公路勘测设计 3纵断面

团队合作□ 工作效率□ 实地测设能力□ 获取信息能力□ 写作能力□ 表达能力□
（根据小组完成任务情况填写A:优秀B：良好；C：合格；
一、道路纵断面及纵断面设计图
1、道路纵断面
沿着公路中线竖直剖切然后展开即为公路的纵断面。
图3-1
道路纵断面
一、道路纵断面及纵断面设计图
2、纵断面设计图
（1）图示部分 1）地面线 2）设计线
① 直线 ② 竖曲线
3）竖曲线及结构物
图3-2
纵断面设计图
一、道路纵断面及纵断面设计图
（2）表格部分 1）地质概况 2）里程桩号 3）地面高程 4）设计高程 5）填挖高度 6）坡度及坡长 7）直线及平曲线 8）超高
五、纵断面设计方法
（2）纵坡设计应注意的问题
1）在回头曲线地段不宜设竖曲线。 2）大中桥上不宜设置竖曲线， 3）尽量避免在小桥涵处出现驼峰式纵坡。 4）注意平面交叉口纵坡及两端接线要求 5）拉坡时如受“控制点”或“经济点”制 约，可用纸上移线的方法修改原定纵坡线。 6）连接段纵坡,纵坡应平缓，避免产生突变。
5、平均纵坡
平均纵坡是指连续上坡或连续下坡路段的 总高差与该路段总平距的比值。
二、纵坡及纵坡设计
6、合成坡度
公路在平曲线地段，若纵向有纵坡并横向 有超高时，则最大坡度在纵坡和超高的合成方 向上，这个坡度称之为合成坡度.
图3-4 合成坡度
二、纵坡及纵坡设计
7、爬坡车道
所谓爬坡车道，是在陡坡路段正线行车道 右侧增设的供载重汽车或慢速车行驶的专用车道。 （1）设置爬坡车道的条件 1）沿上坡方向载重汽车的行驶速度降低到允 许最低速度以下时； 2）上坡路段的通行能力小于设计小时交通量 时。
（2）爬坡车道的设计
三、竖曲线及竖曲线设计
1、竖曲线
如图所示，前坡段纵坡i1，后坡段纵坡i2， 则相邻两坡度的差即变坡角ω =〡i1-i2〡。上 坡取正值，下坡取负值。当 i1- i2为正值时， 则为凸形竖曲线；当 i1 - i2 为负值时，则为 凹形竖曲线。 我国采用二次抛物线作为竖曲线，设抛物 线顶点半径为R；
一、道路纵断面及纵断面设计图
3、路基设计标高
（1）新建公路的路基设计标高 （2）改建公路的路基设计标高
图3-3
路基设计标高
二、纵坡及纵坡设计
1、最大纵坡
最大纵坡是指在纵断面设计中，各级道路 容许采用的最大坡度值。 确定最大纵坡应考虑的因素 （1）车辆性能 （2）公路等级 （3）自然因素
2、最小纵坡
六、纵断面设计成果
1、纵断面设计图
（1）纵面图的内容 1）里程桩号、地面高程与地面线、设计高程与设计线，填 挖高度； 2）设计线的纵坡度及坡长； 3）竖曲线及其要素，直线及平曲线资料； 4）沿线土壤地质情况说明； 5）沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型及孔径； 6）与铁路、公路交叉的桩号及路名； 7）沿线跨越河流名称、桩号、现有水位及最高洪水位； 8）水准点位置、编号和高程 9）断链桩位置、桩号及长短链关系。



6.平、纵线形组合设计的原则有哪些？ 7.那些平、纵线形组合形式为有利组合？那些平、 纵线形组合形式为不利组合？并叙述其优缺点。 8.纵断面设计要点有哪些？ 9.道路纵断面设计时，一般要考虑那些控制标高？ 10.简述纵断面设计的方法和步骤。
学习项目一
以学习小组为单位，根据汽车的动力特 性、公路等级、地形、地物、水文地质等 因素，综合考虑行车安全、快速、舒适以 及工程经济性等，确定纵坡的大小、长短、 竖曲线半径以及与平面线形的组合关系， 进行纵坡和竖曲线的设计，绘制纵断面设 计图，填写路基设计表，能准确、快速的 完成纵断面设计。完成一段1Km左右的公路 纵断面设计。要求：结合课余时间，2周内 完成。
五、纵断面设计方法
1、纵断面设计要点 （1）关于纵坡极限值的运用 （2）关于最小坡长 （3）各种地形条件下的纵坡设计 （4）关于竖曲线半径的选用 （5）关于相邻竖曲线的衔接
五、纵断面设计方法
2、纵坡设计方法与步骤及注意问题
（1）纵坡设计方法与步骤 1）准备工作 2）标注控制点 3）试定纵坡 4）调整纵坡 5）核对 6）定坡 7）设置竖曲线 8）计算出各桩号的设计标高
学习任务单一
主 题 自拟：
组 长: 变坡点的选择: 实地进行勘测: 实地考察记录: 小组成员 纵断面设计图: 与分工 实地拍照: 资料整理: 咨询导师: 其 他: 熟悉纵断面设计的技术要求及特点□ 掌握 研究目的 纵断面设计的技术规定□ 完成路基设计表 □熟悉设计过程□ 增加学习的兴趣□
学习任务单一
研究内容 纵断面设计的技术要求□ 竖曲线的设计方法□ 平、纵线形组合设计方法□ 纵断面设计图的设计步骤□ 路基设计表的计算填写□ 其他□
实地考察法□ 施工调查法□ 现场测设法□ 研究方法 集体研讨法□ 统计法□ 收集图书资料□ 搜索网络信息□ 研究成果 报告□ 图片□ 形式 PPT课件□ 图纸□ 表格□ 学习效果 自评
自我检测




1.道路纵断面线性要素有哪些？ 2.高速、一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？ 3.凸形竖曲线最小半径和凹形竖曲线最小半径的限制因素 有哪些？作为最终控制竖曲线长度因素两者是否相同？ 4.在道路纵断面设计时，当坡角很小时所采用的竖曲线半 径满足了规范规定的最小半径要求设计是否合理的？为什 么？ 5.竖曲线在设计时应该注意哪些问题？
在挖方路段、低填方路段和横向排水不畅通 的路段，应设置不小于0.3%的最小纵坡。
二、纵坡及纵坡设计
3、坡长限制
（1）最大坡长限制 （2）陡坡组合坡长 （3）最小坡长限制
二、纵坡及纵坡设计
4、缓和坡段
当陡坡长度达到限制坡长时，应安排一段 缓坡，用以恢复在陡坡上降低的速度，同时 也满足下坡安全的需要，这一段缓坡称为缓 和坡段。
《公路工程勘测设计》
（多学时）
单元三、纵断面设计
学习目标
1.掌握纵断面和纵断面设计图的基本知识； 2.掌握最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、缓和坡段、 平均纵坡、合成坡度、爬坡车道的概念和设置要 求； 3.掌握竖曲线要素计算及设计方法； 4.掌握平、纵线形组合设计要点和注意事项； 5.掌握纵断面设计要点、方法及注意事项； 6.熟练掌握纵断面设计图的设计步骤和路基设计表 的计算填写。
1）判别竖曲线的凹凸性，计算竖曲线的要素； 2）计算竖曲线起终点的桩号； 3）计算 K2+200.00 、K2+240.00 、K2+380.00 、 K2+500.00各点的设计标高。
2.山岭重丘区某三级公路，某坡段为 6% 坡长采用 300m；紧接设坡度为5%的坡，坡长采用 200m, 问 在其后面是否还能接7%的陡坡？坡长最长为多少？ 3.填满所有空格（路肩宽a=0.75m,路面宽b=7m，路 拱坡度2%，路肩坡度=3%，超高横度=6%；
六、纵断面设计成果
6）在纵断面设计图下部表内分别注明土壤地质资料、 绘出平面直线和平曲线的位置、转向并注明平曲线 有关资料; 7）纵坡和竖曲线确定后，将设计线变坡点处的竖曲线 绘出，并注明纵坡度、坡长,在各竖曲线范围内分别 注明各竖曲线的基 本要素; 8）填注资料表中的内容及其它各有关资料。
六、纵断面设计成果
三、竖曲线及竖曲线设计
2、竖曲线的最小半径
（1）竖曲线最小半径的确定 1）凸形竖曲线极限最小半径确定考虑因素 ①缓和冲击 ②经行时间不宜过短 ③满足视距要求 2）凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素 ①缓和冲击： ②视距及前灯照射距离要求 ③经行时间不宜过短
三、竖曲线及竖曲线设计
（2）竖曲线最小长度 我国按照汽车在竖曲线上以设计速度行驶3s 行程时间控制竖曲线最小长度。各级公路的竖曲 线最小长度和半径规定如表3-8所列，在竖曲线设 计时，不但保证竖曲线半径要求，还必须满足竖 曲线最小长度规定。
四、公路平、纵线形组合设计
1、视觉分析
从视觉心理出发，对公路的空间线形及其与 周围自然景观和沿线建筑的协调，保持视觉的连 续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合 设计称为视觉分析。
四、公路平、纵线形组合设计
2、公路平、纵线形组合设计
（1）组合原则 1）保持视觉的连续性。 2）保持平、纵线形的技术指标大小应均衡 3）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排 水和行车安全 左
路基宽度
右
路基边缘及中桩与设计标高之差
左 中 右
ZHk2+094.68 +100 +120 Hyk2+134.68 140
3.75
3.75
0.00
0.08
0.00
4.55
160
QZK2+174.32 +180 +200 YHK2+213.96 +220 +240 HZK2+253.96 3.75 3.75 0.00 0.08 0.00 -0.07 0.20 0.43
研究目的熟悉纵断面设计的技术要求及特点掌握纵断面设计的技术规定完成路基设计表熟悉设计过程增加学习的兴趣学习任务单一研究内容纵断面设计的技术要求竖曲线的设计方法平纵线形组合设计方法纵断面设计图的设计步骤路基设计表的计算填写其他研究方法实地考察法施工调查法现场测设法集体研讨法统计法收集图书资料搜索网络信息研究成果形式报告图片ppt课件图纸表格学习效果团队合作工作效率实地测设能力获取信息能力写作能力表达能力根据小组完成任务情况填写a
（2）组合方式 1）平曲线和竖曲线组合 2）平面直线与纵断面的组合
四、公路平、纵线形组合设计
3、平、纵线形组合特征及注意问题 4、平、纵线形组合与景观的协调配合
（1）应在道路的规划、选线、设计、施工全过 程中重视景观要求 （2）尽量少破坏自然景观，避免深挖高填 （3）应能提供视觉的多样性，力求与周围的风 景自然地融为一体 （4）必要时可采用修整、植草皮、种树等措施 改善景观。有条件时进行综合绿化
六、纵断面设计成果
（2）绘制纵断面设计图的步骤
1）按一定的比例，在毫米方格图纸上标出与本图适应的 横向和纵向坐标，横向坐标标出百米桩号，纵向坐标 标出整十米高程； 2）在坐标系中按水准测量提供的各桩号地面高程与相应 的桩号配合点绘各桩号地面点，并将各地面标高点用 直线依次连接，成为纵断面图的地面线； 3）根据“控制点”、“经济点”等因素，反复比选，确 定纵坡设计线； 4）在坐标图上绘出各水准点的位置、编号，并注明高程； 5）将桥涵位置绘制在坐标图上，并注明孔数、孔径、结 构类型、桩号等；
2、路基设计表
路基设计表是公路设计文件的组成内容之 一，它是平、纵、横等主要测设资料的综合。表 中填列所有整桩、加桩及填挖高度、路基宽度 （包括加宽）、超高值等有关资料，为路基横断面 设计的基本数据，也是施工的依据之一。
思考题
1．某公路变坡点的桩号为 K2+260 ，高程为 387.62m ，前一坡段 i1= 5% ,后一坡 i 2=1%； 竖曲线的半径R=5000m ；试确定：
图3-5 竖曲线图示
三、竖曲线及竖曲线设计
竖曲线总长： L = T 竖曲线切线长： T= TA2 R ≈ L/2 = l 2 =TB h 竖曲线外距： E = 2R 竖曲线上任意点到对应切线的距离：
R 2 R*ω=R· 〡i1-i2〡 2
式中： l —为竖曲线上任意点至竖曲线起点 （终点）的距离, m； R —为竖曲线的半径，m。
三、竖曲线及竖曲线设计
3、竖曲线的设计和计算
（1）竖曲线设计
1）同向竖曲线
2）反向竖曲线 3）竖曲线设置应满足排水需要
三、竖曲线及竖曲线设计
（2）竖曲线计算 1）计算竖曲线基本要素： 变坡角：ω 、曲线长：L、切线长：T、外距：E 2）计算竖曲线的起、终点桩号 竖曲线的起点桩号 = 变坡点桩号－T 竖曲线的终点桩号 = 变坡点桩号＋T 3）计算竖曲线上任意点对应切线标高及改正值 切线标高 = 变坡点的标高±h i ；改正值：y= 4）计算竖曲线上任意点设计标高 某桩号在凸形竖曲线的设计标高 = 该桩号在切 线上的设计标高 － y 某桩号在凹形竖曲线的设计标高 = 该桩号在切 线上的设计标高 + y