第四章縱斷面設(shè)計(jì)

#第四章縱斷面設(shè)計(jì)第一節(jié)概述沿著道路中線(xiàn)豎直剖開(kāi)，然后在展開(kāi)即為路線(xiàn)縱斷面，見(jiàn)圖4－1。由于自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性的要求，路線(xiàn)縱斷面總是一條有起伏的空間線(xiàn)。縱斷面設(shè)計(jì)主要任務(wù)與目的縱斷面設(shè)計(jì)主要任務(wù)就是根據(jù)汽車(chē)的動(dòng)力特性、道路等級(jí)、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等，研究起伏空間線(xiàn)的幾何構(gòu)成與要素，以便達(dá)到行車(chē)安全迅速、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客舒適的目的。地面線(xiàn)與設(shè)計(jì)線(xiàn)縱斷面圖是道路縱斷面設(shè)計(jì)的主要成果，也是道路設(shè)計(jì)的重要技術(shù)文件之一。把道路縱斷面圖與平面圖結(jié)合起來(lái)，就能準(zhǔn)確地定出道路的空間位置。在縱斷面圖上有兩條主要的線(xiàn)：一條是地面線(xiàn)，另一條是設(shè)計(jì)線(xiàn)。地面線(xiàn)它是根據(jù)中線(xiàn)上各樁點(diǎn)的高程而點(diǎn)繪的一條不規(guī)則的折線(xiàn)，反映了地面的起伏與變化情況。設(shè)計(jì)線(xiàn) 它是綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和美學(xué)等諸因素之后，人為定出的一條具有規(guī)則形狀的幾何線(xiàn)，反映了道路的起伏變化情況。縱斷面設(shè)計(jì)線(xiàn)是由直線(xiàn)和豎曲線(xiàn)組成的。（1）直線(xiàn)（均勻坡度線(xiàn)） 直線(xiàn)有上坡和下坡之分，是用高差和水平長(zhǎng)度表示的。（2）豎曲線(xiàn)在直線(xiàn)的坡度轉(zhuǎn)折處為平順過(guò)渡要設(shè)置豎曲線(xiàn)，按坡度轉(zhuǎn)折形式不同，豎曲線(xiàn)有凹有凸，其大小用半徑和水平長(zhǎng)度表示。第二節(jié)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)縱坡設(shè)計(jì)的一般要求為使縱坡設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，必須在全面掌握勘測(cè)資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)綜合分析、反復(fù)比較定出設(shè)計(jì)縱坡?？v坡設(shè)計(jì)的一般要求為：縱坡設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足《標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)規(guī)定；應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過(guò)大和過(guò)于頻繁。為保證車(chē)輛能以一定速度安全、順適地行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過(guò)大或過(guò)于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值，合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長(zhǎng)度的陡坡夾最短長(zhǎng)度的緩坡。連續(xù)上坡和下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段?？v坡設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)沿線(xiàn)的地形、地下管線(xiàn)、地質(zhì)、水文、氣候、排水等方面綜合考慮，視具體情況妥善處理，以保證道路的穩(wěn)定與暢通?？v坡設(shè)計(jì)應(yīng)考慮填挖平衡，減少借方和廢方，以降低工程造價(jià)和節(jié)省用地。平原微丘地區(qū)地下水埋藏較淺，池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應(yīng)滿(mǎn)足最小坡度要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足最小填土高度的要求，以保證路基穩(wěn)定。對(duì)連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端引線(xiàn)等，縱坡應(yīng)小些，避免產(chǎn)生突變。路線(xiàn)交叉處前后的縱坡也應(yīng)平緩一些。在實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。最大縱坡最大縱坡是指在縱斷面設(shè)計(jì)中，各級(jí)道路容許采用的最大坡度值。它是路線(xiàn)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的控制指標(biāo)。在地形起伏較大的地區(qū)，它直接影響路線(xiàn)的長(zhǎng)短、使用質(zhì)量的好壞、行車(chē)的安全、運(yùn)輸?shù)某杀竞凸こ淘靸r(jià)。各級(jí)道路允許的最大縱坡是根據(jù)汽車(chē)的動(dòng)力特性、道路等級(jí)、自然條件以及工程、運(yùn)營(yíng)、經(jīng)濟(jì)等因素，通過(guò)綜合分析，全面考慮，合理確定的。汽車(chē)沿陡坡行駛時(shí)，因克服升坡阻力及其它阻力需要增大牽引力，車(chē)速便會(huì)降低。若陡坡過(guò)長(zhǎng)，將引起汽車(chē)水箱“開(kāi)鍋”、氣阻等情況，嚴(yán)重時(shí)還可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，使駕駛條件惡化；若沿陡坡下行，因制動(dòng)次數(shù)多，制動(dòng)器易發(fā)熱而失效，司機(jī)心理緊張，易引起交通事故。當(dāng)?shù)缆纺酀魰r(shí)，情況更為嚴(yán)重。我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》在規(guī)定最大縱坡時(shí)，對(duì)汽車(chē)在坡道上的行駛情況作了大量的調(diào)查與研究工作，并廣泛征求了各方面特別是駕駛員的意見(jiàn)，同時(shí)考慮了汽車(chē)帶一拖掛車(chē)及畜力車(chē)通行的狀況，結(jié)合交通組成、汽車(chē)性能、工程費(fèi)用和營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)等，經(jīng)綜合分析研究后確定了最大縱坡值，在線(xiàn)路設(shè)計(jì)時(shí)，都必須遵守。各級(jí)公路最大縱坡的規(guī)定見(jiàn)表4－3。（表下備注：（1）高速公路受地形條件或其它情況限制時(shí)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證合理，最大縱坡可增加1%；(2)海拔2000m以上或嚴(yán)寒冰凍區(qū)的山嶺重丘區(qū)四級(jí)公路，最大縱坡不應(yīng)大于8％)城市道路最大縱坡見(jiàn)下表計(jì)算車(chē)速(km/h)806050403020最大縱推薦值455.5678坡(％)限制值677899備注：海拔3000?4000m高原城市按表值減小1%,積雪寒冷地區(qū)應(yīng)控制在6%以?xún)?nèi)橋上及橋頭路線(xiàn)的最大坡度：小橋與涵洞處縱坡應(yīng)按路線(xiàn)規(guī)定采用；大、中橋上縱坡不宜大于4%；橋頭引線(xiàn)的縱坡不宜大于5%,且緊接橋頭不短于10m(山嶺、重丘區(qū)可減至5m)范圍內(nèi)的引道縱坡應(yīng)與橋上縱坡相同；隧道部分路線(xiàn)的縱坡：隧道內(nèi)縱坡不應(yīng)大于3%,且不小于0.3%；緊接隧道洞口30m范圍內(nèi)的縱坡應(yīng)與隧道內(nèi)的縱坡相同(明洞和長(zhǎng)度小于50m的隧道，可不受上述規(guī)定的限制)。在非機(jī)動(dòng)車(chē)交通比例較大的路段,可將縱坡適當(dāng)放緩：平原、微丘區(qū)一般不大于2%?3%；山嶺、重丘區(qū)一般不大于4%?5%。高原縱坡折減(自學(xué))理想的最大縱坡和不限長(zhǎng)度的最大縱坡1理想的最大縱坡理想的最大縱坡是指設(shè)計(jì)車(chē)型即載重汽車(chē)在油門(mén)全開(kāi)的情況下，持續(xù)等速行駛所能克服的坡度，可按下式計(jì)算，即=XD-f (4-1)式中：i1 理想的最大縱坡；D1 汽車(chē)行駛速度V1對(duì)應(yīng)的動(dòng)力因數(shù)，見(jiàn)圖2—4；V1 汽車(chē)行駛速度，對(duì)低速路取計(jì)算行車(chē)速度；對(duì)高速路取最高速度；f 滾動(dòng)阻力系數(shù)，見(jiàn)表2—4；人 海拔荷載修正系數(shù)。因在具有i1的坡道上載重汽車(chē)能以最高速度行駛，這樣，可以指望載重汽車(chē)與小客車(chē)、重車(chē)與輕車(chē)之間的速差最小，因而相互干擾也將最小，道路的總體通行能力將最大。2不限長(zhǎng)度的最大縱坡理想的最大縱坡固然好，但這種坡度常因地形等條件的限制很難實(shí)現(xiàn)。為此，在某些路段應(yīng)允許汽車(chē)由最大車(chē)速V1降到V2,以獲得較大的坡度。v2稱(chēng)為容許速度，不同等級(jí)的道路容許速度應(yīng)不同，其值為V>[-~1)2123J式中：V 計(jì)算行車(chē)速度(km/h)，高速路取低限，低速路取高限，見(jiàn)表1—1和表1—2。與容許速度V2相對(duì)應(yīng)的縱坡稱(chēng)為不限長(zhǎng)度的最大縱坡，可按下式計(jì)算，即i=九D-f (4-2)22式中：i2 不限長(zhǎng)度的最大縱坡；D2 與容許速度V2對(duì)應(yīng)的動(dòng)力因數(shù)，見(jiàn)圖2—4；當(dāng)汽車(chē)在坡度小于或等于不限長(zhǎng)度最大縱坡的坡道上行駛時(shí)，只要初速度大于容許速度，汽車(chē)至多減速到容許速度，與坡長(zhǎng)長(zhǎng)短無(wú)關(guān)；當(dāng)實(shí)際坡度大于不限長(zhǎng)度的最大縱坡時(shí)，為防止汽車(chē)行駛速度低于容許速度，應(yīng)對(duì)其坡長(zhǎng)加以限制。表4—6是東風(fēng)EQ—140載重汽車(chē)裝載75%時(shí)，各計(jì)算行車(chē)速度下理想的最大縱坡i1和不限長(zhǎng)度的最大縱坡i2。最小縱坡為使道路上行車(chē)安全、快速、暢通，希望道路縱坡小一些為好，但在挖方路段、低填方路段和橫向排水不暢通的路段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的最小縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。當(dāng)必須設(shè)計(jì)平坡或縱坡小于0.3%時(shí)，邊溝應(yīng)單獨(dú)作排水設(shè)計(jì)。在彎道路段，為使行車(chē)道外側(cè)邊緣不出現(xiàn)反坡，設(shè)計(jì)最小縱坡不宜小于超高允許漸變率。坡長(zhǎng)限制坡長(zhǎng)限制，主要是指對(duì)較陡縱坡的最大長(zhǎng)度和一般縱坡的最小長(zhǎng)度加以限制。最短坡長(zhǎng)限制最小坡長(zhǎng)是指縱斷面上兩個(gè)變坡點(diǎn)之間的最小長(zhǎng)度。最短坡長(zhǎng)的限制主要是從汽車(chē)行駛平順性的要求考慮的，如果坡長(zhǎng)過(guò)短，使變坡點(diǎn)增多，汽車(chē)行駛在連續(xù)起伏的路段會(huì)產(chǎn)生增重與減重的頻繁變化，導(dǎo)致乘客感到極不舒適，車(chē)速越高越感突出。另外，坡長(zhǎng)太短，變坡點(diǎn)之間不能設(shè)置相鄰兩豎曲線(xiàn)的切線(xiàn)長(zhǎng)；此外，對(duì)兩凸型變坡點(diǎn)間的距離還應(yīng)滿(mǎn)足行車(chē)視距的要求?？紤]上述因素，應(yīng)對(duì)最小坡長(zhǎng)加以限制。《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定各級(jí)公路最短坡長(zhǎng)見(jiàn)表4－7；《城規(guī)》規(guī)定城市道路相對(duì)坡長(zhǎng)見(jiàn)表4－8。在平面交叉口、立體交叉口的匝道，以及過(guò)水路面地段，最短坡長(zhǎng)不受此限。最大坡長(zhǎng)限制道路縱坡的大小及其坡長(zhǎng)對(duì)汽車(chē)正常行駛影響很大。縱坡越陡、坡長(zhǎng)越長(zhǎng)，對(duì)汽車(chē)影響也越大。主要表現(xiàn)在：上坡時(shí)使汽車(chē)行駛速度顯著下降，需換較低排擋以克服坡度阻力，同時(shí)，坡長(zhǎng)太長(zhǎng)，易是水箱“開(kāi)鍋”，導(dǎo)致汽車(chē)爬坡無(wú)力，甚至熄火；下坡時(shí)制動(dòng)次數(shù)頻繁，易使制動(dòng)器發(fā)熱而失效，甚至造成車(chē)禍。因此，為保證行車(chē)的正常與安全，應(yīng)對(duì)坡長(zhǎng)加以限制。各級(jí)公路縱坡長(zhǎng)度限制，見(jiàn)表4－10；城市道路縱坡長(zhǎng)度限制，見(jiàn)表4－11；當(dāng)計(jì)算行車(chē)速度VW80km/h的道路，當(dāng)連續(xù)縱坡大于長(zhǎng)度限制時(shí)，應(yīng)設(shè)緩和坡段；(4)當(dāng)公路上有大量獸力車(chē)通行時(shí)，在可能的情況下，宜在不超過(guò)500m處設(shè)置一段不大于2%?3%的緩坡。以利于獸力車(chē)通行；（5）城市道路的非機(jī)動(dòng)車(chē)道縱坡宜小于2.5%，否則應(yīng)限制其坡長(zhǎng)，見(jiàn)表4－11。緩和坡段當(dāng)陡坡的長(zhǎng)度超過(guò)最大坡長(zhǎng)的限制時(shí)，應(yīng)在中間適當(dāng)位置設(shè)置緩坡路段，用以恢復(fù)汽車(chē)上陡坡時(shí)已降低的車(chē)速。同時(shí)，從下坡安全考慮，緩坡也是需要的。根據(jù)實(shí)際觀(guān)測(cè)，《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于3％，其長(zhǎng)度應(yīng)不小于最短坡長(zhǎng)。緩和坡段的具體位置應(yīng)結(jié)合縱向地形的起伏情況，盡量減少填挖方工程數(shù)量來(lái)確定。一般情況下，緩和坡段宜設(shè)置在平面的直線(xiàn)或較大半徑的平曲線(xiàn)上，以便充分發(fā)揮緩和坡段的作用，提高道路的使用質(zhì)量。在極特殊的情況下，可以將緩和坡段設(shè)于半徑比較小的平曲線(xiàn)上，但應(yīng)適當(dāng)增加緩和坡段的長(zhǎng)度。平均縱坡平均縱坡是指一定長(zhǎng)度的路段縱向所能克服的高差與路線(xiàn)長(zhǎng)度之比，它是衡量線(xiàn)形設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，即i=H （%）平均l式中：H 相對(duì)高度（m）;l 路段長(zhǎng)度（m）。通過(guò)對(duì)山區(qū)道路行車(chē)的實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有時(shí)雖然道路縱坡設(shè)計(jì)完全符合最大縱坡、坡長(zhǎng)限制和緩和坡長(zhǎng)的規(guī)定，但也不一定能保證行車(chē)的順利與安全。如對(duì)地形較為復(fù)雜的地段，設(shè)計(jì)者可能交替使用極限長(zhǎng)度的最大縱坡及緩和坡長(zhǎng)，從而形成“臺(tái)階式”縱斷面線(xiàn)形，這是一種合法但不合理的做法。在這種坡道上汽車(chē)會(huì)較長(zhǎng)時(shí)間頻繁地使用低檔行駛，對(duì)機(jī)件和安全都不利。《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：二、三、四級(jí)公路越嶺路線(xiàn)的平均坡度，一般以接近5.5%（相對(duì)高差為200?500m）和5.0%（相對(duì)高差大于500m）為宜，并注意相連3km路段的平均縱坡不宜大于5.5%。城市道路的平均縱坡按上述規(guī)定減少1.0%。對(duì)于海拔3000m以上的高原地區(qū)，平均縱坡應(yīng)較規(guī)定值減少0.5%?1.0%。第三節(jié)豎曲線(xiàn)縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車(chē)用一段曲線(xiàn)來(lái)緩和，稱(chēng)為豎曲線(xiàn)。豎曲線(xiàn)的形式可采用拋物線(xiàn)或園曲線(xiàn)，在使用范圍二者幾乎沒(méi)有差別，但在設(shè)計(jì)和計(jì)算上，拋物線(xiàn)比園曲線(xiàn)更為方便。所以，豎曲線(xiàn)一采用拋物線(xiàn)者居多。一、豎曲線(xiàn)要素的計(jì)算公式如圖4—2所示，建立XOY坐標(biāo)系統(tǒng)，設(shè)變坡點(diǎn)相鄰兩縱坡坡度分別為i1和i2,它們的代數(shù)差用3表示，稱(chēng)為坡度差，即—i式中：3 坡度差（％）；i1,i2 分別為相鄰縱坡線(xiàn)的坡度值，上坡為正，下坡為負(fù)。當(dāng)3為“+”時(shí)，表示凹型豎曲線(xiàn)，變坡點(diǎn)在曲線(xiàn)下方；當(dāng)3為“－”時(shí)，表示凸型豎曲線(xiàn)，變坡點(diǎn)在曲線(xiàn)上方。1二次拋物線(xiàn)的基本方程式在圖示坐標(biāo)系下，二次拋物線(xiàn)一般方程為1y———x2+ix2k i對(duì)豎曲線(xiàn)上任意一點(diǎn)P,其斜率為dyxi—————+iPdxk1當(dāng)X=0時(shí)，i—i；當(dāng)X=L時(shí)，i—L+i—i,P1 Pk12LL拋物線(xiàn)上任意一點(diǎn)P的曲率半徑為隹丫卜dx)3/2/d2ydx2式中：dy—i,dx=1,代入上式，dxp dx2kR—k(+i2)/2P因?yàn)閕P介于％、i2之間，且i1、i2均很小，故由此可見(jiàn)，拋物線(xiàn)各點(diǎn)的曲率半徑近乎為常數(shù)。式(1)，得二次拋物線(xiàn)豎曲線(xiàn)的基本方程式為31y———x2+ix或 y———x2+ix2Li 2R i式中：3 坡度差(％)；L 豎曲線(xiàn)長(zhǎng)度(制在水平面上的投影)則ip可忽略不計(jì)，將式(2)代入(4－3)(m)；R 豎曲線(xiàn)半徑(m)。2豎曲線(xiàn)諸要素計(jì)算公式(1)豎曲線(xiàn)長(zhǎng)度 L=R3(2(2)豎曲線(xiàn)半徑R=L/3(4-4)豎曲線(xiàn)切線(xiàn)長(zhǎng) T=T六T=L=a (4-5)1 22 2豎曲線(xiàn)上任意一點(diǎn)P的豎距:h二PQ=h二PQ=yP-yx2Q2Rx2+iX-ix=——1 1 2R(4-6)(5)豎曲線(xiàn)外距(4-7)L3 (5)豎曲線(xiàn)外距(4-7)1 4二、豎曲線(xiàn)最小半徑和最小長(zhǎng)度(一)豎曲線(xiàn)設(shè)計(jì)限制因素在縱斷面設(shè)計(jì)中，豎曲線(xiàn)設(shè)計(jì)要受眾多因素的限制，其中有三個(gè)限制因素決定著豎曲線(xiàn)的最小半徑和最小長(zhǎng)度。緩和沖擊汽車(chē)行駛在豎曲線(xiàn)上時(shí)，產(chǎn)生徑向離心力。這個(gè)力在凹形豎曲線(xiàn)上是增重，在凸形豎曲線(xiàn)上是減重。這種增重和減重達(dá)到某種程度時(shí)，旅客就有不舒適的感覺(jué)，同時(shí)對(duì)汽車(chē)的懸掛系統(tǒng)也有不利的影響，所以在確定豎曲線(xiàn)半徑時(shí)，要對(duì)離心加速度加以限制。汽車(chē)在豎曲線(xiàn)上行駛時(shí)，其離心加速度為(m/s2)(m/s2)a——R將v(m/s)化為V(km/h)并整理，得

(m)V2(m)R二——13a根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，離心加速度a=0.5?0.7m/s2較為合適。但考慮到視覺(jué)平順等的要求，我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定豎曲線(xiàn)最小半徑和最小長(zhǎng)度可(4-8)按下式計(jì)算，相當(dāng)于a=0.278m/s2,即(4-8)R二上或L二二

min3.6 min3.6時(shí)間行程不過(guò)短汽車(chē)從直坡道行駛到豎曲線(xiàn)上時(shí)，盡管豎曲線(xiàn)半徑較大，如其長(zhǎng)度過(guò)短，汽車(chē)悠忽而過(guò)，旅客會(huì)感到不舒適。因此，應(yīng)限制汽車(chē)在豎曲線(xiàn)上的行駛時(shí)間不過(guò)短。最短應(yīng)滿(mǎn)足3s的行程，即L=-^^=上 或R=工 （4-9）min3.6 1.2 min1.23滿(mǎn)足視距的要求汽車(chē)行駛在凸形豎曲線(xiàn)上，如果半徑太小，會(huì)阻擋司機(jī)的視線(xiàn)。為了行車(chē)安全，對(duì)凸形豎曲線(xiàn)的最小半徑或最小長(zhǎng)度應(yīng)加以限制。當(dāng)汽車(chē)行駛在凹形豎曲線(xiàn)上時(shí)，若豎曲線(xiàn)半徑過(guò)小，在夜間行車(chē)時(shí)前燈照射距離近，同樣影響行車(chē)速度和安全。總而言之，無(wú)論是凸形豎曲線(xiàn)還是凹形豎曲線(xiàn)都要受到上述三種因素的控制。需要指出的是，哪一種限制因素為最不利的情況，則該種因素為有效控制因素。凸形豎曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度和最小半徑凸形豎曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度應(yīng)以滿(mǎn)足視距要求為主，按豎曲線(xiàn)長(zhǎng)度L和停車(chē)視距ST的關(guān)系，分為兩種情況。

1當(dāng)L<ST時(shí)（見(jiàn)圖4—3）,有h=—t-—-i— 貝U d=<2Rh+12i 2R 2R i'iih=t--i— 貝Ud=、:2Rh+122 2R2R 2 \ 2 2式中：R 豎曲線(xiàn)半徑（m）；h1 司機(jī)視線(xiàn)高，即目高h(yuǎn)1=1.2m；h2 障礙物高，即物高h(yuǎn)2=0.1m。由t=d-1=.J2Rh+12-1,得Rh—i

l=d-(L-/)=1:'2Rh+12-(L-1)，得2 ' 2 2Rh 2視距長(zhǎng)度解此得l=Lmin=2STRhL 1+解此得l=Lmin=2STRhL 1+—+hhi—工h1yh2L，Rh a代入上式，(—2\"+3將h1=1.2m,h2=0.1m代入上式，得4L=2S——minT3(4-10)2當(dāng)L>S時(shí)(見(jiàn)圖4－4)，有Th=d2 貝U d=2RhiTOC\o"1-5"\h\z12R 1v1h=d22 貝U d=J2Rh22R 2t2S=d+dT12=①?h+、h”更11+%hS=d+dT12(4-11)S23 S23(4-11)L=T f=———min 2、“+網(wǎng)% 4比較上述兩種情況，顯然式（4－11）計(jì)算結(jié)果大于（式4－10）的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)將使（4－11）作為有效控制。在《標(biāo)準(zhǔn)》，中根據(jù)緩和沖擊、時(shí)間行程及視距要求三個(gè)限制因素，可計(jì)算出各設(shè)計(jì)速度時(shí)凸形豎曲線(xiàn)的最小半徑和最小長(zhǎng)度，如表4－13所示。表中“一般最小半徑”約為“極限最小半徑”的1.5~2.0倍，在條件允許時(shí)，應(yīng)盡量采用大于“一般最小半徑”的豎曲線(xiàn)為宜。表中“豎曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度”相當(dāng)于各級(jí)道路在計(jì)算行車(chē)速度下的3s行程，即用式（4－9）計(jì)算取整而得。凹形豎曲線(xiàn)最小半徑和最小長(zhǎng)度凹形豎曲線(xiàn)的最小長(zhǎng)度，應(yīng)滿(mǎn)足兩種視距要求：一是保證夜間行車(chē)安全，前燈照明應(yīng)有足夠的距離；二是保證跨線(xiàn)橋下行車(chē)有足夠的視距。1夜間行車(chē)前燈照射距離要求（1）當(dāng)L<ST時(shí)（見(jiàn)圖4—5）,有

因ST=L+l即l=ST-L,貝Ij(L+l} 12 3(2s—L)h+Stg5=Th+Stg5=T2R 2R 2解此得(L=2s

minIT式中：ST 停車(chē)視距（m）;h 車(chē)前燈高度，h=0.75m；6 車(chē)前燈光束擴(kuò)散角，5=1.5將已知數(shù)據(jù)代入，得(4-12)L二2(S-"3屋]

min(T 3J(4-12)（2）當(dāng)L>S時(shí)（見(jiàn)圖4—6）,有Th+Stg5=

TST二一T R T二一T R 2LL_S23min 2(h+丁Stg5)將已知數(shù)據(jù)代入，得(4-13)S23(4-13)L_ T min1.5+0.0524ST顯然，式（4—13）個(gè)計(jì)算結(jié)果大于式（4—12），應(yīng)以式（4—13）作為有效控制。2跨線(xiàn)橋下行車(chē)視距要求（1） 當(dāng)L<ST時(shí)（見(jiàn)圖4—7）,有7 （L+1It2h_2——T—0 2R 2R

AB=h1+X(tAB=h1T(L+t)t2 2——-2-CD=122R因S=t+L+1，貝Ut=S—t—LT1 2 2CD=122R因S=t+L+1，貝Ut=S—t—LT1 2 2T1h=AB+BD—CDt+1-4 S

Th—h+ 1S

T(t+1)+

12Rt211+1_—I-4 2RIST122Rh+h2―h1(t+1)+L(t1+1)(2S—21—L)—匕1S1 2RSt1 2RT T由dh/dl=0可解出1,代入上式并整理，得h=h+——2St+R(h—h)+L(2S—21—L)max1 2RS2IT1 2 1 2T1T,R(h—h)+—(2S—21—L)2 1 2T1由dh/dt=0可解出中代入上式，得max17 7 bR(h—h)+2S+L1h=h+ 2—# tmax1 8RL(2S—L)T解此，得L=2SminT4h max3Yh+h

1———22h

max式中:hmax 橋下設(shè)計(jì)凈空，hmax=4.5m；h1 司機(jī)視線(xiàn)高度,h1=1.5m；h2 障礙物高度,h2=0.75m。將已知數(shù)據(jù)代入，得L=2L=2S-

min f26.92(4-14)（2）當(dāng)l>s時(shí)（見(jiàn)圖4—8）,有fS22TR同理可得AB=h+1h-h

-□:BD=h—o同理可得AB=h+1h-h

-□:BD=h—oSf匕12RhhSh=AB+BD-CD=h+-—11+-1—iS 2Rfl22R由dh/dl=0可解出1,代入上式并整理，得h=h+max1R(h-h)2RLmin=t2r=h=max1S23Z T )+22hr~max將已知數(shù)據(jù)代入，得Lmin(4-15)S2Lmin(4-15)—f——

26.92顯然，式（4－15）個(gè)計(jì)算結(jié)果大于式（4－14），應(yīng)以式（4－15）作為有效控制。根據(jù)影響豎曲線(xiàn)最小半徑的三個(gè)限制因素，可計(jì)算出凹形豎曲線(xiàn)最小半徑，如表4－14所示。表中“一般最小半徑”約為“極限最小半徑”的1.5~2.0倍，在條件允許時(shí)，應(yīng)盡量采用大于“一般最小半徑”的豎曲線(xiàn)為宜。豎曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度同凸形豎曲線(xiàn)。第四節(jié)爬坡車(chē)道所謂爬坡車(chē)道，是在陡坡路段正線(xiàn)行車(chē)道外側(cè)增設(shè)的供載重汽車(chē)或慢速車(chē)行駛的專(zhuān)用車(chē)道。在道路縱坡較大的路段上，載重汽車(chē)爬坡時(shí)需要克服較大的坡度阻力，使車(chē)速下降，大型車(chē)與小汽車(chē)的速差變大，超車(chē)頻率增加，對(duì)行車(chē)安全極為不利。為了在長(zhǎng)陡的路段上將大型車(chē)、慢速車(chē)從主線(xiàn)車(chē)流中分離出去，宜在陡坡路段增加輔加的爬坡車(chē)道，這樣可提高小汽車(chē)行駛的自由度，確保行車(chē)安全，增加道路的通行能力。一般來(lái)講，最理想的縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)是坡度較緩，不設(shè)置爬坡車(chē)道。但這樣設(shè)計(jì)有時(shí)會(huì)造成路線(xiàn)迂回或路基高填深挖，從而增加工程費(fèi)用。所以，在特殊情況下，采用較大的縱坡值而增設(shè)爬坡車(chē)道會(huì)產(chǎn)生既經(jīng)濟(jì)又安全的效果。但應(yīng)特別指出的是，設(shè)置爬坡車(chē)道并非是最好的措施，解決問(wèn)題的根本途徑還在于精選路線(xiàn)，定出縱坡值較小又經(jīng)濟(jì)適用的路線(xiàn)。設(shè)置爬坡車(chē)道的條件我國(guó)《規(guī)范》規(guī)定：高速公路、一級(jí)公路縱坡長(zhǎng)度受限制的路段，應(yīng)對(duì)載重汽車(chē)上坡行駛速度和設(shè)計(jì)通行能力進(jìn)行驗(yàn)算，符合下列情況之一者，可在上坡方向行車(chē)道右側(cè)設(shè)置爬坡車(chē)道。1沿上坡方向載重汽車(chē)的行駛速度降低到表4－15的允許最低速度以下時(shí)，可設(shè)置爬坡車(chē)道；2上坡路段的通行能力小于設(shè)計(jì)小時(shí)交通量時(shí)，應(yīng)設(shè)置爬坡車(chē)道。對(duì)于是否需要設(shè)置爬坡車(chē)道，應(yīng)進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；對(duì)隧道、大橋、高架橋及深挖路段，當(dāng)因設(shè)置爬坡車(chē)道而使工程費(fèi)用增加很大時(shí)，經(jīng)充分論證爬坡車(chē)道可以縮短或不設(shè)；對(duì)雙向六車(chē)道高速公路可不另設(shè)爬坡車(chē)道，將外側(cè)車(chē)道作為爬坡車(chē)道使用?？偠灾?，是否需要設(shè)置爬坡車(chē)道，應(yīng)進(jìn)行充分的論證與分析，不要盲目進(jìn)行決策。爬坡車(chē)道的設(shè)計(jì)橫斷面組成如圖4—9所示，爬坡車(chē)道的寬度一般為3.5m,包括設(shè)于其左側(cè)的路緣帶寬度0.5m。爬坡車(chē)道的路肩和正線(xiàn)一樣，仍然由硬路肩和土路肩組成。但由于爬坡車(chē)道上車(chē)輛行駛速度較低，其硬路肩寬度可以比正線(xiàn)小一些，一般為1.0m；而土路肩寬度以按正線(xiàn)要求設(shè)計(jì)為宜。窄路肩不能供停車(chē)使用，在長(zhǎng)而連續(xù)的爬坡車(chē)道上，其右側(cè)應(yīng)按規(guī)定設(shè)置緊急停車(chē)帶。橫向超高坡度在彎道上，爬坡車(chē)道也應(yīng)設(shè)置橫向超高。但因爬坡車(chē)道的行車(chē)速度比正線(xiàn)小，其橫向超高坡度應(yīng)小些。高速公路正線(xiàn)超高坡度與爬坡車(chē)道的超高坡度之間的對(duì)于關(guān)系見(jiàn)表4－16所示。超高坡度的旋轉(zhuǎn)軸為爬坡車(chē)道內(nèi)側(cè)邊緣線(xiàn)。若爬坡車(chē)道位于直線(xiàn)路段時(shí)，其橫向坡度的大小與正線(xiàn)路拱坡度相同，采用直線(xiàn)式橫坡，坡向向外。平面布置與長(zhǎng)度爬坡車(chē)道的平面布置見(jiàn)圖4－10。其總長(zhǎng)度由起點(diǎn)處漸變長(zhǎng)度L1、爬坡車(chē)道的長(zhǎng)度L和終點(diǎn)處附加長(zhǎng)度L2組成，即L.=L!+L+L2式中：L1 起點(diǎn)處漸變段長(zhǎng)度（使車(chē)輛始離正線(xiàn)而進(jìn)入爬坡車(chē)道），取L1=45m；L 爬坡車(chē)道的長(zhǎng)度；L2 終點(diǎn)處附加長(zhǎng)度，見(jiàn)表4一17。爬坡車(chē)道起點(diǎn)與終點(diǎn)的具體位置除按上述公式確定外，還應(yīng)考慮與線(xiàn)形的關(guān)系。通常應(yīng)設(shè)在通視條件良好，容易辨認(rèn)并與正線(xiàn)連接順適的地點(diǎn)。第五節(jié)合成坡度合成坡度所謂合成坡度是指由路線(xiàn)縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡組合而成的坡度，其方向即為流水線(xiàn)方向。合成坡度的計(jì)算公式為I=”J+i2 （4-16）式中：I 合成坡度（％）;ih 超高橫坡度或路拱橫坡度（％）;i 路線(xiàn)縱坡度（％）。在有平曲線(xiàn)的坡道上，最大坡度既不是縱坡方向，也不是橫坡方向，而是兩者組合成的流水線(xiàn)方向。將合成坡度I控制在一定范圍內(nèi),目的是盡可能地避免急彎和陡坡的不利組合，防止因合成坡度過(guò)大而引起的汽車(chē)滑移或傾覆，保證車(chē)輛在斜坡彎道上的安全運(yùn)行。最大允許合成坡度各級(jí)公路最大允許合成坡度規(guī)定值見(jiàn)表4－18。此外，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：當(dāng)陡坡與小比較平曲線(xiàn)重合時(shí)，在條件允許的情況下，以采用較小的坡度為宜;在積雪嚴(yán)寒地區(qū)、自然橫坡較陡的傍山路段以及非汽車(chē)交通比率較高的路段，其合成坡度不大于8％;城市道路最大允許合成坡度見(jiàn)表4－19。另外，對(duì)于積雪嚴(yán)寒地區(qū)各級(jí)城市道路，其合成坡度不大于6％。當(dāng)路線(xiàn)的平面設(shè)計(jì)和縱坡設(shè)計(jì)基本完成后，可由式（4－16）或圖4－11驗(yàn)算合成坡度是否超過(guò)允許值。當(dāng)超過(guò)最大允許合成坡度時(shí)，可減少縱坡坡度或加大平曲線(xiàn)半徑以減少橫向坡度，或者兩方面同時(shí)減小。在進(jìn)行平曲線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，也可按下式計(jì)算平曲線(xiàn)上允許的最大縱坡，即i=\II2-i2 （4-17）R maxh式中：iR 平曲線(xiàn)上的允許最大縱坡度（％）；Imax 最大允許合成坡度（％）;ih 橫向超高坡度（%）。最小允許合成坡度各級(jí)道路最小合成坡度不宜小于0.5%。當(dāng)合成坡度小于0.5%時(shí)，應(yīng)采取綜合排水措施，以保證路面排水暢通。第六節(jié)視覺(jué)分析及道路平、縱線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)視覺(jué)分析視覺(jué)分析的意義道路設(shè)計(jì)除應(yīng)考慮自然條件、汽車(chē)行駛特性以外，還要駕駛?cè)藛T在心理和視覺(jué)上的反應(yīng)作為重要因素來(lái)考慮。汽車(chē)在道路上行駛時(shí)，道路的線(xiàn)形、周?chē)木坝^(guān)、標(biāo)志以及其它有關(guān)信息，幾乎都是通過(guò)駕駛?cè)藛T的視覺(jué)感受到的。因此，視覺(jué)是連接道路與汽車(chē)駕駛的重要媒介。視覺(jué)分析具有如下意義：保證道路空間線(xiàn)形的順適性；保證道路與周?chē)匀痪坝^(guān)和沿線(xiàn)建筑、設(shè)施的協(xié)調(diào)性；保證視覺(jué)的連續(xù)性；保證行車(chē)的安全性。視覺(jué)與車(chē)速的動(dòng)態(tài)規(guī)律研究結(jié)果表明，駕駛員的視覺(jué)及判斷能力與車(chē)速密切相關(guān)，主要表現(xiàn)在：駕駛員的注意力集中程度隨車(chē)速的增加而增加；駕駛員的心理緊張程度隨車(chē)速的增加而增加；駕駛員的注意力集中點(diǎn)和視距隨車(chē)速的增大而增大，對(duì)一些細(xì)節(jié)開(kāi)始變得模糊不清；駕駛員的視角隨車(chē)速的增大而減小，高速駕駛時(shí)一無(wú)法顧及兩側(cè)景象了。視覺(jué)評(píng)價(jià)方法（自學(xué)）道路平、縱線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)道路線(xiàn)形是一條立體的、空間曲線(xiàn)，立體線(xiàn)形組合的優(yōu)劣最后集中反映在汽車(chē)的行駛速度上，如果只按平面線(xiàn)形和縱面線(xiàn)形的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)，而不將二者結(jié)合起來(lái)統(tǒng)籌考慮，最終的設(shè)計(jì)不一定是好設(shè)計(jì)。平、縱線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)是指在首先滿(mǎn)足汽車(chē)運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)要求的前提下，來(lái)研究如和滿(mǎn)足視覺(jué)、心理方面的連續(xù)和舒適，與周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)，以及良好的排水條件。平、縱組合設(shè)計(jì)的原則保持視覺(jué)的連續(xù)性。應(yīng)在視覺(jué)上自然地引導(dǎo)駕駛員的視線(xiàn)，并保持視覺(jué)的連續(xù)性。任何使駕駛員感到茫然、迷惑或判斷失誤的線(xiàn)形都應(yīng)避免。在視覺(jué)上能否自然地引導(dǎo)視線(xiàn)，是衡量平、縱線(xiàn)形組合的最基本問(wèn)題。保持平、縱線(xiàn)形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。對(duì)縱面線(xiàn)形不斷起伏，而在平面上卻采用高標(biāo)準(zhǔn)的線(xiàn)形是無(wú)意義的。反之，在平面上線(xiàn)形迂回前進(jìn)、彎道較多，而在縱斷面設(shè)計(jì)上采用高標(biāo)準(zhǔn)也同樣沒(méi)有意義。選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露龋岳诼访媾潘托熊?chē)安全。注意與周?chē)h(huán)境相配合。如配合得好，可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導(dǎo)視線(xiàn)的作用。平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)的組合平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)應(yīng)相互重合，且平曲線(xiàn)應(yīng)稍長(zhǎng)于豎曲線(xiàn)這種組合是使平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)，最好使豎曲線(xiàn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別放在平曲線(xiàn)的兩個(gè)緩和曲線(xiàn)內(nèi)，即所謂的“平包豎”。圖4－12為平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)相互重合的透視形狀。這種立體線(xiàn)形不僅能起引導(dǎo)視線(xiàn)的作用，而且可取得平順、流暢的效果。另外，在設(shè)計(jì)時(shí)平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)的半徑選擇大一些會(huì)更感協(xié)調(diào)。平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)大小應(yīng)保持均衡平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)其中一方大而平緩，那么另一方就不要形成多而小。一個(gè)長(zhǎng)的平曲線(xiàn)內(nèi)有兩個(gè)以上的豎曲線(xiàn)，或一個(gè)大的豎曲線(xiàn)含有兩個(gè)以上的平曲線(xiàn)，看上去都非常別扭，如圖4－13所示。根據(jù)德國(guó)的統(tǒng)計(jì)資料，當(dāng)平曲線(xiàn)半徑小于1000m時(shí)，豎曲線(xiàn)半徑大約為平曲線(xiàn)半徑的10?20倍為好。暗、明彎與凸、凹豎曲線(xiàn)暗彎與凸形豎曲線(xiàn)組合，以及明彎與凹形豎曲線(xiàn)組合較為合理，且給人一種平順舒適的感覺(jué)。4平、豎曲線(xiàn)應(yīng)避免的組合平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)重合是一種理想的組合，但由于地形等條件限制，這種組合并不是總能爭(zhēng)取得到的。如果平曲線(xiàn)的中點(diǎn)與豎曲線(xiàn)的頂（底）點(diǎn)位置錯(cuò)開(kāi)距離不超過(guò)平曲線(xiàn)長(zhǎng)度的四分之一時(shí)，效果仍然令人滿(mǎn)意。但是，如果錯(cuò)位過(guò)大或大小不均衡，就會(huì)出現(xiàn)視覺(jué)效果很差的線(xiàn)形。主要注意以下幾點(diǎn)：（1）要避免使凸形豎曲線(xiàn)的頂部與反向平曲線(xiàn)的拐點(diǎn)重合。否則，宜出現(xiàn)扭曲的外觀(guān)，會(huì)使駕駛員操縱失誤，產(chǎn)生交通事故；（2）要避免使凹形豎曲線(xiàn)的底部與反向平曲線(xiàn)的拐點(diǎn)重合。否則，也宜出現(xiàn)扭曲的外觀(guān)，會(huì)使路面排水困難，產(chǎn)生積水；（3）小半徑豎曲線(xiàn)不宜與緩和曲線(xiàn)相重合。對(duì)凸形豎曲線(xiàn)引導(dǎo)性差，事故率較高；對(duì)凹形豎曲線(xiàn)，路面排水不良；（4）計(jì)算行車(chē)速度在40km/h以上的道路，應(yīng)避免在凸形豎曲線(xiàn)的頂部或凹形豎曲線(xiàn)的底部插入小半徑的平曲線(xiàn)。前者引導(dǎo)性差，駕駛員在接近坡頂時(shí)才發(fā)現(xiàn)平曲線(xiàn)，導(dǎo)致匆忙減速甚至交通事故；后者會(huì)出現(xiàn)汽車(chē)高速行駛時(shí)急轉(zhuǎn)彎，行車(chē)不安全。如圖4－14所示，將平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)的組合形象地表示出來(lái)，以便于實(shí)際應(yīng)用。豎曲線(xiàn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)最好分別放在平曲線(xiàn)的兩個(gè)緩和曲線(xiàn)段內(nèi)，其中任一點(diǎn)都不要放在緩和曲線(xiàn)以外的直線(xiàn)上，也不要放在園曲線(xiàn)段內(nèi)。有時(shí)，若做不到平、豎曲線(xiàn)較好的組合，可把二者拉開(kāi)相當(dāng)距離，使平曲線(xiàn)位于直坡段或豎曲線(xiàn)位于直線(xiàn)上。直線(xiàn)與縱斷面的組合在平坦地區(qū)，宜出現(xiàn)平面的長(zhǎng)直線(xiàn)與縱面的直坡線(xiàn)相配合，這對(duì)雙車(chē)道道路超車(chē)較為方便。但距離過(guò)時(shí)，行車(chē)單獨(dú)乏味，易疲勞，宜發(fā)生交通事故。這時(shí)，可采用一次變坡的平、縱組合，其中以包括一條凸形豎曲線(xiàn)為最好，而包括一條凹形豎曲線(xiàn)次之。直線(xiàn)中短距離內(nèi)兩次以上變坡是較差的組合，會(huì)形成反復(fù)凸凹的“駝峰”和“凹陷”，看上去既不美觀(guān)也不連貫，宜使駕駛員的視線(xiàn)中斷。因此，只要路線(xiàn)有起伏，就不要一味采用直線(xiàn)，最好使平面曲線(xiàn)隨縱坡的變化略加轉(zhuǎn)折，把平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)合理地組合。平、縱線(xiàn)形組合與景觀(guān)的協(xié)調(diào)配合道路修建會(huì)對(duì)自然景觀(guān)產(chǎn)生影響，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的破壞作用。而道路兩側(cè)的自然景觀(guān)反過(guò)來(lái)又會(huì)影響道路上汽車(chē)的行駛，特別是對(duì)駕駛員的視覺(jué)、心理以及駕駛操作等都有很大的影響。平、縱線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)必須是在充分與自然景觀(guān)相配合的基礎(chǔ)上進(jìn)行。否則，即使線(xiàn)形組合滿(mǎn)足所有規(guī)定也不一定是良好設(shè)計(jì)。特別是高速公路、一級(jí)公路，其線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)與自然景觀(guān)相配合尤為重要。實(shí)踐表明，線(xiàn)形與景觀(guān)的配合應(yīng)遵循以下原則：應(yīng)在道路的規(guī)劃、選線(xiàn)、設(shè)計(jì)、施工全過(guò)程中重視景觀(guān)要求。如對(duì)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)和其它特殊地區(qū)等，一般以繞避為主。盡量少破壞自然景觀(guān)，避免深挖高填。比如，對(duì)沿線(xiàn)的地貌、樹(shù)林、池塘、湖泊等要少破壞；對(duì)填挖路段，在橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)要使邊坡造型和綠化與現(xiàn)有景觀(guān)相適應(yīng)，禰補(bǔ)由于填挖對(duì)自然景觀(guān)的破壞。應(yīng)能提供視覺(jué)的多樣性，力求與周?chē)娘L(fēng)景自然地融為一體。充分利用湖泊、樹(shù)木、水壩、橋梁、高煙窗、或在路旁設(shè)置一些設(shè)施，以消除單調(diào)感，并使道路與自然密切配合。必要時(shí)可采用修整、植草皮、種樹(shù)等措施改善景觀(guān)。有條件時(shí)進(jìn)行綜合綠化。第七節(jié)縱斷面設(shè)計(jì)方法及縱斷面圖一、縱斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)縱斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定路線(xiàn)合適的標(biāo)高、各坡段的縱坡度和坡長(zhǎng)，并設(shè)計(jì)豎曲線(xiàn)。其基本要求是縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長(zhǎng)和豎曲線(xiàn)長(zhǎng)短適當(dāng)、平縱線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)、以及填挖平衡等，主要注意以下問(wèn)題。關(guān)于縱坡極限值的運(yùn)用縱坡坡度應(yīng)控制在最大縱坡與最小縱坡之間。最大縱坡在設(shè)計(jì)時(shí)不可輕易采用，并應(yīng)留有余地。在特殊情況下，如越嶺線(xiàn)為爭(zhēng)取高度、縮短路線(xiàn)長(zhǎng)度或避開(kāi)艱巨工程等，才可以有條件地采用。一般來(lái)講，縱坡緩些為好，但為了路面和邊溝排水，最小縱坡應(yīng)不低于0.3%~0.5%。關(guān)于坡長(zhǎng)坡長(zhǎng)是指縱斷面兩變坡點(diǎn)之間的上坡距離，坡長(zhǎng)應(yīng)在最短坡長(zhǎng)與最大坡長(zhǎng)限制之間選取。坡長(zhǎng)不宜過(guò)短，實(shí)踐證明，坡長(zhǎng)以不小于計(jì)算行車(chē)速度9s的行程為宜。對(duì)連續(xù)起伏的路段，坡度應(yīng)盡量小，坡長(zhǎng)和豎曲線(xiàn)應(yīng)爭(zhēng)取到最小極限值的一倍或兩倍以上，避免鋸齒形的縱斷面。但不應(yīng)超過(guò)最大坡長(zhǎng)限制。各種地形條件下的縱坡設(shè)計(jì)對(duì)于平原地形，注意保證最小填土高度和最小縱坡的要求。對(duì)于微丘地形，其縱坡應(yīng)均勻平緩，應(yīng)避免過(guò)分遷就地形而使路線(xiàn)連續(xù)起伏，并應(yīng)注意縱坡的順適性，不產(chǎn)生突變。山嶺、重丘地形的沿河線(xiàn)應(yīng)盡量采用平緩縱坡，坡長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)最大坡長(zhǎng)限制，坡度不宜大于6％。越嶺線(xiàn)的縱坡應(yīng)力求均勻，盡量不采用極限或接近極限的坡度，更不宜在連續(xù)采用極限長(zhǎng)度的陡坡之間夾短的緩和線(xiàn)。山脊線(xiàn)和山腰線(xiàn)除結(jié)合地形在不得已時(shí)采用較大縱坡外，在可能條件下縱坡應(yīng)緩些。關(guān)于豎曲線(xiàn)半徑的選用豎曲線(xiàn)應(yīng)選用較大半徑為宜。當(dāng)受限制時(shí)，可采用一般最小半徑；特殊情況下方可采用極限最小半徑。當(dāng)條件允許時(shí)，宜按表4－20的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)于相鄰豎曲線(xiàn)的銜接如圖4－15a所示，相鄰兩個(gè)同向豎曲線(xiàn)，特別是同向凹曲線(xiàn)之間，如直坡段不長(zhǎng)應(yīng)合并為單曲線(xiàn)或復(fù)合曲線(xiàn)，這樣要求對(duì)行車(chē)是有利的。如圖4－15b所示，相鄰反向豎曲線(xiàn)之間，中間最好插入一段直坡段，以使增重與減重和緩過(guò)渡。若兩豎曲線(xiàn)半徑接近最小極限值時(shí)，插入的直坡段至少應(yīng)為計(jì)算行車(chē)速度3s的行程。但當(dāng)兩豎曲線(xiàn)半徑較大時(shí)，亦可直接連接。二．縱斷面設(shè)計(jì)方法與步驟準(zhǔn)備工作首先在繪圖紙上，按比例標(biāo)注樁號(hào)和標(biāo)高。然后點(diǎn)繪地面線(xiàn)，填寫(xiě)有關(guān)內(nèi)容。同時(shí)，應(yīng)收集和熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)所需資料，并領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖和要求。標(biāo)注控制點(diǎn)所謂控制點(diǎn)是指影響縱坡設(shè)計(jì)的標(biāo)高控制點(diǎn)。如路線(xiàn)的起點(diǎn)、終點(diǎn)、越嶺啞口、重要橋涵、地質(zhì)不良地段的最小填土高度、最大挖深、沿溪線(xiàn)的洪水位、隧道進(jìn)出口、平面交叉點(diǎn)、立體交叉點(diǎn)、鐵路道口、城鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)高以及受其它因素限制路線(xiàn)必須通過(guò)的標(biāo)高控制點(diǎn)等。此外，對(duì)于山區(qū)道路還有根據(jù)路基填挖平衡關(guān)系確定的標(biāo)高點(diǎn)，稱(chēng)為“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”。平原地區(qū)道路一般無(wú)經(jīng)濟(jì)點(diǎn)的問(wèn)題。試坡在已標(biāo)出“控制點(diǎn)”和“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”的縱斷面圖上，本著以“控制點(diǎn)”為依據(jù)，照顧多數(shù)“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”的原則，在這些點(diǎn)位之間進(jìn)行穿插與取直，大致勾畫(huà)出若干直坡線(xiàn)。對(duì)各種可能坡度線(xiàn)方案反復(fù)比較，最后定出既符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又滿(mǎn)足控制點(diǎn)要求，且土石方較省的設(shè)計(jì)線(xiàn)作為初定坡度線(xiàn)，將前后坡度線(xiàn)延長(zhǎng)交會(huì)出變坡點(diǎn)的初步位置。調(diào)整將初定坡度與選線(xiàn)時(shí)的坡度安排進(jìn)行比較，二者應(yīng)基本相符，若有較大差異時(shí)應(yīng)進(jìn)行全面分析，權(quán)衡利弊，決定取舍。然后對(duì)照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查最大縱坡、最小縱坡、坡長(zhǎng)限制等是否滿(mǎn)足要求，平、縱組合是否適當(dāng)，以及路線(xiàn)交叉、橋梁、隧道和接線(xiàn)等處的縱坡是否合理，若有問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。核對(duì)選擇有控制意義的重點(diǎn)橫斷面，主要檢查是否填挖過(guò)大、坡腳落空或過(guò)遠(yuǎn)、擋土墻工程過(guò)大、橋梁過(guò)高或過(guò)低、涵洞過(guò)長(zhǎng)等情況，若有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)調(diào)整縱坡。定坡經(jīng)調(diào)整核對(duì)無(wú)誤后，逐段把直坡線(xiàn)的坡度值、變坡點(diǎn)樁號(hào)和標(biāo)高確定下來(lái)。設(shè)置豎曲線(xiàn)根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平縱組合均衡等確定豎曲線(xiàn)半徑，并計(jì)算豎曲線(xiàn)要素。三、縱斷面圖的繪制（見(jiàn)圖4－18和4－19）縱斷面設(shè)計(jì)圖是道路設(shè)計(jì)重要技術(shù)文件之一，也是縱斷面設(shè)計(jì)的最后成果?？v斷面采用直角坐標(biāo)，以橫坐標(biāo)表示里程樁號(hào)，縱坐標(biāo)表示高程。為了明顯地反映地面起伏情況，通常橫坐標(biāo)比例尺采用1：2000（城市道路采用1：500?1：1000）,縱坐標(biāo)采用1：200（城市道路為1：50?1；100）。縱斷面圖是由上下兩部分組成的。上部主要用來(lái)繪制地面線(xiàn)和縱坡設(shè)計(jì)線(xiàn)，另外，也可用于標(biāo)注豎曲線(xiàn)及其要素；坡度及坡長(zhǎng)（有時(shí)標(biāo)在下部）；沿線(xiàn)橋涵及人工構(gòu)造物的位置、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、孔數(shù)及孔徑；交叉的道路與鐵路的樁號(hào)與路名；沿線(xiàn)跨越的河流名稱(chēng)、樁號(hào)、常水位和最高洪水位；水準(zhǔn)點(diǎn)位置、編號(hào)和標(biāo)高等。下部主要用來(lái)填寫(xiě)有關(guān)內(nèi)容，主要有：直線(xiàn)及平曲線(xiàn)；里程樁號(hào)；地面標(biāo)高；設(shè)計(jì)標(biāo)高；填挖高度；土壤地質(zhì)說(shuō)明等?？v斷面設(shè)計(jì)圖應(yīng)按規(guī)定采用標(biāo)準(zhǔn)圖紙和統(tǒng)一格式，以便裝訂成冊(cè)。第八節(jié)城市道路縱斷面設(shè)計(jì)要求及鋸齒形街溝設(shè)計(jì)城市道路縱斷面設(shè)計(jì)與公路基本相同。只是由于城市道路所經(jīng)地區(qū)的地形、地物以及地上地下各種管線(xiàn)的影響，使得制約縱斷面設(shè)計(jì)的控制點(diǎn)較多，如城市橋梁、鐵路路口、平面交叉點(diǎn)、沿街建筑物的地坪標(biāo)高等，設(shè)計(jì)時(shí)要妥善解決。另外，處于平坦地區(qū)的城市道路，當(dāng)設(shè)計(jì)縱坡小于最小縱坡時(shí)，為便于排水，應(yīng)在道路兩側(cè)做鋸齒形街溝設(shè)計(jì)。一、城市道路縱斷面設(shè)計(jì)要求城市道路縱斷面設(shè)計(jì)的要求，除了前面講述的最大縱坡、最小縱坡、坡長(zhǎng)限制、合成坡度、平均縱坡、豎曲線(xiàn)最小半徑和最短長(zhǎng)度、平縱組合的要求以外，還應(yīng)滿(mǎn)足一些其它的特殊要求，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：(一)在確定道路中線(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，必須滿(mǎn)足下列各控制點(diǎn)標(biāo)高的要求1城市橋梁橋面標(biāo)高H橋H橋=h水+h浪+h凈+h橋+h面 (m) (4—18)式中：h水 河道設(shè)計(jì)水位標(biāo)高(m);h浪 浪高(m)，一般取為0.5m;h凈―――河道通航凈空高度(m)，視通航等級(jí)而定；h橋―――橋梁上部建筑結(jié)構(gòu)高度(m)；h面―――橋上路面結(jié)構(gòu)厚度(m)，應(yīng)包括預(yù)留的路面補(bǔ)強(qiáng)厚度在內(nèi)。2立交橋橋面標(biāo)高H橋1)橋下為鐵路時(shí)H橋=h軌+h凈+h橋+h面+h沉 (m) (4—19)式中：h軌 鐵路軌面標(biāo)高(m);h凈―――鐵路凈空高度(m)，一般蒸汽機(jī)車(chē)、內(nèi)燃機(jī)車(chē)為6m,電氣機(jī)車(chē)為6.55m；