1、課程名稱稱公路勘測測技術專業名稱稱道路橋梁梁工程技技術專業業授課教師師/職稱稱王建林/副教授授授課方式式（合、小班）小班授課題目目（章、節）項目三路路線縱斷斷面教材及參參考書目目公路工程程、公路路線型設設計規范范、公路路工程技技術標準準教學目的的與要求求：知道路路線縱斷斷面的組組成；會進行行縱坡及及坡長、豎曲線線的計算算和設計計。知道拉拉坡過程程中的變變坡點位位置選擇擇及平、縱線形形的組合合；會最大大縱坡、最小縱縱坡、最最短坡長長、緩和和坡段、陡坡組組合及合合成縱坡坡的運用用；能進行行縱斷面面拉坡設設計、中中樁設計計標高的的計算。內容和時時間安排排、教學學方法：1內容容：縱斷斷面設計計一般規規

2、定要求求；豎曲曲線設計計；平縱縱組合設設計；縱縱斷面設設計方法法、縱斷斷面設計計成果2時間間安排：14學學時3教學學方法：多媒體體、例題題、講述述、作業業教學重點點和難點點：1重點點：縱斷斷面設計計的一般般方法與與步驟、縱斷面面設計及及設計成成果2難點點：豎曲曲線半徑徑的理論論依據。復習思考考題、作作業題：1、如何何進行縱縱斷面設設計？縱縱斷面設設計有哪哪些一般般規定與與要求；什么情情況下不不宜設置置轉坡點點？確定定豎曲線線半徑時時一般需需要考慮慮哪些方方面？實施情況況及分析析：本章為課課程的重重點之一一，特別別是講解解縱斷面面設計時時，所需需考慮的的問題是是多方面面的，所所以講課課時通過過實

3、例及及工程案案例剖解解，并配配合多媒媒體課件件，學生生基本能能掌握，然后再再通過課課程設計計布置（預布置置）。使使學生有有了一個個更深的的理解。知識目標：具備縱坡設計時的一般規定與要求，圓曲線設計計算公式綜合設計時的幾點要求能運用的能力。能力目標：能繪制縱斷面，會計算各點的設計標高，會豎曲線設計與計算。課堂組織：教師采用PPT課堂講授6學時，采取演示法教學。在課堂上每講一項功能后，另安排2學時課間實訓，通過投影儀投影把有關圖片放到屏幕上，起到直觀、形象的效果，使學生能迅速掌握有關知識。另為加強學生的直觀性，對實地道路的超高、加寬情況進行現場講解。項目三路線縱斷面勘測設計工作任務務1路線線縱斷面

4、面線形組組成分析析（2學學時）有關概念念解釋：繪圖解解釋路線縱斷斷面通過公公路中線線的豎向向剖面展展開圖。地面標高高公公路中心心線上各各樁號在在實地上上的高程程。通過過中平測測量得到到。地面線由相相鄰地面面標高的的連線(用細實實線的折折線表示示)。反映地面面起伏情情況。設計標高高未未超高、未加寬寬前的路路基內側側邊緣標標高(或或路中線線標高)。設計線設計計標高的的連線(直坡線線與豎曲曲線組成成)。經過縱坡坡和坡長長設計后后得到的的一條空空間線。施工高度度設設計標高高和地面面標高之之差,也也為填挖挖高度?？v斷面設設計是根根據汽車車的行駛駛特性、公路等等級和性性質、路路線當地地的自然然條件、工程經

5、經濟研究究路線的的縱坡大大小及其其長度?？v斷面設設計直接接影響到到行車的的安全性性和迅速速、工程程造價、運輸成成本和運運營費用用、乘客客的舒適適程度。縱坡：上上坡“+”，下下坡“”縱坡設計計的一般般規定與與要求一、汽車車的動力力性能按上上式雖可可以對汽汽車的牽牽引性能能進行分分析,但但很繁瑣瑣,因為為式中即即包括了了運動性性能數據據(f,i,vv),又又包含了了汽車的的構造數數據(GG,K)等,而而后者對對不同類類型的汽汽車影響響是不相相同的.以車速VV為橫坐坐標,DD為縱坐坐標,就就可以繪繪出排擋擋下的DD-V關關系曲線線,稱稱為該型型汽車的的運動特特性圖。二、汽車車行駛對對公路縱縱坡的要要

6、求(一)汽汽車上坡坡的幾種種情況:1.縱坡坡平緩,行駛阻阻力小于于牽引力力,汽車車可以較較高的車車速行駛駛。2.縱坡坡較陡但但坡段較較短汽車車可以用用較高的的排擋,利用上上坡前的的加速和和上坡前前的減速速來動力力上坡,走完全全程。3.縱坡坡陡而長長，汽車車只能以以高擋動動力上坡坡一定距距離后,換入較較低的排排擋繼續續上坡。4.縱坡坡不很陡陡,但坡坡長較短短而連續續上坡，汽車在在這種情情況下行行駛時司司機需多多次換排排擋,增增加勞動動強度,又增加加行程時時間,又又增加了了汽車的的燃料消消耗與機機件的磨磨損。(二)對對道路縱縱坡的要要求1.縱坡坡度力求求平緩。2.陡坡坡宜短,較大縱縱坡的坡坡段長度

7、度應限制制其長度度，長陡陡坡的縱縱坡度應應加以限限制。3.縱坡坡度變化化不宜過過繁,力力求縱坡坡均勻。三、縱坡坡設計的的一般規規定與要要求1、縱坡坡設計的的一般要要求縱坡設計計應滿足足的要求求:1.縱坡坡設計必必須滿足足公路路工程技技術標準準的規規定。2.應具具有一定定的平順順性(縱縱坡起伏伏不宜邊邊于頻繁繁,并避避免采用用極限縱縱坡)。3.對較較陡的縱縱坡應限限制其坡坡段長度度,以利利于汽車車上坡和和下坡。4.連續續升坡或或降坡時時不宜設設計反坡坡和小半半徑的平平曲線。5.設計計標高應應保證最最小排水水縱坡(挖方或或低填方方地段)和保保證路基基穩定的的最小填填土高度度。6.縱坡坡設計應應考慮

8、填填挖平衡衡，以挖挖作填，減少借借方與廢廢方，降降低工程程造價。7.縱坡坡設計應應考慮農農業、農農田水利利、灌溉溉等。2、最大大縱坡與與最小縱縱坡(一)最最大縱坡坡最大縱坡坡是指各各級公路路容許采采用的最最大坡度度值，是是縱斷面面設計中中的一項項重要控控制指標標。在山區,縱坡度度大小將將直接影影響路線線的長短短,使用用性質、運輸成成本和工工程造價價。1.確定定最大縱縱坡應考考慮因素素:(1).汽車的的動力特特性。(2).公路等等級與設設計速度度。(3).自然因因素:地地形,氣氣候,海海撥高度度等。(4).上坡要要可能、下坡要要安全。2.最大大縱坡的的確定根據實際際調查可可知:解解放CAA-10

9、091型型汽車可可用擋順利利爬上112%的的縱坡。汽車下坡坡不安全全。當i88%縱坡坡時，汽汽車下坡坡行駛,因為剎剎車次數數過多,造成剎剎車失效效易產生生事故。所以實踐踐證明:imaax8%，只只有在工工程特殊殊困難的的山嶺地地區，經經過技術術認證合合理最大大縱坡可可增加11%。最大縱坡坡運用注注意點：1.海撥撥縱坡折折減，汽汽車爬坡坡能力下下降2.嚴重重冰凍地地區的縱縱坡折減減，考慮慮行車安安全3.大中中橋上的的縱坡及及橋頭兩兩端的縱縱坡.4.隧道道內的縱縱坡及隧隧道兩端端的縱坡坡.5.非汽汽車交通通量所占占比例較較大的路路段.6.平面面交叉口口的縱坡坡及兩端端接線的的縱坡.7、高速速公路的

10、的最大縱縱坡.8、城市市、鄉鎮鎮路段的的最大縱縱坡(二)最最小縱坡坡最小縱坡坡=0%（高填填方路段段），但但要考慮慮路面與與路基縱縱向排水水。較長的路路塹路段段和設置置邊坡的的低填方方路段,為保證證排水與與路基穩穩定的要要求:iminn0.33%當imiin00.3%時，其其邊溝必必須作縱縱向排水水設計。干旱地區區以及橫橫向排水水條件良良好的路路段，最最小縱坡坡不受到到限制。3、坡長長限制與與緩和坡坡段（一）坡坡長限制制坡長限制制內容:一是連連續縱坡坡大于55%時,其最最大坡長長要限制制；二是不論論縱坡度度大小如如何,其其最小坡坡長要保保證。1、最小小坡長的的限制最小坡長長的限制制考慮三三個問

11、題題1）汽車車行駛的的平順性性與乘客客的舒適適性；2）縱面面視距與與相鄰豎豎曲線的的布置；3）避免免駕駛員員換擋頻頻繁。坡長短，轉坡多多，縱坡坡線形形形成鋸齒齒形狀，路容不不美觀；坡長短，相鄰轉轉坡坡度度相差大大，增加加駕駛員員操作勞勞動強度度。按汽車行行駛9-15秒秒的時間間來控制制,原則則是:車速快快取小值值,車速速慢取大大值。2、最大大坡長的的限制規規定:大大于5%的縱坡坡長度應應于以限限制。具體設計計時,應應按坡長長限制的的規定進進行折算算:例如:VV=400Km/h,設設置連續續大于55%的縱縱坡，如如圖所示示，其中中i1=8%，l1=1200m，ii2=77%，ll2=?查表可知知

12、:i11=8%l1mmax=3000mi22=7%l2mmax=5000m（二）緩緩和坡段段設置緩和和坡段的的作用：改善汽汽車在連連續陡坡坡上長時時間內用用低擋行行駛的不不利狀況況，避免免汽車長長時間低低速行駛駛和汽車車下坡產產生不安安全因素素。我國規定定:二、三、四四級公路路當連續續縱坡大大于5%時,應應設置緩緩和坡段段，縱坡坡i3%。坡坡長大于于最小坡坡長。四、平均均縱坡平均均縱坡是是指某一一路段的的起終點點高差與與水平距距離之比比,即:i平均均=H/L因為縱坡坡坡度、坡長均均符合要要求,但采用用較大縱縱坡太多多時,平平均縱坡坡就會增增大,造造成上坡坡用擋時間間過長,易使發發動機水水箱開鍋

13、鍋,而下下坡時司司機精神神緊張易易使制動動發熱使使剎車失失靈而出出事故,因此,有必要要從行車車順利和和安全出出發,來來控制平平均坡度度值。我國規定定:二.三.四四級公路路的平均均縱坡:當相對高高差2000-5000米時時i平均均5.5%當相對高高差5500米米時i平平均55.0%且任意相相連的33Km路路段的平平均縱坡坡=55.5%五、合成成縱坡合成坡度度產生在在有縱坡坡和超高高的平曲曲線上，合成坡坡度方向向為縱坡坡和超高高合成方方向上。其值為:由于i合合大于ii縱,因因此當合合成坡度度較大時時,汽車車會沿合合成坡度度方向傾傾斜和側側向滑移移，對汽汽車行駛駛不利,因此對對i合應應予以限限制。計

14、計算公式式:式中:iimaxx各級公公路的最最大縱坡坡ib對對應于公公路等級級及半徑徑的超高高橫坡度度V各級級公路的的設計速速度，KKm/hh我國標標準規規定的各各級公路路最大容容許合成成坡度。特別以下下情況合合成坡度度應小于于8%：1、冬季季路面有有積雪和和結冰的的地區。2、自然然橫坡較較陡的越越嶺路線線。3、非汽汽車交通通所占比比例大的的路段。最小合成成坡度為為0.55%。六、爬坡坡車道在陡坡路路段上坡坡方向的的正線右右側設置置專供載載重汽車車行駛的的爬坡車車道。設置爬坡坡車道的的目的:1.載貨貨車比重重較大，實踐車車速降低低2.小客客車超車車頻繁，影響車車道通行行能力3.上坡坡方向行行駛

15、車速速規定4.小時時交通量量超過設設計通行行能力5當路路段長超超過10000米米時標準規定，高速公公路與一一級公路路，當縱縱坡大于于4%，可設置置爬坡車車道，寬寬度為33.5mm。規范規定，高速公公路、一一級公路路與二級級公路，符合下下列條件件，可設設置爬坡坡車道，寬度為為3.55m。1、沿上上坡方向向載重汽汽車的行行駛車速速降低到到容許最最低速度度時；2、上坡坡路段的的設計通通行能力力小于設設計小時時交通量量時；3、應分分析設置置爬坡車車道爬坡車道道的寬度度包括左左側路緣緣帶0.5m，爬坡車車道右側側為路肩肩。爬坡車道道的超高高橫坡度度。爬坡車道道的長度度與起終終點：1、爬坡坡車道的的長度應

16、應與主線線相應縱縱坡長度度一致；2、爬坡坡車道的的起終點點如圖11-0-3-77所示，爬坡車車道的起起點處過過渡段長長度為445米；3、爬坡坡車道的的附加長長度，爬爬坡車道道的末端端應設置置附加長長度；4、爬坡坡車道的的起終點點位置視視線良好好；5、高速速公路與與一級公公路爬坡坡車道的的最小長長度為5500米米。工作任務務2路線線縱斷面面設計（6學時時）豎曲線設設計在兩相鄰鄰縱坡段段的轉折折處設置置一段平平順曲線線。豎曲線形形狀：平平曲線、二次拋拋物線。一般采采用二次次拋物線線?？v斷面圖圖上只反反映水平平距離和和豎直高高差，豎豎曲線的的切線和和弧長是是在水平平面上的的投影，切線支支距是豎豎直高

17、差差。一、豎曲曲線要素素計算公公式兩相鄰縱縱坡段相相交角為為轉坡角角=11-22=i1-i2若為正正,則為為凸型豎豎曲線若為正正,則為為凹型豎豎曲線1、豎曲曲線基本本方程R二次次拋物線線參數，原點的的曲率半半徑，豎豎曲線半半徑2、豎曲曲線要素素計算公公式曲線長:切線長:外距E：二、凸型型豎曲線線的最小小長度和和半徑凸型豎曲曲線最小小長度和和半徑是是按停車車視距、行程時時間和減減少徑向向離心力力要求進進行計算算。（一）按按停車視視距確定定豎曲線線的最小小長度和和半徑1、當豎豎曲線長長度L小小于停車車視距SS停時設:司機機的眼睛睛離地高高度h11=1.2米,障礙物物高度hh2=00.1米米,則則:

18、S停停=t11+L+t2從下圖可可知:2、當豎豎曲線長長度L大大于停車車視距SS停時（二）按按行駛時時間求豎豎曲線最最小長度度和半徑徑（三）按按徑向離離心力求求豎曲線線的最小小長度和和半徑目的是為為了緩和和轉折點點及離心心力引起起的彈簧簧超載.徑向離心心力:一般控制制F/GG=00.0225以內內,故:根據汽車車在凸型型豎曲線線上行駛駛的停車車視距、行程時時間和徑徑向離心心力要求求進行計計算最小小長度和和最小半半徑，取取較大值值。標準規定各各級公路路的凸型型豎曲線線最小長長度和最最小半徑徑值。三、凹形形豎曲線線的最小小長度和和半徑（一）按按停車視視距確定定豎曲線線的最小小長度和和半徑1、當豎豎

19、曲線長長度L小小于停車車視距SS停時2、當豎豎曲線長長度L大大于停車車視距SS停時標準規定各各級公路路的凹型型豎曲線線最小長長度和最最小半徑徑值。凸形豎曲曲線按停停車視距距與行程程時間控控制凹形豎曲曲線按徑徑向離心心力與行行程時間間控制四、豎曲曲線的設設計與計計算1、豎曲曲線設計計合理選擇擇豎曲線線半徑和和長度。1.在符符合極限限最小半半徑的前前提下,盡量量選用一一般最小小半徑和和較大半半徑；2.按變變坡處的的填挖值值確定半半徑；從相鄰兩兩曲線的的連接選選定半徑徑：(同向豎豎曲線，特別是是同向凹凹形豎曲曲線之間間，當半半徑小于于100000mm，可考考慮單曲曲線或徑徑向連接接成復曲曲線。)（反

20、向曲曲線應有有一段直直坡段,直坡段段長度應應小于行行程3ss時間間的距離離。)4.考慮慮豎曲線線長及施施工方便便E=0.005；5對設設計速度度較高的的公路，為了使使公路的的線形獲獲得理想想的視覺覺效果，從視覺覺角度確確定最小小半徑。2、豎曲曲線計算算凸形豎曲曲線路基基設計標標高=切切線設計計標高-h凹形豎曲曲線路基基設計標標高=切切線設計計標高+h例題:轉轉坡點樁樁號為KK14KK+5440,其其高程為為4844.377m,ii1=-5%,i2=+3%，R=20000m試求豎曲曲線上整整20米米處的設設計標高高.1、計算算豎曲線線要素i1=-5%,i2=+3%，i11-i22=-00.088

21、，為凹凹形豎曲曲線。2、計算算各點的的設計標標高豎曲線起起點樁號號為=(14KK+5440)-T=114K+4600豎曲線終終點樁號號為=(14KK+5440)+T=114K+6200計算公式式為:樁號切線標高高xy設計標高高K14+4600488.3700488.37+4800487.37200.1487.47+5000486.37400.4486.77+5200485.37600.9486.27+5400484.37801.6485.97+5600484.97600.9485.87+5800485.57400.4485.97+6000486.17200.1486.27+6200486.77

22、00486.77平面和縱縱面線形形組合設設計一、平面面和縱面面線形組組合原則則1、保持持駕駛員員視覺的的連續性性；2、平面面、縱面面線形技技術指標標應大小小均勻；3、選擇擇組合得得當的合合成坡度度，以利利路面排排水和行行車安全全；4、保持持自然景景觀的連連續性。二、平曲曲線與豎豎曲線組組合1、平包包豎：平平曲線與與豎曲線線相互重重合，使使平曲線線稍長于于豎曲線線，并將將豎曲線線的起、終點放放在平曲曲線的兩兩個緩和和曲線的的中間，這是平平、縱面面最好的的組合。平曲線與與豎曲線線半徑均均較大，不受此此限制。2、平曲曲線與豎豎曲線的的大小應應保持均均衡。3、從行行車安全全和路面面排水考考慮，在在平曲

23、線線與豎曲曲線組合合設計中中，應避避免不利利組合：1）應避避免將小小半徑曲曲線的起起終點放放在凸形形豎曲線線的頂部部或凹形形豎曲線線的底部部。前者者會使駕駕駛員不不必要減減速或操操縱不當當造成事事故，后后者會出出現汽車車高速行行駛時急急轉彎，行車不不安全。2）應避避免使凸凸形豎曲曲線的頂頂部或凹凹形豎曲曲線的底底部與反反向平曲曲線的拐拐點重合合。前者者會使駕駕駛員操操縱失誤誤引起事事故，后后者路面面排水困困難，容容易積水水。3）應避避免將凸凸形豎曲曲線的頂頂部或凹凹形豎曲曲線的底底部放在在緩和曲曲線上。造成路路面排水水困難，容易積積水，對對行車安安全不利利?？v斷面設設計方法法目的:合合理確定定路線的的縱坡,坡長及及設計標標高一、縱斷斷面設計計要點(一)標標高控制制:1.平原原區保證證路基穩穩定的最最小填土土高度2.丘陵陵區土石石方平衡衡,造價價.3.山嶺嶺區高.深填.挖,但但土石方方也需平平衡.4.沿河河路段洪水水位0.5米以以上.在縱斷面面圖上標標出必須須通過的的控制點點標高和和工程量量較小的的經濟點點。控制點埡埡口、路路線的起起終點、交叉口口、橋、涵、隧隧道、填填方坡段段的最小小填土高高度經濟點縱縱橫向填填挖方的的平均經經濟點、與其它它構造物物相配合合的點(二)縱縱坡設計計:根據以上上標出的的控制點點和經濟濟點進行行