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？ Ⅱ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。Ⅲ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6%。
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。
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
路线纵断面设计 1、假定条件 1.1 该地区为丘陵地形，地表主要为草植被覆盖； 1.2 植被下面为第四系松散堆积物覆盖，以灰黑、灰白泥岩、粉砂岩、泥质沙岩为主。厚度在6.6~31米之间。 1.3 本区属于自然区Ⅰ类划分，即大陆性亚寒带气候，降水主要集中在7、8、9月份。雨季中湿状态的临界高度为84cm，4、5月份发生雪融期潮湿状态的临界高度为56cm。 2、设计要求 2.1 根据平面定线的结果结合本次给定的条件设计两个断链之间的纵断面图； 2.2 根据地面平曲线设计起点和中点的纵断面，选择填方材料并说明理由；2.3 绘图比例尺纵坐标为1:100，横坐标为1:5000，用A3纸绘制； 2.4 规范设计格式、设计步骤、设计内容； 2.5 所需材料:第一次的作业A3纸 笔记、参考书（露天矿线路工程、张达贤）。 3、纵断面设计原则 3.1 纵断面设计应服从上位依据（总规、控规、可研、初设等作业批准的高程），根据所处的工作阶段取得可靠地定线依据； 3.2 满足纵断面设计的技术标准，满足等级要求； 衡； 3.4 路基稳定，路基最小填土高度为84cm； 3.5 保证市政管线的埋设、使用。管线覆土最小厚度0.7m。有时排水管控制了道路高度。 4、设计步骤 4.1 准备工作 在平面路线图上标注里程桩和百米标及其所处高程。 本次设计总里程1575.2m，跨高程3.27m；共设置15个百米桩、27个里程桩，其中K0 K1 K2 K4 K6 K7 K8 K10 K12 K13 K15 K16 K18 K19 K20 K22 K24 K25 K26为整桩，K3 K5 K9 K11 K14 K17 K19 K21 K23 K27为特殊加点桩。 4.2 标注特殊控制点 1）路线起、终点，引起地形起伏大的变坡点； 2）标注控制点：影响纵坡设计的高程控制点（用高程表示） 3）线路的起始点、导向线交点、地形边坡点、竖曲线的起始点（竖曲线的ZY-YZ）。 4）平面圆曲线的ZY-YZ点。 采用定直线等分定理将控制点、里程桩、变坡点、起终点、百米标的高程反映到纵断面图上。 4.3 试坡 Liumr
第三章纵断面设计 3.1 设计原则 沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面。由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。纵断面的设计是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究起伏空间线几何构成的大小及长度，以便达到行车安全迅速、运输经济合理以及乘客感觉舒适的目的。所以在进行纵断面设计时要考虑的主要因素是：满足道路等级要求的行驶速度、运输的经济性、行车的安全性。 3.1.1道路纵断面设计原则如下 1、纵断面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。 2、为保证行车安全、舒适、纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁。 3、纵坡设计应考虑填挖平衡，并利用挖方就近作为填方，以减轻对自然地面横坡与景观的影响。 4、相邻纵坡之代数差较小时，应采用大的竖曲线半径。 5、连续上坡（或下坡）路段，应符合平均纵坡的规定并采用运行速度对通行能力与行车安全进行检验。 6、路线交叉处前后的纵坡应平衡。 7、位于积雪或冰冻地区的公路，应避免采用陡坡。 3.1.2纵坡设计标准 一、道路最大纵坡限制 道路最大纵坡限制表表3-1 《标准》规定： 1、设计速度为120 km/h、100 km/h、80 km/h的高速公路受地形条件或其他特殊情况限制是，经技术经济论证，最大纵坡值可增加1﹪。 2、公路改建中，设计速度为40 km/h、30 km/h、20 km/h的利用原有公路的路段，经技术经济论证，最大纵坡之可增加1﹪。 二、道路纵坡长度限制 设计纵坡度大于表3-2所列推荐值时，可按表3-1的规定限制坡长。设计纵坡度超过5%，坡长超过表3-1规定值时，应设纵坡缓和段。缓和段的坡度为3%。 1、最大坡长限制理由 长距离的陡坡对汽车行驶不利。连续的上坡发动机过热影响机械效率，使行驶条件恶化，下坡则因制动频繁而危及行车安全。 2、最大坡长的规定见下表
第四章纵断面设计 一、填空题 1、在公路路线纵断面图上，有两条主要的线：一条是（）；另一条是（）。 2、纵断面的设计线是由（）和（）组成的。 3、纵坡度表征匀坡路段纵坡度的大小，它是以路线（）和（）之比的百分数来度量的。 4、新建公路路基设计标高即纵断面图上设计标高是指：高速、一级公路为 （）标高；二、三、四级公路为（）标高。 5、纵断面线型的布置包括（）的控制，（）和（）的决定。 6、缓和坡段的纵坡不应大于（），且坡长不得（）最小坡长的规定值。 7、二、三、四级公路越岭路线的平均坡度，一般使以接近（）和 （）为宜，并注意任何相连3KM路段的平均纵坡不宜大于 （）。 8、转坡点是相邻纵坡设计线的（），两坡转点之间的距离称为 （）。 9、在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部应避免插入（）平曲线，或将这些顶点作为反向平曲线的（）。 10、纵断面设计的最后成果，主要反映在路线（）图和 （）表上。 二、选择题 1、二、三、四级公路的路基设计标高一般是指（）。 A 路基中线标高 B 路面边缘标高 C 路基边缘标高 D路基坡角标高 2、设有中间带的高速公路和一级公路，其路基设计标高为（）。 A 路面中线标高 B 路面边缘标高 C 路缘带外侧边缘标高 D 中央分隔带外侧边缘标高
3、凸形竖曲线最小长度和最小半径地确定，主要根据（）来选取其中较大值。 A 行程时间，离心力和视距 B 行车时间和离心 力 C 行车时间和视距 D 视距和理性加速度 4、竖曲线起终点对应的里程桩号之差为竖曲线的（）。 A切线长 B 切曲差 C 曲线长 5、平原微丘区一级公路合成坡度的限制值为10%，设计中某一路段，按平曲线半径设置超高横坡度达到10%则此路段纵坡度只能用到( ). A 0% B 0.3% C 2% D3% 6、最大纵坡的限制主要是考虑（）时汽车行驶的安全。 A 上坡 B 下坡 C 平坡 7、确定路线最小纵坡的依据是（）。 A 汽车动力性能 B 公路等级 C 自然因素 D 排水要求 8、公路的最小坡长通常是以设计车速行驶（）的行程来规定的。 A 3-6s B 6-9s C 9-15s D 15-20s 9、在平原区，纵断面设计标高的控制主要取决于（）。 A 路基最小填土高度 B 土石方填挖平衡 C 最小纵坡和坡长 D 路基设计洪水频率 10、在纵坡设计中，转坡点桩号应设在（）的整数倍桩号处。 A 5m B 10m C 20m D 50m 11、《公路工程技术标准》规定，公路竖曲线采用（）。 A 二次抛物线 B 三次抛物线 C 回旋曲线 D 双曲线 12、路基设计表是汇集了路线（）设计成果。 A 平面 B 纵断面 C 横断面 D 平、纵、横 三、名称解释 1．公路的纵坡度
第三章纵断面设计 思考题 1.纵断面设计成果包括哪些内容 2.简述纵坡设计的步骤； 3.竖曲线上的设计高如何计算 4.如何进行平、纵组合 5. 习题 一、填空题 1．在公路路线纵断面图上，有两条主要的线：一条是_____；另一条是___________。 2.纵断面设计就是根据汽车的_________、__________、___________和__________，以及当地气候、地形、地物、地质、水文、土质条件、排水要求、工程量等来研究这条空间线形的纵坡布置。 3．纵断面的设计线是由_________和____________组成的。 4．纵坡度表征匀坡路段纵坡度的大小，它是以路线________和__________之间的百分数来量度的，即i=h／l(%)。 5．理想的纵坡应当________平缓，各种车辆都能最大限度以接近__________速度行驶。6．汽车在公路上行驶，要受到_______阻力、________阻力、__________阻力和________阻力等四种行车阻力的作用。 7．最大纵坡的确定主要根据汽车的_______、__________、__________，并要保证________________。 8．最小坡长通常以计算行车速度行驶__________的行程来作规定。 9．设置爬坡车道的目的主要是为了提高高速公路和一级公路的________，以免影响_________的车辆行驶。 10．纵断面线型的布置包括_______的控制，__________和_________的决定。 11．纵断面图上设计标高指的是____________的设计标高。 12．转坡点是相邻纵坡设计线的___________，两转坡点之间的水平距离称为___________。13．调整纵坡线的方法有抬高、降低、_________、__________纵坡线和__________纵坡度等。 14．凸形竖曲线的最小长度和半径主要根据___________和____________来选取其中较大者。15．凹形竖曲线的最小长度和半径主要根据_________和_________来选取其中较大者。16．纵断面设计图反映路线所经中心________和________之间的关系。 17．竖曲线范围内的设计标高必须改正，按公式h=l2／2R计算，l代表距________的距离，竖曲线上任一点l值在转坡点前从竖曲线_______标起，在转坡点后从竖曲线__________标起。 18．凸形竖曲线的标高改正值为__________，凹形竖曲线为_________；设计标高=未设竖曲线的标高________________。 19．当路面为表处(_f=，解放牌汽车用Ⅲ档，以30km／h不减速行驶(D=时，可爬升的最大纵坡为____________。 20．在确定竖曲线半径大小时，《规范》规定当条件受限制时，方可采用_________最小值，
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：
第四章纵断面设计 第一节概述 沿着道路中线竖直剖开，然后在展开即为路线纵断面，见图4－1。由于自然因素的影响以及经济性的要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。 一、纵断面设计主要任务与目的 纵断面设计主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究起伏空间线的几何构成与要素，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客舒适的目的。 二、地面线与设计线 纵断面图是道路纵断面设计的主要成果，也是道路设计的重要技术文件之一。把道路纵断面图与平面图结合起来，就能准确地定出道路的空间位置。在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，另一条是设计线。 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，反映了地面的起伏与变化情况。 2 设计线它是综合考虑技术、经济和美学等诸因素之后，人为定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路的起伏变化情况。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。 （1）直线（均匀坡度线）直线有上坡和下坡之分，是用高差和水平长度表示的。 105
（2）竖曲线在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。 第二节纵坡及坡长设计 一、纵坡设计的一般要求 为使纵坡设计经济合理，必须在全面掌握勘测资料的基础上，经过综合分析、反复比较定出设计纵坡。纵坡设计的一般要求为：1纵坡设计必须满足《标准》的各项规定； 2应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。 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，起伏不宜过大或过于频繁。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。连续上坡和下坡路段，应避免设置反坡段。 3 纵坡设计应对沿线的地形、地下管线、地质、水文、气候、排水等方面综合考虑，视具体情况妥善处理，以保证道路的稳定与畅通。 4 纵坡设计应考虑填挖平衡，减少借方和废方，以降低工程造价和节省用地。 5 平原微丘地区地下水埋藏较浅，池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小坡度要求外，还应满足最小填土高度的要求，以保证路基稳定。 106
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：
纵断面设计方法与步骤 1．准备工作 纵坡设计前，应根据中桩和水准记录点绘出路线纵断面图的地面线，绘出平面直线、平曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及沿线土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。 2．标注控制点 所谓控制点，就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: ①路线起、终点；②越岭哑口；③重要桥涵；④最小填土高度；⑤最大挖深；⑥沿溪线的洪水位；⑦隧道进出口；⑧平面交叉和立体交叉点；⑨铁路道口；⑩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。该标高为其经济点，如图a）。 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，如图b）。 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，如图c）。 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，如下图所示。
路线纵断面设计 路线纵断面：同一曲面沿道路中线竖直剖切，展开成的平面。 1、假定条件 1.1、该地区为丘陵地区，地表主要为全区覆盖的草植被。植被下部为第四季松 散堆积物覆盖，以灰黑、灰白泥岩、粉砂岩、泥质砂岩为主，厚度在6.6m-31m 之间。 1.2、本区属于公路自然区I类2级划分，即大陆性亚寒带气候，降雨主要集中 在7、8、9月，表现中湿状态的临界高度为84cm；4、5月份为雪融期，产生潮湿临界厚度为56cm。 2、设计要求 2.1、根据地面平曲线设计起点和中点的纵断面图，选择填方材料并说明理由。 2.2、绘图比例尺纵坐标为1:200，横坐标为1:2000，用B4纸绘制。 2.3、规范设计格式、设计步骤、设计内容。 3、纵断面设计的原则 3.1、纵断面设计应服从上位依据（总规、控规、可研、初设等业已批准的高程）， 根据所处的工作阶段取得可靠的定线依据； 3.2、满足纵断面设计的技术标准，满足等级要求； 3.3、纵断面线形平顺，坡段平缓，起伏小、少； 3.4、填挖少，工程量省，填挖基本平衡； 3.5、路基稳定； 3.6、基本满足沿途道路控制标高。道路控制标高是： ①起点、终点、沿途街坊地面、交叉口、出入口、广场、建筑物地坪、铁 路道口、桥涵； ②由设计洪水位确定的路面高程、桥面高程； ③通航河流要满足桥下净空高度的要求； ④旧路改造时的原有路面高程； ⑤垭口。 3.7、路基最小填土高度； 3.8、保证市政管线的埋设、使用。管线覆土最小厚度0.7m。有时排水管控制了 道路高程。 4、设计步骤 4.1、准备工作 在平面路线图上标注里程桩和百米标及其所处高程。 本次设计总里程540.78m，跨高程3.29m；共设置5个百米标、17个里程桩，其中k0、k1、k3、k8、k9、k14为整桩，k2、k4、k5、k6、k7、k10、k11、k12、k13、k15、k16为特殊点加桩。
第三章 纵断面设计 3-9 某条道路变坡点桩号为K25+，高程为，i1＝％，i2＝5％，竖曲线半径为5000m 。（1）判断凸、凹性；（2）计算竖曲线要素；（3）计算竖曲线起点、K25+、K25+、K25+、终点的设计高程。 解：（1）判断凸、凹性 0%2.4%8.0%512>=-=-=i i ω，凹曲线 （2）竖曲线要素计算 m R L 210%2.45000=?==ω； m L T 1052 == ； m R T E 1.15000 210522 2=?== （3）设计高程计算 起点里程桩号=交点里程桩号—T 终点里程桩号=交点里程桩号+T =K25+ = K25++105 = K25+355 = K25+565 第一种方法：（从交点开算） 里程桩号 切线高程 竖距R x h 22= 设计高程 起点 K25+355 ×%= 0202 ==R h +0= K25+400 ×%= 2.02452 ==R h += K25+460 ×%= 1.121052 ==R h += K25+500 +40×5%= 42.02652 ==R h += 终点 K25+565 +105×5%= 0202 ==R h +0=
第二种方法：（教材上的方法-从起点开算） 里程桩号 切线高程 竖距R x h 22= 设计高程 起点 K25+355 ×%= 0202 ==R h +0= K25+400 +45×%= 2.02452 ==R h += K25+460 +105×%= 1.121052 ==R h += K25+500 +145×%= 1.221452 ==R h += 终点 K25+565 +210×%= 41.422102 ==R h += 3-10某城市I 级干道，其纵坡分别为i1＝％、i2＝+％，变坡点桩号为K1+，标高为429.00m ，由于受地下管线和地形限制，曲线中点处的标高要求不低于429.30m ，且不高于429.40m ，试确定竖曲线的半径，并计算K1+、K1+、K1+点的设计标高。 解：判断凸、凹性 0%0.4%5.2-%5.112>=-=-=）（i i ω，凹曲线 竖曲线要素半径计算 因 ） ；（）；（4.03.00.429-40.4290.429-30.42922 ===R T E ；且 2 2ω R L T = = ，代入后解得：m R )2000;1500(= 分下面三种情况计算： （1）取半径m R 1750= m R L 70%0.41750=?==ω； m L T 352 == ； m R T E 35.01750 23522 2=?==
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。
当我们设计完路线之后，就要进行纵断面设计了。 Civil3D的纵断面可以分为快速纵断面和一般纵断面。快速纵断面是一种临时纵断面，当你存盘的时候，它会自动消失。并且快速纵断面的编辑功能很弱。快速纵断面相当于草图，在设计的时候做为快速参考之用。一般纵断面有非常强大的编辑功能和标签标注功能，供我们实际设计纵断面的时候应用。 无论哪种纵断面，Civil3D都有两个概念，一个是纵断面图（Profile View），一个是纵断面线（Profile）。纵断面线就是我们常说的设计纵断面，原始地面线等。而纵断面图包括了纵断面各种标注的栏目，纵断面的网格，标尺等。所以，标签就可以对这两种对象进行标注。 Civil3D有一个概念是和传统软件有很大不同的，在Civil3D中，可以同时设计多个路线、纵断面，而传统的以文件为中心的设计软件，一般一次只能操作一条路线，设计纵断面等。因此，在使用Civil3D的时候，这种设计的思路就更加灵活，当然有时也会让人感觉有些困惑。Civil3D的设计初衷是为了解决从简单到异常复杂项目的，并且有多个土木专业在一起协同工作。关于这个观点，先记下了，后面会慢慢阐述。 快速纵断面 创建快速纵断面，可以使用这个命令。
可以对于PL线，放坡要素线等获得快速纵断面。我们经常使用的是PL线，实际上，放坡要素线的作用会更大。首先放坡要素线的编辑命令要比PL线丰富，另外随时可以基于放坡要素线进行放坡设计或者添加到曲面中做为特征线，而这些在实际工程设计中是非常有帮助的。 使用2D PL线创建的快速纵断面如下图。另外还有一个非常好的特点是，这个快速纵断面是自动更新的，当你修改PL线的位置，快速纵断面也是实时变化的。 如果使用3D的放坡要素线或者3D PL线，除了有地面线以外，快速纵断面还会包含放坡要素线的高程在纵断面上的投影。
纵断面设计方法与步骤 1.准备工作：纵坡设计（俗称拉坡）之前在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线，填写有关内容，同时应收集和熟悉有关资料，并领会设计意图和要求。 2.标注控制点：控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。如路线起、终点，越岭哑口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，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。“经济点”：山区道路还有根据路基填挖平衡关系控制路中心填挖值的标高点，称为“经济点”。它是用“路基断面透明模板”在横断面图上得到的。如图4-16，该“模板”可用透明描图纸或透明胶片制成，其上按横断面测图比例绘出路基宽度（挖方段应包括边沟）和各种不同边坡坡度线。使用时将“模板”扣在断面图上使中线重合，上下移动，使填、挖面积大致相等，此时“模板”上路基顶面到中桩地面线的高差为经济填、挖值，将此值按比例点绘到纵断面相应桩号上即为经济点。平原区道路一般无经济点问题。 “挖方点”；山区道路还有宜挖不宜填的情况下的控制点。 3.试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。 在己标出“控制点”、“经济点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，本着以控制点为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插与取直，试定出若干直坡线。对各种可能坡度
线方案反复比较，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定坡度线，将前后坡度线延长交会出变坡点的初步位置。 4.调整：按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。 将所定坡度与选线时坡度的安排比较，二者应基本相符，若有较大差异时应全面分析，权衡利弊，决定取舍，然后对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当，以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理，若有问题应进行调整。调整方法是对初定坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值。 5.核对：典型横断面核对。 选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖、地面横坡较陡路基、挡土墙、重要桥涵以及其它重要控制点等，在纵断面图上直接读出对应桩号的填、挖高度，用“模板”在横断面图上“戴帽子”检查是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡上墙工程过大、桥梁过高或过低、涵洞过长等情况，若有问题应及时调整纵坡。在横坡陡峻地段核对更显重要。 6.定坡：确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。 经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。 精度要求：变坡点桩号：一般要调整到10m的整桩号上 坡度值：精确到小数点两位（百分位），即0.00%
平面线形设计 1.路线设计 1.1 道路等级和技术标准的确定 1.1.1 已知资料 该地区的初始年交通组成如表1.1.1，交通量年平均增长率6.5%。 1.1.2 交通量计算 由《公路工程技术标准》可知，确定公路等级要把各种汽车的交通量折合成小客车的交通量。各汽车代表车型与车辆折算系数见表1.1.2。 表1.1.2各汽车代表车型与车辆折算系数 于是初始年交通量： ) /(93730.31630.2)161128138266414(5.1)792827554(0.134100日辆=?+?+++++?+++?=N 1.1.3 公路等级确定
其初始年交通量已达9373辆/日，故根据《公路工程技术标准》可知其道路等级可能不是二级及以下的公路。因此假设公路设计年限为20年，则设计交通量N ： )/(31011%)5.61(9373)1(12010日辆=+?=+?=--n k N N 由设计交通量N=31011（辆/日），根据《公路工程技术标准》，拟定该公路为四车道一级公路。 1.1.4 公路主要技术标准的确定 该一级公路路段作为湖南省重要干线公路，其交通量比较大，加之沿线地形比较平缓，地质条件良好，因此设计速度选用80Km/h ，服务水平为二级。其主要技术标准表见表1.1.4。 表1.1.4主要技术标准表 1.2 纸上选线 1.2.1 选址原则 路线方案的选择首先得考虑该方案能否在国家、省公路网中起到应有的作用，即是否能够满足国家的政治、经济和国防的要求和长远利益。 对于一级公路，其主要功能是作为人烟稀少地区的干线公路，部分控制出入，提供城市与城市、城市与较大城镇之间的直接交通服务，生成并吸引大部分远距离的出行。选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须
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