第五章：纵坡设计

5.4路基排水设计路基排水是排地面和地下水，路基排水是保证路基稳定的重要措施，也是路基设计的内容之一，包括排水系统规划和排水结构物设计。

排水系统设计的原则：1）少占农田，并与农田排水相结合；2）排水沟渠位置应选在地形地质好的地区，节约沟渠的加固工程量；3）排水沟渠的出口应选在天然河沟处；4）就地取材，减少造价。

5.4.1排水设施的分类根据排不同的水源，采用不同的排水设施。

1）地面排水沟渠排除地表水的设施，包括边沟、截水沟、排水沟、跌水和急流槽。

（1）边沟位于挖方或低填路段路肩外侧坡脚处，用来汇集和排除降落在路面、路肩和路基边坡上的水。

边沟常用的断面为梯形（也有矩形、三角形），边沟深度H和宽度b一般为0.4~0.6m，长度为200~300m。

边沟不可作为农田排水沟。

图5-4-1 排水边沟示意图（2）截水沟截水沟也叫天沟，设在路基上方山坡上，用于拦截和排除流向路基的地表径流，防止水冲刷和浸湿挖方边坡。

图5-4-2 截水沟示意图一般情况：d>5m，土不良时取d=10m。

；1：m=1：1~1：1.5b≥0.5m，H按设计流量算得，但H≥0.5m；沟底有不小于0.5%的纵坡。

（3）排水沟排水沟用来排除来自边沟、截水沟和取土坑的水，并将水引到桥涵、天然河沟等远离路基的地方。

排水沟的断面一般为梯形，砌石排水沟断面可为矩形，沟底宽b和沟深H由排水量决定，但b、H 0.5m，边坡为1：m=1：1~1：1.5，沟底纵坡为1~3%，排水沟距路基坡脚d>3~4m，排水沟长度<300m。

（4）跌水和急流槽跌水和急流槽是地面排水沟渠的特殊形式，设在陡坡地段或有水位落差较大排水沟渠连接处。

跌水：分单级和多级形式，水流以瀑布形式流下。

急流槽：坡度很陡的排水沟渠。

图5-4-3 跌水示意图图5-4-4 急流槽示意图2）地下排水沟管排除地下水、降低地下水位的设施，包括明沟、暗沟和渗沟。

（1）明沟设置在路基上方或路基两侧，用以拦截、引排或降低浅层地下水，见下图5-4-5。

第五章纬地系统主要功能及应用步骤第一节系统主要功能一、路线辅助设计(1)平面动态可视化设计与绘图系统沿用传统的导线法(交点法)经典理论，可进行任意组合形式的公路平面线形设计计算和多种模式的反算。

我们可在计算机屏幕上交互进行定线及修改设计，在动态拖动修改交点位置、曲线半径、切线长度、缓和曲线参数的同时，可以实时监控其交点间距、转角、半径、外距以及曲线间直线段长度等技术参数。

而使用纬地智能布线技术，可以将已确定的直线、圆曲线等控制单元自动衔接为完整的路线，并可以对路线中任一控制单元(均为 CAD 的线元实体)方便地进行平移、旋转、缩放等操作调整，从而直观快捷并准确地确定出路线线位。

在平面设计完成的同时，系统可自动完成全线桩号的连续计算和平面绘图。

系统支持基于数字化地形图(图像)上的上述功能，同时也可方便地将低等级公路外业期间已经完成的平面线形导入本系统。

(2)断面交互式动态拉坡与绘图系统在自动绘制拉坡图的基础上，支持动态交互式完成拉坡与竖曲线设计。

我们可实时修改变坡点的位置、标高、竖曲线半径、切线长、外距等参数；对设计者指定的控制点高程或临界坡度，受控处系统可自动提示控制情况。

系统支持以“桩号区间”和“批量自动绘图”两种方式绘制任意纵、横比例和精度的纵断面设计图及纵面缩图，自动标注沿线桥、涵等构造物，绘图栏目也可根据需要自由取舍定制。

(3)超高、加宽过渡处理及路基设计计算系统支持处理各种加宽、超高方式及其过渡变化，进而完成路基设计与计算、方便、准确地输出路基设计表，可以自动完成该表中平、竖曲线要素栏目的标注。

系统在随盘安装的“纬地路线与立交标准设计数据库”的基础上，通过“设计向导”功能自动为项目取用超高和加宽参数，并建立控制数据文件。

(4)参数化横断面设计与绘图系统支持常规模式和高等级公路沟底纵坡设计模式下的横断面戴帽设计，同时准确计算并输出断面填挖方面积以及坡口、坡脚距离等数据，并可以根据选择准确扣除断面中的路槽面积(包括城市道路的多板块断面的路槽)。

纵断面设计-纵坡及坡长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。

纵坡度表征匀坡路段坡度的大小，用高差与水平长度之比量度，即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：1、新建公路的路基设计标高：高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路采用路基边缘标高，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。

2、改建公路的路基设计标高：一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采用行车道中线处的标高。

第二节纵坡及坡长设计一、最大纵坡、最小纵坡和坡长限制（一）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。

纵坡大小的取值必须要通过全面分析，综合考虑后合理确定。

1.确定最大纵坡应考虑的因素（1）汽车的动力性能：考虑公路上行驶的车辆，按汽车行驶的必要条件和充分条件来确定。

（2）公路等级：不同的公路等级要求的行车速度不同；公路等级越高、行车速度越大，要求的纵坡越平缓。

城市道路规划设计说明书第一章绪论城市道路是指在城市范围内具有一定技术条件和设施的道路。

根据道路在城市道路系统中的地位、作用、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能，我国目前将城市道路分为四类：快速路、主干路、次干路及支路。

其中：快速路在特大城市或大城市中设置，是用中央分隔带将上，下行车辆分开，供汽车专用的快速干路，主要联系市区各主要地区、市区和主要的近郊区、卫星城镇、联系主要的对外出路，负担城市主要客、货运交通，有较高车速和大的通行能力。

主干路是城市道路网的骨架，联系城市的主要工业区、住宅区、港口、机场和车站等客货运中心，承担着城市主要交通任务的交通干道。

主干路沿线两侧不宜修建过多的行人和车辆入口，否则会降低车速。

次干路为市区内普通的交通干路，配合主干路组成城市干道网，起联系各部分和集散作用，分担主干路的交通负荷。

次干路兼有服务功能，允许两侧布置吸引人流的公共建筑，并应设停车场。

支路是次干路与街坊路的连接线，为解决局部地区的交通而设置，以服务功能为主。

部分主要支路可设公共交通线路或自行车专用道，支路上不宜有过境交通。

根据国家《城市规划定额指标暂行规定》的有关规定，道路还可划分为四级，如表所示：道路四级划分表：项目级别设计车速(km/h) 双向机动车道数（条) 机动车道宽度(m) 道路总宽(m) 分隔带设置一级 60～80 >=4 3.75 40～70 (必须设)二级 40～60 >=4 3.5 30～60 (应设)三级 30～40 >=2 3.5 20～40 (可设)四级 30 >=2 3.5 16～30 (不设)道路是交通的枢纽，它对一个国家及地区的经济发展起着及其重要的作用，在此次毕业设计中，使我基本掌握了城市道路设计的全部过程，能够全面、独立、系统地完成一段道路的技术设计。

它培养了我独立工作、自我分析和解决问题的能力，巩固了课本知识也学到了很多来源于实际的现场施工经验。

纵坡设计的一般规定与要求一、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。

民间运输工具、农业机械、农田水利等方面的特殊要求。

(一)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。

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。

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)。

《道路勘察设计》课程教课纲领课程代码： 10011114课程名称：道路勘察设计课程种类：道桥方向专业课学分： 2合用专业：土木匠程第一部分纲领说明一、课程的性质、目的和任务《道路勘察设计》是土木匠程专业道路桥梁方向的专业课，是一门研究道路路线设计的基本理论、标准，以及适用方法和技术、道路选线重点的课程，旨在培育学生掌握路线设计理论与方法，平、纵、横设计与计算能力。

二、课程的基本要求1.掌握路线设计理论与方法。

2.掌握平、纵、横设计与计算能力。

三、本课程与有关课程的联系《道路勘察设计》以土木匠程丈量为基础，是一门道桥方向专业课，与《交通工程学》、《路基路面工程》等课程相当合，为毕业后从事道路方向有关工作确立了基础。

四、学时分派本课程学分为 2 学分，建议开设32 学时。

授课实验（上讲堂议论（习现场指导教课章（单元）内容机）学时题课）学时总学时学时学时第一章绪论22第二章汽车行驶理论44第三章平面设计55第四章纵断面设计55第五章横断面设计44第六章选线与城市道路网规44划第七章道路定线和外业勘察44其余44五、教材与参照书教材：《道路勘察设计》，杨少伟编，人民交通第一版社，第三版。

主要参照书：1.《道路路线设计》，张廷楷主编，同济大学第一版社，初版。

2.《城市道路设计》，周荣沾主编，人民交通第一版社，初版。

3.《公路路线设计规范》，交通部行业标准，人民交通第一版社，初版。

4.《城市道路设计规范》，建设部行业标准，中国建筑工业第一版社，初版。

六、教课方法与手段建议本课程主要采纳多媒体教课方法，联合工程实例解说。

七、课程查核方式与成绩评定方法采纳闭卷考试，综合评定成绩，此中考试成绩占60%，平常成绩占10%，作业成绩占30% 。

第二部分理论课程内容纲领（含随堂议论、习题课等）本课程内容建议开设32 学时。

第一章绪论（2学时）一、教课目标和要求认识道路运输的特色与构成；熟习我国道路现状和发展规划；掌握道路分级与技术标准，道路勘察设计的阶段和任务，设计依照与程序。