工学道路勘测设计第三章

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1、 第三章第三章 纵断面设计纵断面设计 第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述一、线路纵断面一、线路纵断面名词解释：名词解释：1 1、线路纵断面：公路中线在竖向切面的投影。、线路纵断面：公路中线在竖向切面的投影。 反映（上坡、下坡、平坡、竖曲线）反映（上坡、下坡、平坡、竖曲线）2 2、纵断面图：体现线路的起伏，纵坡的大小、填高挖深。、纵断面图：体现线路的起伏，纵坡的大小、填高挖深。3 3、地面线：通过路中线的原地面标高的连线。、地面线：通过路中线的原地面标高的连线。4 4、设计线：路肩边缘标高的连线。、设计线：路肩边缘标高的连线。5 5、地面标高：地面线上各点标高。、地面标高：地面线上各点标

2、高。6 6、设计标高：设计线上各点标高。、设计标高：设计线上各点标高。7 7、施工高度：设计高、施工高度：设计高 地面高地面高8 8、填高挖深：设计高、填高挖深：设计高 地面高地面高填（路堤）填（路堤） 设计高设计高 RPR加速加速 PRP200M i200M i平均近平均近5.5%5.5%为宜；任何相为宜；任何相连连5KM5.5%5KM5.5%；困难地段任何相连；困难地段任何相连3KM6%3KM6%。 四、坡长限制（最大坡长）“ “缓坡宜长，陡坡宜短缓坡宜长，陡坡宜短” ”、“ “三里坡，一里平三里坡，一里平” ”是对较陡纵是对较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。坡的最大长度和一

3、般纵坡的最小长度加以限制。1 1、理由：根据汽车的性能，过长陡坡对行车不利，上坡难，、理由：根据汽车的性能，过长陡坡对行车不利，上坡难，下坡更难，刹车多，易出事，对非机动车辆也不利。下坡更难，刹车多，易出事，对非机动车辆也不利。2 2、规定：当纵坡、规定：当纵坡5%5%时时 纵坡纵坡 5i6 6i7 7i8 8i95i6 6i7 7i8 8i9坡长限制坡长限制 800m 500m 300m 200m800m 500m 300m 200m另：由几个连续大坡组合时，应按平均坡度验算最大坡长。另：由几个连续大坡组合时，应按平均坡度验算最大坡长。另：由几个连续大坡组合时，应按平均坡度验算最大坡长。另：

4、由几个连续大坡组合时，应按平均坡度验算最大坡长。例：若例：若6.5%6.5%用用200M,200M,接接7.5%7.5%可用多少米可用多少米? ? 200/500=2/5 200/500=2/5；12/5=3/512/5=3/5；3/5*300=180M3/5*300=180M 五、最短坡长1 1、理由：坡长太短，起伏大，易震荡，不舒适，来不及换档。、理由：坡长太短，起伏大，易震荡，不舒适，来不及换档。2 2、规定：、规定： 二二 三三 四四最小坡长最小坡长 平平 重重 平平 重重 平平 重重 200 120 150 100 120 80 200 120 150 100 120 80 陡坡陡坡

5、 陡坡陡坡 休息坡休息坡六、缓和坡段（休息坡）1 1、理由：、理由：为换档方便为换档方便 便于在此长度内加速和减速便于在此长度内加速和减速便于停车检修便于停车检修2 2、规定：当纵坡在、规定：当纵坡在5%5%时，接缓和坡断，其时，接缓和坡断，其i i不大于不大于3%3%，一般不小于，一般不小于100M100M，困难地不小于，困难地不小于80M80M。七、纵坡折减（半径小于50M的曲线上的纵坡）1 1、理由：、理由：弯道内側长度短，弯道内側长度短， i i纵纵 i i最大最大故内側纵坡大于中线纵坡。故内側纵坡大于中线纵坡。设超高后，增加了附加坡度设超高后，增加了附加坡度iF iF。i i最大最大

6、=i=i纵纵2+ i2+ i横横2 2 i i横横增加了弯道的阻力，车转弯时将消耗牵引力，增加了弯道的阻力，车转弯时将消耗牵引力， 使爬坡能力受影响。使爬坡能力受影响。海拔大于海拔大于3000M3000M时，空气稀薄，汽车牵引力下降，影响爬时，空气稀薄，汽车牵引力下降，影响爬坡能力。坡能力。2 2、规定：、规定： R 15 20 25 30 40 50R 15 20 25 30 40 50纵坡折减纵坡折减 4% 3% 2.5% 2% 1.5% 1%4% 3% 2.5% 2% 1.5% 1%折减后若小于折减后若小于4%,4%,仍用仍用4%.4%.八、爬坡车道：只在高速公路和一级公路有，为解八、爬

7、坡车道：只在高速公路和一级公路有，为解决通过能力而设置，在其它公路一般不设置。自习决通过能力而设置，在其它公路一般不设置。自习本点。本点。问题问题:1:1、最大纵坡制定时应考虑哪几个因素。、最大纵坡制定时应考虑哪几个因素。 2 2、何为平均纵坡，有何规定。、何为平均纵坡，有何规定。 3 3、为什么要纵坡折减。、为什么要纵坡折减。 第四节 纵坡设计的原则和方法一、纵断面设计的原则一、纵断面设计的原则一、纵断面设计的原则一、纵断面设计的原则（一）满足规程的各项规定：最大纵坡；最小纵坡；平均纵坡；（一）满足规程的各项规定：最大纵坡；最小纵坡；平均纵坡；最大最小坡长；缓和坡段；纵坡折减。最大最小坡长；

8、缓和坡段；纵坡折减。（二）路基最小填土高度（二）路基最小填土高度1 1、洪水位以上、洪水位以上0.5M0.5M。2 2、潮湿地带，地下水位较高，最小填土、潮湿地带，地下水位较高，最小填土0.5M0.5M。3 3、（暗涵）最小填土高度、（暗涵）最小填土高度 0.5M0.5M（三）大中桥尽量设计为平坡（当必须用纵坡时不宜超过（三）大中桥尽量设计为平坡（当必须用纵坡时不宜超过4%4%，位于村镇附近不超过位于村镇附近不超过3%3%）。）。（四）平面交叉（四）平面交叉 1 1、公路与公路：尽量在水平段相交，紧接水平段的纵坡一般、公路与公路：尽量在水平段相交，紧接水平段的纵坡一般 3%3%，困难地段，困难

9、地段 5%5%。 2 2、铁路与公路：交叉两端应设有、铁路与公路：交叉两端应设有 13M13M的水平段的纵坡上。的水平段的纵坡上。（五）在纵向移挖作填时，争取填挖平衡，减少借方和弃方。（五）在纵向移挖作填时，争取填挖平衡，减少借方和弃方。 1 1、当山坡坦于、当山坡坦于1 1：2.52.5时时, ,半挖半填。半挖半填。 2 2、当山坡陡于、当山坡陡于1 1：1.51.5时，全挖。时，全挖。 3 3、当地质不良（滑坡），全填。、当地质不良（滑坡），全填。二、纵坡设计（拉坡）方法二、纵坡设计（拉坡）方法注意三点：注意三点：1 1、拉坡由选线人员担任，因其更明了地形情况，可、拉坡由选线人员担任，因其

10、更明了地形情况，可根据选线时预先布置的纵坡来拉。根据选线时预先布置的纵坡来拉。2 2、陡坡地段要核对横断面，要把控制断面可能填或、陡坡地段要核对横断面，要把控制断面可能填或最少需要挖的尺寸标在纵断图上。最少需要挖的尺寸标在纵断图上。3 3、地质、桥涵人员提供设计资料和意见、地质、桥涵人员提供设计资料和意见 。（一）标出高程控制点（一）标出高程控制点（直接影响纵坡设计标高的点） 据选线记录和野外调查资料，在纵断图上标出沿线各控据选线记录和野外调查资料，在纵断图上标出沿线各控制点的位置及所需要的标高。制点的位置及所需要的标高。1 1、控制性控制点、控制性控制点公路起终点；垭口；桥梁；地质不良公路起

11、终点；垭口；桥梁；地质不良地段最小填土标高；灌溉涵洞；沿河线的洪水位；路线交叉地段最小填土标高；灌溉涵洞；沿河线的洪水位；路线交叉点作为控制坡度的依据。点作为控制坡度的依据。2 2、经济性控制点、经济性控制点横断面上各断面的经济中心填挖值，横断面上各断面的经济中心填挖值，作为拉坡参考。作为拉坡参考。OO填挖平衡点（经济点）填挖平衡点（经济点）填挖平衡点（经济点）填挖平衡点（经济点） XX控制点控制点控制点控制点 只能上只能上只能上只能上 只能下只能下只能下只能下 挡土墙挡土墙挡土墙挡土墙 点位保留，以便查考，整图上墨时去掉。点位保留，以便查考，整图上墨时去掉。点位保留，以便查考，整图上墨时去掉

12、。点位保留，以便查考，整图上墨时去掉。（二）试定纵坡（二）试定纵坡1 1、据定线意图（如大坡抢占有利地形，平直段可陡，弯曲段、据定线意图（如大坡抢占有利地形，平直段可陡，弯曲段应缓）应缓） 技术指标技术指标 行车要求（线型平顺，纵坡均衡，三面协调）行车要求（线型平顺，纵坡均衡，三面协调） 控制点的要求（技术点，经济点）控制点的要求（技术点，经济点） 地面线的情况（纵向填挖平衡，减少工程量）地面线的情况（纵向填挖平衡，减少工程量）2 2、以控制点为控制，又要满足大多数的经济点的要求。若二、以控制点为控制，又要满足大多数的经济点的要求。若二者的矛盾较大，进一步研究控制点能否有所改动的余地，并估者的

13、矛盾较大，进一步研究控制点能否有所改动的余地，并估计到改动后引起的结果，最后再定坡。计到改动后引起的结果，最后再定坡。3 3、不能仅从一头向前定坡，要前后照顾，交出变坡点。先画、不能仅从一头向前定坡，要前后照顾，交出变坡点。先画能符合几个控制点的某一段线，再画能符合其它控制点的某一能符合几个控制点的某一段线，再画能符合其它控制点的某一段线，二段线相交得出变坡点。（尽量落在段线，二段线相交得出变坡点。（尽量落在10M10M的桩上）的桩上） （三）调整纵坡（三）调整纵坡比较：所定坡度与野外定线坡度比较，二者基本相符。比较：所定坡度与野外定线坡度比较，二者基本相符。检查：检查纵坡度；坡长；纵坡折减及

14、与平曲线配合是否适宜。检查：检查纵坡度；坡长；纵坡折减及与平曲线配合是否适宜。注意：坡长不能太碎，变坡点在注意：坡长不能太碎，变坡点在10M10M桩上。桩上。1 1、调整的方法：、调整的方法：抬高坡线抬高坡线降低坡线降低坡线延长坡线延长坡线缩短坡线缩短坡线 6%6%加大坡度加大坡度 5%5% 7.5%7.5%减少坡度减少坡度 6.5%6.5% 2、调整原则：调整时应以少脱离控制点，少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定的纵坡相符合。例：例： 200M200M 6 68% 8% 交三级重丘，困难地带交三级重丘，困难地带 200M A200M A：坡长超限：坡长超限 7 75% B5% B：平竖

15、重叠：平竖重叠 C C；纵坡折减未满足；纵坡折减未满足 R=30 R=20R=30 R=20 R=40 R=40（四）根据横断面重点核对（四）根据横断面重点核对1 1、从纵断面图上直接读出填挖高度、从纵断面图上直接读出填挖高度 检查：重要控制点；填挖较大处；挡土墙检查：重要控制点；填挖较大处；挡土墙2 2、检查结果，若：填挖过多、检查结果，若：填挖过多（图（图3 3）；坡角交不上；坡角交不上地面线地面线（图（图4 4）；挡土墙工程过大；挡土墙工程过大（图（图5 5）；避免超；避免超高加宽后出现挡土墙高加宽后出现挡土墙（图（图6 6） 则：再调整则：再调整（五）确定纵坡（五）确定纵坡 用三角板推

16、出纵坡度（取小数点后一位），计算用三角板推出纵坡度（取小数点后一位），计算出变坡点标高。出变坡点标高。三、注意事项：1 1、回头曲线地段（、回头曲线地段（4%4%） 先确定此段坡度，然后向二端分定。先确定此段坡度，然后向二端分定。大中桥大中桥 （平坡）（平坡） 2 2、桥头设竖曲线时、桥头设竖曲线时（图（图7 7）： 3 3、避免驾驶只能看到近处或远处，而看不到凹出。、避免驾驶只能看到近处或远处，而看不到凹出。（图（图8 8）4 4、避免竖曲线顶点设在平曲线起点处，易出事。、避免竖曲线顶点设在平曲线起点处，易出事。（图（图9 9）5 5、避免竖曲线顶点设在急弯上。、避免竖曲线顶点设在急弯上。

17、凸形：视力线得不到引导，看不到平曲线的变化，尤其夜凸形：视力线得不到引导，看不到平曲线的变化，尤其夜间灯射空，造成急弯方向盘。间灯射空，造成急弯方向盘。 凹形：凹形：A A；汽车在加速时，急转弯。；汽车在加速时，急转弯。 B B：错觉（把上坡看成过大：错觉（把上坡看成过大）（图）（图1010） C C：车身觉察不出下坡，而认为是上坡，过分加速。：车身觉察不出下坡，而认为是上坡，过分加速。6 6、避免将竖曲线顶部设在反向曲线转向处。、避免将竖曲线顶部设在反向曲线转向处。（图（图1111） 因：视线得不到引导，到竖曲线顶部才开始转弯。因：视线得不到引导，到竖曲线顶部才开始转弯。 问题：问题：问题：

18、问题：1 1、纵坡拉坡设计的步骤。、纵坡拉坡设计的步骤。、纵坡拉坡设计的步骤。、纵坡拉坡设计的步骤。 2 2、高程控制点。、高程控制点。、高程控制点。、高程控制点。 3 3、拉坡设计应注意的事项、拉坡设计应注意的事项、拉坡设计应注意的事项、拉坡设计应注意的事项。 第五节 竖曲线在纵坡变坡点处，考虑视距要求和行车的平稳，设置竖曲线予以在纵坡变坡点处，考虑视距要求和行车的平稳，设置竖曲线予以缓和。缓和。一、竖曲线的基本要素一、竖曲线的基本要素 i i1 1 i i i i2 2 i i 1 1、变坡角：、变坡角： i i= i= i1 1 i i2 2 i i1 1，i i2 2带符号，上坡时为带

19、符号，上坡时为“ “+”+”，小坡为，小坡为“ “ ” ” i i为为“ “+”+”时时凸形曲线凸形曲线 i i为为“ “”时时凹形曲线凹形曲线 当当 i i2%2%时应设竖曲线时应设竖曲线2 2、半径、半径R R 尽量采用大半径尽量采用大半径 采用采用50M50M的倍数的倍数 R R最小最小=500M=500M3 3、切线长：、切线长：T=TT=T1 1=T=T2 2=L/2=R*=L/2=R*i i/2/24 4、曲线长：、曲线长：L= R*L= R* i i=2T =2T 最小长度不小于该公路的计算行最小长度不小于该公路的计算行车速度车速度5 5、外距：、外距： E=TE=T2 2 /2

20、R /2R6 6、距起点、距起点X X处的标高处的标高 Y=XY=X2 2 /2R /2R 设计时设计时 凸形：设计高凸形：设计高= =切线高切线高YY 凹形：设计高凹形：设计高= =切线高切线高+Y+Y 二、计算实例二、计算实例例例1 1、已知、已知i i1 1=+0.075, i=+0.075, i2 2=0.09,=0.09,变坡点桩号变坡点桩号0+2800+280，高程，高程215215，R=500M,R=500M,求曲线内求曲线内0+2400+240，0+2600+260，0+2800+280，0+3000+300，0+3200+320的设计标高。的设计标高。解：解：ii= i= i

21、1 1 i i2 2=+0.165 =+0.165 为凸竖曲线为凸竖曲线 T=R*T=R*i i/2=500*0.165/2=41M/2=500*0.165/2=41ME=TE=T2 2/2R=412/2*500=1.68/2R=412/2*500=1.68起点桩号：起点桩号：K0+02841=K0+239;K0+02841=K0+239;终点桩号：终点桩号：K0+028+41=K0+321K0+028+41=K0+321公式：设计高公式：设计高= =切线高切线高YY桩号XY切线高设计高0+23900+24010212212+26021044213521306+2804116821521332

22、+30021044213221276+3201021142114+32100 竖曲线最小半径及最小长度竖曲线最小半径及最小长度 二三四平重平重平重凸形极限3004501400250450100一般45007002000400700200凹形极限20004501000250450100一般30007001500400700200最小长度703550253520设V804060304020作业：1、已知i1=+0.06, i2=0.045，变坡点的桩号2+600，高程185，R=700求曲线内每隔10M的设计高。2、已知i1=0.09, i2=0.015，变坡点的桩号5+450，高程503.84，

23、R=1500,求曲线内每隔20M的设计高。3、已知i1=0.09, i2=0.03，变坡点的桩号0+360，高程207.80，R=500 求曲线内每隔10M的设计高。第六节 纵断面线形及其与平面线形的组合 纵断面线形设计要素纵断面线形设计要素纵断面线形设计要素纵断面线形设计要素：是从汽车动力学出发的最低要素，只：是从汽车动力学出发的最低要素，只宜在工程受限情况下采用。条件允许时应选用比前几节讲的最小宜在工程受限情况下采用。条件允许时应选用比前几节讲的最小值大得多的指标。值大得多的指标。 在技术经济适宜的情况下，还应顾及驾驶员视觉和心理上的在技术经济适宜的情况下，还应顾及驾驶员视觉和心理上的要求

24、（保证行车有足够的安全感；舒适感和视觉美感。要求（保证行车有足够的安全感；舒适感和视觉美感。一、纵断面线形组合一、纵断面线形组合1 1、纵断面线形应适应地形并使其平顺，避免起伏坡。、纵断面线形应适应地形并使其平顺，避免起伏坡。2 2、纵坡起伏不宜过大或过于频繁，尽力避免采用极限纵坡。、纵坡起伏不宜过大或过于频繁，尽力避免采用极限纵坡。 缓坡宜长，陡坡宜短缓坡宜长，陡坡宜短 对坡度、坡长、缓和坡段的规定对坡度、坡长、缓和坡段的规定 越岭线将最陡的坡放在山脚，近垭口处纵坡放缓（保视距）越岭线将最陡的坡放在山脚，近垭口处纵坡放缓（保视距） 连续升、降坡时要避免反坡。连续升、降坡时要避免反坡。3 3、

25、避免只能看到近处和远处，而看不到中凹处（直线段）、避免只能看到近处和远处，而看不到中凹处（直线段） 引起视觉中断和不安，以增大土方控制。引起视觉中断和不安，以增大土方控制。4 4、避免断背竖曲线（直线太短）、避免断背竖曲线（直线太短） 宁可改为一个单曲线或复曲线宁可改为一个单曲线或复曲线 视线不顺畅，直线好像浮在上面视线不顺畅，直线好像浮在上面二、纵断面线形与平面线形的组合基本原则：基本原则：1 1、视觉要自然诱导驾驶员的视线，保证视觉、视觉要自然诱导驾驶员的视线，保证视觉连续性连续性连续性连续性。2 2、平纵指标应大小、平纵指标应大小均衡均衡均衡均衡，使线形在视觉、心理上保，使线形在视觉、心

26、理上保持协调。持协调。3 3、选择组合得当的、选择组合得当的合成坡度合成坡度合成坡度合成坡度，以利排水和安全。，以利排水和安全。（一）竖曲线与平曲线的组合(1)(1)平、竖曲线大半径时，使平、竖曲线重合，并平大于竖。平、竖曲线大半径时，使平、竖曲线重合，并平大于竖。 优点：有利于视线诱导；有利于行车的安全；线性舒美。优点：有利于视线诱导；有利于行车的安全；线性舒美。 平曲线比凸形竖曲线长度（一端）大平曲线比凸形竖曲线长度（一端）大20100M20100M。当平、竖当平、竖R R较小时，不得重叠组合。较小时，不得重叠组合。车速车速 120 100 80 60 40 30 20120 100 80

27、 60 40 30 20平平R 1000 700 400 200 100 50 R 1000 700 400 200 100 50 5050竖竖R 15000 10000 5000 2500 2000 1500 1000 R 15000 10000 5000 2500 2000 1500 1000 （2 2）避免将小半径平曲线起（终）点，放在竖曲线顶部或）避免将小半径平曲线起（终）点，放在竖曲线顶部或底部，不宜竖曲线顶部设在反向曲线拐点处。底部，不宜竖曲线顶部设在反向曲线拐点处。（3 3）平、竖曲线大小应保持均衡（）平、竖曲线大小应保持均衡（1 1：10201020） 一个长平曲线包含二个竖曲

28、线，或一个长竖曲线包含二个一个长平曲线包含二个竖曲线，或一个长竖曲线包含二个平曲线都不是理想的组合，视觉上别扭，平、竖曲线重合时平曲线都不是理想的组合，视觉上别扭，平、竖曲线重合时半径之比为半径之比为1 1：10201020。 （4 4）若组合无法得当，且二者半径都小于界限值，）若组合无法得当，且二者半径都小于界限值，则将平、竖曲线拉开距离（竖曲线设在直线段上，则将平、竖曲线拉开距离（竖曲线设在直线段上，平曲线设在直坡上）。平曲线设在直坡上）。（5 5）暗弯）暗弯凸曲线凸曲线 明弯明弯凹曲线凹曲线 合理合理 若若ii较大时，较大时， 暗暗凹凹 明明凸凸 不宜不宜（二）纵断面与长直线的组合1 1

29、、直坡配合长直线：线形单调，行车疲劳，易超速行驶。、直坡配合长直线：线形单调，行车疲劳，易超速行驶。2 2、直线、直线配一个竖曲线配一个竖曲线较好。较好。3 3、若直线（不长距离）、若直线（不长距离）配二次变坡配二次变坡 三次变坡三次变坡 形成台阶形（驼峰、暗凹、跳跃）形成台阶形（驼峰、暗凹、跳跃）为此：为此：只要路线有起伏，就要避免长直线，最好使平面路线随纵只要路线有起伏，就要避免长直线，最好使平面路线随纵坡变化，略加转折，并把平、竖曲线合理组合坡变化，略加转折，并把平、竖曲线合理组合尽可能避免驾驶员一眼就看到路线方向，转折二次以上或尽可能避免驾驶员一眼就看到路线方向，转折二次以上或起伏三次以上。起伏三次以上。（三）急弯与陡坡的组合 最大合成坡度不宜大于最大合成坡度不宜大于8%8% 最小合成坡度不宜小于最小合成坡度不宜小于0.5% 0.5% 急弯不与陡坡重叠急弯不与陡坡重叠第七节 纵断面设计成果本节内容自习，归纳出绘制纵断面图的步骤。本节内容自习，归纳出绘制纵断面图的步骤。问题：问题：1 1、纵断面线形应注意几个问题。、纵断面线形应注意几个问题。2 2、竖曲线与平曲线组合应注意几点。、竖曲线与平曲线组合应注意几点。3 3、纵断面与长直线组合应注意几点。、纵断面与长直线组合应注意几点。