1、道道 路路 工程概論工程概論第三講 縱斷面設計思考思考p 道路的坡度是否越小越好道路的坡度是否越小越好? ?p 怎樣消除道路上下坡之間的折點？怎樣消除道路上下坡之間的折點？p 為什么有時汽車在上坡時會為什么有時汽車在上坡時會“開鍋開鍋”？ 第一節第一節 基本概念基本概念 路線縱斷面圖、縱斷面設計。路線縱斷面圖、縱斷面設計。 第二節第二節 縱坡設計縱坡設計 基本要求、最大縱坡、最小縱坡、合成基本要求、最大縱坡、最小縱坡、合成坡度、坡長限制、緩和坡段、平均縱坡等。坡度、坡長限制、緩和坡段、平均縱坡等。 第三節第三節 豎曲線設計豎曲線設計 豎曲線要素（豎曲線要素（R R、T T、L L）及計算、最小

2、）及計算、最小半徑、最小坡長、視距、平縱組合。半徑、最小坡長、視距、平縱組合。第三講第三講 縱斷面設計縱斷面設計第一節第一節 基本概念基本概念p 縱斷面縱斷面 p 路線縱斷面圖路線縱斷面圖 反映路線在縱斷面上的反映路線在縱斷面上的形狀形狀、位置及尺寸位置及尺寸的圖形的圖形。 用一曲面沿用一曲面沿道路中線道路中線豎直剖切，展開成平面。豎直剖切，展開成平面。地面線：地面線：它是根據中線上各樁點的高程而點繪的一條不它是根據中線上各樁點的高程而點繪的一條不 規則的折線；規則的折線；設計線：設計線：路線上各點路基設計高程的連續。路線上各點路基設計高程的連續。地面高程：地面高程：中線上地面點高程。中線上地

3、面點高程。設計高程：設計高程：一般公路，路基未設加寬超高前的路肩邊緣一般公路，路基未設加寬超高前的路肩邊緣 的高程。的高程。路基高度：路基高度：橫斷面上設計高程與地面高程之高差。橫斷面上設計高程與地面高程之高差。第一節第一節 基本概念基本概念p路基設計標高的選擇路基設計標高的選擇設計標高設計標高設計標高設計標高 1 12 23 3縱縱 坡坡 度度 坡坡 長長 限限 制制 合合 成成 坡坡 度度4 4 縱坡設計一般要求縱坡設計一般要求第二節第二節 縱坡設計縱坡設計第二節第二節 縱坡設計縱坡設計縱坡度縱坡度第二節第二節 縱坡設計縱坡設計縱坡度縱坡度p 最大縱坡最大縱坡 道路縱坡設計的極限值；影響路

4、線的長短、使用質道路縱坡設計的極限值；影響路線的長短、使用質量、行車安全以及運營成本和工程的經濟性。量、行車安全以及運營成本和工程的經濟性。 依據依據: : 汽車的動力特性；汽車的動力特性； 道路等級（道路等級（V）；）； 自然條件（地形、氣候）；自然條件（地形、氣候）； 車輛行駛安全；車輛行駛安全； 工程、運營經濟等因素。工程、運營經濟等因素。第二節第二節 縱坡設計縱坡設計縱坡度縱坡度第二節第二節 縱坡設計縱坡設計縱坡度縱坡度p 最小縱坡最小縱坡（不小于（不小于0.3%）長路塹路段長路塹路段橫向排水不暢路段橫向排水不暢路段否則：否則： 設路邊溝縱向排水設路邊溝縱向排水 城市道路設鋸齒型街溝城

5、市道路設鋸齒型街溝第二節第二節 縱坡設計縱坡設計縱坡度縱坡度p 平均縱坡平均縱坡 二、三、四級公路越嶺線的平均縱坡：二、三、四級公路越嶺線的平均縱坡： 相對高差相對高差200500m ，不應大于，不應大于 5.5 相對高差相對高差 500m ， 不應大于不應大于 5 注意：注意： 任何相連任何相連3km路段的平均縱不應大于路段的平均縱不應大于5.5。 指一定路線長度范圍內，路線兩端點的高差指一定路線長度范圍內，路線兩端點的高差與路線長度的比值。與路線長度的比值。避免長大縱坡第二節第二節 縱坡設計縱坡設計坡長限制坡長限制p 最大坡長最大坡長 限制理由限制理由 標準規定標準規定 當連續陡坡長度大于

6、最大坡長限制的規定值時，當連續陡坡長度大于最大坡長限制的規定值時，應在不大于最大坡長所規定的長度處設置縱坡不大應在不大于最大坡長所規定的長度處設置縱坡不大于于3的坡段，稱為的坡段，稱為緩和坡段緩和坡段。 位置、大小、長度位置、大小、長度坡長坡長 變坡點與變坡點之間的水平長度。變坡點與變坡點之間的水平長度。坡長坡長第二節第二節 縱坡設計縱坡設計坡長限制坡長限制p 最小坡長最小坡長 限制理由限制理由 標準規定標準規定 以計算行車速度以計算行車速度915s行程作為規定行程作為規定 兩相鄰兩相鄰變坡點之間的最小長度。變坡點之間的最小長度。變坡點個數增加，行車時顛簸頻繁。變坡點個數增加，行車時顛簸頻繁。

7、不能滿足最短豎曲線幾何條件要求。不能滿足最短豎曲線幾何條件要求。第二節第二節 縱坡設計縱坡設計坡長限制坡長限制16設計車速設計車速（km/h）1201008060403020最大縱坡最大縱坡（%）3456789合成坡度合成坡度（%）101010.5（9）10.5（9.5）101010最小坡長最小坡長（m）第二節第二節 縱坡設計縱坡設計坡長限制坡長限制p 合成坡度合成坡度 最小合成坡度限制最小合成坡度限制 最大合成坡度限制最大合成坡度限制 道路在平曲線路段，若縱向有縱坡且橫向又道路在平曲線路段，若縱向有縱坡且橫向又有超高時，則最大坡度在縱坡和超高橫坡所合成的有超高時，則最大坡度在縱坡和超高橫坡所

8、合成的方向上，這時的最大坡度稱為方向上，這時的最大坡度稱為合成坡度合成坡度。 22ciziHi 不宜小于不宜小于0.5%0.5%第二節第二節 縱坡設計縱坡設計坡長限制坡長限制18設計車速設計車速（km/h）1201008060403020最大縱坡最大縱坡（%）3456789合成坡度合成坡度（%）101010.5（9）10.5（9.5）101010最小坡長最小坡長（m）第二節第二節 縱坡設計縱坡設計 一般要求一般要求平原、微丘縱坡應均勻平緩 縱坡設計視覺連續、平順 充分結合自然條件公公 路路考慮沿線農田水利 土石方挖填平衡 考慮沿線建筑物及排水 線形宜緩和平順 土石方挖填平衡機非混合，考慮非機動

9、車綜合考慮沿線地形、水文等城市道路城市道路第三節第三節 豎曲線設計豎曲線設計 1 12 23 3 基基 本本 概概 念念 豎豎 曲曲 線線 計計 算算 豎曲線設計標準豎曲線設計標準4 4 豎豎 曲曲 線線 設設 計計第三節第三節 豎曲線設計豎曲線設計基本概念基本概念p 變坡點變坡點p 豎曲線豎曲線p 坡度角坡度角 =i2-i1 為為“+”，凹形豎曲線；，凹形豎曲線；為為“-”， 凸形豎曲線凸形豎曲線 兩相鄰不同坡度線的交點。兩相鄰不同坡度線的交點。為保證行車安全、舒適以及視距的需要，為保證行車安全、舒適以及視距的需要，而在變坡處設置的縱向曲線。而在變坡處設置的縱向曲線。第三節第三節 豎曲線設計

10、豎曲線設計基本概念基本概念p 豎曲線的作用豎曲線的作用 緩沖作用：以平緩曲線取代折線可消除汽車在緩沖作用：以平緩曲線取代折線可消除汽車在變坡變坡點的突變點的突變。 保證公路縱向的行車視距：保證公路縱向的行車視距： 凸形：縱坡變化大時，盲區較大。凸形：縱坡變化大時，盲區較大。 凹形：下穿式立體交叉的下線。凹形：下穿式立體交叉的下線。p 豎曲線的線形豎曲線的線形 采用采用二次拋物線二次拋物線作為豎曲線的線形。作為豎曲線的線形。第三節第三節 豎曲線設計豎曲線設計計算計算p 豎曲線的幾何要素豎曲線的幾何要素p任意點縱距任意點縱距p豎曲線上任意點設計標高計算豎曲線上任意點設計標高計算Rxy2 2RL曲線

11、長曲線長： / 2 TL切線長：切線長：RTE22外距：外距：12ii 坡差：坡差：yHH110()HHT第三節第三節 豎曲線設計豎曲線設計計算示例計算示例例例4-1：某山嶺區一般二級公路，變坡點樁號為：某山嶺區一般二級公路，變坡點樁號為k5+030.000，高程高程H1=427.680m，i1=+5%，i2=-4%，豎曲線半徑，豎曲線半徑 R=2000m。試計算豎曲線諸要素以及樁號為。試計算豎曲線諸要素以及樁號為k5+000.000和和k5+100.000處的設計高程。處的設計高程。 解：解：1）計算豎曲線要素計算豎曲線要素 坡差：坡差： = i2-i1= -4%-5%=-9%（凸形豎曲線）

12、（凸形豎曲線） 曲線長：曲線長：L = R = 2000*9% =180m 切線長：切線長：T=L/2=90m 外距：外距：E=T2/2R=2.025m豎曲線起點：豎曲線起點：QD =（k5+030.000）- 90=k4+970.000豎曲線終點：豎曲線終點：ZD = （ k5+030.000 ）+ 90= k5+第三節第三節 豎曲線設計豎曲線設計計算示例計算示例 解：解：2）計算設計高程）計算設計高程 k5+000.000 橫距橫距 x1= k5+000.000-QD = 60.000m 豎距豎距 y1= x12/2R= 0.900m 切線高程切線高程 HT = H1 - i1 = 427

13、.680 - 0.05(5030.000 - 5000.000) = 426.180m 設計高程設計高程 HS = HT - y1 = 426.180 - 0.900=425.280m 同理計算：同理計算： k5+100.000 第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計豎曲線設計標準豎曲線設計標準設計標準設計標準最小半徑最小半徑最小長度最小長度凹形豎曲線凹形豎曲線凸形豎曲線凸形豎曲線 限制離心力限制離心力 前燈照射影響前燈照射影響 跨線橋下視距跨線橋下視距 限制失重限制失重 縱面行車視距縱面行車視距 按照按照3 3秒秒行程時間控制行程時間控制第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計豎曲線設計標準豎曲線設計

14、標準第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p 適用范圍適用范圍當設計速度大于或等于當設計速度大于或等于60km/h時，必須注重平、縱時，必須注重平、縱的合理組合；的合理組合；當設計速度小于或等于當設計速度小于或等于40km/h時，在條件允許情況時，在條件允許情況下力求做到各種線于要素的合理組合，并盡量避免下力求做到各種線于要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利組合。和減輕不利組合。第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p組合設計原則組合設計原則 應在視覺上能自然地引導駕駛員的視線，并保持應在視覺上能自然地引導駕駛員的視線，并保持視覺的視覺的連續性連續性。向左？向左？向右？

15、向右？第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p 組合設計原則組合設計原則 注意保持平、縱線形的技術指標大小應均衡注意保持平、縱線形的技術指標大小應均衡,使線形在使線形在視視覺上、心理上保持協調覺上、心理上保持協調。直線路段，從直線路段，從2%2%下坡到下坡到3%3%上坡，豎曲線半徑上坡，豎曲線半徑4200m4200m直線路段，從直線路段，從2%2%下坡到下坡到3%3%上上坡，豎曲線半徑坡，豎曲線半徑第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p 組合設計原則組合設計原則 選擇組合得當的合成坡度，利于路面選擇組合得當的合成坡度，利于路面排水排水和行車和行車安全安全。 應注意線形

16、與應注意線形與自然環境和景觀的配合與協調自然環境和景觀的配合與協調。第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p 平、縱線形組合的基本要求平、縱線形組合的基本要求 平曲線與豎曲線組合平曲線與豎曲線組合 “平包豎平包豎”原則原則第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p平、縱線形組合的基本要求平、縱線形組合的基本要求 平曲線與豎曲線組合平曲線與豎曲線組合 “均衡均衡”原則原則 豎曲線為平曲線半徑的豎曲線為平曲線半徑的10-2010-20倍倍。第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p平、縱線形組合的基本要求平、縱線形組

17、合的基本要求 平曲線與豎曲線組合平曲線與豎曲線組合 注意注意“合成坡度合成坡度” 合成坡度不小于合成坡度不小于0.5%0.5%。第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p平、縱線形組合中應避免的組合平、縱線形組合中應避免的組合 豎曲線的頂、底部插入小半徑平曲線豎曲線的頂、底部插入小半徑平曲線 避免將小半徑的平曲線起終點設在豎曲線的頂部或底部避免將小半徑的平曲線起終點設在豎曲線的頂部或底部第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p平、縱線形組合中應避免的組合平、縱線形組合中應避免的組合a a）凸形豎曲線位于平曲線起點）凸形豎曲線位于平曲線起點b b）凹形豎曲線位于平曲線起點）

18、凹形豎曲線位于平曲線起點第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p平、縱線形組合中應避免的組合平、縱線形組合中應避免的組合避免長直線上設置陡坡或長度短、半徑小的豎曲線避免長直線上設置陡坡或長度短、半徑小的豎曲線第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p平、縱線形組合中應避免的組合平、縱線形組合中應避免的組合避免暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形避免暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p平、縱線形組合中應避免的組合平、縱線形組合中應避免的組合 避免暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形避免暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形暗暗 凹凹第三節第三節 豎曲線豎曲線設計設計平縱組合平縱組合p平、縱線形組合中應避免的組合平、縱線形組合中應避免的組合 避免暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形避免暗凹、跳躍等使