道路勘测第四章纵断面设计

第四章 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，反映沿着中线地面的起伏变化情 况。
• 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）。
• 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。
•
山区公路可缩短里程，降低造价。
各级公路最大纵坡的规定
设计速度 （km/h）
最大纵坡（%）
120 100 80 60 40
地面标高：中线上地面点高程。
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。
设计高程
设计高程
设计高程
设计高程
《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。
2．最大坡长限制 《标准》规定各级公路最大坡长限制。见表4-7。
《城规》规定的城市道路最大坡长按表4-8、4-9选 用。
高速公路和一级公路纵坡及坡长的选用应充分考虑 车辆运行质量的要求。对高速公路，即使纵坡为2%， 其坡长也不宜过长。
二、三、四级公路，当连续坡度大于5%时，应在不 大于表4-7所规定的长度处设置缓和坡段；缓和坡段 的纵坡应不大于3%，其长度应符合表4-5所规定的最 小坡长要求。
干旱少雨地区最小ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ坡可不受上述限制。
五、坡长限制 坡长： 坡长是纵断面上相邻两变坡点间的长度。坡长限制，
主要是对较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。
1．最小坡长限制 最小坡长通常规定汽车以设计速度行驶9~15s的行程 为宜。
《标准》和《城规》规定了各级道路的最小坡长。 见表4-5、4-6。
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
• 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。
三、理想的最大纵坡和不限长度的最大纵坡
1油 能. 门克理全服想开 的的的 坡最情 度大况 。纵下坡，i1：持是续指以设理计想车速型度即V1载等重速汽行车驶在所 V汽1车取的值最：高对速低度速。路为设计速度，高速路为上述载重
f
i1
D1
i1=λD1-f
i1—理想最大纵坡
理想的最大纵坡固然好，但不是总能争取到。 因此，有必要允许车速由V1降到V2以获得较大 坡度i2。V2称为允许速度。
• 对桥上及桥头路线的最大纵坡：小桥与涵洞处纵 坡应按路线规定采用；大、中桥上纵坡不宜大于 4％，紧接大、中桥桥头两端的引道纵坡应与桥 上纵坡相同。
• 隧道部分路线纵坡：隧道内纵坡不应大于3％， 但独立明洞和短于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。
• 在非机动车交通比例较大路段：平原、微丘区一 般不大于2％~3％；山岭、重丘区一般不大于4％ ~5％。
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。
二、高原纵坡折减
• 1．高原为什么纵坡要折减？ • 在高海拔地区，因空气密度下降而使汽车发动机
的功率、汽车的驱动力以及空气阻力降低，导致 汽车的爬坡能力下降。另外，汽车水箱中的水易 于沸腾而破坏冷却系统。 • 2．《规范》规定：位于海拔3000m以上的高原地 区，各级公路的最大纵坡值应按表4-3的规定予以 折减。折减后若小于4%，则仍采用4%。
345 6 7
表4-1
30 20
89
• 城市道路最大纵坡约相当于公路按设计速度计的 最大纵坡减小1％。
• 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％。
• 位于海拔2000m以上或严寒冰冻地区，四级公 路山岭、重丘区的最大纵坡不应大于8％。
各级公路最大纵坡的规定
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。
最小纵坡值：0.3%，一般情况下0.5%为宜。 适用条件：横向排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧 道、设超高的平曲线、路肩设截水墙等。
当必须设计平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，边 沟应作纵向排水设计。
在弯道超高横坡渐变段上，为使行车道外侧边缘 不出现反坡，设计最小纵坡不宜小于超高允许渐变率。
六、缓和坡段 在纵断面设计中，当陡坡的长度达到限制坡长时， 应安排一段缓坡，用以恢复陡坡上降低的速度。同 时，从下坡安全考虑，缓坡也是需要的。
《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。
设计线：它是设计人员从技术、经济、美学等方面 比较后定出的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。它由直线和竖曲线组成。
直线：即均匀坡度线，有上坡和下坡，用坡度和水 平长度表示。
竖曲线：在直线的坡度转折处为平顺过渡而设置的 曲线。竖曲线有凸、凹之分，其大小用半径和水平 长度表示。
《规范》对路基设计标高的规定
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）。