第四章第四章 纵断面设计纵断面设计n 第一第一节 概概 述述n定定义：沿沿着着道道路路中中线竖向向剖剖面面的的展展开开图即即为道道路路纵断面。断面。n纵断断面面设计：在在道道路路纵断断面面图上上研研讨道道路路线位位高高度度及坡度及坡度变化情况的化情况的过程。程。n义务：研：研讨纵断面断面线形的几何构成及其大小与形的几何构成及其大小与长度。度。n根根据据：汽汽车的的动力力特特性性、道道路路等等级、当当地地的的自自然然地地理条件以及工程理条件以及工程经济性等。性等。;n地地面面线：它它是是根根据据中中线上上各各桩点点的的高高程程而而点点绘的的一一条不条不规那么的折那么的折线；n设计线：道路上各点路基：道路上各点路基设计高程的延高程的延续。道路纵断面图构成：道路纵断面图构成：;n地地面面线线：它它是是根根据据中中线线上上各各桩桩点点的的高高程程而而点点绘绘的的一一条不规那么的折线；条不规那么的折线；n设计线：道路上各点路基设计高程的延续。设计线：道路上各点路基设计高程的延续。道路纵断面图构成：道路纵断面图构成：n地面高程：中地面高程：中线上地面点高程。上地面点高程。n设计高高程程：普普通通公公路路，路路基基未未设加加宽超超高高前前的的路路肩肩边缘的高程。的高程。n 设分隔分隔带公路，普通公路，普通为分隔分隔带外外边缘。n路基高度：横断面上路基高度：横断面上设计高程与地面高程之高差。高程与地面高程之高差。n 路堤：路堤：设计高程大于地面高程。高程大于地面高程。n 路路堑：设计高程小于地面高程。高程小于地面高程。n纵断面断面设计内容：坡度及坡内容：坡度及坡长n 竖曲曲线 ;第二节第二节 纵坡及坡长设计纵坡及坡长设计n 一、一、纵坡坡设计的普通要求的普通要求n 1纵坡坡设计必需必需满足足的各的各项规定。定。n 2为保保证车辆能以一定速度平安能以一定速度平安顺适地行适地行驶，纵坡坡应具有一定的平具有一定的平顺性，起伏不宜性，起伏不宜过大和大和过于于频繁。繁。n 尽量防止采用极限尽量防止采用极限纵坡坡值。n 合理安排合理安排缓和坡段，不宜延和坡段，不宜延续采用极限采用极限长度的度的陡坡陡坡夹最短最短长度的度的缓坡。坡。n 延延续上坡或下坡路段，上坡或下坡路段，应防止防止设置反坡段。置反坡段。n 越岭越岭线哑口附近的口附近的纵坡坡应尽量尽量缓一些。一些。 n 3纵坡坡设计应对沿沿线地面、地下管地面、地下管线、地、地质、水、水文、气候和排水等文、气候和排水等综合思索，合思索，视详细情况加以情况加以处置，置，以保以保证道路的道路的稳定与通定与通畅 ;4 4普普通通情情况况下下山山岭岭重重丘丘区区纵坡坡设计应思思索索填填挖挖平平衡衡，尽尽量量使使挖挖方方运运作作就就近近路路段段填填方方，以以减减少少借借方方和和废方方，降降低低造造价价和和节省省用用地地。即即纵向向填填挖平衡挖平衡设计。n 5 5平平原原微微丘丘区区地地下下水水埋埋深深较浅浅，或或池池塘塘、湖湖泊泊分分布布较广广，纵坡坡除除应满足足最最小小纵坡坡要要求求外外，还应满足足最最小填上高度要求，保小填上高度要求，保证路基路基稳定。定。即包即包线设计。n 6 6对衔接接段段纵坡坡，如如大大、中中桥引引道道及及隧隧道道两两端端接接线等等，纵坡坡应和和缓、防防止止产生生突突变。交交叉叉处前前后后的的纵坡坡应平平缓一些，一些，n 7 7在在实地地调查根根底底上上，充充分分思思索索通通道道、农田田水水利利等方面的要求。等方面的要求。;二、最大纵坡二、最大纵坡最最大大纵坡坡：是是指指在在纵坡坡设计时各各级道道路路允允许运运用用的的最大坡度最大坡度值。影响要素：影响要素： 汽汽车的的动力特性：汽力特性：汽车在在规定速度下的爬坡才干。定速度下的爬坡才干。 道道路路等等级：等等级高高，行行驶速速度度大大，要要求求坡坡度度阻阻力力尽量小。尽量小。 自然条件：海拔高程、气候自然条件：海拔高程、气候积雪冰冷等。雪冰冷等。 纵坡度大小的坡度大小的优劣：劣： 坡度大：行坡度大：行车困困难：上坡速度低，下坡：上坡速度低，下坡较危危险。 山区公路可山区公路可缩短里程，降低造价。短里程，降低造价。;1. 设计速速度度为120kmh、l00kmh、80kmh的的高高速速公公路路受受地地形形条条件件或或其其他他特特殊殊情情况况限限制制时，经技技术经济论证，最大，最大纵坡坡值可添加可添加1。2. 公公路路改改建建中中，设计速速度度为40kmh、30kmh、20kmh的的利利用用原原有有公公路路的的路路段段，经技技术经济论证，最大最大纵坡坡值可添加可添加1。n各级公路最大纵坡的规定表各级公路最大纵坡的规定表4-34-3设计速度设计速度km/h1201008060403020最大纵坡% 3 4 5 6 7 8 9;1 1高原高原为什么什么纵坡要折减？坡要折减？在高海拔地域，困空气密度下降而使汽在高海拔地域，困空气密度下降而使汽车发动机机的功率、汽的功率、汽车的的驱动力以及空气阻力降低，力以及空气阻力降低，导致致汽汽车的爬坡才干下降。另外，汽的爬坡才干下降。另外，汽车水箱中的水易水箱中的水易于沸于沸腾而破坏冷却系而破坏冷却系统。2 2 规定：位于海拔定：位于海拔3000m3000m以上的高原地域，以上的高原地域，各各级公路的最大公路的最大纵坡坡值应按表按表4-54-5的的规定予以折减。定予以折减。折减后假折减后假设小于小于4%4%，那么仍采用，那么仍采用4%4%。三、高原纵坡折减三、高原纵坡折减;四、理想的最大纵坡和不限长度的最大纵坡四、理想的最大纵坡和不限长度的最大纵坡n1. 理想的最大理想的最大纵坡坡i1：是指：是指设计车型即型即载重重车在油在油门全开的情况下，全开的情况下，继续以以V1等速行等速行驶所能抑制的坡所能抑制的坡度。度。V1取取值，对低速路低速路为设计速度，高速路速度，高速路为上述上述载重重车的最高速度。的最高速度。 n i1=D1-f i1=D1-fn允允许速速度度V2V2：不不同同等等级的的道道路路允允许速速度度应不不同同，其其值普普通通应不不小小于于设计速速度度的的1/21/22/32/3高高速速路路取取低限，低速路取高限。低限，低速路取高限。 n i2=D2-f i2=D2-f;n最小最小纵坡：各坡：各级公路在特殊情况下允公路在特殊情况下允许运用的最小运用的最小坡度坡度值。n最小最小纵坡坡值：0.3%0.3%，普通情况下，普通情况下0.5%0.5%为宜。宜。n适用条件：横向排水不适用条件：横向排水不畅路段：路段：长路路堑、桥梁、隧梁、隧道、道、设超高的平曲超高的平曲线、路肩、路肩设截水截水墙等。等。n 当必需当必需设计平坡平坡0%0%或小于或小于0.3%0.3%的的纵坡坡时，边沟沟应作作纵向排水向排水设计。n 在弯道超高横坡在弯道超高横坡渐变段上，段上，为使行使行车道外道外侧边缘不出不出现反坡，反坡，设计最小最小纵坡不宜小于超高允坡不宜小于超高允许渐变率。率。n 干旱少雨地域最小干旱少雨地域最小纵坡可不受上述限制。坡可不受上述限制。五、最小纵坡五、最小纵坡;n 内容：最小坡内容：最小坡长限制：任何路段限制：任何路段n 最大坡最大坡长：陡坡路段：陡坡路段n 1最短坡最短坡长限制限制n规定，各定，各级公路最短坡公路最短坡长不不应小于小于2.5Vm。n 城市道路最小坡城市道路最小坡长按表按表4.2.4选用。用。 六、坡长限制;n规定各定各级公路最大坡公路最大坡长限制。限制。 2最大坡长限制最大坡长限制;n 城市道路最大坡长按表城市道路最大坡长按表4.2.5选用。选用。 2最大坡长限制最大坡长限制;七、缓和坡段n规定，延定，延续上坡上坡(或下坡或下坡)时，应在不大于表在不大于表3.0.17-2所所规定的定的纵坡坡长度范度范围内内设置置缓和坡段。和坡段。缓和坡段的和坡段的纵坡坡应不大于不大于3，其，其长度度应符合符合纵坡坡长度度的的规定。定。n缓和坡段：和坡段：纵坡坡值：不：不应大于大于3%n 长 度：不小于最小坡度：不小于最小坡长要求要求n 线 形：宜采用直形：宜采用直线。在地形困。在地形困难路段可路段可采用曲采用曲线；n注：曲注：曲线半径半径较小小时，缓和坡段和坡段长度度应添加。添加。n 回回头曲曲线段不能作段不能作为缓和坡段。和坡段。;八、平均纵坡八、平均纵坡n平均平均纵坡是指一定坡是指一定长度的路段度的路段纵向所抑制的高差向所抑制的高差H与道路与道路长度度L之比延之比延续升坡或降坡路段。升坡或降坡路段。规定定：越越岭岭道道路路延延续上上坡坡(或或下下坡坡)路路段段，相相对高高差差为200500m时，平平均均纵坡坡不不应大大于于5.5；相相对高差大于高差大于500m时，平均，平均纵坡不坡不应大于大于5。恣意延恣意延续3km路段平均路段平均纵坡不坡不应大于大于5.5。城城市市道道路路的的平平均均纵坡坡按按上上述述规定定减减少少1.0%。对于于海海拔拔3000m以以上上的的高高原原地地域域，平平均均纵坡坡应较规定定值减减少少0.5%1.0%。;1.1.定定义：合成坡度是指由道路：合成坡度是指由道路纵坡与弯道超高横坡坡与弯道超高横坡或路拱横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水合而成的坡度，其方向即流水线方向。方向。合成坡度的合成坡度的计算公式算公式为：九、合成坡度九、合成坡度n式中：式中：II合成坡度合成坡度% %；n ih ih超高横坡度或路拱横坡度超高横坡度或路拱横坡度% %；n iz iz道路道路设计纵坡坡度坡坡度% %。n 2.最大允许合成坡度值：最大允许合成坡度值： ;n 1最大允许合成坡度值：最大允许合成坡度值： 2合成坡度目的合成坡度目的 2 2最小合成坡度：最小合成坡度：最小合成坡度不宜小于最小合成坡度不宜小于0.5%0.5%。当当合合成成坡坡度度小小于于0.50.5时，应采采取取综合合排排水水措措施施，以以保保证路面排水路面排水畅通。通。;n当当陡陡坡坡与与小小半半径径平平曲曲线重重合合时，在在条条件件答答应的的情情况下，以采用况下，以采用较小的合成坡度小的合成坡度为宜。宜。n 特特别是下述情况，其合成坡度必需小于是下述情况，其合成坡度必需小于8%8%。n 在冬季路面有在冬季路面有积雪雪结冰的地域；冰的地域；n 自然横坡自然横坡较陡峻的傍山路段；陡峻的傍山路段；n 非汽非汽车交通比率高的路段。交通比率高的路段。n例例如如：某某二二级公公路路，有有一一平平曲曲线半半径径为250m250m，超超高高横横坡坡为8%8%，该路路段段纵坡坡度度为4.8%4.8%，那那么么合合成成坡坡度度为3. 合成坡度目的的控制造用合成坡度目的的控制造用 ： 控制陡坡与急弯的重合；控制陡坡与急弯的重合； 平坡与设超高平曲线的配合问题。平坡与设超高平曲线的配合问题。 ;