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道路勘测设计 4第三章纵断面设计第4节竖曲线PPT课件

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《道路纵断面设计》PPT课件

《道路纵断面设计》PPT课件
〔2〕平原、微丘地形的纵坡应均匀、平缓；丘陵地 形的纵坡应防止过分迁就地形而起伏过大；山岭、 重丘地形的沿河线，应尽量采用平缓的纵坡，坡度 不宜大于6％；越岭线的纵坡应力求均匀，越岭展 线不应设置反坡。
〔3〕纵面线形应与地形相适应，设计成视觉连续、 平顺而圆滑的线形，并重视平纵面线形的组合。
四、纵坡设计一般要求
二、路线纵断面图构成：
地面线：根据中线上各桩点的高程点绘的一条不规那么的折线； 设计线：路线上各点路基设计高程的连线。
三、路基设计标高(design elevation of subgrade)
1.新建公路：
① 高速、一级公路采用中央分隔带外侧边缘 标高；
② 二、三、四级公路采用路基边缘标高，在
坡度＝两变坡高差/平 距 坡长：水平距离
i Lh(%)
上坡为正 下坡为负 平坡为0
竖曲线段
凸型竖曲线 凹型竖曲线
半径R 长度L〔水平距离〕 竖距h
第二节 纵坡设计
一、纵坡度
1.最大纵坡
①定义 指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。 ②作用
是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏 较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运 输本钱及造价。
R= T= E =
R= T= E =
JD5 R= Ls=
JD6 R= Ls=
JD5 R= Ls=
(3)试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。 (4)调整：按平纵配合要求及?标准?执行情况等进展检查调整。 (5)核对：典型横断面核对。 (6)定坡：确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。 (7)竖曲线设计：确定半径、计算竖曲线要素 (8)设计高程计算：从起点由纵坡度连续推算变坡点设计高程；
80 60 40

道路勘测设计第4章精品PPT课件

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在 具 体 设 计 纵 坡 时 ，需 了 解 一 些 关 于 纵 坡 的 基础 知 识 。第一，对 路基设计标 高的 规定。对于新建公路，高速公路和一级公路采用中央分隔带外侧边缘标高，二、三、 四 级 公 路 采 用 路 基 边 缘 标 高 ，在 设 置 超 高 和 加 宽 路 段 则 是 指 在 设 置 超 高 加 宽 之 前 该 处 标 高 ；对 于 改 建 公 路 ，一 般 按 新 建 公 路 的 规 定 办 理 ，也 可 以 采 用 中 央 分 隔 带 中 线 或 行 车 道 中 线 标 高 。对 城 市 道 路 而 言 ，路 基 设 计 标 高 一 般 是 指 车 行 道 中 心 。第二 ，纵坡度 的表示方式不用角度，而用百分数（％），即每一百米的路线长度其两端高差几米， 就是该路段的纵坡，其上坡为“＋”，下坡为“－”。例如某段路线长度为８０米， 高 差 为 － ２ 米 ， 则 纵 坡 度 为 － 2.5％ 。 第 三 ， 一 般 认 为 道 路 上 ３ ％ 的 纵 坡 对 汽 车 行 驶 不 造 成 困 难 ，即 上 坡 时 不 必 换 档 ，下 坡 时 不 必 刹 车 。对 于 小 于 ３ ％ 的 纵 坡 ，可 以 不 作 特殊考虑，只是为了排水的需要（公路边沟的沟底纵坡与路线纵坡一般是相同的）， 一 般 要 有 一 个 不 小 于 最 小 纵 坡 的 坡 度 。如 果 排 水 上 无 困 难 ，可 以 用 平 坡 。但 是 采 用 了 大 于 ５ ％ 的 纵 坡 时 ，必 须 慎 重 考 虑 ，因 为 纵 坡 太 大 ，上 坡 时 汽 车 的 燃 料 消 耗 过 大 ，而 下 坡 时 又 必 须 用 刹 车 ，重 车 或 有 拖 挂 车 的 车 辆 都 易 出 事 故 ，对 运 输 经 济 与 安 全 极 为 不 利。

道路勘测设计 纵断面设计(新)课件

道路勘测设计 纵断面设计(新)课件

纵断面设计的基本原则
满足行车安全与舒适性要求
合理设置坡度、坡长和竖曲线半径，确保车 辆安全、顺畅行驶。
经济性原则
在满足使用功能的前提下，尽量减少工程量 ，降低工程造价。
考虑排水要求
根据地形和气候条件，合理设置坡度，确保 排水顺畅。
协调性原则
纵断面设计与道路线形其他要素相协调，如 平面线形、横断面设计等。
在城市道路纵断面设计中，要特别注 意避免陡坡、急弯等不利因素，保证 行车安全和舒适度。
高速公路纵断面设计实例
高速公路纵断面设计要满足高速 行车的要求，合理设置纵坡、竖 曲线半径等参数，提高道路的线
形指标。
高速公路的纵断面设计还需要考 虑地形、地质、水文等自然条件 ，充分利用地形地势，减少工程
量，降低工程造价。
基于景观要求的纵断面设计优化
总结词：注意事项
详细描述：在基于景观要求的纵断面设计时，应注意避免对周围环境的破坏和影响。同时，应充分考 虑当地的文化特色和历史遗产，尊重和保护当地的风俗习惯和传统建筑。此外，应加强景观规划和设 计的管理和监督，确保设计的可行性和实施效果。
THANKS
感谢观看
控制高程的校核
在确定控制高程后，应进行校核， 检查是否满足规范要求和实际情况 ，如有需要可进行适当调整。
纵断面图的绘制与调整
纵断面图绘制
根据设计标高、控制点和控制高 程等数据，绘制道路的纵断面图 ，清晰地表示出道路的起伏变化
。
纵断面图调整
在绘制纵断面图的过程中，应结 合实际情况和设计要求，对图进 行必要的调整，以使设计更加合
隧道进出口
隧道进出口是道路勘测设计的难点之一，需要考虑地形、地质、气象等因素， 同时要满足行车视距、通风、照明等方面的要求。在进出口处应设置缓冲段， 以减少车辆进出隧道时的明暗适应时间。

长安大学道路勘测设计 纵断面设计PPT课件

长安大学道路勘测设计 纵断面设计PPT课件

T
Rw G
(f
i)
g
a
动力因素修正公 式：
D ( f i) a
g
i D f
对不同类型汽车不考虑道路条件而事先通过计算绘 出其动力
特性图，即D=f(V)的关系图。 第18页/共92页
2.汽车的行驶状态
a g (D )
f i
汽车的行驶状态有以下三种情况：
• 加速行驶 • 等速行驶 • 减速行驶
标准采用入口的运行速度是通过调查得到的，允许速度差 为20km/h)。标准中所规定的坡长限制是变坡点间的直线距离。
第27页/共92页
设计
速度 (km/
120
100
80
60
40
30
20
h)
3 900 1000 1100 1200
纵 坡
4
700
800
900 1000 1100 1100 1200
坡5
600 700 800 900 900 1000
在动力特性图上，等速行驶的速度称为平衡速度。
每一排档都存在各自的最大动力因数，与之对应的 速度称作
临界速度。
第19页/共92页
第二节 纵 坡 一、最大纵坡
1.定义
指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。
2.作用
是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区，直接 影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。
n与P在一定油门开度下，都存在一定关 系。当油门全开时， n与P通常用曲线图表示 P=P（ n ），称为发动机外特性曲线（也称为 功率曲线）。根据外特性曲线可确定其相应 的扭矩曲线M=M（ n ）。
第12页/共92页
• （2）汽车的牵引力 ①开动发动机，合上离合器

公路勘测设计纵断面设计精品PPT课件

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一、纵断面设计认知
【示例】变坡点1的里程桩号为：K0+600；设计高程：36.500m
变坡点2的里程桩号为：K1+360；设计高程：48.000m 变坡点3的里程桩号为：K1+900；设计高程：35.500m
则：
48.000 36.500
11.5
i12
100 % (k1 360 ) (k0 600 )
车道中线处的标高。
一、纵断面设计认知
（2）地面高程：中线上地面点高程。 （3）路基高度：横断面上设计高程与地面高程之高 差。
二、纵坡及坡长设计
1、汽车行驶与公路纵坡的关系
(1) 汽车在公路上行驶的阻力
◆空气阻力 ◆滚动阻力 ◆坡度阻力 ◆惯性阻力
二、纵坡及坡长设计
（2）汽车行驶的条件
◆必要条件：牵引力必须大于或等于各项阻力之和。 ◆充分条件：牵引力必须小于或等于轮胎与路面之间 的附着力。 ◆充要条件：各阻力之和≤牵引力≤轮胎与路面之间 的附着力
一、纵断面设计认知
6、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
760
1.513 %
35.500 48900 ) (k1 360 ) 100 % 540 2.315 %
一、纵断面设计认知
★ 竖曲线：采用二次抛物线方程。
其方程式为： x2 2 py
式中：p决定二次抛物线的开口，用R代替，表示竖 曲线的半径。

道路勘测纵断面设计.pptx

道路勘测纵断面设计.pptx
《标准》规定：缓和坡段的纵坡应不大于3％，其 长度应不小于最小坡长。
缓和坡段宜设置在直线或较大半径的平曲线上。在 地形困难路段可设置在半径较小的平曲线上，但应增 加缓和坡段的长度，使缓和坡段端部的竖曲线位于小 半径平曲线之外。
第15页/共110页
七、平均纵坡
平均纵坡是指在一定长度的路段内，路线在纵向所 克服的高差H与该路线长度L之比（连续升坡或降坡路 段）。
2.容许速度V2：不同等级的道路容许速度应不同， 其值一般应不小于设计速度的1/2～2/3（高速路取 低限，低速路取高限）。
3.不限长度最大纵坡：与允许速度V2相对应的纵 坡i2称为不限长度的最大纵坡。
i2=λD2-f 4.陡坡、缓坡：大于i1的纵坡称为陡坡；小于i1 的纵坡称为缓坡。凡大于i2的纵坡都应限制长度。
《规范》对路基设计标高的规定
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。 对于城市道路，设计标高指建成后的行车道中 线路面标高或中央分隔带中线标高。
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3页/共110页
第二节 纵 坡
• 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。
• 确定最大纵坡的依据：
• 1.汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能 力。
• 2.道路等级：等级高，行驶速度大，要求坡度阻 力尽量小，纵坡就小。
• 3.自然条件：海拔高程、气候（积雪寒冷等）。
第9页/共110页
四、最小纵坡
最小纵坡：各级公路在特殊情况下容许使用的最小 坡度值。

4.道路勘测设计纵断面设计

4.道路勘测设计纵断面设计

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。
(1) 各级公路纵坡长度限制，见表4－10； 各级公路纵坡长度限制
表4-10
汽车专用公路
一般公路
公路等级
高速公路
一
二
二
三
四
地形
平 原重 微丘 丘
山岭
平山平山平山平山平山 原岭原岭原岭原岭原岭 微重微重微重微重微重 丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘
2
150 0
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
纵
3
800
100 0
/
/
100 0
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。
6、 对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端引线等， 坡应小些，避免产生突变。路线交叉处前后的纵坡也平 缓一些。
7、在实地调查的基础上，充分考虑通道、农田水利等方面 的要求。
二 最大纵坡
The Maximum Profile Grade
最大纵坡是指在纵断面设计中，各级道路容许采用
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• 竖曲线最小长度(半径)的限制因素
• 1、缓和冲击
冲击力： FG•v2G2V g R 12R7
(N)
整理上式得： R V2
(m)
12(7F)
G
其中F/G为单位车重所收到的冲击力，根据日本资料可取0.028，
将其代入上式，得：
RV2
或LV2
3.6
3.6
《道路勘测设计》
1、缓和冲击（另一种推算）
汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度为:
dy d2y i,
2k,代入上式 : 得
dx 2
dx dx2 R (1 i 2 ) 23
2k
因为i介于i1和i2之间，且i1 、 i2均很小，故i2可以略去，
则： R 1 ,即: y x2
2k
2R
2020/11/8
《道路勘测设计》
对yx2 求导d有 y2： kx
2R
dx
当 xxB 时 d d， y xi2 ，即 i22 ： kB x
《道路勘测设计》
4、竖曲线的作用： （1）缓冲作用：以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的 突变，实现离心加速度的控制。 （2）保证公路纵向的行车视距：
凸形：纵坡变化大时，盲区较大。 凹形：下穿式立体交叉的下线。
5、竖曲线的线形
《规范》规定采用二次抛物线作为竖曲线的线形。
2020/11/8
《道路勘测设计》
凸形竖曲线最小长度应以满足视距要求为主。
按竖曲线长度L和停车视距ST的关系分为两种情况。 (1)当L<ST时：
h1驾驶员的视线高， 一般为1.2米；
h2障碍物高，一般
为0.1米；
d
2 1
B
R竖曲线半径；
2R
ω坡度差或变坡角。
2020/11/8
图3-13 凸形竖曲线最小长度计算图示 a)L<ST 《道路勘测设计》
av2 m2/sV2 V以 km计 /h
R
1R 3
R V2 13 a
根据试验，认为离心加速度应限制在0.5～0.7m/s2比较
合适。我国《标准》规定的竖曲线最小半径值，相当于
a=0.278 m/s2。
V2 Rmin 3.6,
或 Lmin V 32 .6
2020/11/8
《道路勘测设计》
2、时间行程不过短
第三章 纵断面设计
第一节 概 述 第二节 汽车的动力性能（dynamic force） 第三节 纵坡设计 第四节 竖曲线（vertical curve） 第五节 平纵线形组合设计 第六节 道路纵断面设计
2020/11/8
《道路勘测设计》
第四节 竖曲线（vertical curve）
• 一、基本概念 • 二、竖曲线要素的计算公式 • 三、竖曲线的最小半径 • 四、逐桩设计高程计算
竖曲线最短应满足3s行程。
Lm
in3V.6t
V 1.2
则Rmi n L min 1.V 2
2020/11/8
《道路勘测设计》
3、满足视距的要求：
凸形竖曲线：
坡顶视线受
a)
阻
凹形竖曲线： 下穿立交视 线受阻
b) a)凸形竖曲线视距 b)凹形竖曲线下穿立交视距
《道路勘测设计》
1）凸形竖曲线受视距控制时最小半径和最小长度
L R
i
TL 2 T2
E 2R l2
h 2R
2020/11/8
li
i
l
图 3.12 竖曲线要素示意图
《道路勘测设计》
第四节 竖曲线（vertical curve）
• 一、基本概念 • 二、竖曲线要素的计算公式 • 三、竖曲线的最小半径 • 四、逐桩设计高程计算
2020/11/8
《道路勘测设计》
三、竖曲线的最小半径
3、变坡角：相邻两条坡度线的坡角差，通常用坡度值之差代替， 称为坡度差，用ω表示。
即：ω=α2-α1≈tgα2- tgα1=i2-i1
凹型竖曲线
（concave vertical curve）
ω>0
i1 α1
i2 ω
α2
i3
凸型竖曲线
（convex vertical
curve）ω<0
2020/11/8
i i
li
l
图 3.12 竖曲线要素示意图
hP21RQ(xyAP 2 2yxQAl2l12R)(x(AlxRlA)2x2(ARl2i1)
xA2 2lR2 2R
)
2020/11/8
注意l值从竖曲线的 起讫点算起。
《道路勘测设计》
4、竖曲线长度L或竖曲线半径
LxBxA Ri2 Ri1 R
5、竖曲线切线长T：
在变坡点处：
i
h E TA2 T B 2 ， 2R 2 R
i
li
所以：
L
TTA
TB
2
6、外距E
E T2 2R
3.32
l
图 3.12 竖曲线要素示意图
2020/11/8
《道路勘测设计》
• 7、内距M
ME 1( L2 ) 2 2R
ML2 L2 L2 R
4R 8R 8R 8
设计竖曲线时常用的公式如下：
当 x x A (L x B ) 时 d d y x i1 ， ， i1 即 2 k (L ： x B )
前两式相减 i2 得 i1 ： 2kL
ki2i1 1
2L 2L 2R
y x2 2R
而： dy i x
dx
R
2020/11/8
《道路勘测设计》
3、切线上任意一点与竖曲线的距离（纵距）h
2020/11/8
《道路勘测设计》
一、基本概念
2020/11/8
l
竖曲线
《道路勘测设计》
i1 A
TA
P Q
l
xA
h
Y L
TB M
O E ω t
xB
i2
B
X
《道路勘测设计》
一、基本概念
1、竖曲线（vertical curve）：
纵断面上两个坡段的转折处，为了行车安全、舒适以及视距 的需要用一段曲线来缓和，称为竖曲线。 2、变坡点（grade change point）：相邻两条坡度线的交点。
第四节 竖曲线（vertical curve）
• 一、基本概念 • 二、竖曲线要素的计算公式 • 三、竖曲线的最小半径 • 四、勘测设计》
二、竖曲线要素的计算公式
1、坡度差ω：变坡点前后两侧纵坡坡度分别为i1 和i2 ，i1 和i2上坡 为“+”，下坡为“－”，用ω表示坡度差，即ω=i2-i1，当ω>0时 竖曲线为凹形竖曲线；ω<0时，竖曲线为凸形竖曲线，见图3.12。
2、竖曲线的基本方 i 程式：
设变坡点相邻两纵 坡坡度分别为i1 和i2 。 图示坐标系下，二次 抛物线的一般方程为：
y kx2 3-27
2020/11/8
li
i
l
图 3.12 竖曲线要素示意图
《道路勘测设计》
对竖曲线上任一点P，其切线的斜率（纵坡）为:
dy 2kx i dx
3
1
dy
2
2
抛物线上任一点的曲率半径为：R dx d 2 y