公路工程概論第3章 縱斷面設(shè)計(jì)課件

1、第三章 道路縱斷面設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：一、概述二、縱坡設(shè)計(jì)三、豎曲線設(shè)計(jì)四、平縱面線形組合設(shè)計(jì)五、高等級道路上的爬坡車道9/20/20221第一節(jié) 概述9/20/20222一、道路的縱斷面和縱斷面圖用一曲面沿道路中線豎直剖切，展開成平面稱道路的縱斷面。反映路線在縱斷面上的形狀、位置及尺寸的圖形叫路線縱斷面圖，它反映路線所經(jīng)地區(qū)中線之地面起伏情況與設(shè)計(jì)標(biāo)高之間的關(guān)系,它與平面圖、橫斷面圖結(jié)合起來，就能夠完整地表達(dá)道路的空間位置和立體線形。9/20/20223二、縱斷面設(shè)計(jì)考慮因素 1、道路的性質(zhì) 2、任務(wù) 3、等級 4、地形、地質(zhì)、水文等因素 5、考慮路基穩(wěn)定、排水及工程量等的要求 6、對縱坡的大小、

2、長短、前后縱坡情況 7、豎曲線半徑大小 8、平面線形的組合關(guān)系9/20/20224四、路基設(shè)計(jì)標(biāo)高的規(guī)定1、對于新建公路，高速公路和一級公路采用中央分隔帶外側(cè)邊緣標(biāo)高;2、新建二、三、四級公路采用路基邊緣標(biāo)高，在設(shè)置超高和加寬路段則是指在設(shè)置超高加寬之前該處標(biāo)高;3、對于改建公路，一般按新建公路的規(guī)定辦理，也可以采用中央分隔帶中線或行車道中線標(biāo)高;4、對城市道路而言，路基設(shè)計(jì)標(biāo)高一般是指車行道中心。 9/20/20226五、縱坡度的表示方式 縱坡度的表示方式不用角度，而用百分?jǐn)?shù)（）9/20/20227七、道路縱斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容 包括縱坡設(shè)計(jì)和豎曲線設(shè)計(jì) 9/20/20229第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)一、縱坡

3、度二、坡長限制三、合成坡度四、縱坡設(shè)計(jì)的一般要求五、縱坡設(shè)計(jì)方法與縱斷面設(shè)計(jì)圖9/20/202210一、縱坡度1、最大縱坡2、最小縱坡3、平均縱坡4、高原縱坡折減9/20/2022111、最大縱坡(1)最大縱坡的影響 最大縱坡的大小將直接影響路線的長短、使用質(zhì)量、行車安全以及運(yùn)營成本和工程的經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)還影響路面的設(shè)計(jì)與施工。9/20/2022121、最大縱坡(2)確定最大縱坡的考慮因素 確定最大縱坡主要是依據(jù)汽車的動(dòng)力特性、道路等級、自然條件、車輛行駛安全以及工程、運(yùn)營經(jīng)濟(jì)等因素進(jìn)行確定。9/20/2022131、最大縱坡(3)最大縱坡的規(guī)定公路 設(shè)計(jì)速度為120km/h、100km/h、8

4、0km/h的高速公路受地形條件或其它特殊情況限制時(shí)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，最大縱坡可增加1%。 公路改建中，利用原有公路的設(shè)計(jì)速度為40km/h、30km/h、20km/h的路段，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，最大縱坡可增加1%。 海拔2000m以上或積雪冰凍地區(qū)的四級公路，最大縱坡不應(yīng)大于8%。9/20/2022141、最大縱坡(4)特別規(guī)定大、中橋上的縱坡不宜大于，橋頭引道的縱坡不宜大于，位于市鎮(zhèn)附近非汽車交通較多的地段，橋上及橋頭引道的縱坡均不得大于，緊接大、中橋橋頭兩端引道的縱坡應(yīng)與橋上縱坡相同。隧道內(nèi)縱坡不應(yīng)大于，并不小于.（獨(dú)立明洞和短于50m的隧道其縱坡不受此限制），緊接隧道洞口的路線縱坡應(yīng)與隧道內(nèi)

5、縱坡相同。在非汽車交通比例較大的路段，可根據(jù)具體情況將縱坡適當(dāng)放緩：平原、微丘區(qū)一般不大于；山嶺、重丘區(qū)一般不大于9/20/2022162最小縱坡為了保證挖方地段、設(shè)置邊溝的低填方地段和橫向排水不暢地段的縱向排水，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定，規(guī)定各級公路的長路塹路段、以及其它橫向排水不暢的路段，均應(yīng)采用不小于.的縱坡。當(dāng)必須設(shè)計(jì)水平坡（）或小于.的縱坡時(shí)：公路：邊溝排水設(shè)計(jì)應(yīng)與縱坡設(shè)計(jì)一起綜合考慮，其邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計(jì)，在城市道路：一般可采用設(shè)置鋸齒形偏溝或采取其它排水措施來處理。9/20/2022173平均縱坡(2）規(guī)定.越嶺線高差200500m時(shí)，ip5.5%為宜。.越嶺線高差500m

6、時(shí)，ip5.0%為宜。.任意連續(xù)3km內(nèi)，ip5.5%。.要考慮公路等級影響。9/20/2022194高原縱坡折減 在海拔高度較高地區(qū)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率會(huì)因空氣稀薄而降低，相應(yīng)地降低了汽車的爬坡能力，因此對海拔高度在m以上地區(qū)公路最大縱坡應(yīng)予以折減，折減值見表33。經(jīng)折減后的最大縱坡如小于4，則仍用4。 高原縱坡折減值 表33海 拔 高 度（m）30004000400050005000以上折 減 值（%）1239/20/202220二、坡長限制1、最大坡長限制2、最小坡長限制3、組合坡長9/20/2022211、最大坡長限制考慮上坡易開鍋；下坡剎不住車；緩和坡段：在縱坡長度達(dá)到坡長限制時(shí)，按規(guī)

7、定設(shè)置的較小縱坡路段。 最大坡長限制見表3-4和表3-59/20/2022222、最小坡長限制 最小坡長是指相鄰兩個(gè)變坡點(diǎn)之間的最小長度。1）為什么要做最小坡長限制？（1）若其長度過短，就會(huì)使變坡點(diǎn)個(gè)數(shù)增加，行車時(shí)顛簸頻繁，當(dāng)坡度差較大時(shí)還容易造成視覺的中斷，視距不良，從而影響到行車的平順性和安全性。（2）若坡長過短，則不能滿足設(shè)置最短豎曲線這一幾何條件的要求。（3）方便司機(jī)換檔9/20/2022232、最小坡長限制2）最小坡長限制的取值最小坡長通常以設(shè)計(jì)速度行駛s的行程作為規(guī)定值。一般在設(shè)計(jì)速度大于或等于時(shí)??；設(shè)計(jì)速度為時(shí)?。辉O(shè)計(jì)速度為時(shí)取。9/20/2022243.組合坡長當(dāng)連續(xù)陡坡是由幾

8、個(gè)不同受限坡度值的坡段組合而成時(shí)，應(yīng)按不同坡度的坡長限制折算確定。如三級公路某段 120/300(8%)+300/500(7%)=2/5+3/5=19/20/2022269/20/202227在路線的平面和縱坡設(shè)計(jì)基本完成以后，檢查合成坡度。如果超過最大容許合成坡度時(shí)，可減少縱坡或者加大平曲線半徑以減小橫坡，或者兩方面同時(shí)減小。無論縱坡還是橫坡采用最大值，允許另一方采用不大于2%的緩坡，同時(shí)最小合成坡度不宜小于0.5%。在超高過渡的變化處，合成坡度不應(yīng)設(shè)計(jì)為0%，當(dāng)合成坡度小于0.5%時(shí)，則應(yīng)采取綜合排水措施，保證路面排水通暢。用合成坡度臨界圖或者公式驗(yàn)算最大允許合成坡度。9/20/20222

9、9四、縱坡設(shè)計(jì)一般要求1、公路縱坡設(shè)計(jì)一般要求1）縱坡設(shè)計(jì)必須符合標(biāo)準(zhǔn)、公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范和城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于縱坡的有關(guān)規(guī)定。各級公路的最大縱坡值及陡坡限制坡長，一般不輕易使用，而應(yīng)當(dāng)留有余地。只有在越嶺線中為爭取高度、縮短路線長度或避免工程艱巨地段等不得已時(shí)才采用最大值。2）縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)考慮地形特征。平原、微丘地形的縱坡應(yīng)均勻、平緩；丘陵地形的縱坡應(yīng)避免過分遷就地形而起伏過大；山嶺、重丘地形的沿河線，應(yīng)盡量采用平緩的縱坡，坡度不宜大于6；越嶺線的縱坡應(yīng)力求均勻，應(yīng)盡量不采用極限或接近極限的坡度，更不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡夾短距離緩坡的縱坡線形，越嶺展線不應(yīng)設(shè)置反坡。9/20/202230四、

10、縱坡設(shè)計(jì)一般要求1、公路縱坡設(shè)計(jì)一般要求3）縱面線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，設(shè)計(jì)成視覺連續(xù)、平順而圓滑的線形，并重視平縱面線形的組合。短距離內(nèi)要避免線形起伏過于頻繁，由于縱面線形連續(xù)起伏，使視線中斷，視覺不良；避免能看得見近處和遠(yuǎn)處而看不見中間的凹陷路段，由于線形發(fā)生凹陷，出現(xiàn)隱蔽路段，使駕駛員視覺不適，產(chǎn)生莫測感，影響行車速度和安全；在較長的連續(xù)陡坡路段，宜將最陡的縱坡放在底部，接近頂部的縱坡放緩些；應(yīng)注意與平面線形的配合。4）縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合自然條件綜合考慮。為利于路面和邊溝排水，一般情況下最小縱坡以不小于0.5為宜。在受洪水影響的沿河路段及平原區(qū)的低洼路段，應(yīng)保證路線的最低標(biāo)高，以免受洪水沖刷，確

11、保路基穩(wěn)定。9/20/202231四、縱坡設(shè)計(jì)一般要求1、公路縱坡設(shè)計(jì)一般要求5）縱坡設(shè)計(jì)為保證路基穩(wěn)定，應(yīng)盡量減少深路塹和高填方，在設(shè)計(jì)中應(yīng)重視縱、橫向填挖的調(diào)配利用，爭取填挖平衡，盡量利用挖方作就近填方，以減少借方和廢方，降低工程造價(jià)。6）縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合道路沿線的實(shí)際情況和具體條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并適當(dāng)照顧農(nóng)業(yè)機(jī)械、農(nóng)田水利等方面的要求。9/20/202232四、縱坡設(shè)計(jì)一般要求2、城市道路縱坡設(shè)計(jì)一般要求 1)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)臨街建筑立面布置及沿路范圍內(nèi)地面水的排除。 2)為保證行車安全、舒適，縱坡宜緩順，起伏不宜頻繁。 3)山城道路及新辟道路的縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮土石方

12、平衡、汽車運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益等因素，合理確定路面設(shè)計(jì)標(biāo)高。 4)機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車混合行駛的車行道，宜按非機(jī)動(dòng)車爬坡能力設(shè)計(jì)縱坡度。 5)縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)對沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水要求綜合考慮。9/20/202233五、縱斷面設(shè)計(jì)方法與縱斷面設(shè)圖（一）縱斷面設(shè)計(jì)方法與步驟1、準(zhǔn)備工作 (1)路線縱斷面圖的地面線; (2)繪出平面直線、平曲線示意圖，寫出每個(gè)中樁的樁號和地面標(biāo)高以及沿線土壤地質(zhì)說明資料; (3)并熟悉和掌握全線有關(guān)勘測設(shè)計(jì)資料，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖和要求。9/20/2022342、標(biāo)注控制點(diǎn)所謂控制點(diǎn)，就是指影響縱坡設(shè)計(jì)的高程控制點(diǎn)?！翱刂泣c(diǎn)”可分為兩類，一類是屬于控制性的“控制點(diǎn)

13、”，控制路線縱坡設(shè)計(jì)時(shí)必須通過它或限制從其上方或下方通過。這類控制點(diǎn)主要有公路路線的起終點(diǎn)、埡口、重要橋梁及特殊涵洞、隧道的控制標(biāo)高，重要城鎮(zhèn)通過位置的標(biāo)高以及受其它因素限制而使路線必須通過的控制點(diǎn)標(biāo)高等；對于城市道路控制點(diǎn)是指城市橋梁橋面標(biāo)高控制點(diǎn)、立交橋橋面標(biāo)高控制點(diǎn)、鐵路道口標(biāo)高（按鐵路軌頂標(biāo)高計(jì)算）、平面交叉相交中心點(diǎn)控制標(biāo)高、重要建筑物的地坪標(biāo)高、滿足重要管線最小覆土厚度的控制標(biāo)高等。9/20/2022352、標(biāo)注控制點(diǎn)第二類是屬于參考性的“控制點(diǎn)”，叫經(jīng)濟(jì)點(diǎn)。對于山嶺重丘區(qū)的公路，除應(yīng)標(biāo)出控制性質(zhì)的“控制點(diǎn)”以外，還應(yīng)考慮各橫斷面上橫向填挖基本平衡的經(jīng)濟(jì)點(diǎn)，以降低工程造價(jià)，如圖31

14、0所示。橫斷面上的經(jīng)濟(jì)點(diǎn)有以下三種情況：9/20/202236圖3-2 橫斷面上的經(jīng)濟(jì)點(diǎn)9/20/2022379/20/2022383.試坡試坡主要是在已標(biāo)出“控制點(diǎn)”的縱斷面圖上，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、選線意圖，考慮各控制點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)點(diǎn)的要求以及地形變化情況，初步定出縱坡設(shè)計(jì)線的工作。試坡應(yīng)以“控制點(diǎn)”為依據(jù)，照顧多數(shù)“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”。當(dāng)個(gè)別“控制點(diǎn)”確實(shí)無法滿足時(shí)，應(yīng)對控制點(diǎn)重新研究，以便采取彌補(bǔ)措施。試坡的要點(diǎn)可以歸納為：“前后照顧，以點(diǎn)定線，反復(fù)比較，以線交點(diǎn)”。9/20/202239 4.調(diào)坡 調(diào)坡主要從以下兩方面進(jìn)行： 1)結(jié)合選線意圖進(jìn)行調(diào)坡。將試坡線與選線時(shí)所考慮的坡度進(jìn)行比較，兩者應(yīng)基本相符。

15、若有脫離實(shí)際情況或考慮不周現(xiàn)象，則應(yīng)全面分析，找出原因，權(quán)衡利弊，決定取舍。 2)對照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范進(jìn)行調(diào)坡。詳細(xì)檢查設(shè)計(jì)最大縱坡、坡長限制、縱坡折減以及平縱線形組合是否符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的要求。特別要注意陡坡與平曲線、豎曲線與平曲線、橋頭接線、路線交叉、隧道及渡口碼頭等地方的坡度是否合理，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整修正。調(diào)整坡度線的方法有抬高、降低、延長、縮短縱坡線和加大、減小縱坡度等。調(diào)整時(shí)應(yīng)以少脫離控制點(diǎn)、少變動(dòng)填挖為原則，以便調(diào)整后的縱坡與試定縱坡基本相符。9/20/2022405.核對 核對主要在有控制意義的特殊橫斷面上進(jìn)行。如選擇高填深挖、擋土墻、重要橋涵及人工構(gòu)造物以及其它重要控制點(diǎn)的斷面

16、等。其做法是：在縱斷面圖上直接由厘米格讀出相應(yīng)樁號的填挖高度，將此值用“路基橫斷面透明模板”套在相應(yīng)橫斷面地面線上，檢查若有填挖過大、坡腳落空、擋墻過高、橋涵填土不夠以及其它邊坡不穩(wěn)現(xiàn)象，則需調(diào)整坡度線。核對是保證縱面設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，對某些復(fù)雜地段，如山區(qū)橫坡陡峻的傍山線，這一工作尤為重要。9/20/202241 6.定坡 經(jīng)調(diào)整核對合理后，即可確定坡度線。所謂定坡，就是把坡度值、變坡點(diǎn)位置（樁號）和高程確定下來。變坡點(diǎn)的位置直接從圖上讀出，一般要調(diào)整到整10米樁位上。變坡點(diǎn)的高程是根據(jù)路線起點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高由已定的坡度、坡長依次推算而來。由于現(xiàn)在內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)都由道路CAD系統(tǒng)來完成，因此，坡段的

17、坡度也可以由CAD系統(tǒng)確定的變坡點(diǎn)標(biāo)高進(jìn)行反算。精度要求：變坡點(diǎn)樁號：一般要調(diào)整到10m的整樁號上坡度值：精確到小數(shù)點(diǎn)兩位（百分位），即0.00%變坡點(diǎn)高程：精確到小數(shù)點(diǎn)三位（千分位），即0.000中樁高程：精確到小數(shù)點(diǎn)兩位（百分位），即0.00 9/20/202242道路的縱坡設(shè)計(jì)是在全面掌握設(shè)計(jì)資料的基礎(chǔ)上經(jīng)過多次方案比較，精心設(shè)計(jì)才能完成。除以上提到的設(shè)計(jì)要求外，縱坡設(shè)計(jì)還要注意：與平面線形的合理組合，以得到較佳的空間組合線形；回頭曲線路段縱坡的特殊要求；大中橋上不宜設(shè)置豎曲線，即不宜設(shè)變坡點(diǎn)；注意交叉口、城鎮(zhèn)、大中橋、隧道等地段路線縱坡的特殊要求。9/20/2022437.設(shè)計(jì)豎曲線根

18、據(jù)道路等級和情況,確定豎曲線半徑,并計(jì)算豎曲線要素。8.高程計(jì)算根據(jù)已定的縱坡和變坡點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高及豎曲線半徑,即可計(jì)算出各樁號的設(shè)計(jì)標(biāo)高。中樁設(shè)計(jì)標(biāo)高與對應(yīng)原地面標(biāo)高之差即為路基施工高度，當(dāng)兩者之差為“”，則是填方；兩者之差為“”，則是挖方。 9/20/202244(二)縱斷面設(shè)計(jì)圖1. 公路縱斷面設(shè)計(jì)圖路線縱斷面圖是縱斷面設(shè)計(jì)的最終成果，是道路設(shè)計(jì)文件的重要組成部分，如圖3-4?？v斷面圖上的概念： 在縱斷面圖上表示原地面的標(biāo)高線稱為地面線。 地面線上各點(diǎn)的標(biāo)高稱為地面標(biāo)高，沿道路中線所作的縱坡設(shè)計(jì)線稱為縱斷面設(shè)計(jì)線，在縱斷面設(shè)計(jì)線上的各點(diǎn)標(biāo)高稱為設(shè)計(jì)標(biāo)高（又稱為路基設(shè)計(jì)標(biāo)高）。任一樁號的設(shè)計(jì)

19、標(biāo)高與地面標(biāo)高之差，稱為該樁號的施工高度（即填挖值）?？v斷面圖反映路線所經(jīng)地區(qū)中線之地面起伏情況與設(shè)計(jì)標(biāo)高之間的關(guān)系。9/20/202245道路縱斷面設(shè)計(jì)圖采用直角坐標(biāo)，以橫坐標(biāo)（水平方向）表示里程及樁號，縱坐標(biāo)（垂直方向）表示水準(zhǔn)高程。為了突出地形起伏，縱橫坐標(biāo)通常采用不同的比例尺。橫坐標(biāo)比例尺一般與路線平面圖一致，為1：2000或1：5000，縱坐標(biāo)的比例尺相應(yīng)為1：200或1：500。在縱斷面圖中，圖的上半部應(yīng)包括如下主要內(nèi)容： 高程、地面線、設(shè)計(jì)線、豎曲線及其要素； 橋涵（橋梁按橋型、孔數(shù)及孔徑標(biāo)繪，注明橋名、結(jié)構(gòu)類型、中心樁號、設(shè)計(jì)水位；跨線橋示出交叉方式；涵洞與通道按樁號及底高繪出

20、，注明結(jié)構(gòu)類型、中心樁號、孔數(shù)及孔徑）； 隧道（按長度、高度標(biāo)繪，注明名稱和起始點(diǎn)樁號）； 與道路、鐵路交叉時(shí)的樁號及路名； 水準(zhǔn)點(diǎn)的位置、編號及高程； 斷鏈樁位置及長短鏈關(guān)系； 沿線跨越河流的現(xiàn)有水位和設(shè)計(jì)洪水位，影響路基穩(wěn)定的地下水位等。9/20/202246圖3-4 公路路線縱斷面9/20/202247(二)縱斷面設(shè)計(jì)圖2. 城市道路縱斷面設(shè)計(jì)圖當(dāng)設(shè)計(jì)縱坡小于0.3%時(shí)，道路兩側(cè)街溝應(yīng)作鋸齒形街溝設(shè)計(jì)，以滿足排水要求，并分別算出雨水進(jìn)水口和分水點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，注在相應(yīng)的圖欄內(nèi)。城市道路縱斷面圖的比例尺一般采用水平方向1:5001：1000，垂直方向1：501：100。9/20/202248

21、圖3-5 城市道路路線縱斷面9/20/202249第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)縱斷面上兩相鄰不同坡度線的交點(diǎn)稱為變坡點(diǎn) 。為保證行車安全、舒適以及視距的需要，而在變坡處設(shè)置的縱向曲線，即為豎曲線。9/20/202250第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)相鄰兩坡度線的交角用坡度差“”表示，=i2-i1 為正，變坡點(diǎn)在曲線下方，豎曲線開口向上，稱為凹形豎曲線；為負(fù)，變坡點(diǎn)在曲線上方，豎曲線開口向下，稱為凸形豎曲線。 各級道路在變坡點(diǎn)處均應(yīng)設(shè)置豎曲線。豎曲線的線形采用二次拋物線。由于在其應(yīng)用范圍內(nèi)，圓曲線與拋物線幾乎沒有差別，因此，豎曲線通常表示成圓曲線的形式，用圓曲線半徑R來表示豎曲線的曲率半徑。 9/20/202251豎

22、曲線示意圖9/20/2022529/20/2022539/20/202254豎曲線幾何要素 9/20/2022559/20/2022569/20/202257二、豎曲線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1、豎曲線最小半徑2、豎曲線最小長度9/20/2022581、豎曲線最小半徑凹形豎曲線極限最小半徑凸形豎曲線極限最小半徑豎曲線的一般最小半徑9/20/2022591)凹形豎曲線極限最小半徑 主要從限制離心力、夜間行車前燈照射的影響以及在跨線橋下的視距三個(gè)方面計(jì)算分析確定。（1）從限制離心力不致過大考慮汽車在豎曲線上產(chǎn)生的離心力為： 則： (3-10)式中：F汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)受到的離心力（N）；單位車重受到的離心力。根據(jù)日本資料

23、限制為 =0.028，代入上式得：1、豎曲線最小半徑9/20/2022609/20/202261式中：s前燈照射距離(m)，按行車視距長度取值； h前燈高度(m)，取h=0.75m; 前燈向上的照射角，取 =1o。將s、h、 取值代入式（312）得： 9/20/202262（3）從保證跨線橋下的視距考慮 為保證汽車穿過跨線橋時(shí)有足夠的視距，也應(yīng)對凹形豎曲線最小半徑加以限制。 綜合分析以上三種情況后，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以限制凹形豎曲線離心力條件為依據(jù)，即采用式3-10制定出凹形豎曲線極限最小半徑的規(guī)定值，如表311和表312。 9/20/2022639/20/2022649/20/2022659/20/2

24、022669/20/2022673)豎曲線一般最小半徑豎曲線極限最小半徑是緩和行車沖擊和保證行車視距所必需的豎曲線半徑的最小值，該值只有在地形受限制迫不得已時(shí)才采用。通常為了使行車有較好的舒適條件，設(shè)計(jì)時(shí)多采用大于極限最小半徑1.52.0倍的半徑值，此值即為豎曲線一般最小半徑。倍數(shù)1.52.0，隨設(shè)計(jì)車速減小而取用較大值。標(biāo)準(zhǔn)和城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的豎曲線一般最小半徑如表311和表312。 9/20/2022682豎曲線最小長度存在的問題：豎曲線的長度很短時(shí)，容易使司機(jī)產(chǎn)生急促的變坡感覺；同時(shí)，豎曲線長度過短，易對行車造成沖擊。規(guī)定：豎曲線上3s的行程時(shí)間控制豎曲線的最小長度。標(biāo)準(zhǔn)和城市道路設(shè)

25、計(jì)規(guī)范對豎曲線的最小長度的規(guī)定如表311和表312。9/20/202269三、豎曲線設(shè)計(jì)1豎曲線設(shè)計(jì)的一般要求1)宜選用較大的豎曲線半徑。在不過分增加工程量的情況下，宜選用較大的豎曲線半徑。2)同向豎曲線應(yīng)避免“斷背曲線”。同向豎曲線特別是同向凹形豎曲線間，如直坡段不長，應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線。9/20/202270三、豎曲線設(shè)計(jì)1豎曲線設(shè)計(jì)的一般要求3)反向曲線間，一般由直坡段連接，也可徑相連接。反向豎曲線間最好設(shè)置一段直坡段，直坡段的長度應(yīng)能保證汽車以設(shè)計(jì)車速行駛3s的行程時(shí)間，以使汽車從失重（或增重）過渡到增重（或失重）有一個(gè)緩和段。如受條件限制也可互相連接或插入短的直坡段。4)豎曲線設(shè)

26、置應(yīng)滿足排水需要。若相鄰縱坡之代數(shù)差很小時(shí)，采用大半徑豎曲線可能導(dǎo)致豎曲線上的縱坡小于0.3%，不利于排水，應(yīng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。9/20/2022719/20/202272選擇豎曲線半徑主要應(yīng)考慮以下因素： 1)選擇半徑應(yīng)符合表3-11、3-12所規(guī)定的豎曲線的最小半徑和最小長度的要求。 2)在不過分增加土石方工程量的情況下，為使行車舒適，宜采用較大的豎曲線半徑。3)結(jié)合縱斷面起伏情況和標(biāo)高控制要求，確定合適的外距值，按外距控制選擇半徑： 2.半徑的選擇9/20/202273選擇豎曲線半徑主要應(yīng)考慮以下因素： 4)考慮相鄰豎曲線的連接（即保證最小直坡段長度或不發(fā)生重疊）限制曲線長度，按切線長度選擇

27、半徑： 5)過大的豎曲線半徑將使豎曲線過長，從施工和排水來看都是不利的，選擇半徑時(shí)應(yīng)注意。 6)對夜間行車交通量較大的路段考慮燈光照射方向的改變，使前燈照射范圍受到限制，選擇半徑時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大，以使其有較長的照射距離。2.半徑的選擇9/20/202274第四節(jié) 平縱面線形組合設(shè)計(jì)為什么要做平縱組合設(shè)計(jì)？平縱組合設(shè)計(jì)的考慮因素平縱組合設(shè)計(jì)總的目標(biāo)：安全、舒適、快速和經(jīng)濟(jì)。9/20/202275第四節(jié) 平縱面線形組合設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容：一、組合設(shè)計(jì)的原則二、組合設(shè)計(jì)要點(diǎn)9/20/2022761)應(yīng)在視覺上能自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。這樣可以使駕駛員及時(shí)和準(zhǔn)確地判斷路線的變化情況，不致因

28、錯(cuò)覺而發(fā)生事故。任何使駕駛員感到茫然、迷惑或判斷失誤的線形，必須盡力避免。在視覺上能否自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線，是衡量平、縱線形組合好否的基本條件。2)平、縱面線形的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)大小均衡，使線形在視覺上、心理上保持協(xié)調(diào)。平曲線與豎曲線的大小如果不均衡，會(huì)給人以不愉快的感覺，失去了視覺上的均衡性。對于縱面線形反復(fù)起伏，而平面上卻采用高標(biāo)準(zhǔn)的線形是無意義的，反之亦然。3)合成坡度應(yīng)組合得當(dāng)，以利于路面排水和行車安全。合成坡度過大，對行車不利，合成坡度過小則對排水不利也影響行車。在進(jìn)行平縱組合設(shè)計(jì)時(shí)，如條件可能，一般最大合成坡度不宜大于8，最小合成坡度不宜小于0.5。4)注意與道路周圍環(huán)境的配合。配合得

29、好，它可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，還可以起到引導(dǎo)視線的作用。一、組合設(shè)計(jì)的原則9/20/202277二、線形組合設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1.平曲線與豎曲線的組合1)平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線，如圖49。這種組合是使豎曲線和平曲線對應(yīng)，最好使豎曲線的起、終點(diǎn)分別放在平曲線的兩個(gè)緩和曲線內(nèi)，即所謂的“平包豎”。對于等級較高的道路應(yīng)盡量做到這種組合，并使平、豎曲線半徑都大一些才顯得協(xié)調(diào)，特別是凹形豎曲線處車速較高，二者半徑更應(yīng)該大一些。9/20/2022782)平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡所謂均衡，是指平、豎曲線幾何要素要大體平衡、勻稱、協(xié)調(diào)，不要把過緩與過急、過長與過短的平曲線和豎曲線

30、組合在一起。根據(jù)德國計(jì)算統(tǒng)計(jì)，若平曲線半徑小于1000m，豎曲線半徑大約為平曲線半徑的1020倍時(shí)，便可達(dá)到均衡的目的。德國的具體經(jīng)驗(yàn)列于表314，可作設(shè)計(jì)參考。平曲線半徑（m）豎曲線半徑（m）平曲線半徑（m）豎曲線半徑（m）50010000110030000700120001200400008001600015006000900200002000100000100025000平、豎曲線半徑的均衡 表3149/20/202279平、豎曲線半徑的均衡 表314小半徑平曲線與大半徑豎曲線的組合9/20/202280平曲線與豎曲線的平衡組合9/20/2022813)暗、明彎與凸、凹豎曲線暗彎與凸形豎

31、曲線及明彎與凹形豎曲線的組合是合理、悅目的。對暗與凹、明與凸的組合，當(dāng)坡差較大時(shí)，會(huì)給人留下舍坦坡、近路不走，而故意爬坡、繞彎的感覺。此種組合在山區(qū)難以避免，只要坡差不大，矛盾也不很突出。9/20/2022824)平、豎曲線應(yīng)避免的組合1)設(shè)計(jì)車速40km/h的公路，凸形豎曲線的頂部和凹形豎曲線的底部，不得插入小半徑平曲線。2)凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部，不得與反向平曲線的頂點(diǎn)重合。3)小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相互重疊。4)平面轉(zhuǎn)角小于7的平曲線不宜與坡度角較大的凹形豎曲線組合在一起。5)在完全通視的條件下，長上（下）坡路段的平面線形多次轉(zhuǎn)向形成蛇形的組合線形，應(yīng)極力避免。9/20/

32、2022832.直線與縱斷面的組合 平面的長直線與縱面的直坡線配合，對雙車道公路超車方便，在平坦地區(qū)易與地形相適應(yīng)，但行車單調(diào)乏味，易疲勞。直線上一次變坡是較好的平、縱組合，從美學(xué)觀點(diǎn)講以包括一個(gè)凸形豎曲線為好，而包括一個(gè)凹形線次之；直線中短距離內(nèi)二次以上變坡會(huì)形成反復(fù)凸凹的“駝峰”和“凹陷”，看上去線形既不美觀也不連貫，使駕駛員的視線中斷。因此，只要路線有起有伏，就不要采用長直線，最好使平面路線隨縱坡的變化略加轉(zhuǎn)折，并把平、豎曲線合理地組合。9/20/2022842.直線與縱斷面的組合使用時(shí)，應(yīng)避免：1） 長直線配長坡。2） 直線上短距離內(nèi)多次變坡。3） 直線段內(nèi)不能插入短的豎曲線。4） 在

33、長直線上設(shè)置坡陡及曲線長度短、半徑小的凹形豎曲線。5） 直線上的縱斷面線形應(yīng)避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍等使駕駛者視覺中斷的線形。9/20/2022853.平、縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合道路作為一種線形構(gòu)造物，應(yīng)將其視為景觀的對象來研究。修建道路會(huì)對自然景觀產(chǎn)生影響，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定破壞作用。而道路兩側(cè)的自然景觀會(huì)影響道路上汽車的行駛，特別是對駕駛員的視覺、心理以及駕駛操作等都有很大影響。平、縱線形組合必須是在充分與道路所經(jīng)地區(qū)的景觀相配合的基礎(chǔ)上進(jìn)行。否則，即使線形組合滿足了有關(guān)規(guī)定，也不一定是良好設(shè)計(jì)。對于駕駛員來說，只有看上去具有連續(xù)而流暢的線形和優(yōu)美的景觀，才能稱為舒適和安全的道路。對設(shè)計(jì)速

34、度高的道路，駕駛員的精力會(huì)高度集中，視角減少而視點(diǎn)增長，平、縱線形組合設(shè)計(jì)與周圍景觀配合尤為重要。9/20/202286道路景觀工程包括內(nèi)部協(xié)調(diào)和外部協(xié)調(diào)兩方面。其中內(nèi)部協(xié)調(diào)主要指平、縱線形視覺的連續(xù)性和立體協(xié)調(diào)；而外部協(xié)調(diào)是指道路與其兩側(cè)坡面、路肩、中間帶、沿線設(shè)施等的協(xié)調(diào)以及道路宏觀位置。實(shí)踐證明，線形與景觀的配合應(yīng)遵循以下原則：1) 應(yīng)在道路的規(guī)劃、選線、設(shè)計(jì)、施工全過程中重視景觀要求。尤其在規(guī)劃和選線階段，比如對風(fēng)景旅游區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、名勝古跡區(qū)、文物保護(hù)區(qū)等景點(diǎn)和其它特殊地區(qū)，一般以繞避為主。2) 在選定路線時(shí)，應(yīng)充分地利用自然風(fēng)景，如孤山、湖泊、大樹等，或人工建筑物如水壩、橋梁、農(nóng)

35、舍等，盡量作到路線與大自然融為一體，不產(chǎn)生生硬感和隔斷大自然。特別是在長直線路段上，應(yīng)使駕駛者能看到前方顯著的景物。必要時(shí)，路旁可設(shè)置一些設(shè)施，以消除單調(diào)感。3) 對道路本身不能僅把它當(dāng)作技術(shù)對象，還應(yīng)把它作為景觀來看待，為此道路修建時(shí)要少破壞沿線自然景觀，縱面盡量避免高填深挖。9/20/2022874) 橫面設(shè)計(jì)要使邊坡造型和綠化與現(xiàn)有景觀相適應(yīng)，彌補(bǔ)填挖對自然景觀的破壞。有條件時(shí)，可適當(dāng)放緩邊坡或?qū)⑦吰碌淖兤曼c(diǎn)修整圓滑，使邊坡接近于自然地面的形式，增進(jìn)路容美觀。不得已時(shí)，可采用修整、植草皮、種樹等措施加以補(bǔ)救。5) 應(yīng)進(jìn)行綜合綠化處理，避免形式和內(nèi)容上的單一化，應(yīng)將綠化作為誘導(dǎo)視線、點(diǎn)綴風(fēng)

36、景以及改造環(huán)境的一種措施而進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。中央分隔帶的植樹除符合防眩要求外，也應(yīng)考慮景觀要求，種植常青植物叢并注意形態(tài)的適當(dāng)變化。6) 應(yīng)根據(jù)技術(shù)和景觀要求合理選定構(gòu)造物的造型、色彩，使道路構(gòu)造物成為對自然景觀的補(bǔ)充。如跨線橋、跨河橋、服務(wù)區(qū)、沿線設(shè)施等作為道路上的景點(diǎn)要講究藝術(shù)造型，避免單一化。 9/20/202288寬容的交通工程設(shè)施涵洞處理9/20/202289寬容的交通工程設(shè)施解體消能設(shè)計(jì)9/20/202290川九路9/20/202291川九路9/20/202292第五節(jié) 高等級道路上的爬坡車道主要內(nèi)容：一、設(shè)置爬坡車道的條件二、爬坡車道的設(shè)計(jì)9/20/202293一.設(shè)置爬坡車道的條件1、概念爬坡車道是陡坡路段主