1、第五章 城市道路縱斷面線形規劃城市道路縱斷面線形規劃設計設計u 縱斷面規劃設計的內容縱斷面規劃設計的內容u 道路縱坡道路縱坡u 縱斷面線形規劃設計縱斷面線形規劃設計第一節 縱斷面規劃設計的內容縱斷面規劃設計的內容w 道路縱斷面線形指道路中線在垂直水平面方向上的投影，它反映道路豎向地走向、高程、縱坡的大小，即道路起伏情況。城市道路的縱斷面設計，是結合城市規劃要求、地形、地質情況，以及路面排水、工程管線埋設等綜合因素考慮，所確定的一組由直線和曲線組成的線形設計。第一節 縱斷面規劃設計的內容縱斷面規劃設計的內容w 道路縱斷面設計的主要內容是根據道路性質、等級、行車技術要求和當地氣候、地形、水文、地質

2、條件、排水要求以及城市豎向設計要求、現狀地物、土方平衡等，合理地確定連接有關豎向控制點（或特征點）的平順起伏線形。它具體包括：確定沿線縱坡大小及坡段長度以及變坡點的位置；選定滿足行車技術要求的豎曲線；計算各樁點的施工高度，以及確定橋涵構筑物的標高等。第二節 道路縱坡道路縱坡w 道路縱坡指道路中心線（縱向）坡度，坡長則指道路中心線上某一特定縱坡路段的起止長度。 w 2.1 2.1 最大縱坡最大縱坡w 2.1.1 2.1.1 影響因素影響因素w 一條道路的容許最大設計縱坡，要考慮行車技術要求、一條道路的容許最大設計縱坡，要考慮行車技術要求、工程經濟等因素，同時還必須根據道路類型、交通性質、工程經濟

3、等因素，同時還必須根據道路類型、交通性質、當地自然環境以及臨街建筑規劃布置要求等，來擬定相當地自然環境以及臨街建筑規劃布置要求等，來擬定相應的技術標準。應的技術標準。第二節 道路縱坡道路縱坡w 一、考慮各種機動車輛的動力要求w 從對汽車的動力因數的分析可知，當車輛駛上較大的縱坡時，必然要降低車速，增加車流密度。因此，為了保證一定的設計行車速度，道路的縱坡就不能過大。在一般情況下，機動車道的最大縱坡多不超過8%。 w 二、考慮非機動車行駛的要求w 根據第一章對自行車爬坡能力的分析，適合自行車騎行的道路坡度宜為2.5%以下；適合平板三輪車騎行的縱坡宜為2%及以下。我國山城重慶、貴陽等地由于受地形條

4、件限制，道路縱坡均較大。如重慶市中心區的北區干道最大縱坡達7%以上；貴陽的市區干道中華路、延安路縱坡多在3.54.0%以上，甚至達5.1%。一般平原城市道路的縱坡應盡可能控制在2.5%以下，城市機動車道的最大縱坡宜控制在5%以下。第二節 道路縱坡道路縱坡w 同時，當縱坡較大時，對坡長也應有所控制。因為，當縱坡大于2%時，自行車上坡速度會降低。若縱坡是3%，則上坡速度會降到78公里/小時。w 根據自行車實際爬坡情況，可以找出一條比較省力的功率時間曲線，再根據騎車爬坡速度換算成一條坡度與坡長的關系曲線如圖:第二節 道路縱坡道路縱坡騎車爬坡坡度與坡長關系曲線第二節 道路縱坡道路縱坡w 三、考慮自然條

5、件的影響w 我國幅員遼闊，各地自然氣候、地理環境差異較大。一般來說，道路所在地區的地形起伏、海拔高度、氣溫、雨量、濕度等，都在不同程度上影響機動車輛的行駛狀況和爬坡能力。w 對于高原城市，車輛的有效牽引力常因空氣稀薄而減小，從而相應降低了汽車的升坡w 能力，因此，從道路設計角度考慮，一般將最大容許縱坡度折減13%。第二節 道路縱坡道路縱坡海拔高度 （m） 30004000 40005000 5000以上 最大縱坡折減值（%） 1 2 3 高原地區公路縱坡折減值 四、考慮沿街建筑物的布置與地下管道敷設要求 縱坡過大，不僅將增加地下管道埋設的困難，如需要增加跌水井的設備，或不必要的管道埋深，而且還

6、會給臨街建筑及街坊內部的建筑布置帶來不便，并影響街景美觀。因此，選擇縱坡最大值，應在干道網規劃布局基礎上，結合城市規劃、管線綜合的狀況慎重考慮。第二節 道路縱坡道路縱坡w 2.1.2 2.1.2 最大縱坡要求最大縱坡要求城市道路機動車道最大縱坡限制值 計算行車速度（km/h）806050403020最大縱坡限制值（%）677899最大縱坡推薦值（%）455.5678注：海拔高度在30004000高原地區城市道路最大縱坡推薦值按列表數值折減1%。積雪寒冷地區最大縱坡度推薦值不超過6%。第二節 道路縱坡道路縱坡w 2.1.3 2.1.3 坡長限制坡長限制w 道路縱坡一定時，尚需對陡坡路段的坡長適當

7、限制。道路縱坡一定時，尚需對陡坡路段的坡長適當限制。w 根據一般載重汽車的性能，當道路縱坡大于根據一般載重汽車的性能，當道路縱坡大于5%5%時，需對時，需對坡長宜加以限制，并相應設置坡度不大于坡長宜加以限制，并相應設置坡度不大于2 23%3%的緩和的緩和坡段，當城市交通干道的緩和坡段長度不宜小于坡段，當城市交通干道的緩和坡段長度不宜小于100m100m，對居住區道路及其他區干道，亦不得小于對居住區道路及其他區干道，亦不得小于50m50m。道路縱。道路縱坡的坡長限制可參見下表坡的坡長限制可參見下表: :第二節 道路縱坡道路縱坡w 城市道路機動車道較大縱坡坡長限制值 計算行車速度（km/h）806

8、05040縱坡（%）55.5666.5766.576.578坡長限制（m）600500400400350300350300250300250200 非機動車車行道縱坡度宜小于2.5%。大于或等于2.5%時，應按下表規定限制坡長。第二節 道路縱坡道路縱坡w 車種坡度(%)自行車三輪車、板車3.51503.02001002.5300150 城市道路縱坡段最小長度 計算行車速度（km/h）806050403020城市道路坡段最小長度（m）2901701401108560第二節 道路縱坡道路縱坡w 2.1.4 2.1.4 合成坡度合成坡度w 合成坡度的計算公式為：合成坡度的計算公式為：22縱超合iii

9、式中合i 合成坡度（%）；超i 超高橫坡度（%）；縱i 彎道上的縱坡（%）。第二節 道路縱坡道路縱坡w 彎道合成坡度限制 計算行車速度（km/h）806050403020合成坡度（%）66.56.5778注：積雪地區道路合成坡度應小于或等于6%。第二節 道路縱坡道路縱坡w 2.2 2.2 最小縱坡最小縱坡w 道路最小縱坡值系指能適應路面上雨水排除，和防止并道路最小縱坡值系指能適應路面上雨水排除，和防止并不致造成雨水排泄管道淤塞所必需的最小縱向坡度值。不致造成雨水排泄管道淤塞所必需的最小縱向坡度值。為保證道路地面水與地下排水管道內的水能通暢快速的為保證道路地面水與地下排水管道內的水能通暢快速的排

10、除，道路縱坡也不宜過小，一般希望道路最小縱坡度排除，道路縱坡也不宜過小，一般希望道路最小縱坡度應大于或等于應大于或等于0.5%0.5%，困難時可大于或等于，困難時可大于或等于0.3%0.3%，遇特殊，遇特殊困難縱坡度小于困難縱坡度小于0.3%0.3%時，應設置鋸齒形偏溝或采取其他時，應設置鋸齒形偏溝或采取其他排水措施。排水措施。第二節 道路縱坡道路縱坡w 不同類型路面最小縱坡限制值 路面類型高級路面料石路面塊石路面砂石路面最小縱坡（%）0.30.40.50.5第二節 道路縱坡道路縱坡w 2.3 2.3 道路排水道路排水w 2.3.1 2.3.1 排水方式概述排水方式概述w 城市道路路面排水系統

11、，根據構造特點可以分為明式系城市道路路面排水系統，根據構造特點可以分為明式系統、暗式和混合式三種。統、暗式和混合式三種。w 一、明式系統一、明式系統w 公路和一般鄉鎮道路采用明溝排水，在街坊出入口、人公路和一般鄉鎮道路采用明溝排水，在街坊出入口、人行橫道處增設一些蓋板、涵管等構造物。明溝可設在路行橫道處增設一些蓋板、涵管等構造物。明溝可設在路面的兩邊或一邊，也可在車行道的中間。當道路處于農面的兩邊或一邊，也可在車行道的中間。當道路處于農田區時，邊溝要處理好與農田排灌的關系。田區時，邊溝要處理好與農田排灌的關系。第二節 道路縱坡道路縱坡w 二、暗式系統w 包括街溝、雨水口、連管、干管、檢查井、出

12、水口等主要部分。道路上及其相鄰地區的地面水依靠道路設計的縱橫坡度，流向車道兩側的街溝，然后順街溝的縱坡流入沿街溝設置的雨水口，再由地下的連管通到干管，排入附近河流或其他水體中去。w 三、混合式系統w 1妻子的xing要求不能得到滿足，影響夫妻感情造成家庭不和睦w 2愛愛中立刻she精，精子不能很好的進入女性體內，導致不育w 3心情苦悶、情緒壓抑，喪失生活激情，產生心里疾病w 4早*泄容易導致精神恐懼焦慮，從而發生陽*痿等勃起功能障礙直至性機能衰竭。w 咨詢加老zhong醫的V：msdf003 愿您早日康復！第二節 道路縱坡道路縱坡w 2.3.2 2.3.2 鋸齒形街溝鋸齒形街溝w 當道路縱坡小

13、于0.3%時，為利于路面雨水的排除，將位于街溝附近的路面橫坡在一定寬度內變化，提高街溝的縱坡，使其大于0.3%0.5%，從而形成鋸齒形邊溝如圖 所示.第二節 道路縱坡道路縱坡（a）縱斷面（b）橫斷面（c）軸側圖 鋸齒形街溝示意圖第二節 道路縱坡道路縱坡w 鋸齒形街溝設計中，首先要確定好街溝縱坡轉折點間的距離，以便布置雨水口。雨水口位置布設的關系因素如右圖:w 圖中 、 分別為雨水口、分水處的側石高度；為雨水井的間距；為道路中線縱坡； 及 為鋸齒形街溝設計縱坡。從圖中可知分水點距兩邊的雨水口距離將分別為及 。xL 1h2hl中i1i2i鋸齒形街溝雨水口布置計算第二節 道路縱坡道路縱坡w 標準側石

14、高 =15cm，使 在1220cm間變化，常取 ，此時：hh21ii 2211212)(中iiihhL112)(iiiLx中第二節 道路縱坡道路縱坡w 2.3.2 2.3.2 山區道路排水山區道路排水w 山區道路曲線往往沿山坡，沖坳設置；易于受暴雨，山山區道路曲線往往沿山坡，沖坳設置；易于受暴雨，山洪沖刷，造成水毀；因此，宜盡可能在曲線傍山一側加洪沖刷，造成水毀；因此，宜盡可能在曲線傍山一側加大邊溝或設置截水溝，將水迅速排走；至于曲線內側的大邊溝或設置截水溝，將水迅速排走；至于曲線內側的雨水，若流量也較大，則可在水流匯集地點增設跌水井雨水，若流量也較大，則可在水流匯集地點增設跌水井和涵洞，引水

15、從曲線上首路基內側穿過曲線下首路基排和涵洞，引水從曲線上首路基內側穿過曲線下首路基排除。除。第二節 道路縱坡道路縱坡 山區道路排水措施示意第三節 豎曲線豎曲線w 3.1 3.1 豎曲線的作用豎曲線的作用w 道路縱斷面上的設計坡度線，系由許多折線所組成，車道路縱斷面上的設計坡度線，系由許多折線所組成，車輛在這些折線處行駛時，會產生沖擊顛簸。當遇到凸形輛在這些折線處行駛時，會產生沖擊顛簸。當遇到凸形轉折的長坡段處，易使駕駛人員視線受阻；當遇到凹形轉折的長坡段處，易使駕駛人員視線受阻；當遇到凹形轉折處，由于行車方向突然改變，不僅會使乘客感到不轉折處，由于行車方向突然改變，不僅會使乘客感到不舒服，而且

16、由于離心力的作用，會引起車輛底盤下的彈舒服，而且由于離心力的作用，會引起車輛底盤下的彈簧超載。因此，為了使路線平滑柔順，行車平穩、安全簧超載。因此，為了使路線平滑柔順，行車平穩、安全和舒適，必須在路線豎向轉坡點處設置平滑的豎曲線，和舒適，必須在路線豎向轉坡點處設置平滑的豎曲線，將相鄰直線坡段銜接起來。將相鄰直線坡段銜接起來。第三節 豎曲線豎曲線w 豎曲線因坡段轉折處是凸形或凹形的不同而分為凸形豎曲線和凹形豎曲線兩種: 縱斷面各轉坡點的布置示意凸形轉坡點處轉坡角與視距的關系第三節 豎曲線豎曲線w 3.2 3.2 豎曲線基本要素豎曲線基本要素w 豎曲線有圓弧線形和拋物線形兩種。目前，我國多采用豎曲

17、線有圓弧線形和拋物線形兩種。目前，我國多采用圓弧線形，簡稱圓形豎曲線。其基本組成要素包括豎曲圓弧線形，簡稱圓形豎曲線。其基本組成要素包括豎曲線長度線長度 , ,切線長度切線長度 和外距和外距 , ,如圖所示設如圖所示設 為豎為豎曲線半徑，曲線半徑， 為兩縱坡地段的變坡角，有幾何關系可得。為兩縱坡地段的變坡角，有幾何關系可得。LTER2RtgT 第三節 豎曲線豎曲線w 由于 很小，同時 值也可近似以兩倍 值計算，故豎曲線各項要素可按下述各近似式計算：LTRL 2RT RLE82式中，L、T、E分別為豎曲線的曲線長、切線長和外距。第三節 豎曲線豎曲線w 3.3 3.3 豎曲線半徑的計算與確定豎曲線

18、半徑的計算與確定 w 豎曲線設計，關鍵在半徑的選擇。一般而言，應根據道路交通要求、地形條件，力求選用較大半徑，至于凸形、凹形豎曲線的容許最小半徑值，則分別按視距要求及行車不產生過分顛簸來控制。w 3.3.1 3.3.1 凸形豎曲線半徑凸形豎曲線半徑w 凸形豎曲線半徑的確定，是以在凸形轉坡點，前進的車輛能看清對面的來車、前方的車尾或地面障礙物為原則，按以下兩種情況分析：第三節 豎曲線豎曲線w 一、豎曲線長大于行車容許最小安全視距 的情況，即 ，見下圖。SSL LS從圖中可知：21SSS22121)(RSdR1121)2(ddRS前式中 1dR21d112RdS 與值相比很小，故可略去，從而近似地

19、得： 同理可得222RdS 第三節 豎曲線豎曲線w )(22121ddRSSS)(2212ddSR凸Sdd221)(2若 為會車視距 ， 等于 ，則上兩式可分別改寫為 S會S1d2d會Sd18128dSR會凸 第三節 豎曲線豎曲線w 若 為停車視距 ，則： S停S停Sd12122dSR停凸 第三節 豎曲線豎曲線w 二、豎曲線長L小于行車容許最小安全視距S的情況，即LS，見下圖 ：第三節 豎曲線豎曲線w 從圖中可知： 值很小，可以近似地認為切線的總長 DPPPCP2211等于豎曲線長度L。故 2221RLPP2112112dRdBPPPAPS從前面計算可知221min21)(ddrdd 第三節

20、豎曲線豎曲線w 221)(2ddRS故 221)(2ddSR凸 第三節 豎曲線豎曲線w 若 為會車視距 ， 等于 ，則上式變為S會S1d2d142dSR會凸若 為停車視距 ， 為零，則上式變為S停S2d12dSR停凸第三節 豎曲線豎曲線w 3.3.2 3.3.2 凹形豎曲線凹形豎曲線w 當車輛沿凹形豎曲線行駛時，為了不致產生過大顛簸，從而使汽車支架彈簧超載過多，一般應對離心力及離心加速度加以限制。通常認為，為保證行車條件適應乘客舒適的要求，離心加速度a的值不宜超過0.50.7 m/s。根據運動學原理，離心加速度為 Rva2（m/s） 第三節 豎曲線豎曲線w aVaVavR136 . 32222

21、凹a)(5 . 65 . 01322minmVVR有 設為0.5 m/s代入上式，可得式中， 與 均為計算行車速度，單位分別m/s以及km/h計。 vV第三節 豎曲線豎曲線w 當車輛通過下穿道路或鐵路的通道時，凹形豎曲線半徑的設置除了應考慮上述要求外，還需保證橋下視距要求（見下圖）。若上下行分車道， 為停車視距 ，若雙向車輛混用車道時 應采用 。 汽車通過橋洞時的最小安全視距S停SS會S第三節 豎曲線豎曲線w 一般豎曲線半徑應按100的整數倍取設計值。不同車速時的豎曲線最小半徑值如下表所示。豎曲線半徑一般應盡量采用大于豎曲線一般最小半徑的數值，其值約為極限最小半徑的1.5倍；特殊困難時，應大于

22、或等于極限最小半徑值。第三節 豎曲線豎曲線w 不同車速豎曲線半徑選用表 計算行車速度（km/h）80605045403530252015凸形豎曲線極限最小半徑（m）3000120090050040030025015010060一般最小半徑（m）45001800135075060045040025015090凹形豎曲線極限最小半徑（m）1800100070055045035025017010060一般最小半徑（m）27001500105085070055040025015090注：非機動車道，凸、凹行豎曲線最小半徑為500m。第三節 豎曲線豎曲線w 3.3.3 3.3.3 應用舉例應用舉例w 【

23、例一】 某城市大學園區內主干路，計算行車速度為40km/h。圖中， =326m， =270m， =185m， =1.0%， =3.0%， =3.24%。試根據給出的坡度、坡長分別求出A、B兩轉折點處的豎曲線半徑及豎曲線各要素。 1l2l3l1i2i3i例一之簡圖第三節 豎曲線豎曲線w 【解】w 由公式 可求得 、 分別為：w =4.0%， =6.24% w 查表4-3-1可知，A處的最小半徑應為1000m，B處的最小半徑應為500m。考慮到在坡長容許的情況下可以使行車更為舒適，因此半徑可以更大，故可確定A處的半徑值 =4000m，B處的半徑值 =2000m。w 根據公式 21ii ABABAR

24、BRRL 2RT RLE82計算，求得豎曲線各項要素為： =160m， =80m， =0.8m， =124.8m， =62.4%m， =0.97m。 ALATAEBLBTBE第三節 豎曲線豎曲線w 3.4 3.4 豎曲線最小長度豎曲線最小長度w 為滿足汽車司機操作的需要，豎曲線最小長度按計算行車速度行駛3秒的距離計算：6 . 33VL式中 計算行車速度（km/h）。V第三節 豎曲線豎曲線w 我國城市道路設計規范對豎曲線最小長度的規定如下表。不同車速豎曲線最小長度 計算行車速度（km/h）80605045403530252015豎曲線最小長度（m）70504040353025202015實際工作

25、中，豎曲線的長度一般至少為20m。第三節 豎曲線豎曲線w 3.5 3.5 豎曲線的連接豎曲線的連接w 豎曲線之間連接時，可以在其間保留一段直坡段，也可以不留直坡段而直接連接成同向或反向復曲線形式，只要不使兩豎曲線相交或搭接即可。若兩相鄰的豎曲線相距很近，中間直坡段太短，應將兩者結合并成復曲線形式。在一般情況下，則應力求兩豎曲線之間留一段直坡段L，坡長建議已不小于汽車行駛3s的距離為宜：VVL83. 036 . 3V計算行車速度（km/h）。式中第四節 縱斷面線形規劃設計縱斷面線形規劃設計w 4.1 4.1 縱斷面線形設計的一般原則縱斷面線形設計的一般原則 w 城市道路縱面的線性設計一般要滿足以

26、下要求：w 1.保證行車的安全與迅速。一般要求路線轉折少、縱坡平緩，在縱坡轉折處盡可能用較大半徑的豎曲線銜接，以適應行車視距與舒適的要求；w 2.與相交道路、街坊、廣場以及沿街建筑物的出入口有平順的銜接；w 3.在保證路基穩定、工程經濟的條件下，力求設計線與地面線相接近，以減少路基土石方工程量，并最少地破壞自然地理環境。在地形起伏較大或系主要道路時，應適當拉平設計線，以消除過大縱坡與過多坡度轉折，即使這樣會增加一些填挖土量和其他工程構筑物工作量，也往往是適當的； 第四節 縱斷面線形規劃設計縱斷面線形規劃設計w 4.應保證道路兩側街坊和路面上雨水的排除。為此，道路側石頂面一般宜低于街坊地面和沿街

27、建筑物的地坪標高，在多雨的南方地區更應如此。當地形復雜，街坊建筑群排水規劃方向系背離道路時，則側石頂面可高于街坊建筑群地面，但應在街坊出入口處增設雨水口（亦稱進水井）截流地面雨水。對可能有漬水的城市用地，尚應注意使道路設計標高距漬水位有足夠高度（一般宜1.0m），以保證路基的穩定；w 5.在城市濱河地區，往往要求濱河道路起防洪堤的作用。因此，其路面設計標高應在最高洪水位以上。同時，對于同濱河路相銜接的道路，由于其標高也均被提高，故也應協調濱河地區道路之間的坡度與坡長；w 6.道路設計線要為城市各種地下管線的埋設提供有利條件。因此，設計縱坡應綜合考慮管線布置的要求，并保證各類管線有必要的最小覆土

28、深度；第四節 縱斷面線形規劃設計縱斷面線形規劃設計w 7.綜合縱斷面設計線形，妥善分析確定各豎向控制點的設計標高。對影響縱斷面設計線標高、坡度和位置的各豎向控制點：如相交道路的中線標高、城市橋梁的橋面設計標高、鐵路平交點處的軌頂標高、沿街重要建筑物的底層地坪標高、濱河路的河流最高洪水位以及人防工程的頂面標高等，在定線時，需要對縱斷面線形上的相關控制點綜合考慮，一并分析，經統一協調后再具體確定豎向控制點處的設計標高。第四節 縱斷面線形規劃設計縱斷面線形規劃設計w 4.2 4.2 縱斷面線形設計步驟縱斷面線形設計步驟w 縱斷面線形設計步驟包括：勘測道路中心線的地面線、縱斷面線形設計步驟包括：勘測道

29、路中心線的地面線、確定道路縱斷面的設計線、計算填挖高度、標明構筑物確定道路縱斷面的設計線、計算填挖高度、標明構筑物及有關特征點位置、高程，以及繪制縱斷面圖等。及有關特征點位置、高程，以及繪制縱斷面圖等。w 4.2.1 4.2.1 勘測道路中心線的地面線勘測道路中心線的地面線w 首先，根據規劃擬定的、經道路平面設計確定的路線每首先，根據規劃擬定的、經道路平面設計確定的路線每一段落的具體走向、轉折點坐標、曲線半徑，以及直線一段落的具體走向、轉折點坐標、曲線半徑，以及直線段與曲線段的銜接等，將圖紙上確定的道路中心線通過段與曲線段的銜接等，將圖紙上確定的道路中心線通過現場勘測，準確地移放到地面的實際位置上去并埋樁；現場勘測，準確地移放到