第五章-高速公路纵断面设计复习课程
道路纵断面设计
速度（km/h)
距离（m） 标准载重车（120kg/kw）加速行驶速度－距离曲线图（上、下坡）
根据加减速行程图可以确定载重车以任意起始速度（最高 110km/h），在不同的坡度或坡度组合路段上坡行驶时，达 到一定（或均匀）的速度所行驶的距离。
如，载重车V＝110km/h，驶入6％的上坡路段，速度降到 60km/h时，行驶距离为750m。
第二节 汽车行驶特性与纵坡
一、速度与纵坡 公路的同一设计速度区间内，能给汽车提供同一行驶状 态（速度基本相同）—理想的设计 平面线形要素依设计速度都有一定值，可以保证按设计 速度行驶。 在纵坡路段行驶，受汽车性能限制车速受纵坡影响大， 制定一个能保证车辆都达到设计速度的纵坡标准，在经 济上是不可能的。 必须允许汽车在上坡时车速有所降低。
VV＝＝V0平.5均Vd（设计速度）
二、行驶力学 1.汽车的行驶阻力
汽车行驶阻力：空气阻力、道路阻力（滚动阻力、坡度阻力） 和惯性阻力。
空气阻力Rw(N)：汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力， 车后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进， 总称为空气阻力。由空气动力学：
Rw = K·A·V2/21.15
降低多少？ 降低过多，运行效率低，小车与大车车速差别大，大车妨 碍小车通行，频繁超车造成事故。 在经济允许范围内，尽量少降低车速，设法保证车辆在纵 坡路段与其他区间一样能接近设计速度运行。
下坡情况如何？
平面设计以行驶稳定性控制平面指标设计
纵断面设计以汽车行驶状态控制纵坡设计
汽车行驶状态（坡底速度，坡顶速度）
道路阻力RR (N)：由弹性轮胎变形和道路的不同路面类型及纵坡 度而产生的阻力，包括滚动阻力和坡度阻力。
RR=G·（f + i） 汽车在坡度i（倾角α）的道路上行驶时，车重G在平行于路面 方向的分力为G·sinα=G·i，上坡时它与汽车前进方向相反，阻 碍汽车行驶；而下坡时与前进方向相同，助推汽车行驶。
道路勘测设计 第5章 横断面设计
路幅分隔的方式：
分隔带分隔（整体式断面） 将上、下行车道放在不同的平面上加以分隔（分离式断面）
昌九高速公路 沪蓉西高速公路
行车道
右路肩
路幅布置类型 ⑴. 单幅双车道
⑵．双幅多车道
⑶．单车道
（ 四 级 公 路 ）
双幅多车道（高速、一级公路） 部分四级公路）
单幅双车道（ 二、三级公路及
单 车 道
公路横断面小结
• 最大超高坡度：结合路面类型，自然条件等 ，《规范》规定高速公路、一级公路超高横 坡度不应大于10％，其他各级公路不应大于8 ％，积雪冰冻地区不宜大于6％。 • 超高坡度的确定：根据圆曲线半径，自然条 件和公路等级按《规范》确定。
超高坡度=路拱横坡
无中间带公路
三、超高过渡方式
有中间带公路
超高坡度>路拱横坡
一、加宽值
1. 几何加宽值
-几何关系
b
NA 2R
2
2. 摆动加宽值
-速度
b
0 . 05 V R
3. 标准规定的加宽值(内侧全加宽)
b N( A
2
0 . 05 V R
)
2R
• 4. 加宽值的运用 • 平曲线半径≤250m时，应在平曲线内侧加宽。表3.15 、3.16 • 四级公路和设计速度为30km/h的三级公路采用第1类加
1 .路肩的构成 路肩是位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状 铺设硬路肩 结构部分。
进行了铺装的路 肩，可以承受汽 车荷载的作用力 又称“加固路肩 ” 路 缘 带 路肩的构成
路肩
硬路肩 土 路 肩 又称“保护路肩 ”
• 2 .路肩的作用 （1）保护行车道等主要结构的稳定； （2）供发生故障的车辆临时停放； （3）提供侧向余宽，有利于安全，增加舒适感； （4）可供行人、自行车通行； （5）为设置路上设施提供位置； （6）作为养护操作的工作场地； （7）在不损坏公路的前提下，也可作为埋设地下设施的 位置； （8）挖方路段，可以增加弯道视距，减小行车事故； （9）精心养护的路肩，能增加公路的美观。
高速公路施工测量讲义(附图及计算)幻灯片PPT
等方法标定线路中桩、边桩等平面点位，以监控线路线形（直线 及曲线）； 2、根据施工标段加密的施工水准点，在施工过程中采用水准测 量（放样）方法标定线路中桩、边桩高程等，以监控施工中挖填 高度和线路纵向高低以及横向坡度。 在施工结束后（竣工） 根据规范质量标准和道路设计的要求，用经纬仪、全站仪、水准 仪、塔尺、钢尺等仪器工具检测路基路面各部分的宽度、高程、 横坡及中线偏差等几何尺寸。
公路工程施工测量贯穿公路施工全过程。施工前、施工 中、施工结束都要进行施工测量。根据公路工程施工程 序及进度，公路工程施工测量的工作内容包括：
在施工前 1、根据公路勘测初测导线点，在施工标段现场，结合线路实际
情况加密公路施工导线点； 2、根据公路勘测初测水准点，在施工标段现场，结合线路实际
第一章 公路工程施工测量概述
第一节公路工程施工测量的依据
公路工程施工测量――就是在公路施工过程中，利用现代测量技术和仪器设 备，依据交通部颁发的有关公路施工技术规范和经过批准的公路施工设计文 件、图纸，在公路施工过程中指导施工队伍进行公路铺筑的测量工作。实际 上公路施工测量就是普通测量技术在公路过程施工中的应用。
第二节导线点的复测和加密
施工导线点的加密前应对公路勘察设计定测阶段所布设的导线点 进行复测。导线点的复测必须按照《公路路基施工技术规范》中 有关条款规定的复测方法、复测仪器、复测精度等执行（前面以 讲术）。在这我将重点讲述导线点的加密。
4、要勇于负责，并勇于承担责任，忠诚守信，廉洁奉公，对 于施工中出现的虚假、以次充好等不良行为，要敢于制止，以 确保公路工程的质量。
5、必须具备高度的责任心。公路工程施工测量所作的工作是 公路施工的基础依据，测量工作过程中的任何一点疏忽和差错， 都将影响施工的进度和质量，造成返工事故，因此施工测量人 员必须要有高度的责任心，工作中要胆大心细，经常校核，发 现问题，及时纠正。
公路课程设计纵断面
公路课程设计纵断面一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握公路纵断面的基本概念、设计和施工方法。
具体包括以下三个方面的目标：1.知识目标：学生能够理解公路纵断面的定义、作用和组成部分；掌握公路纵断面设计的基本原理和方法；了解公路纵断面施工的技术要求。
2.技能目标：学生能够运用所学知识，独立完成公路纵断面的设计和施工方案的制定；能够运用现代信息技术，对公路纵断面进行模拟和分析。
3.情感态度价值观目标：培养学生对公路建设的兴趣和热情，增强学生对交通运输事业的认同感；培养学生团结协作、勇于创新的精神风貌。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.公路纵断面的定义和作用：介绍公路纵断面的概念，解释其在公路设计和施工中的重要性。
2.公路纵断面的组成部分：讲解公路纵断面上的各种标高、线形和结构物的含义和作用。
3.公路纵断面设计原理：阐述公路纵断面设计的基本原理，包括设计依据、设计方法和设计步骤。
4.公路纵断面施工技术：介绍公路纵断面施工的技术要求，包括施工工艺、施工设备和施工质量控制。
5.案例分析：分析实际工程中的公路纵断面设计实例，让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标，我们将采用以下几种教学方法：1.讲授法：教师通过讲解、阐述公路纵断面的基本概念、设计和施工方法。
2.案例分析法：教师引导学生分析实际工程中的公路纵断面设计实例，让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。
3.讨论法：教师学生就公路纵断面设计中的关键问题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
4.实验法：教师指导学生进行公路纵断面设计的实验，让学生动手实践，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了保证本节课的教学质量，我们将准备以下教学资源：1.教材：《公路工程设计基础》等有关公路纵断面设计的教材。
2.参考书：提供相关的公路纵断面设计规范、技术标准等参考资料。
3.多媒体资料：制作课件、图片、视频等多媒体资料，生动形象地展示公路纵断面的设计和施工过程。
《道路纵断面》课件
设计软件介绍
AutoCAD
AutoCAD是一款常用的道路设计 软件，它具有强大的绘图和编辑 功能，可以方便地绘制道路纵断
面图。
MicroStation
MicroStation是一款专业的道路设 计软件，它提供了丰富的道路设计 工具和插件，可以满足各种道路设 计需求。
SketchUp
SketchUp是一款易于使用的三维建 模软件，它也可以用于道路纵断面 设计。使用SketchUp可以方便地创 建三维模型并进行渲染。
人性化设计
人性化设计
未来的道路纵断面设计将更加注重人性化，以满足人们的需求和舒适度为首要目标。通过优化道路线形、增加绿 化带、设置休息区等方式，提高道路的舒适性和安全性。
人性化设计的意义
人性化设计能够提高道路的使用价值和舒适度，增强行车的安全感和愉悦感，同时能够提升城市的形象和品质。
绿色化设计
绿色化设计
03
道路纵断面的设计方法
设计步骤
绘制设计图和说明书
根据最终确定的方案，绘制道路纵断面设 计图，并编写相应的说明书。
Hale Waihona Puke 确定设计范围和目标首先需要明确设计范围，包括道路的起点 、终点、长度、宽度等，以及设计目标， 如满足交通需求、提高行车安全性等。
收集和分析资料
收集相关资料，如地形图、交通流量、车 辆类型等，并对资料进行分析，以便了解 道路所在地的地形、地质、环境等条件。
04
道路纵断面的实践应用
城市道路纵断面设计
城市道路纵断面设计是城市道路设计的重要组成部分，它涉 及到城市交通、排水、景观等多个方面。在进行城市道路纵 断面设计时，需要考虑地形、地质、排水、安全、景观等因 素，以确保设计方案的合理性和可行性。
第五章：纵坡设计
3.2 纵坡及坡长设计
1. 纵坡度 2. 坡长限制 3. 合成坡度 4. 纵坡设计的一般要求
1.纵坡度
（1）最大纵坡 （2）最小纵坡
（3）平均纵坡
（4）高原纵坡折减
(1) 最大纵坡
最大纵坡是道路纵坡设计的极限值，是纵面线形设计的 一项重要指标。 最大纵坡的大小将直接影响路线的长短、使用质量、行 车安全以及运营成本和工程的经济性。 制定最大纵坡主要是依据汽车的动力特性、道路等级、 自然条件、车辆行驶安全以及工程、运营经济等因素进 行确定。
各级公路最大纵坡
设计速度（km/h) 最大纵坡（%）
120 100
80
60
40
30
20
3
4
5
6
7
8
9
大、中桥上的纵坡不宜大于４％，桥头引道的纵坡不宜大 于５％，位于市镇附近非汽车交通较多的地段，桥上及桥头引 道的纵坡均不得大于３％，紧接大、中桥桥头两端引道的纵坡 应与桥上纵坡相同。 隧道内纵坡不应大于３％，并不小于０.３％（独立明洞
各级公路纵坡长度限制 （m）
设计速度 120 （km∕h） 3 4 纵 5 坡 6 坡 7 度 8 （%） 9 10 200 300 200 300 300 400 500 500 600 500 600 700 700 800 600 700 800 900 900 1000 900 700 1000 800 1100 900 1200 1000 1100 1100 1200 100 80 60 40 30 20
第三章 纵断面设计
• 3.1概述
• 3.2纵坡及坡长设计
• 3.3竖曲线设计
• 3.4高等级道路上的爬坡车道
• 3.5平纵面线形组合设计 • 3.6纵断面设计要点与方法 • 复习思考题
高速公路第五章高速公路纵断面设计
汽车爬坡能力决定的最大纵坡
• 确定高速公路上的最大纵坡，就需要了解高速 公路上的代表性车型吸其动力特性。
• 高速公路上往往小客车居多，小客车的行驶速 度高，爬坡性能好，受纵坡的影响较小。
• 在确定最大纵坡时也应注意在高速公路上行驶 的代表性载重汽车车型。一般可以认为，在国 产 载 重 汽 车 中 ， 适 宜 采 用 解 放 CAl40 和 东 风 EQl40两种车型来作为研究确定纵坡的依据。 140的平衡速度
坡长值限制
计算行车速度（km/m）
120
100
3 800
-
纵坡值（%）4 5007005-
500
6
-
-
表5-4
80
60
-
-
-
-
600
700
500
500
高速公路坡长不受限制的最大纵坡
表5-5
计算行车速度（km/m）
120 100 80 60
坡度（%）
2
3
4
4
合成坡度
• 汽车在有纵坡的小半径曲线上行驶时，除受坡 度阻力外，还受曲线阻力的作用。
i合 i横2 i纵2
• 最大纵坡 • 最小纵坡 • 我国规定最小合成坡度不宜小于0.5％，在不
得己当合成坡度小于0.5％时，应采用综合排 水措施，以保证路面排水畅通。
最大纵坡
• 在高速公路设计中，为保证行车安全；合成坡 度应控制在适当范围。
• 《公路路线设计规范》规定：合成坡度不得超 过 10%(120km ／ h 及 100km ／ h 时 ) 及 10.5%(80km ／h及60km／h时)。
• 纵坡度 • 坡长限制 • 合成坡度 • 竖曲线 • 爬坡车道
【高速公路】第五章 纵断面设计ppt课件
第二，纵坡度的表示方式不用角度，而用百分数（％），即每一百米的路线长 度其两端高差几米，就是该路段的纵坡，其上坡为“＋”，下坡为“－”。例 如某段路线长度为８０米，高差为－２米，则纵坡度为－2.5％。
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第三，一般认为道路上３％的纵坡对汽车行驶不造成 困难，即上坡时不必换档，下坡时不必刹车。对于小 于３％的纵坡，可以不作特殊考虑，只是为了排水的 需要（公路边沟的沟底纵坡与路线纵坡一般是相同 的），一般要有一个不小于最小纵坡的坡度。如果排 水上无困难，可以用平坡。但是采用了大于５％的纵 坡时，必须慎重考虑，因为纵坡太大，上坡时汽车的 燃料消耗过大，而下坡时又必须用刹车，重车或有拖 挂车的车辆都易出事故，对运输经济与安全极为不利。
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在路线的测设过程中，平面设计和纵断面设计是分开进行的， 这样做固然有其方便之处。但是，必须注意平面设计和纵断面设计 要互相配合，设计中要发挥设计人员对平、纵组合的空间想象力， 否则，不可避免会在技术经济上和美学上产生缺陷。纵断面设计是 路基设计、桥涵设计及其它设计的基础，要与道路上行驶的汽车的 技术性能相适应，满足汽车行驶力学要求、驾驶员视觉及心理要求 和乘客的舒适性要求，主要解决道路线形在纵断面上的位置、形状 和尺寸问题，在路线纵断面图上决定坡度坡长、竖曲线半径等数值 以及做有关的计算工作。道路纵断面线形由直线和竖曲线组成，其 设计内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。通过纵断面设计所完成 的纵断面图是道路设计文件重要内容之一。
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5.2纵坡设计
1.纵坡度 2.坡长限制 3.合成坡度 4.纵坡设计的一般要求
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高速公路复习题
高速公路复习题第一章绪论一、名词解释：1、高速公路：具有四个或四个以上车道，并设有中央分隔带，全部立体交叉并具有完善的交通安全设施与管理设施、服务设施，全部控制出入，专供汽车高速行驶的公路。
二、简答题：1、高速公路的效益和意义。
答：(1)、良好的投资效益；(2)、对国民经济发展的促进作用；(3)、带动沿线地方社会和经济发展；(4)、有利于城市人口的分散和卫星城镇的开发；(5)、有利于国防。
2、高速公路的优缺点。
答：(一)、高速公路的优点。
(1)、行车速度高、通行能力大；(2)、交通事故降低，安全性较好；(3)、运输效益提高。
(二)、高速公路的缺点。
(1)、投资大，造价高；(2)、对环境影响大。
第二章高速公路的设计依据一、名词解释：1、交通量：是指道路上某一断面在单位时间内通过的车辆数量，如小时交通量、日交通量。
2、高速公路用地：公路两侧排水沟外边缘(无排水沟时为路堤式护坡道坡脚)，或路堑坡顶截水沟外边缘(无截水沟时为挖方坡的坡顶)，加上一定的附加宽度后的土地。
3、可能通行能力：在实际环境或预计的道路、交通条件和良好的气候条件下，不考虑服务水平，标准车辆在单位时间内通过一条车道或一车行道上某一断面的最大车辆数。
4、建筑限界：是在保证公路上汽车交通正常运行的安全条件下所规定的空间限界，空间限界包括高度和宽度，在此空间限界内不得有任何部件侵入。
5、设计通行能力：在良好的气候条件下，交通运行状态保持在一定的服务水平上，标准车辆在单位时间里通过有代表性的、均匀路面上的一条车道或一车行道上某一断面的最大车辆数。
第三章高速公路的规划与勘测设计一、名词解释：1、净现值：即ENPV，是项目效益的现值减去项目费用的现值总额的差额，或项目在评价期内各年的净效益折现到基年的现值之和。
2、折现：将未来各年度的效益和费用的价值折算为现在同一年份的过程。
第四章高速公路平面线性设计一、名词解释：1、安全视距：也称行车视距，为保证行车安全，驾驶者应看到前面相当距离的道路，以便遇到汽车或障碍物时能及时刹车或绕过的距离。
【高速公路】第五章 纵断面设计 ppt87页文档
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
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【高速公路】第五章 纵断面设计 ppt
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
公路纵断面
8 公路纵断面8.1 一般规定8.1.1本规定主要适用于各级公路标准横断面的情况。
若高速公路和一级公路的中央分隔带过宽，分离式路基或一般公路的超宽路基等，则公路纵断面和路基设计标高位置，在利于线形设计的要求下，可根据具体情况选用适宜的位置。
8.1.2本条针对路基设计标高与洪水位关系而定，其目的是要求路基高于洪水位某一高度，以保证基本的行车条件。
从路基横断面上看，路基边缘位置最低，故应以路基边缘控制与洪水位的关系。
公路纵断面设计中，以路基设计标高作为路基及相关部分设计的依据，当路基设计标高为路基边缘标高时，两者与洪水位的关系是一致的；若以中央分隔带边缘或路中心线为设计标高，两者将相差一个由路拱横坡(或由超高)引起的高差，在实际设计中，应考虑这个高差的影响。
由于我国幅员辽阔，南北和东西地理环境差别较大，本规范表8.1.2所列设计洪水频率仅针对一般情况，路基边缘标高与地下水位的关系也只作了一般性规定。
在具体设计中，应根据公路所在地区情况，充分考虑水文环境对路基的影响。
若遇特殊地质、地理、气候条件，尚应进行专项水文分析，并采取相应的设计措施。
8.2 纵坡8.2.1 各级公路的最大纵坡主要考虑载重汽车的爬坡性能和公路通行能力。
一般公路偏重于考虑爬坡性能，高速公路、一级公路偏重于考虑车辆的快速安全行驶。
根据交通部公路科学研究所1991年“关于纵坡与汽车运行速度和油耗之间关系研究”实验分析结论及2003年《公路纵坡坡度与坡长限制》专题结论，标准中各级公路的极限纵坡是可以成立的。
但随着纵坡增大，每提高速度1km/h的油耗和每增加一吨货物的油耗是急剧增加的，当纵坡坡度大于7%时尤其突出。
考虑到我国较长一段时间内像解放和东风这类的载重汽车仍占很大比例，所以当汽车交通量较大时，各级公路尽量采用较小的纵坡，最大纵坡应慎用。
8.2.2高原地区公路，随着海拔高度的增加，大气压力、空气温度密度都逐渐减小(见表8.2.2)。
空气密度的减小，使汽车发动机的正常操作状态受到影响，从而使汽车的动力性能受损。
交通工程与实务 纵断面设计
4
合成坡度
纵坡设计的基本要求
纵坡设计满足设计规范规定的各项要求；设计纵坡应该具有一定的平顺性，起伏不宜过大或过于频繁。地下水位较高的平原微丘区，应该满足最小填土高度，保证路基稳定；纵坡设计在一般情况下考虑填挖平衡；
01
对沿线地形、地质、地下管线、水文、气候等条件综合考虑，以保证道路的畅通和稳定。
合成坡度
高速公路最大合成坡度将合成坡度控制在一定范围内，目的是尽可能的避急弯和陡坡的不利组合，防止合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险。
在下面的情况下合成坡度应该小于8%：
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非汽车交通比例较高的路段
自然横坡度较陡的傍山道路
冬季路面有积雪，结冰的地区
高原纵坡的折减
我国《公路工程技术标准》规定在海拔3000m以上的高原地区，对最大纵坡进行折减
PART 1
我国规范规定各级道路和城市道路均应在变坡处设计竖曲线，采用二次抛物线的形式。
竖曲线要素的计算
由于在纵断面上只计水平距离和竖向高度，因此竖曲线的切线长和曲线长是其在水平面上的投影。曲线长L=Rωω（坡差）=i2-i1ω>0 凹形竖曲线ω<0 凸形竖曲线切线长
2、平均纵坡
我国《公路工程技术标准》规定，为了合理运用最大纵坡、坡长和缓和坡段：
三、四级公路越岭线的平均纵坡，一般以接近5.5%（相对高差为200m）和5%(相对高差大于500m）为宜；并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5% 城市道路平均纵坡按上述规定减少1.0%
合成坡度指在设置超高的曲线上，道路的纵坡和超高横坡所组成的矢量和。
海拔高度
3000—4000
〉4000—5000
5000以上
公路纵断面设计课程设计
公路纵断面设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握公路纵断面设计的基本原理和方法，能够运用所学知识进行实际工程的设计和分析。
具体目标如下：1.掌握公路纵断面的基本概念和组成部分；2.了解公路纵断面设计的原则和方法；3.熟悉公路纵断面设计中的各项技术指标和规范。
4.能够运用AutoCAD等软件进行公路纵断面的绘制；5.能够根据设计要求和地形条件，进行公路纵断面的设计和优化；6.能够对公路纵断面设计结果进行分析和评价。
情感态度价值观目标：1.培养学生的工程意识和创新精神；2.使学生认识到公路纵断面设计在交通运输工程中的重要意义；3.培养学生对公路工程的热爱和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括公路纵断面设计的基本原理、方法和实际应用。
具体内容包括：1.公路纵断面的基本概念和组成部分；2.公路纵断面设计的原则和方法；3.公路纵断面设计中的各项技术指标和规范；4.AutoCAD等软件在公路纵断面设计中的应用；5.实际工程案例分析和小组讨论。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过讲解和演示，使学生掌握公路纵断面设计的基本原理和方法；2.案例分析法：分析实际工程案例，使学生了解公路纵断面设计的具体应用；3.实验法：通过软件操作实验，使学生熟悉公路纵断面设计的操作流程；4.小组讨论法：分组进行讨论和设计，培养学生的团队合作能力和创新思维。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供公路纵断面设计的基本知识框架；2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资料；3.多媒体资料：制作课件和教学视频，直观地展示公路纵断面设计的过程和方法；4.实验设备：准备计算机和AutoCAD软件等实验设备，方便学生进行实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面客观地评价学生的学习成果。
高速公路复习资料
高速公路一、填空题1 •沿河线布线要点的有河岸选择、跨河地点、线位高低。
2 •与高速公路出口相连的是减速车道。
3 •某单圆平面曲线，交点桩号为K0+480，圆曲线长度为125.60m ,切线长度为66.24m,则YZ点的桩号为K0+539.36 。
4 •立体交叉中，主体结构至正常路段之间的部分称为引道。
5 •道路安全审计的首要工作是选择审计者。
6 •高速公路一般采用的加宽为第三类加宽值。
7 •用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合形式称为卵型。
8 .设计车速为80km/h时，同向曲线间直线最小长度应不小于480m 。
9•适合于T形交叉或收费公路的十字形交叉的立交是喇叭形立交。
10 •标志我国高速公路发展进入一个新的时代、被誉为“神州第一路”的高速公路是沈大高速公路。
11 •在确定最大纵坡标准值时，应使载重汽车以设计速度的某一比例的速度上坡，该比例为50%。
12 •中央分隔带每隔一定的距离需要设开口，一般情况下，开口的间距宜为2km 。
13 •在高速公路的直线路段，为保证排水，土路基横坡一般比路面横坡大 1.0%〜2.0%。
14 •安装于路面上用于标识车道分界、边缘、分合流、弯道、危险路段、路宽变化、路面障碍物位置的反光或不反光体，称为突起路标。
15 •我国《规范》规定：大城市、重要工业园区附近的立体交叉平均间距宜为5〜10km 。
16.栏式防护栅优点有：易于修、车辆冲撞变形较大、具有一定的刚性和韧性。
17 •立交匝道设计车速一般为主线设计车速的50%〜70% 。
18 .装在车轮上的国家( The country on wheels )是指美国。
19 •在冬季路面有积雪、结冰地区，合成坡度的大小不得超高8% ____ 。
20 •高速公路设计采用的标准车型是小客车。
21 •某高速公路中间带宽度为 4.5m，路缘带宽度为0.75m，则中央分隔带宽度为3m 。
22 •高速公路网规划中，根据需求决定“供给”水平的方法是总量控制法。
《道路勘测设计》---纵断面设计课件 (一)
《道路勘测设计》---纵断面设计课件 (一)道路勘测设计是道路建设中必不可少的部分，纵断面设计是其中的一个重要环节。
为了更好地帮助学生学习纵断面设计这一课程，教师们开发了专门的纵断面设计课件，本文将对其进行介绍和剖析。
首先，这个课件以PowerPoint为主要制作工具，具有交互性和视觉性强的特点。
在整个课件中，采用了很多图片和动画，使得学生们可以直观地了解到道路纵断面设计的要点和步骤。
课件以“字少图多”为特点，使用简洁易懂的语言，帮助学生更好地理解和记忆所学内容。
其次，在内容上，该课件从纵断面的概念入手，详细介绍了纵断面的组成和设计要求。
然后，重点讲解了纵断面设计的步骤和方法。
同时，课件还充分考虑到了不同学生的差异性，采用了分级教学的方式，让学生可以根据自己的情况选择不同的学习路径。
接着，该课件的设计思路十分合理，由浅入深，循序渐进，逐步引导学生从基础知识到实际应用。
比如，在讲解设计要求时，课件将场地条件、交通流量、交通速度等要素一一列出，以此来介绍不同条件下的设计要求。
这种分步讲解的方式极大地提高了学生的学习效果和兴趣，使学生们更加容易理解和掌握道路纵断面设计的相关知识。
最后，值得一提的是，该课件还加入了一些实例分析，让学生们可以通过具体案例，更好地了解纵断面设计的具体应用。
同时，课件还设置了一些思考题和测试题目，让学生们检验自己的学习成果。
总之，道路勘测设计中的纵断面设计课件，不仅具有交互性和视觉性强的特点，而且在内容、思路、实例等方面设计得非常合理、完善。
通过学习这个课件，有助于学生更好地掌握纵断面设计的相关知识和技能，为将来的工作打下良好的基础。
《高速公路规划与设计》讲义第五章纵断面设计
纵断面设计——竖曲线设计
汽车在竖曲线上行驶时，离心加速度是：
a v 2 (m / s 2 ) R
或
R V2 1 3a
纵断面设计——竖曲线设计
2. 行程时间不过短
汽车从直坡道行驶到竖曲线上，尽管竖曲线半径 较大，当坡角很小时，竖曲线长度也很短。其长
度过短，汽车倏忽而过驾驶员产生变坡很急的错
纵断面设计——纵坡设计
汽车在有合成坡度的路段行驶时，如果合成坡度 过大，由于离心力的作用，可能引起汽车向合成 坡度方向的倾斜和侧向滑移，给汽车行驶带来危 险。
《规范》规定高速公路的最大容许合成坡度值如 表所示。
设计速度/（km/h） 120 100 80
合成坡度值/%
10.0 10.0 10.5
根据缓和冲击、行驶时间及视距要求三个限制因 素，可计算出高速公路各设计速度时的凸形竖曲 线最小半径和最小长度。竖曲线最小长度相当于 各级道路设计速度的3s行程。如表所示。
设计 速度/ （km/ h）
120 100 80
停车 视距 /m
210 160 110
缓和冲击
4000 2778 1778
视距要求
设计人员定出一条具有规则形状的几何线。
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。坡长 为直线段的水平投影长。两直坡的变坡点处为平顺行车及 必要的视距设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线 有凹有凸，用半径大小和水平投影长度表示。
纵断面设计——纵坡设计
：一是保证夜间行车安全，前灯照明应有足够的 距离；二是保证跨线桥下行车有足够的视距。
当 L＜ST
由图 l ST L
h
ST
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第五章高速公路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；设计线：路线上各点路基设计高程的连续。
地面高程：中线上地面点高程。
设计高程：一般公路，路基未设加宽超高前的路肩边缘的高程。
设分隔带公路，一般为分隔带外边缘。
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、竖曲线第二节纵坡及坡长设计一、纵坡设计的一般要求1．纵坡设计必须满足《标准》的各项规定。
2．为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。
尽量避免采用极限纵坡值。
合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。
连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。
越岭线哑口附近的纵坡应尽量缓一些。
3．纵坡设计应对沿线地面、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅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。
5．平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填上高度要求，保证路基稳定。
——即包线设计。
6．对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。
交叉处前后的纵坡应平缓一些，7．在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。
二、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。
影响因素：汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力。
道路等级：等级高，行驶速度大，要求坡度阻力尽量小。
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（表5-2）三、高原纵坡折减四、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。
干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。
五、坡长限制内容：最小坡长限制：任何路段最大坡长：陡坡路段1．最短坡长限制《标准》规定，各级公路最短坡长不应小于2.5Vm。
2．最大坡长限制《标准》规定各级公路最大坡长限制。
六、平均纵坡平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差H与路线长度L之比（连续升坡或降坡路段）。
《标准》规定：越岭路线连续上坡(或下坡)路段，相对高差为200～500m时，平均纵坡不应大于5.5％；相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5％。
任意连续3km路段平均纵坡不应大于5.5％。
七、合成坡度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：2．合成坡度指标1）最大合成坡度：10％2）最小合成坡度：最小合成坡度不宜小于0.5%。
当合成坡度小于0.5时，应采取综合排水措施，以保证路面排水畅通。
3. 合成坡度指标的控制作用：控制陡坡与急弯的重合；平坡与设超高平曲线的配合问题。
第三节竖曲线1．定义：纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车用一段曲线来缓和，称为竖曲线。
变坡点：相邻两条坡度线的交点。
变坡角：相邻两条坡度线的坡角差，通常用坡度值之差代替，用ω表示，即ω=α2-α1≈tgα2- tgα1=i2-i12．竖曲线的作用：（1）其缓冲作用：以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的突变。
（2）保证公路纵向的行车视距：凸形：纵坡变化大时，盲区较大。
凹形：下穿式立体交叉的下线。
3. 竖曲线的线形《规范》规定采用二次抛物线作为竖曲线的线形。
抛物线的纵轴保持直立，且与两相邻纵坡线相切。
一、竖曲线要素的计算公式1．竖曲线的基本方程式：设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1和i2。
抛物线竖曲线有两种可能的形式：（1）包含抛物线底（顶）部；（2）不含抛物线底（顶）部。
2．竖曲线诸要素计算公式（1）竖曲线长度L或竖曲线半径R：（2）竖曲线切线长T：（3）竖曲线外距E：（4）竖曲线上任一点竖距h：二、竖曲线的最小半径（一）竖曲线设计限制因素1．缓和冲击汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度为:2．时间行程不过短最短应满足3s行程。
3．满足视距的要求：凸形竖曲线：坡顶视线受阻凹形竖曲线：下穿立交4. 凸形竖曲线主要控制因素：行车视距。
凹形竖曲线的主要控制因素：缓和冲击力。
（二）凸形竖曲线最小半径和最小长度表5-7 表5-10凸形竖曲线最小长度应以满足视距要求为主。
按竖曲线长度L和停车视距ST的关系分为两种情况。
1．当L<ST时：2．当L>ST:（三）凹形竖曲线最小半径和最小长度表5-8 表5-10设置凹竖曲线的主要目的是缓和行车时的离心力，确定凹竖曲线半径时，应以离心加速度为控制指标。
凹形竖曲线的最小半径、长度，除满足缓和离心力要求外，还应考虑两种视距的要求：一是保证夜间行车安全，前灯照明应有足够的距离；二是保证跨线桥下行车有足够的视距。
《标准》规定竖曲线的最小长度应满足3s行程要求。
三、逐桩设计高程计算1．纵断面设计成果：变坡点桩号BPD变坡点设计高程H竖曲线半径R2．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：纵距：竖曲线起点桩号: QD=BPD - T竖曲线终点桩号: ZD=BPD + T3. 逐桩设计高程计算切线高程：设计高程：HS = HT ±y（凸竖曲线取“-”，凹竖曲线取“+”）第四节视觉分析及道路平、纵线形组合设计一、视觉分析1．视觉分析的意义视觉分析：从视觉心理出发，对道路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调等进行研究分析，以保持视觉的连续性，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。
2．视觉与车速的动态规律(1)驾驶员的注意力集中和心理紧张的程度随着车速的增加而增加。
(2)驾驶员的注意力集中点随着车速增加而向远方移动。
当车速增加97km／h时，他的注意力集中点在前方600m以外的某一点。
(3)当车速超过97km／h时，对前景细节的视觉开始模糊起来。
(4)驾驶者的周界感随车速的增加而减少。
当车速达到72km/h时，驾驶者可以看到公路两侧视角30～40°的范围，而当车速增加到97km/h时，视角减至20°以下。
当车速再增加，驾驶者的注意力随之引向景象中心而置两侧于不顾。
3．视觉评价方法二、道路平、纵线形组合设计适用条件：（1）当设计速度大于或等于60km/h时，必须注重平、纵的合理组合；（2）当设计速度小于或等于40km/h时，在条件允许情况下力求做到各种线于要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利组合。
（一）平、纵组合的设计原则1．应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
2．注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调。
3．选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。
4．应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。
（二）平、纵线形组合设计要点：1、各种直线和曲线组合的立体线形要素2. 直线与纵断面的组合（1）平面直线与纵面直线组合（纵坡不变的直线）（2）平面直线与竖曲线组合要素（凸凹型直线、凹型直线）直线上一次变坡是很好的平、纵组合，从美学观点讲以包括一个凸型竖曲线为好，而包括一个凹型线次之；直线中短距离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“驼峰”和“凹陷”。
(3 )直线与纵断面应避免的组合暗凹纵断面上：避免能看到纵坡起伏三次以上3. 平曲线与纵断面的组合（1）平曲线与纵面直线组合组合时要注意平曲线半径与纵坡度协调，要避免急弯与陡坡相重合。
（2）平曲线与竖曲线的组合①平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。
平竖曲线顶点重合，且平包竖。
竖曲线的起终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。
平、竖曲线重合如果平曲线的中点与竖曲线的顶（底）点位置错开不超过平曲线长度的四分之一时，仍然可以获得比较满意的外观。
若做不到平、竖曲线较好的组合（顶点的重合），则宁可把平竖曲线分开相当距离（不小于3s行程），使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。
若平、竖曲线半径都很大，则平、竖位置可不受上述限制。
②平曲线与竖曲线大小应保持均衡半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的10～20倍时长度：平曲线应稍长于竖曲线平曲线和竖曲线其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。
一个长的平曲线内有两个以上竖曲线，或一个大的竖曲线含有两个以上平曲线，看上去非常别扭。
③暗、明弯与凸、凹竖曲线暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的，悦目的。
注意避免“暗凹”组合。
④平、竖曲线应避免的组合要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。
跳跃小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。
计算行车速度≥40km/h的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线在长平曲线内，要尽量设计成直坡线，避免设置短的、半径小的竖曲线。
避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线平、竖曲线半径都很小时不宜重合；此时应将两者分开，把二者拉开相当距离，使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。
（三）平、纵线形组合与景观的协调配合内容：充分利用自然景观人造景观设计线形与景观的配合应遵循以下原则：1．应在道路的规划、选线、设计、施工全过程中重视景观要求，尤其在规划和选线阶段，比如对风景旅游区、自然保护区、名胜古迹区、文物保护区等景点和其它特殊地区，一般以绕避为主。
2．尽量少破坏沿线自然景观，避免深挖高填。
3．应能提供视野的多样性，力求与周围的风景自然地融为一体。
4．不得已时，可采用修整、植草皮、种树等措施加以补救。
5．条件允许时，以适当放缓边坡或将其变坡点修整圆滑，以使边坡接近于自然地面形状，增进路容美观。
6．应进行综合绿化处理，避免形式和内容上的单一化，将绿化视作引导视线、点缀风景以及改造环境的一种技术措施进行专门设计。
第五节纵断面设计方法及纵断面图一、纵断面设计要点（一）关于纵坡极限值的运用根据汽车动力特性和考虑经济等因素制定的极限值，设计时不可轻易采用应留有余地。