纵断面设计
第4章纵断面设计
（三）凹形竖曲线最小半径和最小长度
设置凹竖曲线的主要目的是缓和行车时的离心力
Lmin
2．当L>ST:
h1
d12 2R
，则d1
2Rh1
h2
d
2 2
2R
，则d
2
2Rh2
ST d1 d2 2R ( h1 h2 )
R
ST2
2( h1 h2 )
最小长度：
Lmin 2(
S 2
S 2
h1 h2 )2 4
最小半径：
Rmin
Lmin
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计算行车速度 的3秒行程 。
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4-3）
设计速度 （km/h）
120 100 80 60 40 30 20
最大纵坡（%）
345
6
7
8
9
城市道路最大纵坡约为按公路设计速度计算的最大纵坡 减少1%
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％。
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。
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%。
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。
纵断面设计知识点
纵断面设计知识点纵断面设计是道路规划与设计中的重要环节，其目的是为了确保道路在纵向上能够满足交通需求、安全要求和舒适性要求。
本文将介绍一些纵断面设计的知识点，包括纵断面的基本概念、设计要求以及常用的设计方法和技巧。
一、纵断面的基本概念纵断面是指沿着道路纵向方向的剖面图，用于展示道路的高度变化和坡度情况。
在纵断面中，通常会标注道路中心线的高程、道路的纵坡和跨越河流或其他地形的桥梁或隧道等。
二、纵断面设计的要求1.符合基本交通要求：纵断面设计应确保道路的通行能力和安全性，并满足不同车辆的行驶需求，例如机动车、非机动车和行人等。
2.满足舒适性要求：纵断面的设计应尽量减少颠簸和震动，确保驾驶员和乘客在行驶过程中的舒适性。
3.考虑交通安全：纵断面设计应考虑道路的视线要求，保证驾驶员能够看清前方和路口等重要信息，并能进行安全驾驶。
4.防止径流积水：纵断面设计应考虑降雨时的径流情况，采取合适的排水措施，避免道路积水，确保道路畅通。
5.保护环境：纵断面设计应考虑周边环境，减少对自然和人造环境的破坏，并进行合理的噪音和震动控制。
三、纵断面设计的常用方法和技巧1.坡度设计：在纵断面设计中，需要根据道路类型和所处区域的地形条件确定合适的纵坡，以确保行车的安全和舒适性。
较平缓的纵坡可以减少车辆的能量消耗，而较陡的纵坡则可以提高车辆的制动效果。
2.跨越工程设计：对于需要跨越河流、山谷或其他地形的道路段，纵断面设计需要考虑桥梁、隧道等交通设施的位置、高度和坡度，以确保交通畅通和行车安全。
同时，还需要保护周围的环境和生态系统。
3.水平曲线设计：纵断面设计中的水平曲线设计用于调整道路的曲线半径，以提高行车安全和舒适性。
水平曲线应合理布置，在满足车辆安全行驶的前提下，尽量减少曲线的长度和变化率。
4.坡度转换设计：在纵断面上，需要考虑坡度的转换点，即上升坡与下降坡之间的过渡段。
合理的坡度转换设计可以减少车辆的冲击和加速，提高行车的舒适性和安全性。
纵断面设计
Rw = K· A· V2/21.15
（二）汽车行驶阻力
•
•
•
P=Mn/9549 M=9549P/n
n与P在一定油门开度下，都存在一定关系。当油门全 开时， n与P通常用曲线图表示P=P（ n ），称为发动机外 特性曲线（也称为功率曲线）。根据外特性曲线可确定其 相应的扭矩曲线M=M（ n ）。
2．驱动轮扭矩
• 根据受力情况的不同，汽车车轮分为驱动轮与从动轮。驱动轮上有发动机曲轴传来的扭矩，在的作 用下驱使车轮滚动前进。而从动轮上则无扭矩的作用，它是借驱动轮上的力经车架传至从动轮的轮轴上 而产生运动。普通汽车均系前轮从动，后轮驱动，只有某些特殊用途的汽车前后轮均为驱动轮。
3、缓和坡段 作用
（1）对于上坡，当陡坡的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。 （2）对于下坡，如缓坡满足了一定长度，就可不用制动，对 操纵起缓冲作用，有利于行车安全。
大小规定
《标准》规定，缓和坡段的纵坡应小于3％，长度应满足最短 坡长规定。
设置要求
①宜设置在直线或较大半径平曲线上。 ②地形困难时，可设在较小半径平曲线上，但缓坡长度应适 当增加，以使缓和坡段端部的竖曲线位于小半径平曲线之外。
是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，主要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 纵断面设计(新)课件
纵断面设计的基本原则
满足行车安全与舒适性要求
合理设置坡度、坡长和竖曲线半径，确保车 辆安全、顺畅行驶。
经济性原则
在满足使用功能的前提下，尽量减少工程量 ，降低工程造价。
考虑排水要求
根据地形和气候条件，合理设置坡度，确保 排水顺畅。
协调性原则
纵断面设计与道路线形其他要素相协调，如 平面线形、横断面设计等。
在城市道路纵断面设计中，要特别注 意避免陡坡、急弯等不利因素，保证 行车安全和舒适度。
高速公路纵断面设计实例
高速公路纵断面设计要满足高速 行车的要求，合理设置纵坡、竖 曲线半径等参数，提高道路的线
形指标。
高速公路的纵断面设计还需要考 虑地形、地质、水文等自然条件 ，充分利用地形地势，减少工程
量，降低工程造价。
基于景观要求的纵断面设计优化
总结词：注意事项
详细描述：在基于景观要求的纵断面设计时，应注意避免对周围环境的破坏和影响。同时，应充分考 虑当地的文化特色和历史遗产，尊重和保护当地的风俗习惯和传统建筑。此外，应加强景观规划和设 计的管理和监督，确保设计的可行性和实施效果。
THANKS
感谢观看
控制高程的校核
在确定控制高程后，应进行校核， 检查是否满足规范要求和实际情况 ，如有需要可进行适当调整。
纵断面图的绘制与调整
纵断面图绘制
根据设计标高、控制点和控制高 程等数据，绘制道路的纵断面图 ，清晰地表示出道路的起伏变化
。
纵断面图调整
在绘制纵断面图的过程中，应结 合实际情况和设计要求，对图进 行必要的调整，以使设计更加合
隧道进出口
隧道进出口是道路勘测设计的难点之一，需要考虑地形、地质、气象等因素， 同时要满足行车视距、通风、照明等方面的要求。在进出口处应设置缓冲段， 以减少车辆进出隧道时的明暗适应时间。
桥梁纵断面设计的主要内容
桥梁纵断面设计的主要内容1.引言1.1 概述概述桥梁纵断面设计是指在桥梁建设过程中，根据桥梁所要承载的荷载、通行的车辆类型以及所处地理环境等因素，确定桥梁纵断面的形状和尺寸，以保证桥梁的稳定和安全性能。
本文将从桥梁纵断面设计的基本原理和考虑因素两个方面进行详细阐述。
在桥梁纵断面设计的基本原理部分，我们将介绍桥梁纵断面设计的基本概念和原则。
这包括确定桥墩高度和位置、确定桥面高程和坡度、确定桥梁可通行高度等。
通过了解这些基本原理，我们可以更好地理解桥梁纵断面设计的核心内容。
在桥梁纵断面设计的考虑因素部分，我们将详细讨论影响桥梁纵断面设计的各种因素。
这包括通行车辆类型和荷载要求、地震和风荷载、地理环境和河流水位变化等因素。
通过综合考虑这些因素，我们可以制定出符合实际需求的桥梁纵断面设计方案。
通过本文的阐述，读者将了解到桥梁纵断面设计的主要内容，包括其基本原理和考虑因素。
同时，本文还将对未来桥梁纵断面设计的发展进行展望，以期能为相关领域的研究和实践提供一定的参考和启示。
在接下来的章节中，我们将详细介绍桥梁纵断面设计的基本原理和考虑因素，以期为读者提供一份全面且具有实践指导意义的参考资料。
文章结构是指文章内容的整体组织形式和布局。
在本文中，我们将采用以下结构来组织桥梁纵断面设计的主要内容：一、引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的二、正文2.1 桥梁纵断面设计的基本原理2.2 桥梁纵断面设计的考虑因素三、结论3.1 总结桥梁纵断面设计的主要内容3.2 对未来桥梁纵断面设计的展望通过以上结构的安排，我们将详细介绍桥梁纵断面设计的基本原理和考虑因素。
在引言部分，我们将对桥梁纵断面设计进行概述，说明文章的目的和意义。
接着，在正文部分，我们将重点讲解桥梁纵断面设计的基本原理，包括设计方法、原则和流程等。
同时，还将详细说明桥梁纵断面设计时需要考虑的因素，如交通要求、地理环境、水文条件等。
最后，在结论部分，我们将对桥梁纵断面设计的主要内容进行总结，并展望未来桥梁纵断面设计的发展方向。
简述纵断面设计的方法与步骤
简述纵断面设计的方法与步骤纵断面设计是公路设计中的一个重要环节，它是指根据地形地貌、交通需求和工程技术要求，以及相关规范和标准，对公路纵断面进行合理设计和布置的过程。
纵断面设计的方法和步骤主要包括以下几个方面：1.数据收集：首先要收集和整理相关的地形地貌数据，包括地形图、高程数据、地形特征等；同时还需要获取交通流量数据、交通需求情况、设计标准等。
2.地形分析：对收集到的地形地貌数据进行分析，了解地形特征、高差变化情况、倾斜程度等。
根据地形特征，确定设计纵断面原则，如纵坡选择和过坡点的确定等。
3.纵断面起点确定：根据交通流量和道路功能要求，确定纵断面的起点位置。
起点位置一般选在连续缓坡上，使车辆能够适应转向桥梁、隧道等特殊工程的纵坡要求。
4.纵断面分段：根据起点位置和纵坡选择原则，将整个公路纵断面划分为若干个段落，每个段落的坡度、坡长和坡度变化率要保持合理，以满足交通安全和舒适性要求。
5.纵坡设计：根据交通需求和交通流量，结合地形地貌的变化情况，设计纵坡的坡度和坡长。
纵坡设计的目标是保证交通安全和行车舒适性，坡度不宜过大，也不宜过小，既要保证车辆的动力需求，又要满足制动和操控的需要。
6.横坡设计：根据交通安全和排水要求，进行横向坡度的设计。
根据工程技术要求和标准，确定横坡的最大坡度和最小坡度，横坡的设计是为了保证雨水迅速排除，防止积水导致的安全隐患。
7.横断面设计：根据交通流量和道路功能要求，设计道路的车道宽度、人行道宽度、路肩宽度等。
同时，也要考虑道路的绿化和景观设计，保证道路的美观性。
8.技术参数计算：根据设计要求和规范标准，计算并确定纵断面的各项技术参数，包括坡度、坡长、高差、横坡、曲线半径等。
9.综合评价：对设计的纵断面进行综合评价，与相关规范和标准进行对比，检查设计是否满足要求，是否符合交通安全和工程技术要求。
10.优化调整：如果设计存在不合理或不符合要求的地方，需要进行优化调整，重新设计和计算，以达到设计目标和要求。
纵断面设计
T L R 2 2 L E 8
几个参数： 前坡，后坡，坡差（正凹负凸）
（1）二次抛物线的基本公式
E
T 2 2R
2 x 设计高程计算： h 2R
对于凸曲线，设计标高=未设竖曲线时的标高-h 对于凹曲线，设计标高=未设竖曲线时的标高+h
X
现行方法
h
X
2.竖曲线的限制因素
2.设置条件
公路：①.高速、一级公路纵坡长度受限 制路段（i＞4% ）。②.V下降到容许速度。 城道：①.快速路及V≥60km/h的主干道， i＞5%的路段。②.大车V下降，80→50、 60→40。③.由于上坡路段混入大型车辆的 干扰降低适行能力时。④.经综合分析认为 设置爬坡车道比降低纵坡经济合理时。 坡车道宽3.5m。
(1）作用：
①.衡量纵断面线型质量。 ②.可供放坡定线参考。
(2）规定
①.越岭线高差200～500m时，i平≈5.5%为 宜。 ②.越岭线高差＞500m时，i平≈5.0%为宜。 ②.任何连续3km内，i平≤5.5%。 ④.要考虑公路等级影响。
三、爬坡车道
1.定义
陡坡路段为载重车上坡行驶所设置的专 用附加车道。为了消除陡坡上车辆的坡度阻 力及车辆混合行驶时对快车的行驶自由度限 制等不利影响，宜在陡坡路段增设爬坡车道， 把载重车与小汽车分离，以确保行车安全和 提高路段的通行能力。 但容易造成路线迂 回或路基高填深挖，解决问题的根本是精选 路线，定出纵坡值较小而经济使用的路线。
(2)最大坡长限制 当汽车在坡道上行驶，车速下降到最 低容许速度时所行驶的距离称为最大坡 长限制。①.上坡时，汽车的动力性能 （水箱开锅，爬坡无力）。②.下坡的行 车安全（频繁制动而发热失效）。大于 5%有坡长限制，大于限制坡长应设＜3% 的缓坡。其长度应大于最小坡长。
道路纵断面设计的主要内容
道路纵断面设计的主要内容
1. 纵坡设计：确定道路纵坡的变化规律，使道路能够顺利排水和提供合适的水平净空距离，确保车辆安全行驶。
纵坡设计还需要考虑土壤稳定性、便于排水和排泥、降低耕地损失等因素。
2. 纵断面曲线设计：根据道路设计标准和交通要求，设计合适的曲线，以提供行车的平稳度和安全性。
常见的曲线形状包括圆曲线、抛物线、混合曲线等。
3. 纵断面宽度设计：根据道路等级、交通流量和车速等因素，确定道路纵断面的宽度，以满足车辆通过和安全需求。
道路宽度设计还需要考虑路肩、人行道、自行车道等附属设施的需求。
4. 路堤和路基设计：根据地面地形和地质条件，设计合适的路堤和路基高度和形状，以提供道路稳定性和排水功能。
路堤和路基的设计还需要考虑土壤的稳定性和加固措施。
5. 路面结构设计：确定道路的路面结构，包括路基、基层、面层等材料的选择和厚度设计，以满足预期的使用寿命、承载能力和驾驶舒适度。
6. 边坡设计：根据路段的地形和地质条件，设计合适的边坡形状和坡度，以保证边坡的稳定性和防止坡体滑动或塌落。
7. 排水设计：确定道路纵断面的排水系统，包括沟渠、排水管道、坡面排水设施等，以确保道路干燥、无积水，并防止水流对道路结构的破坏。
总之，道路纵断面设计是为了确保道路的交通功能、安全性和持久性，需要综合考虑地形、地质条件、交通需求和环境影响等因素，以制定合理的设计方案。
简述纵断面设计的步骤
简述纵断面设计的步骤
纵断面设计是道路工程设计中的一个重要环节，其步骤主要包括以下几个方面：
1. 调查与分析：首先需要对道路所在区域进行调查和分析，了解地形地貌、土壤条件、水文地质情况等。
还需根据交通流量、车速要求等确定设计标准。
2. 确定纵断面线路：根据调查分析结果，确定道路纵向剖面的线路，包括起点、终点和中间控制点。
3. 建立纵断面模型：在道路设计软件中建立纵断面模型，根据设计标准和线路确定道路的纵向剖面示意图。
根据纵向坡度和弯道半径的要求，设计道路的坡度变化和道路曲线。
4. 设计纵断面要素：在纵断面模型中，根据设计要求设置路床宽度、交叉口、过水管、排水设施、路基坡度等要素，确保交通安全和道路使用的可行性。
5. 优化设计：对纵断面模型进行优化调整，确保道路符合设计要求和交通流量需求。
6. 完成设计报告：根据纵断面模型，编写详细的设计报告，包括纵断面的尺寸、标高、线型等信息，以便后续的施工施工。
总之，纵断面设计是道路工程设计的重要环节，通过调查分析、
线路确定、纵断面模型建立、要素设计、优化调整和报告编写等步骤，确保道路纵断面设计的合理性和可行性。
简述道路纵断面设计步骤及要点
简述道路纵断面设计步骤及要点说到道路纵断面设计，说简单也简单，说复杂也确实复杂。
纵断面就是指我们在看一条路的时候，从侧面看到的它的“高低起伏”。
想象一下，你站在路边看那条公路，眼睛往远处一瞅，看到的就是一条弯弯曲曲，上上下下的路。
好像大山里的山路，或是城市里那种环绕的坡道。
这些“高低”就构成了纵断面设计的核心。
这个设计，必须得从了解地形地貌开始。
毕竟，这路不是你随便铺一铺就能走的。
地面是什么样的，土质如何，这些都要清清楚楚。
你得想，怎么利用地形来设计出既方便又安全的路？比如有些地方地势很低，可能得做填土，填得过高可能路面就不稳；有些地方地势太高，得挖个坑才能让路平平稳稳地铺开。
所以，设计前就得好好研究这个地形，打好基础。
说到纵断面设计，最重要的一点就是坡度的控制。
坡度，哎呀，这可是很关键的。
如果路面太陡，车子上坡就费劲，下坡又怕刹不住。
坡度设计得不好，驾车的舒适性和安全性就会大打折扣。
你想啊，车子爬坡时，油门得踩得很重，刹车时又得小心翼翼，万一不小心车速过快，危险可大了。
所以，坡度的设计必须既考虑到车辆的运行，也得顾及到天气因素。
比如说，雨天或是冰雪天，坡度过陡容易滑，危险系数那可就大了。
然后，纵断面的设计还得考虑排水问题。
这个真的是经常被大家忽视了。
你想，如果下雨了，水流不出去，积水一旦成灾，路面就容易被损坏，甚至引发交通事故。
所以，在纵断面设计时，得有个“精心安排”。
比如说，路面必须有适当的横向坡度，把雨水引导到路边的排水沟，确保水流畅通无阻。
要不然，万一积水成河，车子一滑，别提多可怕了。
再说了，纵断面的设计还得考虑到道路的弯曲度。
有些地方的路要转个弯，特别是在山路或者城市复杂地带，怎么转弯才能保证车速和安全性，是设计中需要特别注意的问题。
如果弯道设计得不好，弯太急，车辆行驶起来就非常危险。
很多交通事故就发生在那种急弯处。
为了避免这种情况，设计师得计算好半径、超高等，做到转弯平稳，让司机能稳稳当当地过弯。
道路纵断面设计
各级道路的最大纵坡一般是根据以下因素确定的：
汽车的动力特性：按照道路上行驶的车辆的类型及其 动力特性来确定汽车在规定的速度下的爬坡能力；
道路等级：道路等级越高，交通密度越大，行车速度 越高，要求纵坡设计越平缓；对于等级较低的道路， 可以采用较大的纵坡；
自然因素：在纵坡设计时，应充分考虑所在地区的地 形起伏情况、海拔高度、气候条件等对汽车行驶的影 响，如阴湿多雨地区、长期冰冻地区，均应避免过大 的纵坡。
缓和坡段
缓和坡段——当纵坡的设计达到限制坡长时，应设
置一段缓坡，用以恢复在陡坡上降低的速度。 一般缓和坡段的坡度应不大于3％，长度不小于100米； 缓和坡段应设置在直线或较大半径的平曲线上，最大限
度地发挥缓和坡段的作用； 当有必要在较小的平曲线上设置缓和坡段时，应适当增
加缓和坡段的长度，使缓和坡段端部位于平曲线之外。
合成纵坡
合成纵坡——指在设有超高
的平曲线上，路线的纵坡和弯道 超高所组成的坡度。
i i I 2 2 h
I—— 合成坡度（%）；
i ——路线设计纵坡坡度（%）；
i h——超高横坡度或路拱横坡度（％）。
合成纵坡
各级公路允许的合成纵坡度
公路等级
高速公路
一
二
三
四
计算行车速 120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20 度（km/h）
纵断面图
§3.2 竖曲线
竖曲线——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。
竖曲线分凹形和凸形两种
§3.2 竖曲线
形式——抛物线和圆曲线两种。
纵断面只计水平距离和竖直高度，斜线不计角度而计坡度； 竖曲线的切线长与曲线长以其在水平面上的投影长度计，切线支 距是竖直高程差，相邻两坡度线的交角用坡度差表示。
道路纵断面设计步骤
道路纵断面设计步骤
咱就说这道路纵断面设计啊，那可真是门大学问！就好像是给道路这个大家伙量体裁衣一样。
你想想看，这道路得有起有伏吧，不能一路平平坦坦，那多无趣呀！这第一步呢，就是得好好研究研究这条路要经过的地方，地形咋样啊，有没有山啊，有没有河啊。
这就好比你要给一个人做衣服，得先知道他的身材尺寸不是？
然后呢，得考虑车在上面跑起来舒不舒服。
要是坡太陡了，车不得累得气喘吁吁呀！这就跟人爬山似的，坡太陡了，爬起来可费劲了。
所以得设计得恰到好处，让车能轻松地跑起来。
还有啊，排水也很重要呢！要是设计不好，一下雨，那水都积在路上了，这不成小河啦？这就好像家里的下水道要是没弄好，那水不都漫出来了嘛。
再说说这纵断面的线条，那可得画得美美的。
不能弯弯扭扭像条小蛇似的，得流畅自然，这样看上去才舒服呀。
就像一个人走路，要是走得歪歪扭扭的，那多难看呀。
而且啊，还得考虑到周边的环境呢。
要是旁边有漂亮的风景，那咱这道路设计也得给它留出展示的空间呀，不能把风景都给挡住了。
这就像你有个漂亮的装饰画，你不得给它找个好地方挂起来嘛。
设计的时候还得考虑成本呢，不能随随便便就大手大脚的。
这就跟咱过日子一样，得算计着点花，把钱花在刀刃上。
你说这道路纵断面设计是不是挺复杂的？但要是设计好了，那可真是造福大家呀！车能跑得顺顺当当的，人走在上面也心情舒畅。
这就是咱搞道路纵断面设计的意义呀！咱得认真对待，不能马虎，要让每一条路都成为一道亮丽的风景线，让大家都能享受到好的道路带来的便利和快乐！这就是我对道路纵断面设计的理解，你觉得呢？
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
第四章 线路平面和纵断面设计
n来表示。
图4-8 外轨最大超高计算图
令 n S1 2e
当n=1时，即e=S1/2 ，R1 指向内轨断面中心线，属
于临界状态；当n<1时，即e>S1/2 ，车辆丧失稳定而顿覆;属于临
界状态；当n>1时，即e<S1/2 ，车辆处于稳定状态，n值愈大，稳
定性愈好。
4．未被平衡超高允许值
当通过列车速度V不等于VJF时，就会产生未被平衡的离心力， 相应产生未被平衡的超高：
客货共线最小曲线半径
路段旅客列车设计行车速 度(km/h)
200
160
140
120
100
80
采用的 Rmin(m)
工程 一般 3500 2000 1600 1200 800 600
条件 困难 2800 1600 1200 800 600 500
40
改建既有线或增建第二线时的最小曲线半径应结合 既有线标准比选确定。一般条件下不应小于上表的规定， 困难条件下，如按上述标准改建引起巨大工程时，可经 技术经济比选确定合理的改建方案，以节约工程投资。 此时根据线路具体情况确定该路段旅客列车设计行车速 度。
第四章 线路平面和纵 断面设计
本章主要内容：
平面设计 纵断面设计 特殊地段平纵断面设计 线路平面图和详细纵断面图
1
第一节 概述
一、认识线路平、纵、横断面的对应关系
如图所示，路基横断面上距外轨半个轨距的铅垂线
AB与路肩水平线CD的交点O在纵向上的连线，称为线
路中心线。
路基宽度
图4—1 路基横断面 2
线路位置示意图
3
二、线路中线
首先来看一个线路走向的例子：
4
三、线路平纵断面设计的基本要求
纵断面设计
第二讲纵断面设计第一节概述沿着道路中线竖直剖开，然后在展开即为路线纵断面，由于自然因素的影响以及经济性的要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。
一、纵断面设计主要任务与目的纵断面设计主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究起伏空间线的几何构成与要素，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客舒适的目的。
二、地面线与设计线纵断面图是道路纵断面设计的主要成果，也是道路设计的重要技术文件之一。
把道路纵断面图与平面图结合起来，就能准确地定出道路的空间位置。
在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，另一条是设计线。
1 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，反映了地面的起伏与变化情况。
2 设计线它是综合考虑技术、经济和美学等诸因素之后，人为定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路的起伏变化情况。
纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。
（1）直线（均匀坡度线）直线有上坡和下坡之分，是用高差和水平长度表示的。
（2）竖曲线在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。
第二节汽车行驶理论n ----传动系的机械效率，载重汽车为0.8-0.85,小汽车为m0.85-0.90；N—发动机的功率，W；V—车速，km/h；二、车的行驶阻力（一）空气阻力根据空气动力学原理及试验可按下式计算：R w==∙∙∙2vFCρ132 VFK∙∙式中：C：汽车流线型系数，取决于轮廓形状及车身光滑程度；：空气密度，认为是常数；V：车速，km/h；k=Cρ，空气阻力系数，由实测得出，kg/m3；F：汽车在运动方向的正投影面积（m2），可直接在投影面上测的，也可按下式计算：B为轮距，m；H为汽车总高，m。
B1为汽车的最大宽度，m。
（二）道路阻力1．滚动阻力R f滚动阻力产生的主要原因：（1）轮胎与道路的变形；（2）轮胎在不平整道路上的震动和撞击；（3）轮胎被吸向滚动表面的吸力及从动轮轴承之间的摩擦力。
纵断面的设计方法和步骤
纵断面的设计方法和步骤
纵断面是指与道路、河流等工程相关的地形或地表的剖面，设计纵断面的步骤通常包括以下几个方面：
* 调查与数据采集：在设计纵断面之前，首先需要进行地形的调查和数据采集。
这可能包括地形测量、地质调查、降雨径流数据等。
这些数据将为后续的设计提供基础。
* 确定设计标准：根据工程的性质，确定相关的设计标准，比如道路设计中的几何标准、流域降雨量等。
这些标准将影响到纵断面的形状和尺寸。
* 选择纵断面类型：根据工程需要，选择适当的纵断面类型。
常见的纵断面类型包括自然地表、道路、河流等。
每种类型都有相应的设计方法。
* 设计纵断面：根据采集到的地形数据和选择的纵断面类型，开始设计纵断面。
这涉及到确定地表的高程、道路的坡度、河流的横截面形状等。
* 考虑水文因素：对于涉及水文的工程，需要考虑降雨径流、洪水等因素。
这将影响到河流、道路等工程的横截面设计。
* 模拟设计效果：使用相关工程设计软件，模拟设计的效果，确保纵断面符合设计标准，满足工程要求。
* 评估和调整：进行纵断面设计的评估，如果需要，进行调整。
这可能包括修改坡度、调整道路曲线、考虑防洪措施等。
* 绘制设计图：将最终的纵断面设计绘制成图，作为工程设计的一部分。
这将是后续施工和监测的依据。
请注意，不同类型的工程可能有不同的纵断面设计方法和步骤，上述步骤提供了一个通用的框架。
在实际设计中，需要根据具体工程
的要求进行详细的调整。
第三章_纵断面设计
第三章_纵断⾯设计第三章纵断⾯设计3.1 设计原则沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断⾯。
由于⾃然因素的影响以及经济性要求，路线纵断⾯总是⼀条有起伏的空间线。
纵断⾯的设计是根据汽车的动⼒特性、道路等级、当地的⾃然地理条件以及⼯程经济性等，研究起伏空间线⼏何构成的⼤⼩及长度，以便达到⾏车安全迅速、运输经济合理以及乘客感觉舒适的⽬的。
所以在进⾏纵断⾯设计时要考虑的主要因素是：满⾜道路等级要求的⾏驶速度、运输的经济性、⾏车的安全性。
3.1.1道路纵断⾯设计原则如下1、纵断⾯线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证⾏驶安全。
2、为保证⾏车安全、舒适、纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁。
3、纵坡设计应考虑填挖平衡，并利⽤挖⽅就近作为填⽅，以减轻对⾃然地⾯横坡与景观的影响。
4、相邻纵坡之代数差较⼩时，应采⽤⼤的竖曲线半径。
5、连续上坡（或下坡）路段，应符合平均纵坡的规定并采⽤运⾏速度对通⾏能⼒与⾏车安全进⾏检验。
6、路线交叉处前后的纵坡应平衡。
7、位于积雪或冰冻地区的公路，应避免采⽤陡坡。
3.1.2纵坡设计标准⼀、道路最⼤纵坡限制道路最⼤纵坡限制表表3-1《标准》规定：1、设计速度为120 km/h、100 km/h、80 km/h的⾼速公路受地形条件或其他特殊情况限制是，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40 km/h、30 km/h、20 km/h的利⽤原有公路的路段，经技术经济论证，最⼤纵坡之可增加1﹪。
⼆、道路纵坡长度限制设计纵坡度⼤于表3-2所列推荐值时，可按表3-1的规定限制坡长。
设计纵坡度超过5%，坡长超过表3-1规定值时，应设纵坡缓和段。
缓和段的坡度为3%。
1、最⼤坡长限制理由长距离的陡坡对汽车⾏驶不利。
连续的上坡发动机过热影响机械效率，使⾏驶条件恶化，下坡则因制动频繁⽽危及⾏车安全。
2、最⼤坡长的规定见下表公路不同纵坡最⼤长度坡长表3-2 计算⾏车速度（km/h）120 100 80 60 40 30 20纵坡坡度（﹪）3 900 1000 1100 12004 700 800 900 1000 1100 1100 12005 600 700 800 900 900 10006 500 600 700 700 8007 500 500 6008 300 300 4009 200 30010 200注意格式三、最⼩坡长限制各级道路纵坡最⼩长度应⼤于或等于表3-3的数值，并⼤于相邻两个竖曲线切线长度之和。
4 纵断面设计
§4.2 纵坡设计
（2）最小纵坡（minimum longitudinal gradient）长路堑地段 以及其它横向排水不畅的路段，为了保证排水，均应设置不 小于0.3％的纵坡。 （否则，采取措施。边沟应作纵向排水设计，设置锯齿形
街沟或采取其它排水措施来处理）
§4.2 纵坡设计
（3）平均纵坡（average gradient） 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 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％。
1）. 计算切线高程
H1 H0 x i H1——计算点切线高程 H0——变坡点高程 i ——计算点处的纵坡度 x ————计算点至变坡点的平距
±——当切线高于变坡点时取“+”，反之取“–”。
2）. 计算设计高程 H H1 y ±——当为凹形竖曲线时取“+”，
当为凸形竖曲线时取“–”。
道路勘测设计
第4章
纵断面设计
§4.1 概述 §4.2 纵坡设计 §4.3 竖曲线设计 §4.4 高等级道路上的爬坡车道 §4.5 平、纵面线形组合设计 §4.6纵断面设计方法与纵断面设计图
第4章 纵断面设计
本章要求： 1. 掌握纵坡的基本概念。 2. 了解现行技术标准对纵坡的各项规定。 3. 掌握平面及纵面线形组合原则。 4. 掌握纵断面设计、计算方法。 5. 掌握纵断面图绘制方法。
6）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。
§4.2 纵坡设计
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
纵断面设计——竖曲线设计
纵断面上相邻两条纵坡线相交的转折处，为了行车平顺用一段曲线来缓和，这条连接两纵坡线的曲线叫竖曲线。
竖曲线的形状，通常采用平曲线或二次抛物线两种。
在设计和计算上为方便一般采用二次抛物线形式。
纵断面上相邻两条纵坡线相交形成转坡点，其相交角用转坡角表示。
当竖曲线转坡点在曲线上方时为凸形竖曲线，反之为凹形竖曲线。
一、竖曲线
如图所示，设相邻两纵坡坡度分别为i1 和i2，则相邻两坡度的代数差即转坡角为ω= i1-i2 ，其中i1、i2为本身之值，当上坡时取正值，下坡时取负值。
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。
（二）竖曲线要素计算公式
竖曲线计算图示
1、切线上任意点与竖曲线间的竖距通过推导可得：
2、竖曲线曲线长： L = Rω
3、竖曲线切线长： T= TA =TB ≈ L/2 =
4、竖曲线的外距： E =
⑤竖曲线上任意点至相应切线的距离：
式中：x —为竖曲任意点至竖曲线起点（终点）的距离, m； R—为竖曲线的半径，m。
二、竖曲线的最小半径 (一)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
汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力，使汽车在凸形竖曲线上重量减小，所以确定竖曲线半径时，对离心力要加以控制。
（2）经行时间不宜过短
当竖曲线两端直线坡段的坡度差很小时，即使竖曲线半径较大，竖曲线长度也有可能较短，此时汽车在竖曲线段倏忽而过，冲击增大，乘客不适；从视觉上考虑也会感到线形突然转折。
因此，汽车在凸形竖曲线上行驶的时间不能太短，通常控制汽车在凸形竖曲线上行驶时间不得小于3秒钟。
（3）满足视距的要求汽车行驶在凸形竖曲线上，如果竖曲线半径太小，会阻挡司机的视线。
为了行车安全，对凸形竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。
2.凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素（1）缓和冲击：
在凹形竖曲线上行驶重量增大；半径越小，离心力越大；当重量变化程度达到一定时，就会影响到旅客的舒适性，同时也会影响到汽车的悬挂系统。
（2）前灯照射距离要求对地形起伏较大地区的路段，在夜间行车时，若半径过小，前灯照射距离过短，影响行车安全和速度；在高速公路及城市道路上有许多跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等，如果它们正好处在凹形竖曲线上方，也会影响驾驶员的视线。
（3）跨线桥下视距要求为保证汽车穿过跨线桥时有足够的视距，汽车行驶在凹形竖曲线上时，应对竖曲线最小半径加以限制。
（4）经行时间不宜过短汽车在凹形竖曲线上行驶的时间不能太短，通常控制汽车在凹形竖曲线上行驶时间不得小于3秒钟。
a凸、凹形竖曲线都要受到上述缓和冲击、视距及行驶时间三种因素控制。
b竖曲线极限最小半径是缓和行车冲击和保证行车视距所必须的竖曲线半径的最小值，该值只有在地形受限制迫不得已时采用。
c通常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1.5～2.0倍，该值为竖曲线一般最小值。
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。
d各级公路的竖曲线最小长度和半径规定见教材表3-6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。
公路竖曲线最小半径和竖曲线最小长度表3—6 设计速度(Km/h) 120 100 80 60 40 30 20
凸形竖曲线半径(m) 极限最小值 11000 6500 3000 1400 450 250 100 一般最小值 17000 10000 4500 2000 700 400 200
凹形竖曲线半径(m) 极限最小值 4000 3000 2000 1000 450 250 100 一般最小值 6000 4500 3000 1500 700 400 200 竖曲线最小长度(m) 100 85 70 50 35 25 20
三、竖曲线的设计和计算 (一)竖曲线设计
竖曲线设计，首先应确定合适的半径。
在不过分增加工程量的情况下，宜选择较大的竖曲线半径；只有当地形限制或其它特殊困难时，才选用极限最小半径。
从视觉观点考虑，竖曲线半径通常选用表3-6所列一般最小值的1.5～4.0倍，即如下表所示（见教材表3-7）：设计速度
（km/h）竖曲线半径（m）凸形凹形 120 20000 12000 100 16000 10000 80 12000 8000 60 9000 6000 40 3000 2000
相邻竖曲线衔接时应注意：
1.同向竖曲线：特别是两同向凹形竖曲线间如果直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线形式的竖曲线，避免出现断背曲线。
2.反向竖曲线：反向竖曲线间应设置一段直线坡段，直线坡段的长度一般不小于设计速度的3秒行程。
3.竖曲线设置应满足排水需要。
（二）竖曲线计算
竖曲线计算的目的是确定设计纵坡上指定桩号的路基设计标高，其计算步骤如下：
（1）计算竖曲线的基本要素：竖曲线长：L；切线长：T；外距：E。
2）计算竖曲线起终点的桩号：竖曲线起点的桩号 = 变坡点的桩号－T 竖曲线终点的桩号 = 变坡点的桩号+T （3）计算竖曲线上任意点切线标高及改正值：
切线标高 = 变坡点的标高±（） 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
〔例4-1〕：某山岭区二级公路，变坡点桩号为 K3+030 .00，高程为427 .68 ，前坡为上坡，i1= +5%，后坡为下坡，i2 = － 4%，竖曲线半径 R=2000m。
试计算竖曲线诸要素以及桩号为 K3+000.00 和K3+100.00处的设计标高。
（1)计算竖曲线要素
ω= i1 - i2 = 5% － (－4%) =0.09 所以该竖曲线为凸形竖曲线曲线长：L = R ω=2000 ×0.09 = 180 m 切线长：T = L/2 =180 / 2 = 90m 外距： E = m （2)竖曲线起、终点桩号
竖曲线起点桩号=（K3+030.00)－ 90 = K2+940.00 竖曲线终点桩号= (K3+030.00) + 90 = K3 +120.00 （3)K3+000.00、K3+100.00的切线标高和改正值
K3+000.00的切线标高= 427.68 －(K3+030.00－K3+000.00)×5%= 426.18m K3+000.00的改正值 =
K3+100.00的切线标高=427.68 －(K3+100.00－ K3+030.00)×4%= 424.88m K3+100.00的改正值=
4)K3+000.00和K3+100.00的设计标高
K3+000.00的设计标高= 426.18 － 0.9 = 425.28m K3+100.00的设计标高= 424.88 － 0.1 =424.78 m。