公路工程第三章_纵断面设计

120 100 80 60 40 30 20
（km/h）
最大纵坡（%） 3 4 5 6 7 8 9
1. 设计速度为120km／h、l00km／h、80km／h的高速 公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济 论证，最大纵坡值可增加1％。 2. 公路改建中，设计速度为40km／h、30km／h、20km ／h的利用原有公路的路段，经技术经济论证，最大纵 坡值可增加1％。
纵坡度的表示方式不用角度，而用百分数（％）
• 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。
15
设计速度
（2）汽车在长上坡上行驶，会长时间地使用二档，造成发动 机长时间发热，导致车辆水箱沸腾；下坡则频繁刹车，司机驾 驶紧张，也易引起不良后果。
19
二级、三级、四级公路越岭路线：
1）平均纵坡----指一定路线长度范围内，路线两端点的高
差与路线长度的比值。
二、三、四级公路越岭线的平均纵坡：
2）相关规定
① 相对高差200～500m
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。
3
2、路线纵断面图(vertical profile map) -----反 映路线在纵断面上的形状、位置及尺寸的图形 叫路线纵断面图
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。
上坡为正 下坡为负 平坡为0
纵断面设计 线
竖曲线段
i
h L
(%)
凸型竖曲线 凹型竖曲线
半径R 长度L（水平距离） 竖距h
7
3、对路基设计标高(design elevation of subgrade) ➢ 新建公路：
① 高速、一级公路采用中央分隔带外侧边缘标高； ② 二、三、四级公路采用路基边缘标高，在设 置超高和加宽路段时则是指设置超高加宽之前该 处标高；
干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。
18
四、平均纵坡（average gradient）
➢定义
一定长度的路段纵向所克服的高差与路线长度之比。它是 衡量纵面线形质量的一个重要指标。
➢作用
（1）在山区高差较大地区，尽管最大纵坡、坡长限制、缓 和坡段及最短坡长等均满足《标准》规定，但为了防止交替使 用极限长度的最大纵坡和最短长度的缓坡形成“台阶式”纵断 面线形，应对路线最高点与最低点之间的平均坡度加以限制， 以提高行车质量。
来自百度文库
➢ 对合成坡度的限制
为了保证路面排水，合成坡度的最小值不宜小于0.5％。
21
六、坡长限制（grade length limitation）
16
二、高原纵坡折减 1.折减原因 （1）在高海拔地区，因空气密度下降而使汽车 发动机功率、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。 （2）汽车水箱中的水易于沸腾而破坏冷却系统。 2.纵坡折减值
《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%。
公路工程第三章_纵断面设计
§3.1 概述 §3.2 纵坡设计 §3.3竖曲线设计 §3.4爬坡车道和变速车道 §3.5 平、纵面线形组合设计 §3.6纵断面设计方法与纵断面设计图
2
第一节 概述
一、基本概念 1、纵断面(vertical)-----用一曲面沿道路中线竖
直剖切，展开成平面。 纵断面设计：在路线纵断面图上研究路线线位高度及
设计标高
设计标高
8
➢ 改建公路：一般按新建公路的规定办理，也可以采 用中央分隔带中线或行车道中线标高。 ➢ 城市道路：一般指车行道中心标高。
9
一般公路，路基未设加宽超高前的路肩边缘的高程。
设计标高
10
设分隔带公路，一般为分隔带外边缘。 设计标高
11
城市道路：行车道中线 中央分隔带中线
设计标高
13
• 纵坡设计应结合自然条件综合考虑。 • 纵坡设计为保证路基稳定，应尽量减少深
路堑和高填方，在设计中争取填挖平衡。 • 纵坡设计应结合道路沿线的实际情况和具
体条件进行设计，并适当照顾农业机械、 农田水利等方面的要求。
14
• 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。（maximum longitudinal gradient）
4
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
5
6
直坡段
坡度＝两变坡高差/平距 坡长：水平距离
12
第二节 纵坡设计
• 公路纵坡设计一般要求 • 符合《标准》的有关规定。 • 平原、微丘地形的纵坡应均匀、平缓；丘陵地形
的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大；山岭、 重丘地形的沿河线，应尽量采用平缓的纵坡，坡 度不宜大于6％；越岭线的纵坡应力求均匀，越岭 展线不应设置反坡。 • 纵面线形应与地形相适应，设计成视觉连续、平 顺而圆滑的线形，并重视平纵面线形的组合。
17
三、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。
不应大于 5.5％
② 相对高差>500m
不应大于 5％
注意：
任何相连3km路段的平均纵不应大于5.5％。
高速公路、一级公路的平均纵坡正在研究。
20
五、合成坡度－－－道路在平曲线路段，若纵向有纵坡
且横向又有超高时，则最大坡度在纵坡和超高横坡所
合成的方向上，这时的最大坡度称为合成坡度。
i H
iz2 ic2