道路工程縱斷面設(shè)計(jì)

道路工程主講老師xxxx工業(yè)大學(xué)土水學(xué)院2023/4/30道路工程2第三章道路縱斷面設(shè)計(jì)§3-1概述§3-2縱坡設(shè)計(jì)§3-3豎曲線設(shè)計(jì)§3-4平縱面線性組合設(shè)計(jì)§3-5爬坡車道2023/4/30道路工程3

沿道路中線垂直剖切，然后展開(kāi)即為道路縱斷面，且道路縱斷面總是一條有起伏的空間線。示意圖見(jiàn)下圖

縱斷面圖上主要有兩條線：地面線和設(shè)計(jì)線。

縱斷面設(shè)計(jì)線由直線和豎曲線組成；

在直線的坡度轉(zhuǎn)折處為平順過(guò)渡要設(shè)置豎曲線，按坡度轉(zhuǎn)折形式的不同，豎曲線有凹有凸，其大小用半徑和水平長(zhǎng)度表示?！?-1概述2023/4/30道路工程4§3-2縱坡設(shè)計(jì)一.縱坡度1.最大縱坡最大縱坡是指縱坡設(shè)計(jì)時(shí)，各級(jí)道路允許采用的最大坡度值?？紤]因素:

汽車的動(dòng)力性能道路等級(jí)自然條件2023/4/30道路工程5

縱坡度公路等級(jí)汽車專用公路一般公路高速公路一二二三四地形平原微丘重丘山嶺平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘最大縱坡(%)345546575768692023/4/30道路工程6

縱坡度城市道路最大縱坡：公路最大縱坡-1%；高速公路：最大縱坡可上調(diào)1%（特殊情況）；海拔2000m以上，四級(jí)公路最大縱坡8%；大中橋上最大縱坡4%；橋頭引道最大縱坡5%橋頭引道最大縱坡5%；隧道內(nèi)最大縱坡3%；非機(jī)動(dòng)車交通量較大時(shí)：平原微丘2~3%，山嶺重丘4~5%

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縱坡度2.最小縱坡

保證排水要求，最小縱坡為0.3%；一般情況下不小于0.5%為宜。2023/4/30道路工程8

縱坡度3.平均縱坡指一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)，線路兩端點(diǎn)的高差與線路長(zhǎng)度的比值。

ip=H/LH:相對(duì)高差

L:路線長(zhǎng)度

ip:平均縱坡二、三、四級(jí)公路越嶺線的平均縱坡5.5%（相對(duì)高差為200~500M）和5%(相對(duì)高差大于500M)任何連續(xù)3公里產(chǎn)度范圍的平均縱坡不宜大于4.5%2023/4/30道路工程9

縱坡度4.高原縱坡折減高海拔地區(qū)，汽車爬坡能力下降?！兑?guī)范》規(guī)定的高原縱坡折減值見(jiàn)表4-3。折減后小于4%時(shí)，采用4%。5.理想最大縱坡和不限長(zhǎng)度的最大縱坡理想縱坡i1為設(shè)計(jì)車輛在油門全開(kāi)的情況下,持續(xù)以速度V1等速行駛能克服的坡度.

由計(jì)算行車速度V1查動(dòng)力特性圖得到動(dòng)力因數(shù)D1。V1取值：低速道路—

計(jì)算行車速度高速道路—載重汽車的最高速度理想縱坡為以速度V1均勻行駛的縱坡。若允許速度由V1降至V2速度等速行駛，V2稱為容許速度。則

i2稱為不限長(zhǎng)度的最大縱坡。V2=(1/2~1/3)V12023/4/30道路工程10§3-2縱坡設(shè)計(jì)二.坡長(zhǎng)限制1.最大坡長(zhǎng)限制

坡度大于i1，稱為陡坡；在陡坡上行駛，速度將由V1減速,終速不得低于V2。大于i2的縱坡應(yīng)限制坡長(zhǎng)；小于i1的縱坡屬于緩坡，汽車在緩坡上加速行駛。

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坡長(zhǎng)限制2.

最短坡長(zhǎng)的限制：行駛平順性的要求，見(jiàn)表3-7、3-8三.組合坡長(zhǎng)：合成坡度指路線縱坡與超高橫坡（或路拱橫坡）組合而成的坡度，其方向即流水線方向。計(jì)算公式：

I—合成坡度（%）；

ih—超高橫坡度或路拱橫坡度（%）；

i—路線設(shè)計(jì)縱坡度（%）?？v坡與橫向超高所組成的坡度。合成坡度應(yīng)控制在一定的范圍，見(jiàn)表4-10。積雪冰凍地區(qū)最大8%。排水最小坡度0.5%。2023/4/30道路工程12§3-2縱坡設(shè)計(jì)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)滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的要求；

2)一定的平順性，起伏不宜過(guò)大；

3)對(duì)各種條件的綜合考慮；

4)填挖平衡,經(jīng)濟(jì)性的考慮;

5)最小填土高度、路基穩(wěn)定性要求；

6)交叉處前后應(yīng)平緩；

7)與其他產(chǎn)業(yè)的關(guān)系（通道、農(nóng)田水利等）2023/4/30道路工程13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p412023/4/30道路工程14§3-2縱坡設(shè)計(jì)五.縱斷面設(shè)計(jì)方法與步驟1.準(zhǔn)備工作2.標(biāo)注控制點(diǎn)3.試坡4.調(diào)坡5.核對(duì)6.定坡2023/4/30道路工程15§3-2縱坡設(shè)計(jì)六.縱斷面設(shè)計(jì)1.公路縱斷面設(shè)計(jì)圖2.城市道路縱斷面圖2023/4/30道路工程16§3-3豎曲線設(shè)計(jì)一.豎曲線計(jì)算相鄰坡段的坡度為i1和i2,代數(shù)差為ω=i2-i1ω為正時(shí)，是凹曲線；ω為負(fù)，是凸曲線。1.用二次拋物線作為豎曲線的基本方程式2023/4/30道路工程17豎曲線計(jì)算拋物線上任一點(diǎn)的曲率半徑為：式中：代入上式，有：

或：2023/4/30道路工程18

豎曲線計(jì)算2..豎曲線諸要素計(jì)算公式

豎曲線長(zhǎng)度或豎曲線半徑R:（前提：ω很?。㎜=Rω豎曲線切線長(zhǎng)：T=L/2=Rω/23.豎曲線上任一點(diǎn)豎距h：

豎曲線外距：2023/4/30道路工程19

豎曲線計(jì)算4.豎曲線上任一點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高的計(jì)算（1）計(jì)算切線高程H1H1=H0-（T-x）iH0---變坡點(diǎn)標(biāo)高i---縱坡度（2）計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)高H=H1+-y凹曲線取+，凸曲線取-2023/4/30道路工程20§3-3豎曲線設(shè)計(jì)二.豎曲線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（一）豎曲線最小半徑1.凹曲線極限最小半徑（1）緩和沖擊對(duì)離心加速度加以控制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，a=0.5~0.7m/s2比較合適。我國(guó)取a=0.278,則：

Rmin=V2/3.6

或Lmin=V2ω/3.62023錦/4/2壘4道路工板程21豎曲線最捕小半徑（2）夜間行邊車前燈畝照射距于離要求1）L<ST2)逮L≥STL<S宴TL糊min爆=蝕2ST-26盜.92/碼ω(4庭-14)L≥S德Tω鎖/26冶.92亞(4文-15于)

3怨s時(shí)間行程傷為有效控古制。ST---停車視距2023界/4/2失4道路工程22豎曲線你最小半崇徑2.凸曲線贏極限最郵小半徑（1）失重不報(bào)致過(guò)大考緞慮計(jì)算同伴凹曲線（2）視距要求1）當(dāng)L<ST時(shí)，Lmi氧n=蒼2ST-4幻玉/ω2）當(dāng)L≥ST時(shí)，ST為停車嶼視距。以上兩怎個(gè)公式網(wǎng)，第二控個(gè)公式納計(jì)算值扣大，作道為有效孫控制。按緩和量沖擊、夸時(shí)間行烈程和視擇距要求添（視距聚為最不砍利情況歡）計(jì)算述各行車錢速度時(shí)洞的最小夠半徑和驚最小長(zhǎng)鋪度，見(jiàn)嫁表4-1多3。2023宜/4/2企4道路工程23豎曲線設(shè)騎計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3.豎曲線剛一般最留小半徑緩和行督車沖擊拐和保證郵視距（二）豎伏曲線最小第長(zhǎng)度與平曲線杯相似3s控制202陵3/4省/24道路工守程24§3-3豎曲線址設(shè)計(jì)三.豎曲線禮設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)拌計(jì)要點(diǎn)縱斷面設(shè)陜計(jì)的主要叮內(nèi)容是根萌據(jù)道路等到級(jí)、沿線溪自然條件萬(wàn)和構(gòu)造物慎控制標(biāo)高舉等，確定寫路線合適旋的標(biāo)高、極各坡段的零縱坡度和鋤坡長(zhǎng)，并緩設(shè)計(jì)豎曲工線?；疽髸?huì)：縱坡均勻吵平順、起張伏和緩、對(duì)坡長(zhǎng)和豎營(yíng)曲線長(zhǎng)短百適當(dāng)、平拜面與縱面獲組合設(shè)計(jì)把協(xié)調(diào)，填歡挖經(jīng)濟(jì)、推平衡。202共3/4菊/24道路工程25豎曲線設(shè)債計(jì)（一）駱關(guān)于縱鑼坡極限類值的運(yùn)罰用在設(shè)計(jì)鞋時(shí)不可煎輕易采疫用。一炒般講，剛縱坡緩改些為好矩，但為感了路面栗和邊溝蔑排水，金最小縱正坡不應(yīng)偶低于0.3~年0.5%。（二）色關(guān)于最?yuàn)W短坡長(zhǎng)坡長(zhǎng)是指確縱斷面兩嚴(yán)變坡點(diǎn)之紛間的水平酷距離。坡框長(zhǎng)不宜過(guò)獅短，以不祖小于計(jì)算召行車速度9秒的行程飲為宜。對(duì)階連續(xù)起伏浸的路段，正坡度應(yīng)盡錄量小，坡旬長(zhǎng)和豎曲者線應(yīng)爭(zhēng)取蘇到極限值驗(yàn)的一倍或診兩倍以上善。2023隊(duì)/4/2狗4道路工口程26豎曲線設(shè)扎計(jì)（三）各膏種地形下撤的縱坡設(shè)廊計(jì)1.平原、微麗丘地形的慶縱坡應(yīng)均照勻平緩，削注意保證宅最小填土鵲高度和最請(qǐng)小縱坡的銳要求。2.山嶺、重轟丘地形的吐沿河線應(yīng)郵盡量采用蜜平緩縱坡挖，坡長(zhǎng)不夠應(yīng)超過(guò)限婦制長(zhǎng)度，嘩縱坡不宜臉大于6%，注意歸路基控床制標(biāo)高營(yíng)的要求要。3.越嶺線粗的縱坡按應(yīng)力求僵均勻，魯盡量不監(jiān)采用極其限或接嘗近極限更的坡度炊，不宜巷在連續(xù)受采用極價(jià)限長(zhǎng)度肝的陡坡毅之間夾替短的緩禾和坡段壩，一般渣不應(yīng)設(shè)從置反坡脖。4.山脊線殲和山腰堪線在可轟能條件靜先，縱玩坡應(yīng)緩編些。202誓3/4速/24道路工程27豎曲線設(shè)渡計(jì)四）關(guān)選于豎曲旅線半徑征的選用豎曲線環(huán)應(yīng)選用達(dá)較大半宵徑為宜裳，當(dāng)有迷條件時(shí)獨(dú)，應(yīng)按蜘表4-2愈0的規(guī)定當(dāng)進(jìn)行設(shè)播計(jì)。（五）關(guān)尤于相鄰豎漲曲線的銜聞接相鄰兩個(gè)逮同向曲線敏，特別是牧同向凹形籃豎曲線之竊間，如直襪坡段不長(zhǎng)址應(yīng)合并為努單曲線或角復(fù)曲線，績(jī)避免出現(xiàn)巨斷背曲線專，如圖4-15吼a。相鄰反向考豎曲線之堪間，為使柴增重、減西重間和緩沫過(guò)渡，中亂間最好插開(kāi)入一段直默坡段，如曲圖4-1件5b。2023秀/4/2瓦4道路工東程28豎曲線盈設(shè)計(jì)202箭3/4叨/24道路工程29§3-畢4平縱面線綠性組合設(shè)同計(jì)視覺(jué)分析1.視覺(jué)分析議的意義道路設(shè)吧計(jì)除應(yīng)闖考慮自此然條件協(xié)、汽車州行駛力渴學(xué)的要蟻求外，視還要考走慮駕駛嚴(yán)人員的娛心理和捉視覺(jué)上松的反應(yīng)饒。視覺(jué)用是連接啟道路與墻汽車的什重要媒簽介。從視覺(jué)品心理出刊發(fā)，對(duì)筍道路的晌空間線配形及其馬與周圍破自然景刻觀和沿胃線建筑串的協(xié)調(diào)恰等進(jìn)行健研究分鍛析，以批保持視先覺(jué)的連肉續(xù)性，繼使行車劈燕具有足暮夠的舒侄適感和衣安全感河的綜合桶設(shè)計(jì)稱氏為視覺(jué)盯分析。2023醋/4/2暗4道路工也程30§3-梅4平縱面線旱性組合設(shè)竿計(jì)2.視覺(jué)與車盈速的動(dòng)態(tài)截規(guī)律駕駛員的形視覺(jué)判斷鏈能力與車進(jìn)速密切相卻關(guān)，車速氧越高，其伍關(guān)注前方懶越遠(yuǎn)，視攪野越窄。3.視覺(jué)評(píng)價(jià)草方法所謂線形豬狀況是指控道路平面私和縱面線本形所組成群的立體形器狀，在汽專車快速行政駛中給駕災(zāi)駛員提供濾的連續(xù)不愛(ài)斷的視覺(jué)客印象。評(píng)鴉價(jià)方法主剝要有三位宴動(dòng)態(tài)模擬委技術(shù)和透怨視圖法。透視圖文是按照悠汽車在菊道路上正的行駛員位置，悼根據(jù)線張形的幾歪何狀況抹確定視悶軸方向培以及由諷車速確侮定的視瞎軸長(zhǎng)度坑，利用劃坐標(biāo)透影視的原檢理繪制過(guò)的。通集過(guò)透視肺圖，可譯以看出葉立體線檢形是否欄順適，后是否有策易產(chǎn)生任判斷錯(cuò)幅誤或茫貨然的地想方，路嗚旁障礙扇是否妨講礙視線熟等。2023緊/4/2囑4道路工案程31§3-4平縱面稠線性組粉合設(shè)計(jì)一.組合設(shè)聚計(jì)原則1.視覺(jué)上撞自然引盡導(dǎo)駕駛徑員視線桐，保持使連續(xù)性醫(yī)；2.平、縱線扛形技術(shù)指富標(biāo)大、小均繡衡；3.得當(dāng)?shù)乃魏铣善掳l(fā)度；4.與環(huán)境的鋤配合、協(xié)皮調(diào)。202紹3/4饅/24道路工汁程32§3-4平縱面鞋線性組恐合設(shè)計(jì)二.線性組記合設(shè)計(jì)贈(zèng)要點(diǎn)1.平曲線庭與豎曲灰線組合（1）平曲線呢與豎曲應(yīng)相互重競(jìng)合，且平曲線應(yīng)哭稍長(zhǎng)于澡豎曲線（“平包豎”）2023儀/4/2攜4道路工程33§3-4平縱面線肚性組合設(shè)芬計(jì)2023伍/4/2坊4道路工慮程34線性組增合設(shè)計(jì)作要點(diǎn)（2）平曲線粒與豎曲線堂大小應(yīng)保刮持均衡；平曲線和狼豎曲線其貿(mào)中一方大也而平緩，捐另一方就妥不要形成貼多而小。棋一個(gè)平曲歸線內(nèi)有兩初個(gè)以上豎例曲線，或百一個(gè)大的賀豎曲線含肉有兩個(gè)以材上的平曲畢線，看上筍去非常別豬扭，如左汽圖所示。2023負(fù)/4/2俘4道路工巧程35線性組薦合設(shè)計(jì)杯要點(diǎn)（3）暗、明頃彎與凸、久凹豎曲線暗彎與凸六形豎曲線恒及明彎與拐凹形豎曲潮線的組合怨是合理的妙，悅目的永。（4）平、柜豎曲線副應(yīng)避免傳的組合平、豎易曲線重序合是一帝種理想臣的組合淚，但由祥于地形文等條件彼的限制紡，這種委組合往爬往不是紅總能爭(zhēng)佳取到的談。如果撞平曲線禿的中點(diǎn)撒與豎曲澇線的頂恥（底）趟點(diǎn)位置君錯(cuò)開(kāi)不庫(kù)超過(guò)平立曲線長(zhǎng)矮度的四盡分之一仍，仍然微可以獲狀得比較搶滿意的確外觀?；痹O(shè)計(jì)時(shí)瓜應(yīng)注意何以下幾幸點(diǎn)：2023慕/4/2獸4道路工程36線性組灣合設(shè)計(jì)洲要點(diǎn)（1）要避門免凸形醫(yī)豎曲線毀的頂部付或凹形浙豎曲線災(zāi)的底部蘭與反向或平曲線消的拐點(diǎn)押重合。（2）小半培徑豎曲禾線不宜近與緩和構(gòu)曲線相誘重疊。（3）計(jì)算行胸車速度≥40k孤m/h的道路，鐘應(yīng)避免在潛凸形豎曲嬸線頂部或膠凹形豎曲強(qiáng)線底部插啦入小半徑芝的平曲線倉(cāng)。202掃3/4糾/24道路工程37線性組伯合設(shè)計(jì)恐要點(diǎn)2.直線與縱摩斷面的組繞合直線上衣一次變戰(zhàn)坡時(shí)很樓好的平埋、縱組啊合，從圾美學(xué)觀聲點(diǎn)講以芒包括一險(xiǎn)個(gè)凸形帝豎曲線懼為好，望而包括生一個(gè)凹宵形豎曲嘆線次之返；直線加中短距悟離內(nèi)二甚次以上士變坡會(huì)快形成反夠復(fù)凸凹粥的“駝峰”和“凹陷”，看上去場(chǎng)線形既不妖美觀也不經(jīng)連貫，使駐駕駛員的巴視線中斷耗。202慚3/4屋/24道路工望程38線性組合倉(cāng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.平、縱線案形組合與叮景觀的協(xié)只調(diào)配合1.在道路的遞規(guī)劃、選朗線、設(shè)計(jì)篇、施工全杯過(guò)程中重暗視景觀要罵求。2.盡量少破琴壞沿線自勢(shì)然景觀，先避免深挖融高填。3.應(yīng)能提供位視野的多三樣性，力蓋求與周圍燈的風(fēng)景自孕然的融為轉(zhuǎn)一體。4.不得已時(shí)儉，可采用巾修整、植翼草皮、種且樹(shù)等措施皺加以補(bǔ)救境。5.條件允妻許時(shí)，踏以適當(dāng)蒸放緩邊憂坡或?qū)⒖∑渥兤录冱c(diǎn)修整級(jí)圓滑，思以使邊雪坡接近礦于自然裙地面形鳳狀，增蚊加路容仗美觀。6.應(yīng)進(jìn)行售綜合綠初化處理榆，避免牙形式和放內(nèi)容上貿(mào)的單一梅化。202妻3/4夏/24道路工令程39§3-洞5爬坡車道一.設(shè)置爬仿坡車道總的條件1.公路設(shè)置條督件1.沿上坡方那向載重汽鴿車速度降敘低到允許適最低速度司（表4-1吹5）以下時(shí)花，可設(shè)置鼠爬坡車道茫；2.上坡路籍段的設(shè)涉計(jì)通行語(yǔ)能力小肥于設(shè)計(jì)忠小時(shí)交租通量時(shí)證，應(yīng)設(shè)齡置爬坡杏車道。爬坡車道浩通行能力嫂的計(jì)算方衰法與正線圾的通行能齊力計(jì)算方箏法相同。2023各/4/2植4道路工程402.城市道幫