道路勘测设计课件第2部分（纵断面设计）.ppt

道路勘测设计;第3章纵断面设计;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。;关于路基的设计高程;第二节纵坡及坡长设计;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。;二、最大纵坡;;1．高原为什么纵坡要折减？

在高海拔地区，困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4-5的规定予以折减。折减后若小于4%，则仍采用4%。;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。

干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。;四、平均纵坡;1.定义：合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。

合成坡度的计算公式为：;;当陡坡与小半径平曲线重合时，在条件许可的情况下，以采用较小的合成坡度为宜。

特别是下述情况，其合成坡度必须小于8%。

①在冬季路面有积雪结冰的地区；

②自然横坡较陡峻的傍山路段；

③非汽车交通比率高的路段。

例如：某二级公路，有一平曲线半径为250m，超高横坡为8%，该路段纵坡度为4.8%，则合成坡度为;内容：最小坡长限制：任何路段

最大坡长：陡坡路段

1．最小坡长限制

指相邻两个变坡点之间的最小长度。

《标准》规定，各级公路最短坡长不应小于2.5Vm。

城市道路最小坡长按表选用。;《标准》规定各级公路和城市道路最大坡长最大坡长限制：;七、缓和坡段;第三节竖曲线设计;2．竖曲线的作用;3．竖曲线的计算

(1)竖曲线几何要素

竖曲线切线长T、曲线长L和外距E，;(3)竖曲线上任意点设计标高的计算

计算切线高程

;4．竖曲线设计标准

(1)竖曲线最小半径

1)凹形竖曲线极限最小半径

①从限制离心力不致过大考虑

汽车行驶在竖曲线上，由于离心力的作用，要产生失重(凸形竖曲线)或超重(凹形竖曲线)。失重直接影响乘客的舒适感，增重则不仅影响乘客的舒适感还对汽车的悬挂系统产生超载的影响。竖曲线半径的大小直接影响离心力的大小，因此，必须首先从控制离心力不致过大来限制竖曲线的极限最小半径。;②从汽车夜间行驶前灯照射距离考虑;;2)凸形竖曲线极限最小半径

①从失重不致过大考虑

与凹形竖曲线的限制条件和计算公式相同，即：;经比较，式;3)竖曲线一般最小半径

为了使行车有较好的舒适条件，设计时多采用大于极限最小半径倍的半径值，此值即为竖曲线一般最小半径。;5．竖曲线设计

(1)竖曲线设计的一般要求

1)宜选用较大的竖曲线半径。

2)同向竖曲线应避免“断背曲线”。特别是同向凹形竖曲线间，如直坡段不长，应合并为单曲线或复曲线。

3)反向曲线间，一般由直坡段连接，也可径相连接。反向竖曲线间最好设置一段直坡段，直坡段的长度应能保证汽车以设计车速行驶3S的行程时间，以使汽车从失重(或增重)过渡到增重(或失重)有一个缓和段。

4)竖曲线设置应满足排水需要。若相邻纵坡之代数差很小时，采用大半径竖曲线可能导致竖曲线上的纵坡小于0.3％，不利于排水。;(2)半径的选择

选择竖曲线半径主要应考虑以下因素：

1)选择半径应符合竖曲线的最小半径和最小长度的要求。

2)在不过分增加土石方工程量的情况下，宜采用较大的竖曲线半径。

3)结合纵断面起伏情况和标高控制要求，确定合适的外距值，按外距控制选择半径：

;6、逐桩设计高程计算;2．竖曲线要素的计算公式：

变坡角ω=i2-i1

曲线长：L=Rω

切线长：T=L/2=Rω/2

外距：;HT;直坡段上，y=0。

x——竖曲线上任一点离开起（终）点距离；;[例4-3]：某山岭区一般二级公路，变坡点桩号为k5+030.00，高程H1=427.68m，i1=+5%，i2=-4%，竖曲线半径R=2000m。

试计算竖曲线诸要素以及桩号为k5+000.00和k5+100.00处的设计高程。