第二章 道路路线设计纵断面

第2节纵断面设计（1）基本概念1）纵断面(vertical)-----用一曲面沿道路中线竖直剖切，展开成平面。2）路线纵断面图(verticalprofilemap)-----反映路线在纵断面上的形状、位置及尺寸的图形叫路线纵断面图一概述•纵坡度表示方法：纵坡度的表示方式不用角度，而用百分数（％）•道路上３％的纵坡对汽车行驶不造成困难。路线前进水平距离520米，克服高差13米，则纵坡为？%2.5%1.纵坡度（longitudinalgradient）（1）最大纵坡（maximumlongitudinalgradient）1）概念－－道路纵坡设计的极限值，重要指标。其大小将直接影响路线的长短、使用质量、行车安全以及运营成本和工程的经济性。2）制定依据：•汽车的动力特性；•道路等级（V）；•自然条件（地形、气候）；•车辆行驶安全；•工程、运营经济等因素。•规定P93表4.1、4.2（2）最小纵坡（minimumlongitudinalgradient）长路堑地段以及其它横向排水不畅的路段，为了保证排水，均应设置不小于0.3％的纵坡。（否则，采取措施。边沟应作纵向排水设计，设置锯齿形街沟或采取其它排水措施来处理）（3）平均纵坡（averagegradient）1）平均纵坡----指一定路线长度范围内，路线两端点的高差与路线长度的比值。二、三、四级公路越岭线的平均纵坡：2）相关规定①相对高差200～500m不应大于5.5％②相对高差500m不应大于5％注意：任何相连3km路段的平均纵不应大于5.5％。2.坡长限制（gradelengthlimitation）坡长－－指变坡点与变坡点之间的水平长度。（1）最大坡长限制1)限制理由：2)标准规定表4－4和表4－5。①计算法②调查法（2）缓和坡段－－当连续陡坡长度大于最大坡长限制的规定值时，应在不大于最大坡长所规定的长度处设置纵坡不大于3％的坡段，称为-----缓和坡段。位置、大小、长度。坡长（3）最小坡长限制1）理由：①过短，则变坡点个数增加，行车时颠簸频繁，影响行车平顺性；②过短，则不能满足设置最短竖曲线这一几何条件的要求。2）标准规定:表4－7和表4－8。以计算行车速度行驶９～１５s的行程作为规定值。2.坡长限制（gradelengthlimitation）（4）组合坡长当连续陡坡是由几个不同受限坡度值的坡段组合而成时，应按不同坡度的坡长限制折算确定。如三级公路8%----300m6%----700m8%（120）+6%（？m）？=（1-120/300）*700=4202.坡长限制（gradelengthlimitation）3.合成坡度（resultantgradient）（1）合成坡度－－－道路在平曲线路段，若纵向有纵坡且横向又有超高时，则最大坡度在纵坡和超高横坡所合成的方向上，这时的最大坡度称为合成坡度。（2）对合成坡度的限制为了保证路面排水，合成坡度的最小值不宜小于0.5％。22ciziHi二竖曲线设计（1）基本概念•纵断面上两相邻不同坡度线的交点称为变坡点（gradechangepoint）。SJD•为保证行车安全、舒适以及视距的需要，而在变坡处设置的纵向曲线，即为竖曲线（verticalcurve）。•坡度角ω=i2-i1•ω为“+”，凹形竖曲线（concaveverticalcurve）•ω为“-”，凸形竖曲线（convexverticalcurve）1.竖曲线的计算（2）竖曲线几何要素计算12iiRL2LTRTE22（3）竖曲线上任意点纵距y的计算Rxy22（4）竖曲线上任意点设计标高的计算1）计算切线高程2）计算设计标高yHH13.竖曲线设计（1）竖曲线设计的一般要求1）宜选用较大的竖曲线半径。视觉良好，可参照表4－13。2）同向竖曲线应避免“断背曲线”。3）反向曲线间，一般由直坡段连接，也可径相连接。4）竖曲线设置应满足排水需要。3.竖曲线设计（2）半径的选择1)应符合标准规定。2)在不过分增加土石方工程量的情况下，为使行车舒适，宜采用较大的竖曲线半径。3)按外距控制选择半径：(4-18)28ER§4.3竖曲线设计3.竖曲线设计4)按切线长度选择半径。(4-19)5)选择竖曲线半径不宜过大，否则将使竖曲线过长而不利于施工和排水。6)夜间行车交通量较大的路段，选择半径时应适当加大。TR2四平、纵面线形组合设计1.组合设计（designoffittogether）的原则1)应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。2)平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。3)合成坡度应组合得当，以利于路面排水和行车安全。4)注意与道路周围环境的配合。2.线形（alignment）组合设计要点2.线形（alignment）组合设计要点（1）平曲线与竖曲线的组合1)平曲线与竖曲线应相互重合，且“平包竖”。2)平曲线与竖曲线大小应保持均衡R平：R竖=1：10～203)暗、明弯与凸、凹竖曲线4)平、竖曲线应避免的组合（2）平、竖曲线应避免的组合：1）设计车速≥40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半径平曲线。2）凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合。3）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。4）平面转角小于7°的平曲线不宜与坡度角较大的凹形竖曲线组合在一起。5）在完全通视的条件下，应极力避免长上（下）坡路段的平面线形多次转向形成蛇形的组合线形。2.线形（alignment）组合设计要点（3）直线与纵断面的组合直线上一次变坡是较好的平、纵组合，从美学观点讲以包括一个凸形竖曲线为好，而包括一个凹形线次之。2.线形（alignment）组合设计要点应避免：1)长直线配长坡。2)直线上短距离内多次变坡。3)直线段内不能插入短的竖曲线。4)在长直线上设置坡陡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。5)直线上的纵断面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形。2.线形（alignment）组合设计要点长坡配长直线2.线形（alignment）组合设计要点浪形2.线形（alignment）组合设计要点长直线内多次变坡2.线形（alignment）组合设计要点锯齿形路段2.线形（alignment）组合设计要点暗凹路段2.线形（alignment）组合设计要点蛇形路线2.线形（alignment）组合设计要点（3）平、纵线形组合与景观的协调配合1)应在道路的规划、选线、设计、施工全过程中重视景观要求。尤其在规划和选线阶段。2)在选定路线时，应充分地利用自然风景，尽量作到路线与大自然融为一体，不产生生硬感和隔断大自然。特别是在长直线路段上，应使驾驶者能看到前方显著的景物。3)对道路本身不能仅把它当作技术对象，还应把它作为景观来看待，修建时要少破坏沿线自然景观，尽量避免高填深挖。2.线形（alignment）组合设计要点4)横面设计要使边坡造型和绿化与现有景观相适应，弥补填挖对自然景观的破坏。5)应进行综合绿化处理，避免形式和内容上的单一化，应将绿化作为诱导视线、点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。6)应根据技术和景观要求合理选定构造物的造型、色彩，使道路构造物成为对自然景观的补充。2.线形（alignment）组合设计要点景观★路线2.线形（alignment）组合设计要点景观★路线2.线形（alignment）组合设计要点景观★路线2.线形（alignment）组合设计要点景观★路线2.线形（alignment）组合设计要点景观★路线2.线形（alignment）组合设计要点景观★路线2.线形（alignment）组合设计要点盖板涵盖板涵444446448450452454456458460462464466468470472474476总张第张地质状况上为粘土，下为页岩或泥岩设计高程坡度(%)坡长(m)填挖高地面高程桩号直线及平曲线424426428430432434436438440442444446448450452454456高程(m)纵断面设计图重庆交通学院工程设计所科城路市政道路工程（一期）审核设计复核2002.10日期§4.6纵断面设计方法与纵断面设计图2.纵断面设计图（verticalprofilemap）