道路縱斷面設(shè)計

1、,課前提問：平面線型包括什么？平面直線有哪些特點？直線長度如何設(shè)計？,第三章 道路的縱斷面,,3.1概述 沿著道路中心線所作的垂直展開剖面，即為道路的縱斷面。它反映自然地形和設(shè)計路線在豎直斷面上的幾何形狀、位置、尺寸。,,,,,,,,,i,H,L,,,4.2 縱坡設(shè)計,1.縱坡(坡度)道路中線兩點間的高差與水平距離的比值（以 %計） 稱為縱坡或坡度。從路線起點至止點的方向看

2、，路線升高為上坡，降低為下坡。 規(guī)定：縱坡上坡為“+”，下坡為“—”。 例如：5.3%為上坡， — 2.8%為下坡。,α,(1) 最大縱坡,是指在縱坡設(shè)計時各級道路允許采用的最大坡度值。 它是道路縱斷面設(shè)計的重要控制指標。在地形起伏較大地區(qū)、直接影響路線的長短、使用質(zhì)量、運輸成本及造價。 限制原因：為保證車輛能以適當?shù)能囁僭谲嚨郎习踩旭?，即上坡時順利，下坡時不致發(fā)生危險。,,影響

3、道路最大縱坡度的因素1）道路的等級：道路等級越高，交通量越大，行車速度越高，道路縱坡度要求緩。2）地形、地物及自然條件的影響。3）汽車的爬坡能力的影響,,依據(jù)及最大值：（1）對于只有汽車行駛的道路 選擇國產(chǎn)典型載重汽車作為標準車型 確定最大縱坡推薦值和限制值設(shè)計時，盡量選用小于推薦值的坡度；當?shù)匦蜗拗撇坏貌淮笥谕扑]值時，必須小于限制值，并限制坡長。,,（2）對于機非混行道： 應(yīng)按非機動

4、車為設(shè)計依據(jù)（自行車），非機動車最大縱坡推薦值2.5%,限制值3%。,(2) 最小縱坡 為保證排水順暢，防止水分滲入路基，一般應(yīng)考慮設(shè)置不小于0.5%的縱坡 ，困難地區(qū)采用不小于0.3%,,2.坡長限制坡段起止點間的水平距離稱為坡長。 (1) 最大坡長限制理由：長距離大坡對行車不利。持續(xù)上坡易使發(fā)動機過熱影響機械效率；持續(xù)下坡剎車頻繁危及安全。,(2) 最小坡長限制理由：坡長過短，行車頻繁顛簸

5、，乘客不舒適，線型不美觀；坡差較大時易造成視線中斷；不易設(shè)置豎曲線。,3.合成坡度在平曲線路段，由路線縱坡和超高橫坡合成的路面實際流水坡。,該坡度過大時，易產(chǎn)生附加阻力（上坡時），或使汽車重心偏移，沿合成坡方向滑移。故應(yīng)加以限制。,4.縱坡設(shè)計一般要求（1） 必須符合《標準》、《規(guī)范》的規(guī)定；（2） 縱坡力求均衡，盡量不采用極限值；（3） 應(yīng)與地形相適應(yīng)，重視與平面線形的組合；（4） 結(jié)合自然條件綜合考慮，有利于路

6、面和邊溝排水，避免洪水危害，減小低溫冰滑安全隱患；（5） 減少高填深挖，爭取填挖平衡；（6） 考慮農(nóng)田水利要求；（7） 考慮非機動車的爬坡能力。,4.3 豎曲線設(shè)計縱斷面上相鄰兩段不同坡度線的交點稱為變坡點。變坡點處需設(shè)置豎曲線。豎曲線采用二次拋物線和圓曲線型（我國采用圓曲線型）。,,,,,凹型豎曲線,凸型豎曲線,變坡點,變坡點,坡度線,,,,,,,設(shè)計線,,,,,,,凸型豎曲線,凹型豎曲線,,,,外

7、距,切線長,曲線長,1. 豎曲線計算 幾何要素：轉(zhuǎn)坡角,豎曲線上任意點縱距,,,,,,,,,,,L,T,T,y,E,ω,,,,,,ω,,,,,,x,,y,,,,x,,i1,i2,,(代數(shù)差)i:上坡為“+”，下坡為“-”。轉(zhuǎn)坡角“+”為凸形，“-”為凹形,（改正值）,Ｒ——豎曲線半徑 (m),R,x——計算點樁號與豎曲線起點(或豎曲線終點)的樁號差,例：某道路一變坡點樁號K1+256.387，高程1854.236米，前坡i1=

8、-5.4%，后坡i2=3.5%，設(shè)置的豎曲線半徑R=5000米。求K1+240、K1+260處的設(shè)計標高。解 1. 計算切線高程,切線長,豎曲線起點樁號 K1+256.387 –222.5=K1+33.887,豎曲線止點樁號 K1+256.387+222.5=K1+478.887,待求樁號至豎曲線起止點的樁號差K1+240 x=K1+240 – K1+33.887=206.113mK1+260

9、x=K1+478.887 – K1+260=218.887m,=5000*(0.035-(-0.054))/2=222.5m,待求樁號處的切線高程K1+240 H1= 1854.236 +(222.5 –206.113)×0.054=1855.121mK1+260 H1= 1854.236 +(222.5 – 218.887)×0.035=1854.249m,2. 計算設(shè)計高程,待求樁號處縱距（改正值）,K

10、1+240,K1+260,待求樁號處的設(shè)計高程 K1+240 H = 1855.121 + 4.249 =1859.37m K1+260 H = 1854.249 +4.791 =1859.040m,=4.249m,=4.791m,2.豎曲線設(shè)計標準(1)豎曲線最小半徑這是對豎曲線半徑作出的限制。限制理由：1. 汽車在豎曲線部分行駛時受離心力作用；2. 駕駛員視線

11、受到限制。 限制方法：分別對凸型和凹型豎曲線規(guī)定最小 值。設(shè)計時不得違反。通常采用不小于一般最小值的豎曲線半徑，僅在地形等條件十分受限而不得已時才被迫采用極限最小值。,(2)豎曲線最小長度限制理由：豎曲線過短易產(chǎn)生急促變坡感覺；豎曲線過短易對行車造成沖擊。限制方法：規(guī)定最小長度，設(shè)計時不得違反。規(guī)定值列于下表。,3.豎曲線設(shè)計(1)豎曲線設(shè)計的一般要求1

12、. 宜選用較大半徑；2. 同向曲線間應(yīng)避免直線段過短而形成“斷臂曲線”；3. 需滿足排水要求；4. 相鄰豎曲線不得重疊。(2)半徑的選擇1. 符合《規(guī)范》要求；2. 考慮土石方工程量；3. 考慮平縱線形組合。4. 考慮相鄰豎曲線的連接。,4.5 平、縱面線形組合設(shè)計1.組合設(shè)計的原則1）. 自然地誘導(dǎo)駕駛員視線，保持視覺連續(xù)性； 2）. 平縱線形技術(shù)指標大小均衡，保持視覺和心理協(xié)調(diào)

13、； 3）. 合成坡度組合得當，有利行車和排水； 4）. 注重與道路周圍景觀的配合。,2.線形組合設(shè)計要點1）. 平曲線與豎曲線的組合：平包豎,2）. 直線與縱斷面的組合平面直線段不宜設(shè)置多次變坡，避免出現(xiàn)駝峰、凹陷、跳躍等使視覺中斷的線形。3）. 平、縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合應(yīng)使路線融入自然，不要硬性隔斷景觀；減少高填深挖，重視環(huán)境保護；綜合綠化；講究結(jié)構(gòu)物的造型和色彩。,

14、4.6 縱斷面設(shè)計方法與縱斷面設(shè)計圖1.縱斷面設(shè)計步驟,,,2.縱斷面設(shè)計圖(1)公路縱斷面設(shè)計圖常用比例： 橫向1：2000，豎向1：200縱斷面設(shè)計圖由上下兩部分組成：上部為圖形部分，包括 1）.高程、地面線、設(shè)計線、豎曲線及其要素； 2）.橋涵及重要構(gòu)筑物； 3）. 隧道； 4）. 與其它道路交叉時的樁號及路名；

15、 5）. 水準點編號、樁號、位置、高程； 6）. 斷鏈位置及長短鏈關(guān)系； 7）.跨河大中橋的現(xiàn)有水位及設(shè)計水位。,下部為數(shù)據(jù)欄部分，從上至下依次為：1）.土壤地質(zhì)情況；2）.坡度/坡長；3）.填挖值；4）.設(shè)計高程；5）.地面高程；6）.里程樁號；7）.直線及平曲線。,最大縱坡根據(jù)汽車行駛理論，考慮自然條件，在保證安全的前提下充分發(fā)揮