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第四章纵断面设计第一节概述一、纵断面图上有两条主要的线含义及组成在纵断面图上有两条主要的线：—条是地面线，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；一条是设计线，它是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后设计人员定出一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。
纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。
直线(即均匀坡度线)有上坡和下坡，是用坡度和水平长度表示的。
直线的坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。
在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。
二、路线纵断面图上的设计标高，即路基设计标高，《规范》规定1．新建公路的路基设计标高：高速公路和—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。
本节小结（1）纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。
直线(即均匀坡度线)有上坡和下坡，是用坡度和水平长度表示的。
竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。
（2）新建公路的路基设计标高：高速公路和—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。
思考题1.道路纵断面线性要素有哪些？2.高速公路和—级公路路基设计标高与二、三、四级公路路基设计标高在横断面上位置是否相同？第二节汽车的动力特性与纵坡摘要内容：主要介绍汽车的动力特性和最大纵坡；汽车的加减速行程与坡长限制和缓和坡段；最小纵坡、平均纵坡和合成坡度；竖曲线要素计算及竖曲线最小半径；讲课重点1.汽车的动力因素与汽车的几种行驶状态和理想最大纵坡、不限长度的最大纵坡间关系；2. 规范规定最大纵坡、最小纵坡的考虑因素和规定值；3. 汽车的加、减速行程与较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制间的关系；4. 如何设置最大坡长、最小坡长、缓和坡段及其限制要求；5.平均纵坡和合成坡度的概念讲课难点1. 陡坡和缓坡的概念及设置原则；2. 如何设置最大坡长、最小坡长、缓和坡段及其限制要求讲授重点内容提要一、汽车的动力因素和最大纵坡（一）汽车驱动力1．发动机曲轴扭矩M如将发动机的功率P 、扭矩M 以及燃油消耗率e g 与发动机曲轴的转速n 之间的函数关系以曲线表示，则该曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线。
道路勘测设计重点（计算除外）第一章绪论1.公路和城市道路的等级划分依据分别是什么？分级情况怎样？各级公路与城市道路的主要技术指标有哪些？公路等级选用时应考虑哪些主要因素？公路根据功能和适应的交通量分为：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。
各级公路是根据路线在公路网中的功能、规划交通量和交通组成、设计速度等因素确定的。
主要技术指标有：设计速度、车道数、路基宽度、停车视距、圆曲线半径一般值和最小值以及最大纵坡。
公路等级的选用应根据公路的功能和规划交通量，结合项目所在地区的综合运输体系、远景发展、路网规划，经论证后确定。
根据城市规模、规划交通量和地形等因素，除快速路外，各类道路划分分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。
大城市应采用Ⅰ级标准、中等城市应采用Ⅱ级标准、小城市应采用Ⅲ级标准。
城市道路的主要技术指标有：设计速度、双向机动车车道数、机动车道宽度、分隔带设置、采用横断面形式等。
2.公路勘测设计为什么要分段进行设计？针对不同情况如何选用设计阶段？3.道路勘测设计的依据有哪些？技术依据、自然条件、交通条件、道路网、道路建筑限界与道路用地4.城市道路路网结构有哪些基本类型？方格网式、环形放射式、自由式、混合式5.城市道路红线规划设计的主要内容有哪些？确定道路红线宽度、确定道路红线位置、确定交叉口形式、确定控制点坐标和标高6.划分公路用地和城市道路红线的意义是什么？怎样划定公路的用地范围？规划道路红线的目的在于全面规定各级道路、广场、交叉口等用地范围，便于道路设计、施工及两侧建筑物的安排布置，也是各项管线工程设计、施工和调整的主要依据。
一经确定，红线以外的用地就要按规划进行建设，各种管线也要按红线进行布设。
公路用地的意义？公路用地范围规定为：(1)新建高速公路路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，或路堑坡顶截水沟外缘（无截水沟时为坡顶）以外不少于2m的土地为公路用地范围；一、二、三、四级公路上述边缘线以外不少于1m的土地为公路用地范围；有条件的路段，高速公路、一级公路不少于3m，二级公路不少于2m.（2）在高填深挖路段，为保证路基的稳定，应根据计算确定用地范围（3）在风沙、雪害及特殊地质地带，应根据设置防护林、种植固沙植物、安装防沙或防雪栅栏以及设置反压护道等设施的需要确定用地范围（4）行道树应种植在排水沟或截水沟外侧的公路用地范围内，有时根据环保要求需要种植多行林带的路段，应根据具体情况确定用地范围。
第四章 铁路线路平面及纵断面设计第一节 设计的基本要求如图4—1所示，路基横断面上距外轨半个轨距的铅垂线AB 与路肩水平线CD 的交点O 在纵向上的连线，称为线路中心线。
线路的空间是由它的平面和纵断面决定的。
线路平面是线路中心线在水平面上的投影，表示线路平面位置；线路纵断面是沿线路中心线所作的铅垂剖面展直后线路中心线的立面图，表示线路起伏情况，其高程为路肩高程。
各设计阶段编制的线路平面图和纵断面图是线路设计的基本文件。
各设计阶段的定线要求不同，平面图和纵断面图的详细程度也各有区别，绘制时应遵循铁路行业制定的线路标准图式。
图4—2为新建铁路简明的线路平面图和纵断面图，可应用于线路方案研究或(预)可行性研究阶段中的概略定线。
简明平面图中，等高线表示地形和地貌特征，村镇、道路等表示地物特征。
图中粗线表示线路平面、标出里程、曲线要素(转角α、曲线半径R )、车站、桥隧特征等资料。
简明断面图的上半部为线路纵断面示意图；下半部为线路基础数据，自下而上顺序标出：线路平面、里程、设计坡度、路肩设计高程、工程地质概况等栏目。
线路平面和纵断面设计必须满足以下三方面的基本要求： 1．必须保证行车安全和平顺主要指：不脱钩、不断钩、不脱轨、不途停、不运缓与旅客乘车舒适等，这些要求反映在《铁路线路设计规范》(简称《线规》)规定的技术标准中，设计要遵守《线规》规定。
2．应力争节约资金即既要力争减少工程数量、降低工程造价；又要考虑为施工、运营、维修提供有利条件，节约运营支出。
从降低工程造价考虑，线路最好顺地面爬行，但因起伏弯曲太大，给运营造成困难，导致运营支出增大；从节约运营支出考虑，线路最好又平又直，但势必增大工程数量，提高工程造价。
因此，设计时必须根据设计线的特点，分析设计路段的具体情况，综合考虑工程和运营的要求、通过方案比较，正确处理两者之间的矛盾。
3．既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证它们协调配合、总体布置合理铁路上要修建车站、桥涵、隧道、路基、道口和支挡、防护等大量建筑物，线路平面和纵断面设计不但关系到这些建筑物的类型选择和工程数量，并且影响其安全稳定和运营条件。
道路勘测设计复习第一章绪论1.交通运输方式哪些，优缺点P1方式：铁路，道路，水运，航空，管道优缺点;❶铁路优点运程远，运量大，连续性强，成本较低，速度较高缺点建设周期长，投资大❷水运优点通过能力高，运量大，耗能少，成本低，投资少缺点受自然条件限制大，连续性较差，速度慢❸航空运输优点速度快，运距短缺点运量小成本高❹管道运输优点连续性强，成本低，安全性好，损耗少，限制少缺点仅限于油，气，水等货物❺道路运输优点运输机动灵活，中转少，受固定交通设施限制少，批量不限，货物送达速度快，覆盖面广2、道路运输的特点，优缺点各是什么？优点：❶机动灵活❷直达，减少货损❸投资较灵活，社会效益高❹适用性强缺点：❶运输成本偏高❷环境较大污染，治理相对困难❸事故多，损失大3、我国公路建设与发达国家相比，差距表现在哪些方面？差距体现在：❶公路数量少，网络化程度低❷质量差，等级低❸公路测设与施工技术水平落后❹交通及运输经营管理技术落后❺社会整体素质有待进一步提高4、7918公路网，什么意思？7条首都放射线，9条南北纵向高速公路线，18条东西横向告诉公路线第2章道路技术标准与设计依据1、公路分级依据是什么？满足经济发展，规划交通量，路网建设及功能2、城市道路分为哪四类？❶快速路❷主干路❸次干路❹支路3、道路工程基本建设程序的三个阶段是什么？规划与研究阶段，设计及建设阶段，生产运营阶段4、可行性研究的任务是什么？在充分调查研究，评价预测和必要的勘测工作基础上，对项目建设的必要性，经济合理性，技术可行性，实施可能性，提出综合的研究论证报告5、公路工程基本建设项目包括哪三个阶段？各个阶段的目的分别是什么？❶初步设计目的：确定设计方案❷技术设计目的：对重大，复杂的技术问题进一步落实设计方案❸施工图设计目的：对批准的推荐方案进行详细设计以满足施工的要求6、影响道路设计的自然因素有哪些？简述这些自然因素分别对道路设计有什么影响。
自然因素：地形，气候，水文，水文地质，地质，土壤，植被地形影响道路技术标准和指标气候影响地面水数量，地下水位高度，路基水温状况，及泥泞期，冬季积雪和冰冻期路面使用质量水文影响排水结构物数量大小水文地质情况决定含水层厚度，位置，地基边坡稳定性地质构造决定地基和附近岩层稳定性，有无坍塌，碎落崩塌可能，施工难易程度，筑路材料质量土壤影响地基尺寸形状，路面类型结构确定植被影响暴雨径流，水土流失程度，路线布设7、作为道路设计依据的车辆分为哪三类？❶小客车❷载重汽车❸鞍式列车8、什么是设计速度，设计速度影响哪些道路设计指标的确定？设计速度定义：当气候条件良好，交通密度小，汽车运行只受道路本身条件影时，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度影响指标：道路曲线半径，超高，视距，也影响车道宽度，中间带宽度，路肩宽度9、什么是道路通行能力，什么是设计通行能力？P15道路通行能力：某一路段所能承受的最大交通量，也称道路容量，单位（辆/小时）设计通行能力：道路交通运行状态保持某一设计服务水平时，单位时间内道路上某一路段可以通过最大车辆数10、什么是公路网，公路网的主要功能是什么，城市道路网的主要功能是什么？公路网：按一定要求或规律连接区域内诸点间公路连线的集合，形成一个有机整体的公路系统主要功能：满足区域内外交通需求，承担城市间运输联系；维持区域内交通的通畅，保证交通运输的快速和高效益；确保交通安全和提供优质运输服务；维护生态平衡，防止水土流失，注意环境保护，方便人民生活第3章平面设计1、什么是路线，汽车行驶对路线的要求分为哪几个方面？P23路线：道路中线的空间位置要求：❶保证汽车在道路上行驶的稳定性❷尽可能提高汽车速度❸保证道路上行车连续❹尽量满足行车舒适2、*平面线形三要素是什么？为什么平面设计要引入“缓和曲线”？P25三要素：直线，圆曲线，缓和曲线引入缓和曲线原因：❶线形曲率连续❷符合行驶轨迹特性和高速行驶要求❸视觉上显性平顺，诱导驾驶员视线，路线更容易识别3、*道路平面线形设计的内容是什么？P28合理确定各线形要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，是直线和曲线合理搭配，注意使线形与地形，地物，环境和景观等协调4、采用直线设计的优缺点分别是什么？P28优点：❶两点间直线最短，造价低❷笔直道路给人短捷，直达的良好印象❸汽车行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易❹方便测定方向距离缺点：❶地形较大起伏地区，直线线形难以与地形相协调❷过长直线易使驾驶员单调疲倦，目测汽车距离困难，产生急躁情绪，时间感速度感钝化，易引发事故5、直线最大长度怎么确定？P29❶长直线最大长度：日德：20V（V设计车速单位KM/H），前苏联8KM,美国3MILE，我国：城镇附近大于20V可接受，景色单调地点控制在20V以内❷短直线最大长度：L≤（A1+A2）/40（M），两圆曲线半径只比不宜过大R1/R2=1-1/3(R1,R2大小圆半径，A1,A2大小圆缓和曲线参数)6、*在什么情况下要考虑直线的最小长度，关于直线最小长度，规范是如何规定的？P29，30❶同向曲线中间直线较短时，易引起反弯错觉，形成断背曲线；❷反向曲线考虑转弯方向相反，超高和加宽缓和需要，驾驶人员操作方便；规范中：❶同向曲线设计速度大于60KM/H时，L≥6V,低速路放宽条件，条件受限时同向曲线改为大半径曲线或C形曲线，卵形曲线，复曲线❷反向曲线V≥60KM/H时，L≥2V，不满足条件时，直接连接S形曲线7、运用直线线形有哪些注意事项？P30,P31❶平坦地区，宽阔河谷地带；城镇及近郊道路；长大桥梁隧道路段；路线交叉点附近；双车道公路超车地段用直线❷考虑地形，地貌，地物，驾驶人员心理感受❸避免长直线，不得已时变化纵断面，改变路测环境避免疲劳❹长直线尽头不应布设小半径平曲线，条件限制时进行理论验算❺将直线视为圆曲线缓和曲线同等线元❻高速公路对长直线宜有意设置曲线代替，双车道公路维持直线设计❼不得已采用长直线时，对应纵坡不宜过大，改善两侧风景；设置标志，增大路面抗滑力确保行车安全8、圆曲线特点P31❶任一点曲率半径R=常数，曲率1/R=常数❷任一点在不断改变方向❸有利于司机集中精力驾驶，不易疲劳❹汽车受离心力作用❺视距条件较差，易发生事故9、*横向力过大对于行车的不利影响P32❶危及行车安全❷增加驾驶操作困难❸增加燃料消耗和轮胎磨损❹旅行不舒适10、*公式（3-7）、（3-10）计算R=V*V/（127（μ±ih））（3-7）R-圆曲线半径V-行车速度μ-横向力系数ih-超高横坡度R=V*V/（127（φh±ih））（3-10）R-圆曲线半径V-行车速度φh-路面与轮胎之间的横向摩阻系数ih-超高横坡度11、什么是极限最小半径？P33,不设超高的最小半径原因是什么？P34极限最小半径：各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系数情况下，能保证汽车安全行驶的最小半径原因：当平曲线半径较大时，离心力的影响就较小，路面摩阻力就可以保证汽车有足够的稳定性，可以不设超高12、设计圆曲线时，确定圆曲线半径应遵循的原则。
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% C2% 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。
第四章 纵、横断面数据准备与纵断面设计绘图4.1 纵断面地面线数据输入纬地系统开发了专门的纵、横断面地面线数据输入程序，推荐用户使用它们进行纵、横断面地面线数据输入（特别是对于横断面地面线数据），以便将许多类似键入手误、桩号不匹配、桩号顺序颠倒、格式不符等错误排除在数据录入阶段。
纵、横断面地面线数据均为纯文本文件格式，用户也可以使用写字板、edit 、Word 及Excel 等文本编辑器编辑修改，但请注意保存为纯文本格式。
菜单：数据——纵断数据输入命令：DATTOOL纵断数据输入对话框如图4-1所示，系统可自动根据用户在“文件”菜单“设定桩号间隔”设定按固定间距提示下一输入桩号（自动提示里程桩号），用户可以修改提示桩号，之后键入回车，输入高程数据，完成后再回车，系统自动下增一行，光标也调至下一行，如此循环到输入完成。
输入完成后，用鼠标点击最后一行的序号，选中该行，点按图标工具中的“剪刀”，便可删去最后一行多余的桩号。
当用户需要在某一行插入一行时，先将光标移到该行，再点按图标工具中的“插入”按钮。
系统会自动检查用户输入的每一桩号的顺序，错误时会自动提示。
输入完成，点击“存盘”按钮，系统便将地面线数据写入到用户指定的数据文件中，并自动添加到项目管理器中。
纵断面数据格式请参见数据文件介绍一章的相关内容。
图4-14.2 横断面地面线数据输入菜单：数据——横断数据输入命令：HDMTOOL横断数据输入对话框如图4-2和图4-3所示，系统提供两种方式的桩号提示：按桩号间距或根据纵断面地面线数据的桩号。
一般用户选择后一种，这样可以方便地避免出现纵、横断数据不匹配的情况。
在图4-3的输入界面中，每三行为一组，分别为桩号、左侧数据、右侧数据。
用户在输入桩号后回车，光标自动跳至第二行开始输入左侧数据，每组数据包括两项，即平距和高差，这里的平距和高差既可以是相对于前一点的，也可以是相对于中桩的（输入完成后，可以通过“横断面数据转换”中的“相对中桩→相对前点”转化为纬地系统需用的相对前点数据）。
简述道路纵断面设计步骤及要点说到道路纵断面设计，说简单也简单，说复杂也确实复杂。
纵断面就是指我们在看一条路的时候，从侧面看到的它的“高低起伏”。
想象一下，你站在路边看那条公路，眼睛往远处一瞅，看到的就是一条弯弯曲曲，上上下下的路。
好像大山里的山路，或是城市里那种环绕的坡道。
这些“高低”就构成了纵断面设计的核心。
这个设计，必须得从了解地形地貌开始。
毕竟，这路不是你随便铺一铺就能走的。
地面是什么样的，土质如何，这些都要清清楚楚。
你得想，怎么利用地形来设计出既方便又安全的路？比如有些地方地势很低，可能得做填土，填得过高可能路面就不稳；有些地方地势太高，得挖个坑才能让路平平稳稳地铺开。
所以，设计前就得好好研究这个地形，打好基础。
说到纵断面设计，最重要的一点就是坡度的控制。
坡度，哎呀，这可是很关键的。
如果路面太陡，车子上坡就费劲，下坡又怕刹不住。
坡度设计得不好，驾车的舒适性和安全性就会大打折扣。
你想啊，车子爬坡时，油门得踩得很重，刹车时又得小心翼翼，万一不小心车速过快，危险可大了。
所以，坡度的设计必须既考虑到车辆的运行，也得顾及到天气因素。
比如说，雨天或是冰雪天，坡度过陡容易滑，危险系数那可就大了。
然后，纵断面的设计还得考虑排水问题。
这个真的是经常被大家忽视了。
你想，如果下雨了，水流不出去，积水一旦成灾，路面就容易被损坏，甚至引发交通事故。
所以，在纵断面设计时，得有个“精心安排”。
比如说，路面必须有适当的横向坡度，把雨水引导到路边的排水沟，确保水流畅通无阻。
要不然，万一积水成河，车子一滑，别提多可怕了。
再说了，纵断面的设计还得考虑到道路的弯曲度。
有些地方的路要转个弯，特别是在山路或者城市复杂地带，怎么转弯才能保证车速和安全性，是设计中需要特别注意的问题。
如果弯道设计得不好，弯太急，车辆行驶起来就非常危险。
很多交通事故就发生在那种急弯处。
为了避免这种情况，设计师得计算好半径、超高等，做到转弯平稳，让司机能稳稳当当地过弯。
