公路纵断面设计
一、概述
1.纵断面设计定义
沿道路中心线纵向垂直剖切的一个立面。它表达了道路沿线起伏变化的状况。道路纵断面设计主要是根据道路的性质和等级，汽车类型和行驶性能，沿线地形、地物的状况，当地气候、水文、土质的条件以及排水的要求，具体确定纵坡的大小和各点的标高。为了适应行车的要求，各级公路和城市道路中的快速路、主干路及相邻坡度代数差大于1％的其他道路，在纵坡变更处均应设置竖曲线，因而，道路纵断面设计线是由直线和竖曲线所组成。
在纵断面图上，通过路中线的原地面上各桩点的高程，称为地面标高，相邻地面标高的起伏折线的连线，称为地面线。设计公路的路基边缘相邻标高的连线，称为设计线，设计线上表示路基边缘各点的标高，称为设计标高。在同一横断面上设计标高与地面标高之差，称为施工高度。当设计线在地面线以上时，路基构成填方路堤；当设计线在地面线以下时，路基构成挖方路堑。施工高度的大小直接反映了路堤的高度和路堑的深度。
2.纵断面设计原则
2.1设计原则
（1）纵坡设计必须符合《公路工程技术标准》中有关纵坡的各项规定，如各级公路的最大纵坡，按排水要求的最小纵坡等。
（2）为保证汽车以一定的车速安全顺利地通过，纵坡应具有一定的平顺性。
（3）对沿线的自然条件，应作通盘研究，依据不同的具体情况分别处理，使公路畅通和稳定。
（4）按路线起伏综合考虑农田水利方面的特殊要求。
（5）在水文条件不良或地下水位很高的路段，应考虑适当的路基高度。
（6）在保证路基的强度和稳定的前提下，争取填挖平衡，节省土石方及其他工程量，降低工程造价。
（7）考虑到今后公路改建时，尽量利用原有路面作为新路面的基层或面层的下层。
（8）纵坡设计应与平面设计密切配合协调。
2.2 城市道路纵断面设计原则
除参照公路纵断面设计的原则外，尚须注意下列各点：
（1）为使道路两侧街坊地面水的顺利排除，一般应使路缘石顶面标高低于两侧建筑物的地面标高。
（2）要为城市各种地下管线的埋设提供有利条件，并保证人防工程与各类管线有必要的最小覆土厚度。
（3）对一些具有影响的立面控制点，必须与道路平面控制点综合分析研究。
（4）应与相交的道路、广场等出入口有平顺的衔接。
（5）对非机动车行驶较多的道路，应充分考虑非机动车的爬坡能力和下坡时的安全性。
（6）研究附近地区的竖向设计，以协调城市地区的立面布置和填挖土石方的调配。
3.纵断面设计要求
城市道路纵断面设计的要求，除了前面讲述的最大和最小纵坡、坡长限制、合成坡度、平均纵坡、竖曲线最小半径和最短长度、平纵组合的要求以外，还应满足由城市道路的特点所决定的具体要求。
（1）纵断面设计应参照城市规划控制标高、适应临倚建筑立面布置以及沿路范围内地面水的排除。确定道路中线设计标高时，必须满足下列各控制点标高的要求。
（2）应与相交道路、街坊、广场和沿街建筑物的出入口有平顺的衔接。
（3）山城道路及新建道路的纵断面设计应尽量使土石方平衡。在保证路基稳定的条件下，力求设计线与地面线接近，以减少土石方工程数量，保持原有天然稳定状态。
（4）旧路改建宜尽量利用原有路面，若加铺结构层时，不得影响沿路范围的排水。
（5）机动车与非机动车混合行驶的车行道，最大纵坡宜不大于3％，以满足非机动车爬坡能力的要求。
（6）道路最小纵坡应不小于0.5％，困难时不小于O.3％，特别困难情况下小于0.3％时，应设置锯齿形街沟或采取其它综合排水措施。
（7）道路纵断面设计必须满足城市各种地下管线最小覆土深度的要求。
二、纵坡设计的一般规定与要求
1.纵坡设计的一般要求
（1）纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》中的各项规定。
（2）为保证汽车能以一定的车速安全舒顺地行驶，纵坡应具有—定的平顺性，起伏不宜过大及过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值．缓和坡段应自然地配合地形设置，在连续采用极限长度的陡坡之间，不宜插入最短的缓和坡段，以争取较均匀的纵坡。垭口附近的纵坡应尽量放缓一些。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡。
（3）纵坡设计时，应对沿线的地形、地质、水文、气候等自然条件综合考虑，根据不同的具体情况妥善处理，以保证公路的畅通和稳定。
（4）地下水位较高的平原微丘区和潮湿地带的路段，应满足最小填土高度的要求，以保证路基稳定。
（5）纵坡设计在一般情况下应考虑填挖平衡，并尽量利用挖方运作就近路段填方，减少借方和废方，以降低工程造价。
（6）纵坡设计时，应照顾当地民间运输工具、农业机械、农田水利等方面的特殊要求。
2.最大纵坡与最小纵坡
2.1 最大纵坡
最大纵坡是指各级公路容许采用的最大坡度值，它是公路纵断面设计的重要控制指标。
（1）确定最大纵坡应考虑的因素
①汽车的动力特性：要根据公路上主要行驶车辆的牵引性能确定。在一定的行驶速度条件下确定。
②公路等级愈高，要求行车速度愈快，但从汽车的动力特性可知其爬坡能力愈低，因此不同等级的公路有不同的最大纵坡值。
③自然因素：公路所经地区的地形、气候、海拔高度等自然因素，对汽车行驶条件和爬坡能力也有很大的影响。
（2）最大纵坡的确定
最大纵坡的确定主要取决于汽车的动力性能、公路等级和自然因素，但另一方面还必须保证行车安全。
表2-3-1 最大纵坡
高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证合理，最大纵坡可增加1％。
在非汽车交通比例较大的路段，可根据具体情况将纵坡适当放缓，平原、微丘区一般不大于2％～3％；山岭、重丘区一般不大于4％～5％。
小桥涵处的纵坡可按表1-3-1的限值设计，但大、中桥上的纵坡不宜大于4％，桥头引道纵坡不大于5％；位于城镇附近非汽车交通量较大的路段，桥上及桥头引道纵坡均不得大于3％；紧接大、中桥桥头两端的桥头引道纵坡应与桥上纵坡一致。
隧道内的纵坡不应大于3％，并不小于0.3％；独立的明洞和长度小于50m 的隧道其纵坡不受此限；紧接隧道洞口的路线纵坡应与隧道内纵坡相同。
（3）高原地区纵坡折减
《公路工程技术标准》规定在海拔3000m以上的高原地区，各级公路的最大纵坡值应按表2-3-2的规定予以折减，最大纵坡折减后若小于4％，则仍采用4％。
表2-3-2 高原纵坡折减值
2.2 最小纵坡
《公路工程技术标准》规定，在各级公路的长路堑路段，以及其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3％的纵坡，否则应对其边沟作纵向排水设计。干旱地区以及横向排水良好的路段，其最小纵坡可不受上述限制。
3.坡长限制与缓和坡段
3.1 坡长限制与缓和坡段
坡长限制包括最小坡长和最大坡长两个方面的内容。
（1）最小坡长限制
最小坡长的限制是从汽车行驶平顺性、乘客的舒适性、纵面视距和相邻两竖曲线的布置等方面考虑的。
我国综合考虑了计算行车速度和地形条件等情况，规定最小坡长如表2-3-3所示。
表2-3-3 各级公路最大纵坡
（2）最大坡长限制
最大坡长限制是指比较大的纵坡对正常行车的影响。
高速公路、一级公路当连续陡坡由几个不同坡度值的坡段组合而成时，应对纵坡长度受限制的路段采用平均坡度法进行验算。二、三、四级公路当连续纵坡大于5％时，对纵坡长度应加以限制，以利提高车速和行驶安全。
在实际纵坡设计中，当大于5％的坡长还未达到其规定的限制坡长时，可变化坡度（应为连续上坡或连续下坡），但其长度应按坡长限制的规定进行折算。例如：某三级山岭区公路的第一坡段纵坡为8.0％，长度为120m，即占坡长限制值的2/5，若相邻坡段的纵坡为7.0％，则其坡长不应超过500×3/5＝300m。也就是说8.0％的纵坡设计了长度120m以后，还可接着设计坡度为7.0％的300m 坡长，此时坡长限制值已用完。
4.平均纵坡
平均纵坡是指一定长度路段的高差与水平距离之比，以百分率(％)表示。它是衡量纵断面线形设计质量的一个重要限制性指标。
我国《公路工程技术标准》规定．为了合理运用最大纵坡、坡长和缓和坡段，以利汽车安全顺利行驶，二、三、四级公路越岭线的平均纵坡．一船以接近5.5％（相对高差为200～500m）和5％（相对高差大于500m）为宜，并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5％。
5.合成坡度
合成坡度是指在设有超高的平曲线上，路线纵坡与超高横坡或路面横坡组合而成的最大坡度。其方向为流水方向，又称流水线坡度。
汽车在有合成坡度的路段行驶时，如果合成坡度过大，由于离心力的作用，可能引起汽车向合成坡度方向的倾斜和侧向滑移，给汽车行驶带来危险。因此，应将合成坡度控制在一定的范围之内。
我国《公路工程技术标准》规定各级公路的最大容许合成坡度值如表2-3-4所示。
表2-3-4各级公路最大容许合成的坡度
6.爬坡车道
爬坡车道是指在陡坡路段正线行车道右侧设置的专供载货汽车行驶的专用车道。
《公路工程技术标准》规定，高速公路和一级公路，当纵坡大于4％时，可设置爬坡车道．其宽度一般为3.5m。《公路路线设计规范》（JTJ011-94）中规定，高速公路和一级公路，在其纵坡长度受限制的路段，应对载货汽车上坡行驶速度的降低值和设计通行能力进行验算，符合下列情况之一者，在上坡方向行车道的右侧设置爬坡车道。
（1）沿上坡方向载货汽车的行驶速度降低到容许最低速度以下时，可设置爬坡车道。
（2）上坡路段的设计通行能力小于设计小时交通量时，应设置爬坡车道。
设计爬坡车道时，应综合考虑爬坡车道与主线线形设计的关系，其起、终点应设在通视良好、便于辨认和过渡顺适的地点。长而连续的爬坡车道，其右侧应按规定设置应急停车带。
三、竖曲线设计
纵断面上相邻两条纵坡线相交的转折处，为了行车平顺用一段曲线来缓和，这条连接两纵坡线的曲线叫竖曲线。
竖曲线的形状，通常采用平曲线或二次抛物线两种。在设计和计算上为方便一般采用二次抛物线形式。
纵断面上相邻两条纵坡线相交形成转坡点，其相交角用转坡角表示。当竖曲线转坡点在曲线上方时为凸形竖曲线，反之为凹形竖曲线。
1.竖曲线
设相邻两纵坡坡度分别为i 1和i 2，则相邻两坡度的代数差即转坡角为ω
=i 1-i 2，其中i 1、i 2为本身之值，当上坡时取正值，下坡时取负值。
当i 1-i 2为正值时，则为凸形竖曲线。当i 1-i 2为负值时，则为凹形竖曲线。
（1）竖曲线基本方程式
我国采用的是二次抛物线形作为竖曲线的常用形式。其基本方程为：
若取抛物线参数为竖曲线的半径，则有：
（2）竖曲线要素计算公式
① 切线上任意点与竖曲线间的竖距通过推导可得：
② 竖曲线曲线长：L=R ω
③ 竖曲线切线长：T=T A =T B ≈L/2=
④ 竖曲线的外距：E= ⑤ 竖曲线上任意点至相应切线的距离： 式中：x —为竖曲任意点至竖曲线起点（终点）的距离，m ；R —为竖曲线
的半径，m 。
2.竖曲线的最小半径
2.1 竖曲线最小半径的确定
（1）凸形竖曲线极限最小半径确定考虑因素
① 缓和冲击
汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力，使汽车在凸形竖曲线上重量减小，所以确定竖曲线半径时，对离心力要加以控制。
Py x 22=P R Ry x 22=R x y 22
=h ==PQ h )()(2112li y l x R y y A A q p ---=-R
l 22=2
ωR R
T 22
R x y 22
=
②经行时间不宜过短
当竖曲线两端直线坡段的坡度差很小时，即使竖曲线半径较大，竖曲线长度也有可能较短，此时汽车在竖曲线段倏忽而过，冲击增大，乘客不适；从视觉上考虑也会感到线形突然转折。因此，汽车在凸形竖曲线上行驶的时间不能太短，通常控制汽车在凸形竖曲线上行驶时间不得小于3秒钟。
③满足视距的要求
汽车行驶在凸形竖曲线上，如果竖曲线半径太小，会阻挡司机的视线。为了行车安全，对凸形竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。
（2）凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素
①缓和冲击
在凹形竖曲线上行驶重量增大；半径越小，离心力越大；当重量变化程度达到一定时，就会影响到旅客的舒适性，同时也会影响到汽车的悬挂系统。
②前灯照射距离要求
对地形起伏较大地区的路段，在夜间行车时，若半径过小，前灯照射距离过短，影响行车安全和速度；在高速公路及城市道路上有许多跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等，如果它们正好处在凹形竖曲线上方，也会影响驾驶员的视线。
③跨线桥下视距要求
为保证汽车穿过跨线桥时有足够的视距，汽车行驶在凹形竖曲线上时，应对竖曲线最小半径加以限制。
④经行时间不宜过短
汽车在凹形竖曲线上行驶的时间不能太短，通常控制汽车在凹形竖曲线上行驶时间不得小于3秒钟。
四、纵断面设计方法
1.纵断面设计要点
纵断面设计首先涉及的内容是纵断面线形布置，它包括不同地形条件下的设计标高控制，各坡段的纵坡设计和转坡点位置确定等。
1.1 各种地形条件下的标高控制
所谓设计标高的控制，是指在纵坡设计时将路线安排走在哪一个高度上最为合适。
（1）在平原区，地形平坦，河沟纵横交错，地面水源多，地下水位较高，
因此，路线设计标高主要由保证路基稳定的最小填土高度所控制。
（2）在丘陵地区，地面有一定的高差，除局部地段外路线在纵断面上克服高差不很困难。因此，设计标高的选定，主要由土石方平衡和降低工程造价所控制。
（3）在山岭地区，地形变化频繁，地面自然坡度大，布线有一定的困难。因此，设计标高主要由纵坡度和坡长所控制，但也要从土石方尽量平衡及路基防护工程经济性等方面考虑，力求降低工程造价。
（4）沿溪（河）路段，为保证路基安全稳定，路基一般应高出规定洪水频率的计算水位加雍水高、波浪侵袭高和0.5m以上。
此外，纵断面设计标高的控制，还应考虑公路的起终点、交叉口、垭口、隧道、桥梁、排泄涵洞、地质不良地段等方面的要求。有时这些地物和人工造物对设计标高控制往往起着决定性的作用。
1.2 各种地形条件下的纵坡设计
对不同地形的纵坡设计，要在初步拟定设计标高控制的基础上以求纵坡设计合理。
（1）平原、微丘地形的纵坡应均匀、平缓，并注意保证路基最小填土高度和最小排水纵坡的要求。
（2）丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而使路线起伏过大。
（3）山岭、重丘地形的沿河线，应尽量采用平缓的纵坡，坡长不宜过短，纵坡度不宜过大高等级的公路更应注意不宜采用陡坡。
（4）越岭线的纵坡应力求均匀，尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜连续采用极限长度的陡坡之间夹短距离缓和坡段的纵坡线形。越岭线不应设置反坡，以免浪费高程。
（5）山脊线和山腰线，除结合地形不得已时采用较大的纵坡外，在—般情况下应采用平缓的纵坡。
1.3 转坡点位置的确定
转坡点是两条相邻设计纵坡线的交点，两转坡点之间的水平距离称为坡长。转坡点位置的确定，直接影响到纵坡度的大小，坡长，平、纵面组合，土石方填挖平衡和公路的使用质量。因此，在确定转坡点位置时，要尽量使填挖工程量最
小和线形最理想外，还应使最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、缓和坡段满足有关规定的要求，同时还要处理好平、纵面线形的相互配合和协调。此外，为方便设计和计算，转坡点的位置一般应设在10m的整数桩号处。
2.纵断面设计方法与步骤
2.2 纵坡设计
（1）标注控制点
控制点是指影响纵坡设计的高程控制点。“控制点”可分为两类：
一类是属于控制性的“控制点”，控制路线纵坡设计时必须通过它或限制从其上方或下方通过。这类控制点主要有：路线起终点、越岭哑口、重要桥涵、最小填土高度、最大挖深、沿溪线的洪水位、隧道进出口、平面交叉和立体交叉点、铁路道口、城镇规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。
第二类是属于参考性的“控制点”，叫经济点。对于山岭重丘区的公路，除应标出控制性质的“控制点”以外，还应考虑各横断面上横向填挖基本平衡的经济点，以降低工程造价。
横断面上的经济点有以下三种情况：
①当地面横坡不大时，可在中桩地面标高上下找到填方和挖方基本平衡的标高，纵坡通过此标高时，在该横断面上挖方数量基本等于填方数量。
②当地面横坡较陡时，填方往往不宜填稳，有时坡脚伸得较远，采用多挖少填甚至全部挖出路基的方法比砌石护坡经济，这时多挖少填或全挖路基的标高为经济点。
③当地面横坡很陡，无法填方时，需砌筑挡土墙，此时宁愿全部挖出路基或深挖，该全部挖出或深挖路基的标高为其经济点。
当地面横坡很陡，必须作挡土墙时，当采用某一设计标高使该断面按1m长度计施工的土石方与挡土墙费用总和最省，该标高为其经济点。设计时“经济点”通常用“路基横断面透明模板”来确定。
“路基横断面透明模板”可用透明描图纸或透明胶片制成，其上按横断面图的比例绘出路基宽度（挖方路段尚应包括两侧边沟的宽度）和各种不同坡度的边坡线（上为挖方，下为填方）。使用时将“路基横断面透明模板”扣在绘好地面线的横断面图上，使中线重合，根据地面横坡的大小，上下移动“模板”，使填
方和挖方面积大致相等或工程造价最经济，此时，“模板”上的路基顶面与该中桩的地面高之间的高差就是经济填挖值。将此值按比例点绘到纵断面图的相应中桩位置上，即为该断面的“经济点”。纵坡线通过的经济点越多，则工程量就越少，投资就越省。
（2）调整纵坡
试定纵坡之后，首先将所定的坡度与定线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符．若有较大差异，应全面分析，找出原因，决定取舍。然后检查纵坡度、坡长、合成坡度等是否符合《公路工程技术标准》规定，平、纵面组合是否合理，若有问题应进行调整。
调整纵坡的方法一般有抬高、降低、延长、缩短坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点，尽量减少填挖量，与自然条件协调为原则，使调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。以避免因纵坡调整产生填挖不合理等现象。
（3）与横断面进行核对
根据已调整的纵坡线，选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖、挡土墙、重要桥涵等横断面，在纵断面面上直接估读出填挖高度，对照相应的横断面图进行认真的核对和检查。若出现填挖工程量过大、填方坡脚落空以及挡土墙工程量过大等情况，应再次调整纵坡线，直到满足要求为止。
（4）确定纵坡
纵坡线经调整核对无误后，即可确定纵坡。方法是从起点开始，核纵坡度和坡长分别计算出各转坡点的设计标高。公路的起终点设计标高是根据接线的需要事先确定的。转坡点设计标高确定后，公路纵坡设计线也随之确定。
2.3 设计纵坡时还应注意以下几点：
（1）在回头曲线地段设计纵坡时，应先确定回头曲线上的纵坡，然后从两端接坡，以满足回头曲线的特殊纵坡要求。
（2）大、中桥上，一般不宜设竖曲线。桥头两端的竖曲线，其起终点应设在桥头l0m以外。
（3）小桥涵可设在斜坡地段和竖曲线上。但对等级较高的公路，为使公路纵坡具有一定的平顺性，应尽量避免小桥涵处出现急变的“驼峰式”纵坡。
第五章高速公路纵断面设计 第一节概述 定义：沿着道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断面。 纵断面设计：在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡度变化情况的过程。 任务：研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。 依据：汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等。 路线纵断面图构成： 地面线：它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线； 设计线：路线上各点路基设计高程的连续。 地面高程：中线上地面点高程。 设计高程：一般公路，路基未设加宽超高前的路肩边缘的高程。 设分隔带公路，一般为分隔带外边缘。 路基高度：横断面上设计高程与地面高程之高差。 路堤：设计高程大于地面高程。 路堑：设计高程小于地面高程。 纵断面设计内容：坡度及坡长、竖曲线 第二节纵坡及坡长设计 一、纵坡设计的一般要求 1．纵坡设计必须满足《标准》的各项规定。 2．为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。 尽量避免采用极限纵坡值。 合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。 连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。 越岭线哑口附近的纵坡应尽量缓一些。 3．纵坡设计应对沿线地面、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅 4．一般情况下山岭重丘区纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。——即纵向填挖平衡设计。 5．平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填上高度要求，保证路基稳定。——即包线设计。 6．对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些， 7．在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。 二、最大纵坡 最大纵坡：是指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。 影响因素： 汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力。 道路等级：等级高，行驶速度大，要求坡度阻力尽量小。 自然条件：海拔高程、气候（积雪寒冷等）。 纵坡度大小的优劣： 坡度大：行车困难：上坡速度低，下坡较危险。
第五节纵断面设计要点 教学目的：掌握纵坡设计要点和设计方法步骤重点难点：纵坡设计方法与步骤 经济点 教学方法：课堂讲授+多媒体 教学课时：2课时教学过程： I复习提问 1?常见的平纵线形组合方式 2?平曲线和竖曲线组合时的一般要求是什么？ U导入新课 前面讲解了纵断面图的基本组成，纵坡大小的选择，坡长以及平纵线形组合的相关内 容，在这些基础上，进入纵断面设计的学习。纵断面设计时要注意对前面只知识的综合应用。 川讲解新课 一、纵断面设计要点 1 ?纵断面设计的主要内容： 根据公路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。 2.基本要求： 纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵面组合设计协调、以及填挖经济、 平衡 （一）设计标高的控制 1、平原微丘区，主要由保证路基稳定的最小填土高度控制。 为了保证路基的稳定性，最小填土高度为60-80公分，一般高速公路一级公路最少80 公分，不管是填方段还是挖方段。 2、丘陵地区，设计标高主要是保证填挖平衡、降低工程造价。 3、山岭区设计标高主要由纵坡度和坡长控制。 4、沿河线设计标高主要由洪水位控制，要高出设计洪水位0.5米。 5、高、一、二公路的最小净空高度为5米，三、四级公路为4.5米，考虑将来可能变化，净空 高应预留0.2米。 天桥标志牌 6、人行通道和农用车辆通道的净空最小值分别为 2.2和2.7米。 7、公路越铁路时，路线桥下净空应符合现行铁路部门净空高度要求。 8、电力线、地下设施、水运航道地段，也应满足最小净高高度要求。 （二）关于纵坡极限值的运用 1 ?纵坡的极限值，设计时不可轻易采用，应留有余地。 2.在受限制较严的地带，可有条件地使用纵坡极限值。 3.纵坡应力求平缓，但为了路面和边沟排水，最小纵坡不应低于0.3%?0.5%。 （三）关于最小纵坡 1.坡长不宜过短，以不小于设计速度9秒的行程为宜。 2?对连续起伏的路段，坡度应尽量小，一般可争取到竖曲线最小长度的-5倍。 （四）各种地形条件下的纵坡设计 1、各级公路的最大纵坡值及陡坡限制坡长，一般不轻易采用，而应适当留有余地。 2、平原微丘区纵坡应均匀平缓，丘陵区的纵坡应避免过分迁就地形而使路线起伏过大。 3、山岭重丘区的沿河线，应尽量采用平缓的纵坡，坡长不宜过短，纵坡不宜大于 4、越岭线的纵坡应力求均匀，尽量不采用极限纵坡度，更不宜连续采用极限坡长的陡坡夹短距 6%。
平面图比例1：3000 节点比例1：2000 特别情况除外 一、文字部分： 1、模型空间：字高——保证出图文字大小为2.5，可根据出图比例进行调节 以1：3000为例——文字字高：7.5号字；宋体；黑色；高宽比1； 坐标字高：7.5号字；宋体；黑色；高宽比1； 桩号字高：6号字；宋体；黑色；高宽比0.75； 图层名：文字 2、布局空间：文字字高：2.5号字；宋体；黑色；高宽比1； 图例文字字高：2.5号字；宋体；黑色；高宽比0.75； 图层名：图框文字 相交道路规划范围偏离主线中心线200。 图层顺序（按照从上到下的顺序）：沿线单位→地形→高速公路填充→高压铁塔→上跨桥梁部分→道路部分→下穿隧道部分→轨道（若轨道为高架形式则应位于道路部分之上）→拆迁 相交道路名字——位于主线道路下方，相交道路右侧（若相交道路由不同路名的路组成，则路名分别位于本道路右侧）
视图比例1：1 以上为纵断面出图时要求说明，关于纵断面在布局中各项说明标准见文件“纵断面示意图.dwg”
隧道，桥梁结构部分填充使用ansi31,45度，比例0.25 三、道路横断面设计出图格式 标注样式（采用样式——横断面） 直线： 尺寸线——颜色：黑色；线型：直线；线宽：0.0000；超出标记：0.0000；基线间距：0.3800；不隐藏尺寸线。 尺寸界限——颜色：黑色；尺寸界线1：直线；尺寸界线2：直线；线宽：0.0000；超出尺寸线：0.4000；起点偏移量：0.0625；不固定尺寸界线的长度；不隐藏尺寸界线。 箭头和符号： 箭头——第一项：建筑标记；第二项：建筑标记；引线：倾斜。 圆心标记——标记大小：0.0900。 弧长符号——标注文字的前缀。 半径标注折弯——折弯角度：90。 文字： 文字外观——文字样式：宋体长宽比例1 ；文字颜色：黑色；填充颜色：黑色；文字高度：0.8；不绘制文字边框。 文字位置——垂直：上方；水平：置中；从尺寸线偏移：0.0900。 文字对齐——与尺寸线对齐。 调整： 调整选项——文字和箭头。 文字位置——尺寸线旁边。 标注特征比例——将标准缩放到布局。 优化——不选。 主单位： 线性标注——单位格式：小数；精度：0.0；小数分隔符：’.’（句点）；舍入：0.0000。测量
纵断面设计——竖曲线设计 纵断面上相邻两条纵坡线相交的转折处，为了行车平顺用一段曲线来缓和，这条连接两纵坡线的曲线叫竖曲线。 竖曲线的形状，通常采用平曲线或二次抛物线两种。在设计和计算上为方便一般采用二次抛物线形式。纵断面上相邻两条纵坡线相交形成转坡点，其相交角用转坡角表示。当竖曲线转坡点在曲线上方时为凸形竖曲线，反之为凹形竖曲线。 一、竖曲线 如图所示，设相邻两纵坡坡度分别为i1 和i2，则相邻两坡度的代数差即转坡角为ω= i1-i2 ，其中i1、i2为本身之值，当上坡时取正值，下坡时取负值。 当i1- i2为正值时，则为凸形竖曲线。当i1 - i2 为负值时，则为凹形竖曲线。 （一）竖曲线基本方程式 我国采用的是二次抛物线形作为竖曲线的常用形式。其基本方程为： 若取抛物线参数为竖曲线的半径，则有： （二）竖曲线要素计算公式 竖曲线计算图示 1、切线上任意点与竖曲线间的竖距通过推导可得： 2、竖曲线曲线长：L = Rω 3、竖曲线切线长：T= TA =TB ≈ L/2 = 4、竖曲线的外距：E = ⑤竖曲线上任意点至相应切线的距离： 式中：x —为竖曲任意点至竖曲线起点（终点）的距离, m； R—为竖曲线的半径，m。 二、竖曲线的最小半径 (一)竖曲线最小半径的确定 1.凸形竖曲线极限最小半径确定考虑因素 （1）缓和冲击 汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力，使汽车在凸形竖曲线上重量减小，所以确定竖曲线半径时，对离心力要加以控制。 （2）经行时间不宜过短 当竖曲线两端直线坡段的坡度差很小时，即使竖曲线半径较大，竖曲线长度也有可能较短，此时汽车在竖曲线段倏忽而过，冲击增大，乘客不适；从视觉上考虑也会感到线形突然转折。因此，汽车在凸形竖曲线上行驶的时间不能太短，通常控制汽车在凸形竖曲线上行驶时间不得小于3秒钟。 （3）满足视距的要求 汽车行驶在凸形竖曲线上，如果竖曲线半径太小，会阻挡司机的视线。为了行车安全，对凸形竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。 2.凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素 （1）缓和冲击： 在凹形竖曲线上行驶重量增大；半径越小，离心力越大；当重量变化程度达到一定时，就会影响到旅客的舒适性，同时也会影响到汽车的悬挂系统。 （2）前灯照射距离要求
道路纵断面设计步骤： 一、平面线形规范检查（检查线形是否满足规范） 用业主给你的平面总图用鸿业—平面—平面规范输入道路参数进行检查，检查线形是否满足规范，如不满足用鸿业—平面—导线法线型设计—基本型缓和曲线进行设计（参数可以从规范上查到）； 二、道路纵断面图设计：检查道路纵断面设计时是否会出现高程差特大或不满足要求等情况，涉及到是否需要改线（使用鸿业来完成） 1、地形 地形识别：地形—自然等高线—快速转化—先单击一条地形线—按all表示全部选择同类型的线—回车； 离散：地形—自然等高线—离散—回车（离散间距为10/20 可自行调节，不调也行。 自然标高离散点：文本定义—选择任意高程点文字（按all表示全部选择）—回车—按提示进行下一步； 如果是属性块的情况：属性块定义—选择任意高程点文字（按all表示全部选择）—回车—按提示进行下一步。 标高检查：在自然标高离散点里选择标高检查，选择任意高程点文字（按all表示全部选择）—根据提示输入最大最小标高—检查
完后删除全部的无效点即可。 2、平面 中心线定义：选择中心线定义—回车手动选择图上的中心线—回车按提示完成即可。 桩号 定义桩号：选择定义桩号的中心线，先选择一条中心线，输入all表示选择全部同类型的线性—回车—按提示进行下步操作。 自动标注桩号：在桩号里面自动标注桩号—选择标注的线性—按提示即可。 还可以进行标注桩号设置 线转道路：为了使生成的土石方量准确，按提示完成即可。 超高加宽设计：
根据图在桩号代号右侧单击横断面形式，出现下图 选择左右对称，选择板块型式（有单幅路、双幅路、三幅路等，单幅路表示没有中央分隔带，没有两侧分隔带；双幅路是指有中央分隔带，没有两侧分隔带；三幅路是指有中央分隔带，有两侧分隔带；
公路纵断面设计 一、概述 1. 纵断面设计定义沿道路中心线纵向垂直剖切的一个立面。它表达了道路沿线起伏变化的状况。道路纵断面设计主要是根据道路的性质和等级，汽车类型和行驶性能，沿线地形、地物的状况，当地气候、水文、土质的条件以及排水的要求，具体确定纵坡的大小和各点的标高。为了适应行车的要求，各级公路和城市道路中的快速路、主干路及相邻坡度代数差大于1％的其他道路，在纵坡变更处均应设置竖曲线，因而，道路纵断面设计线是由直线和竖曲线所组成。 在纵断面图上，通过路中线的原地面上各桩点的高程，称为地面标高，相邻地面标高的起伏折线的连线，称为地面线。设计公路的路基边缘相邻标高的连线，称为设计线，设计线上表示路基边缘各点的标高，称为设计标高。在同一横断面上设计标高与地面标高之差，称为施工高度。当设计线在地面线以上时，路基构成填方路堤；当设计线在地面线以下时，路基构成挖方路堑。施工高度的大小直接反映了路堤的高度和路堑的深度。 2. 纵断面设计原则 2.1 设计原则 （1）纵坡设计必须符合《公路工程技术标准》中有关纵坡的各项规定，如各级公路的最大纵坡，按排水要求的最小纵坡等。 （2）为保证汽车以一定的车速安全顺利地通过，纵坡应具有一定的平顺性。 （3）对沿线的自然条件，应作通盘研究，依据不同的具体情况分别处理，使公路畅通和稳定。 （4）按路线起伏综合考虑农田水利方面的特殊要求。 （5）在水文条件不良或地下水位很高的路段，应考虑适当的路基高度。 （6）在保证路基的强度和稳定的前提下，争取填挖平衡，节省土石方及其他工程量，降低工程造价。 7）考虑到今后公路改建时，尽量利用原有路面作为新路面的基层或面层的下。 8）纵坡设计应与平面设计密切配合协调。 2.2 城市道路纵断面设计原则除参照公路纵断面设计的原则外，尚须注意下列各点：
道路纵断面设计 第二节纵断面设计 第5.2.1条纵断面设计原则如下: 一、纵断面设计应参照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。 二、为保证行车安全、舒适、纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁。 三、山城道路及亲辟道路的纵断面设计应综合考虑土石方平衡，汽车运营经济效益等因素，合理确定路面设计标高。 四、机动车与非机动车混合行驶的车行道，宜按非机动车爬坡能力设计纵坡度。 五、纵断面设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水要求综合考虑。 1、路线经过水文地质条件不良地段时，应提高路基标高以保证路基稳定。当受规划控制标高限制不能提高时，应采取稳定路基措施。 2、旧路改建在旧路面上加铺结构层时，不得影响沿路范围的排水。 3、沿河道路应根据路线位置确定路基标高。位于河堤顶的路基边缘应高于河道防洪水位0.5m。当岸边设置挡水设施时，不受此限。位于河岸外侧道路的标高应按一般道路考虑，符合规划控制标高要求，并应根据情况解决地面水及河堤渗水对路基稳定的影响。 4、道路纵断面设计要妥善处理地下管线覆土的要求。 5、道路最小纵坡度应大于或等于0.5%，困难时可大于或等于0.3%，遇特殊困难纵坡度小于0.3%时，应设置锯齿形偏沟或采取其他排水措施。
六、山城道路应控制平均纵坡度。越岭路段的相对高差为200,500m时，平均纵坡度宜采用4.5%;相对高差大于500m时，宜采用4%，任意连续3000m长度范围内的平均纵坡度不宜大于4.5%。 第5.2.2条机动车车行道最大纵坡度推荐值与限制值见表5.2.2。 第5.2.3条坡长限制规定如下: 一、设计纵坡度大于表5.2.2所列推荐值时，可按表5.2.3-1的规定限制坡长。设计纵坡度超过5%，坡长超过表5.2.3-1规定值时，应设纵坡缓和段。缓和段的坡度为3%，长度应符合本条第二款规定。 二、各级道路纵坡最小长度应大于或等于表5.2.3-2的数值，并大于相邻两个竖曲线切线长度之和。 第5.2.4条在设有超高的平曲线上，超高横坡度与道路纵坡度的合成坡度应小于或等于表5.2.4规定值。
第三章纵断面设计 第一节概述第二节纵坡及坡长设计 教学内容：1.初步了解纵断面图的内 容； 2.理解公路最大、最小纵坡和最大、最小坡长确定所考虑的因素，在纵断面设计中能正确运用最大（小）纵坡、最大（小）坡长、平均纵坡、合成纵坡及缓和坡段、纵坡折减等 重点：《标准》对公路最大、最小纵坡和最大、最小坡长的确定及考虑的因素。 难点：最大（小）纵坡、最大（小）坡长、平均纵坡、合成纵坡、缓和坡段。 第一节概述 路线纵断面图：沿着公路中线竖直剖切然后展开即为公路的纵断面。 纵断面图是公路纵断面设计的主要成果，也是公路设计的重要技术文件之一。把公路的纵断面图与平面图结合起来，就能准确地定出公路的空间位置。 纵断面设计：在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡度变化情况的过程。 纵断面设计的主要任务：根据汽车的动力特性、公路等级、地形、地物、水文地质，综合考虑路基稳定、排水以及工程经济性等，研究纵坡的大小、长短、竖曲线半径以及与平面线形的组合关系，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。 路线纵断面图的构成： 纵断面图上由两条主要的线和文字资料两部分构成； （1）地面线：它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况； （2）设计线：路线上各点路基设计高程的连续线，是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线，反映了公路路线的起伏变化情况； 纵断面设计线是由直线和竖曲线两种线形要素所组成。 直线（即均坡度线）有上坡和下坡，是用水平长度及纵坡度表示的。纵坡度i表征匀坡路段 坡度的大小，用高差h与水平长度l之比量度，即 (%) l h i 路线纵断面图上的标高： （1）设计标高，即路基设计标高，《规范》规定如下：
第二节纵断面设计 第5.2.1条纵断面设计原则如下： 一、纵断面设计应参照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。 二、为保证行车安全、舒适、纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁。 三、山城道路及亲辟道路的纵断面设计应综合考虑土石方平衡，汽车运营经济效益等因素，合理确定路面设计标高。 四、机动车与非机动车混合行驶的车行道，宜按非机动车爬坡能力设计纵坡度。 五、纵断面设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水要求综合考虑。 1、路线经过水文地质条件不良地段时，应提高路基标高以保证路基稳定。当受规划控制标高限制不能提高时，应采取稳定路基措施。 2、旧路改建在旧路面上加铺结构层时，不得影响沿路范围的排水。 3、沿河道路应根据路线位置确定路基标高。位于河堤顶的路基边缘应高于河道防洪水位0.5m。当岸边设置挡水设施时，不受此限。位于河岸外侧道路的标高应按一般道路考虑，符合规划控制标高要求，并应根据情况解决地面水及河堤渗水对路基稳定的影响。 4、道路纵断面设计要妥善处理地下管线覆土的要求。 5、道路最小纵坡度应大于或等于0.5%，困难时可大于或等于0.3%，遇特殊困难纵坡度小于0.3%时，应设置锯齿形偏沟或采取其他排水措施。 六、山城道路应控制平均纵坡度。越岭路段的相对高差为200～500m时，平均纵坡度宜采用4.5%；相对高差大于500m时，宜采用4%，任意连续3000m长度范围内的平均纵坡度不宜大于4.5%。 第5.2.2条机动车车行道最大纵坡度推荐值与限制值见表5.2.2。 第5.2.3条坡长限制规定如下： 一、设计纵坡度大于表5.2.2所列推荐值时，可按表5.2.3-1的规定限制坡长。设计纵坡度超过5%，坡长超过表5.2.3-1规定值时，应设纵坡缓和段。缓和段的坡度为3%，长度应符合本条第二款规定。
简析城市道路纵断面设计中常见问题 摘要：城市道路是服务城市居民生活的重要基础设施，它的设计和施工质量的好坏，直接影响城市功能的运营效率。本文笔者结合近期做的一城市道路工程实际，对纵断面方案设计出现的问题及改进方案进行了具体分析比对，以供参考并共勉。 关键词：道路纵断面；问题；方案；总结 Abstract: urban road is service of urban life and the important infrastructure, its design and construction quality is good or bad, directly influence the operation efficiency of the function of the city. In this paper the author of a recent city road engineering practice, the design scheme of longitudinal the problems and improvement scheme than a concrete analysis, for reference and mutual encouragement. Key words: longitudinal road; Problem; Project; summary 纵坡的存在对汽车尤其是载重汽车的运行速度影响较大，严重影响交通安全。在纵坡较大的上坡路段，载重车爬坡时需克服较大的坡度阻力，车速下降，载重车与小汽车的速差变大，超车频率增加，对行车安全不利。纵断面设计方案的合理与否，不仅对城市道路工程质量、景观、行车舒适性与安全性影响较大，而且还在一定程度上决定了道路占地面积以及施工的难易程度等。因此，设计时应给予高度重视。 1在纵断面设计中经常出现的问题 1.1 第一个问题就是注意道路标高与地面排水、地下管线、两侧建筑物等的配合，刚开始做道路设计时并没有意识到踏勘现场的重要性，去了现场后只是走马观花的匆匆看一遍了事，直到在纵断面设计时无从下手才真正意识到勘察道路周边环境等的重要性。纵断面拉完坡后要根据路面横坡反推出到这些特征物时的高程，否则出现道路设计高出地下室很多或者挖出行道树树根等情况就很麻烦了，要不厌其烦地反复、逐个计算出这些特殊点的高程，以保证设计的安全性。 1.2 第二个问题就是在进行新建道路设计时，一定要按照设计规范要求进行，道路纵坡坡度大于或等于3%，纵坡的坡长要大于相邻两个竖曲线切线长度之和。 表1纵坡坡段最小长度
公路纵断面设计 一、概述 1．纵断面设计定义 沿道路中心线纵向垂直剖切的一个立面。它表达了道路沿线起伏变化的状况。道路纵断面设计主要是根据道路的性质和等级，汽车类型和行驶性能，沿线地形、地物的状况,当地气候、水文、土质的条件以及排水的要求，具体确定纵坡的大小和各点的标高。为了适应行车的要求，各级公路和城市道路中的快速路、主干路及相邻坡度代数差大于1%的其他道路,在纵坡变更处均应设置竖曲线,因而,道路纵断面设计线是由直线和竖曲线所组成。 在纵断面图上,通过路中线的原地面上各桩点的高程,称为地面标高,相邻地面标高的起伏折线的连线,称为地面线。设计公路的路基边缘相邻标高的连线,称为设计线，设计线上表示路基边缘各点的标高，称为设计标高。在同一横断面上设计标高与地面标高之差，称为施工高度。当设计线在地面线以上时，路基构成填方路堤；当设计线在地面线以下时，路基构成挖方路堑。施工高度的大小直接反映了路堤的高度和路堑的深度。 2．纵断面设计原则 2.1设计原则 (1)纵坡设计必须符合《公路工程技术标准》中有关纵坡的各项规定,如各级公路的最大纵坡，按排水要求的最小纵坡等。 (2）为保证汽车以一定的车速安全顺利地通过,纵坡应具有一定的平顺性。 (3)对沿线的自然条件,应作通盘研究,依据不同的具体情况分别处理，使公路畅通和稳定。 (４)按路线起伏综合考虑农田水利方面的特殊要求。
(5）在水文条件不良或地下水位很高的路段,应考虑适当的路基高度。 （６）在保证路基的强度和稳定的前提下,争取填挖平衡,节省土石方及其他工程量，降低工程造价。 （7)考虑到今后公路改建时,尽量利用原有路面作为新路面的基层或面层的下层。 (8）纵坡设计应与平面设计密切配合协调。 2.2 城市道路纵断面设计原则 除参照公路纵断面设计的原则外，尚须注意下列各点： （１）为使道路两侧街坊地面水的顺利排除,一般应使路缘石顶面标高低于两侧建筑物的地面标高。 （2)要为城市各种地下管线的埋设提供有利条件，并保证人防工程与各类管线有必要的最小覆土厚度。 (３）对一些具有影响的立面控制点，必须与道路平面控制点综合分析研究。 (4）应与相交的道路、广场等出入口有平顺的衔接。 (５）对非机动车行驶较多的道路,应充分考虑非机动车的爬坡能力和下坡时的安全性。 (6)研究附近地区的竖向设计，以协调城市地区的立面布置和填挖土石方的调配。 3.纵断面设计要求 城市道路纵断面设计的要求,除了前面讲述的最大和最小纵坡、坡长限制、合成坡度、平均纵坡、竖曲线最小半径和最短长度、平纵组合的要求以外,还应满足由城市道路的特点所决定的具体要求。 (1）纵断面设计应参照城市规划控制标高、适应临倚建筑立面布置以及沿路
城市规划师考试知识点总结：道路纵断面 设计的要求（一） 道路纵断面设计的要求 l.设计要求 （1）线型平顺。设计坡度平缓，坡段较长，起伏不宜频繁，在转坡处以较大半径的竖曲线衔接。 （2）路基稳定、土方基本平衡。 （3）尽可能与相交的道路、广场和沿路建筑物的出入口有平顺的衔接。 （4）道路及两侧街坊的排水良好。道路路缘石顶面应低于街坊地面标高及道路两侧建筑物的地坪标高。 （5）考虑沿线各种控制点的标高和坡度的要求。包括如相交道路的中心线标高，重要地—厂建筑物的标高，与铁路交叉点的标高，河岸坡度和河流最高水位、桥涵立交的标高等。 2.设计 （1）最大纵坡考虑因素通行的各种车辆的动力性能、道路等级、自然条件。 在混行的道路上，应以非机动车的爬坡能力确定道路的最大纵坡。自行车道路的最大纵坡以％为宜。 等级高的道路设计车速高，需要尽量采用平缓的纵坡。
最大纵坡建议值：快速交通干道设计车速为40一60km／h，最大纵坡为3％一4％；主要及一般交通干道设计车速为40～60km／h，最大纵坡为3％～4％；区干道设计车速为30—40km ／h，最大纵坡为4％一6％；支路设计车速为20～25km／h，最大纵坡为7％一8％。 对于平原城市，机动车道路的最大纵坡宜控制在5％以下。 （2）最小纵坡 最小纵坡度与雨量大小、路面种类有关。路面越粗糙，最小纵坡越大，反之则可小些。如水泥混凝土路面、黑色路面、碎石路面等道路最小纵坡度应大于或等于％，在有困难时可大于或等于％。特殊困难路段，纵坡度小于％时，应采取设锯齿形街沟或其他排水措施。 （3）坡道长度限制 道路坡道的长度与道路的等级要求和车辆的爬坡能力有关，不宜太长，但也不宜太一般最小长度也应不小于相邻竖曲线切线长度之和。