容,道路纵断面设计的内容,2018/9/16,9,纵坡设计的基本要求 最大纵坡、最小纵坡和坡长限制 缓和坡段和平均纵坡 合成坡度 高原纵坡折减,二、纵坡和坡长设计,2018/9/16,10,1、纵坡设计满足设计规范规定的各项要求； 2、设计纵坡应该具有一定的平顺性，起伏不宜过大或过于频繁。 3、地下水位较高的平原微丘区，应该满足最小填土高度，保证路基稳定； 4、纵坡设计在一般情况下考虑填挖平衡；,纵坡设计的基本要求,2018/9/16,11,5、对沿线地形、地质、地下管线、水文、气候等条件综合考虑，以保证道路的畅通和稳定。 6、对连接段纵坡，如大、中
4、桥引道两端连线等，纵坡应该平缓，避免突变。 7、在实地调查的基础上，充分考虑农田、水利等方面的要求。,2018/9/16,12,最大纵坡、最小纵坡和坡长限制,1、最大纵坡：指各级道路允许采用的最大纵坡，是道路纵断面设计的重要控制指标。主要考虑以下几方面因素： 汽车动力性能 道路等级 自然条件 城市道路中考虑交通构成,我国高速公路最大纵坡规定值,2018/9/16,14,1、最大纵坡,高速公路受到地形条件等特殊情况限制时，经技术经济论证合理，最大纵坡可以增加1%。 非汽车交通较大的路段，坡度适当放缓，平原、微丘区不大于2%3%，山岭、重丘区不大于4%-5%。 大中桥上纵坡不大于4%，桥头引道纵坡
5、不大于5% 位于海拔2000m以上或严寒冰冻地区四级公路最大纵坡不应大于8%。,2018/9/16,15,在道路挖方和低填方路段，为保证排水，纵坡最小为0.3%。 一般情况下，不小于0.5%。 对于城市道路,当最小纵坡小于0.3%时,应该设置街沟。 干旱地区以及横向排水良好的路段，其最小纵坡可不受上述限制。,2、最小纵坡,2018/9/16,16,3、坡长的限制,坡长:主要是指两个变坡点之间的水平距离。 理想的最大纵坡：载重汽车在油门全开的情况下，持续以速度V等速行驶所能克服的坡度 其中V：低速路为计算行车速度；高速路为载重汽车的最高车速。,2018/9/16,17,（1）最小坡长的限制 主要
6、考虑汽车行驶的平顺性 路容美观 相邻竖曲线的设置考虑 为计算行车速度9-15秒的行程为规定值。,2018/9/16,18,高速公路最小坡长,2018/9/16,19,（2）最大坡长的限制 最大坡长限制：就是控制汽车爬坡时，车速下降到不低于限定的最低时速时所能行驶的距离。 等级高的道路主要是小车与载重汽车因速度不同带来的相互干扰；等级低的道路为防止车速显著下降而导致汽车爬坡无力，甚至熄火,高速公路最大限制坡长,2018/9/16,20,1、缓和坡段 当连续的陡坡长度等于陡坡坡长限制的规定值时，应设置缓和坡段，恢复车速 缓和坡段纵坡不大于3%的 缓和坡段的最小长度不小于最小坡长的限制 一般情况下，
7、缓和坡段应该设置在平面直线或较大半径的平曲线上。,缓和坡段和平均纵坡,2018/9/16,21,指一定长度的路段纵向克服的高差与路线长度之比。 例如山区道路设计者交替使用极限长度的最大纵坡和缓和坡长，形成台阶式纵断面线形，是合法不合理的做法。 控制纵坡使用频率，使纵断面线形在整体上满足要求。,2、平均纵坡,2018/9/16,22,我国公路工程技术标准规定，为了合理运用最大纵坡、坡长和缓和坡段： 二、三、四级公路越岭线的平均纵坡，一般以接近5.5%（相对高差为200m）和5%(相对高差大于500m）为宜； 并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5% 城市道路平均纵坡按上述规定减少1.0
8、%,2、平均纵坡,2018/9/16,23,合成坡度指在设置超高的曲线上，道路的纵坡和超高横坡所组成的矢量和。,合成坡度,2018/9/16,24,将合成坡度控制在一定范围内，目的是尽可能的避急弯和陡坡的不利组合，防止合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险。,高速公路最大合成坡度,2018/9/16,25,在下面的情况下合成坡度应该小于8%：,冬季路面有积雪，结冰的地区 自然横坡度较陡的傍山道路 非汽车交通比例较高的路段,2018/9/16,26,高原纵坡的折减,我国公路工程技术标准规定在海拔3000m以上的高原地区，对最大纵坡进行折减,2018/9/16,27,纵断面上两相邻纵坡线的交点为变
9、坡点，为保证行车安全、舒适和视距要求，在变坡点处设置竖曲线。,三、竖曲线的设计,2018/9/16,28,缓和纵向变坡处产生的离心力 确保道路的纵向行车视距 改善行车视线诱导、利于排水,竖曲线的作用：,2018/9/16,29,竖曲线有以下两种：,（坡差）=i2-i1 0 凹形竖曲线 0 凹形竖曲线 0 凸形竖曲线 2、切线长,竖曲线要素的计算,4、竖曲线的外距,3、竖曲线上任 一点的竖距,E,h,h,2018/9/16,34,竖曲线半径和最小长度主要考虑三个因素： 汽车行驶的缓和冲击力 行驶时间 视距 注意：无论凸形竖曲线还是凹形竖曲线都要受到以上三种因素影响，最不利情况是最有效控制因素。,
10、竖曲线的设计标准,2018/9/16,35,1、限制竖曲线设计的因素,（1）汽车行驶的缓和冲击,2018/9/16,36,（2）行驶时间不应该过短,2018/9/16,37,（3）满足视距的要求,2018/9/16,38,2、凸形竖曲线最小半径和最小长度,凸形竖曲线最小长度以满足视距要求为主。,2018/9/16,39,2018/9/16,40,2018/9/16,41,凸形竖曲线和凹形竖曲线离心力作用方向相反； 凹形竖曲线的视距是以保证夜间行车安全，前灯照明应该有足够的距离来确定最小长度和半径。 保证跨线桥下行车有足够的视距,3、凹形竖曲线最小半径和最小长度,2018/9/16,42,3、凹
11、形竖曲线最小半径和最小长度,2018/9/16,43,3、凹形竖曲线最小半径和最小长度,2018/9/16,44,道路纵断面设计,概述纵坡和坡长设计竖曲线设计爬坡车道和变速车道道路平纵线形的组合设计道路纵断面设计方法,2018/9/16,45,纵断面的基本概念 道路纵断面设计的内容,一、 概述,2018/9/16,46,纵断面的基本概念,1、纵断面：道路中线的竖向剖面为道路纵断面图路线纵断面是一条高低起伏的空间线,2018/9/16,47,路线设计：指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，分解为平面设计、纵断面设计和横断面设计。 纵断面设计主要任务：根据汽车行驶的动力特性、道路等级、当地自然
12、地理条件以及工程经济性等，研究纵断面线几何构成的大小和长度，以达到安全、经济、舒适行车的目的。 纵断面线形布置（设计纵坡的确定）包括设计标高的控制、设计纵坡和转坡点的确定,地面线 设计线,地面线：根据中线上各桩点地面高程点绘的一条不规则折线，反映沿着中线地面起伏变化情况。 设计线：由直线和竖曲线组成，反映路线的起伏变化情况。,2018/9/16,49,2、路基设计标高,1）新建公路的路基设计标高 高速公路、一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高 二、三、四级公路采用路基边缘标高 设置超高和加宽路段，为超高和加宽前路基边缘标高,2018/9/16,50,2）改建公路的路基设计标高 一般按新建公路规
13、定办理 采用中央分隔带中线或行车道中线的标高,2018/9/16,51,合理确定道路的纵坡度和坡长 竖曲线的设计 爬坡车道的设计 平纵组合设计等内容,道路纵断面设计的内容,2018/9/16,52,纵坡设计的基本要求 最大纵坡、最小纵坡和坡长限制 缓和坡段和平均纵坡 合成坡度 高原纵坡折减,二、纵坡和坡长设计,2018/9/16,53,1、纵坡设计满足设计规范规定的各项要求； 2、设计纵坡应该具有一定的平顺性，起伏不宜过大或过于频繁。 3、地下水位较高的平原微丘区，应该满足最小填土高度，保证路基稳定； 4、纵坡设计在一般情况下考虑填挖平衡；,纵坡设计的基本要求,2018/9/16,54,5、对
14、沿线地形、地质、地下管线、水文、气候等条件综合考虑，以保证道路的畅通和稳定。 6、对连接段纵坡，如大、中桥引道两端连线等，纵坡应该平缓，避免突变。 7、在实地调查的基础上，充分考虑农田、水利等方面的要求。,2018/9/16,55,最大纵坡、最小纵坡和坡长限制,1、最大纵坡：指各级道路允许采用的最大纵坡，是道路纵断面设计的重要控制指标。主要考虑以下几方面因素： 汽车动力性能 道路等级 自然条件 城市道路中考虑交通构成,我国高速公路最大纵坡规定值,2018/9/16,57,1、最大纵坡,高速公路受到地形条件等特殊情况限制时，经技术经济论证合理，最大纵坡可以增加1%。 非汽车交通较大的路段，坡度适
15、当放缓，平原、微丘区不大于2%3%，山岭、重丘区不大于4%-5%。 大中桥上纵坡不大于4%，桥头引道纵坡不大于5% 位于海拔2000m以上或严寒冰冻地区四级公路最大纵坡不应大于8%。,2018/9/16,58,在道路挖方和低填方路段，为保证排水，纵坡最小为0.3%。 一般情况下，不小于0.5%。 对于城市道路,当最小纵坡小于0.3%时,应该设置街沟。 干旱地区以及横向排水良好的路段，其最小纵坡可不受上述限制。,2、最小纵坡,2018/9/16,59,3、坡长的限制,坡长:主要是指两个变坡点之间的水平距离。 理想的最大纵坡：载重汽车在油门全开的情况下，持续以速度V等速行驶所能克服的坡度 其中V：低速路为计算行车速度；高速路为载重汽车的最高车速。,2018/9/16,60,（1）最小坡长的限制 主要考虑汽车行驶的平顺性 路容美观 相邻竖曲线的设置考虑 为计算行车速度9-15秒的行程为规定值。,2018/9/16,61,高速公路最小坡长,2018/9/16,62,（2）最大坡长的限制 最大坡长限制：就是控制汽车爬坡时，车速下降到不低于限定的最低时速时所能行驶的距离。 等级高的道路主要是小车与载重汽车因速度不同带来的相互干扰；等级低的道路为防止车速显著下降而导致汽车爬坡无力，甚至熄火,
