道路勘测设计第四章 纵断面设计

ST (m)
210 160 110 75
Lmin
Lmin
Lmin
4000w 11025w 11000w 2778w 1778w 1000w 444w 250w 111w 6400w 6500w 3025w 3000w 1406w 1400w 400w 225w 100w 450w 250w 100w
4.5 路线纵断面设计方法及纵断面图 4.5.1 纵断面设计要点
（1）关于纵坡极限值的运用 （2）关于极限坡长 坡长不宜过短，以不小于设计速度的 9s 行程为宜。 （3）各种地形条件下的纵坡设计
图4-10
哈同路
图4-11
山岭区道路
（4）关于竖曲线半径的选用 （5）相邻竖曲线间的衔接
4.5.2
纵断面设计方法步骤及注意问题
7)设置竖曲线
8)设计高程计算
（2）纵坡设计应注意的问题
1） 大中桥不宜设置凹形竖曲线，桥头两端竖曲线的起、 终点应设在桥头10m以外。
2)小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平 顺，应尽量避免在小桥涵处出现“驼峰式”纵坡。
图4-12
桥涵纵坡处理
3）注意平面交叉口纵坡及两端接线要求。道路与道路交 叉时，一般宜设在水平坡段，其长度应不小于最短坡长规 定。两端接线纵坡及山区艰臣工程地段应不大于3%、5%。
映日公路的野生动物通道
4.3
竖曲线
(1)概述 为保证行车安全、舒适及视距的需要，在变坡点处 设置的竖向曲线称为竖曲线。 坡度差： w i2 i1 竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线。 纵断面上只计水平距离和竖直高度，斜线用坡度计。
图4-2
路线纵断面图
（2）竖曲线几何要素计算
H1 H 0 (T x).i
竖曲线设计的限制因素:
（1）缓和冲击
V2 R 13a Rmin V2 3.6 Lmin V 2w 3.6
（2）时间行程不过短
Lmin V V t 3.6 1.2
（3）满足视距的要求 1)凸形竖曲线最小半径和最小长度
①当L<ST时
Lmin 4 2 ST w
②当L> ST时
Lmin
40
30 20
40
30 20
450
250 100
700
400 100
35
25 20
2)凹形竖曲线最小半径和最小长度 ①夜间行车前灯照射距离要求
当L<ST时
Lmin 0.75 0.026ST 2( ST ) w
(2)当L> ST时
Lmin
2 ST w 1.5 0.0524ST
图4-5
设计速度（km/h） 120 纵坡 坡度 （%） 3 4 5 6 7 900 700 100 1000 800 600 80 1100 900 700 500 60 1200 1000 800 600
公路连续上坡或下坡时，应在不大于规范规定的纵坡 长度之间设缓和坡段。 （4）组合坡长 当连续陡坡由几个不同受限制坡度值的坡段组合而成时， 应按不同坡度的坡长限制折算确定。
表4-7
《标准》规定值(m) 极限最小 半径 4000 3000 2000 1000 竖曲线 最小长度 100 85 70 50
ST (m)
210 160 110 75
Lmin
Lmin
Lmin
Lmin
4000w 2778w
3527w 1638w 2590w 951w 449w 209w 59w 33w 15w
4)位于市镇附近非机动车交通量较大路段，其纵坡可根 据具体情况适当放缓。
4.2.2
高原纵坡折减
表4-3 高原纵坡折减值 3000~4000 >4000~5000 1 2 5000以上 3
海拔高度/m 折减值/%
折减后若小于4%，则仍采用4%。
4.2.3
最小纵坡
公路纵坡不宜小于0.3%。
横向排水不畅的路段或长路堑路段，采用平坡或小于 0.3% 的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。
经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出 的一条具有规则形状的几何线形，反映了道路路线的起伏 变化情况。
直线： 表示方法：坡度和水平长度
竖曲线：
表示方法：半径和水平长度
4.1.2
路基设计标高
（1）新建公路的路基设计标高
高速公路和一级公路采用中央分隔带外侧边缘标高； 二、三、四级公路采用路基边缘标高,在设置超高和加宽 段则是指在设置超高和加宽之前该处原路基边缘的标高。 （2）改建公路的路基设计标高 一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采用 中央分隔带中线或行车道中线标高。 （3）城市道路的路基设计标高 建成后的行车道中线路面标高或中央分隔带中线标高。
4000w 3000w 2000w 1000w 450w 250w 100w
1778w 1666w 1000w 444w 250w 111w 1036w 445w 293w 157 w
40
30 20
40
30 20
450
250 100
35
25 20
4.3.3竖曲线设计的要求
（1）应选用较大的竖曲线半径。
当陡坡与小半径圆曲线重叠时，宜采用较小的合成 坡度。特别是下述情况，其合成坡度必须小于8%。 1）冬季路面有积雪、结冰的地区； 2）自然横坡较陡的傍山路段； 3）非汽车交通量较大的路段。 （3）最小合成坡度的规定 为保证路面排水,《公路路线设计规范》还规定在超高 过渡的变化处，合成坡度不应设计为0%。当合成坡度小于 0.5%时，应采用综合排水措施，保证路面排水通畅。
4.2 4.2.1
纵坡及坡长设计 最大纵坡
（1）最大纵坡影响因素 1）汽车动力特性 3）自然条件 （2）道路最大纵坡
表4-1 公路最大纵坡
2）道路等级 4）工程费用和运营经济
设计速度（km/h) 最大纵坡(%)
表4-2
120 3
100 4
80 5
60 6
40 7
30 8
20 9
城市道路最大纵坡
设计速度（km/h) 最大纵坡推荐值(%)
100 3
80 4
60 5
50 5.5
40 6
30 7
20 8
（3）最大纵坡的规定
1)高速公路受地形条件或其它特殊情况限制时，经技术 经济论证合理，可增加1%。 2) 四级公路位于海拔2000m以上或积雪冰冻地区的路段， 最大纵坡不应大于8%。
3)桥上及桥头的最大纵坡：小桥与涵洞处纵坡应按路线 纵坡设计；大桥上纵坡不宜大于 4%，桥头引道纵坡不宜大 于5%，引道紧接桥头部分的线形应与桥上线形相配合。
前车灯照射距离
②跨线桥下行车视距要求
(1)当L<ST时
Lmin 26.92 2 ST w
(2)当L> ST时
2 ST w 26.92
Lmin
图4-6
跨线桥下行车视距
凹形竖曲线最小半径和最小长度
计算行车 速度 (km/h) 120 100 80 60 停车视距 缓和冲击 夜间行 车照明 桥下视距 采用值
容许最低速度/（km/h) 60
2）上坡路段的设计通行能力小于设计小时交通量时，应设 置爬坡车道。
3）对需设置爬坡车道的路段应与改善主线纵坡不设爬坡车 道的方案进行技术经济比较，设置爬坡车道效益费用比、行车 安全性较优时。
4.4.2 避险车道
图4-9
避险车道
（1）定义
避险车道是在长陡坡路段下坡方向行车道右侧为失控车 辆安全减速增设的专用车道。 理想的路线纵断面本身应按不需设置爬坡车道或避险车 道来设计。
4.2.5
合成坡度
2 I ih i2
（1）来自百度文库式
（2）最大合成坡度的规定 表4-4
设计车速/(km/h) 合成坡度/%
各级公路允许的最大合成坡度
120 10.0 100 80 10.5 60 40 10.0 30 20
表4-5
设计车速/(km/h) 合成坡度/%
城市道路最大允许合成坡度
80 7 60 6.5 50 40 7 30 20 8
当坡度差较小时，应采用较大半径; 条件受限制时可采用一般最小半径; 特殊困难不得已才允许采用极限最小半径； 在有条件路段，满足视觉要求的最小半径。
表4-8 从视觉观点所需的竖曲线最小半径 凸形竖曲线半径 20000 16000 12000 9000 凹形竖曲线半径 12000 10000 8000 6000
（1）纵断面设计方法与步骤 1）准备工作 2）标注控制点 路线起点、终点、越岭垭口、隧道进出口、沿溪线出口、 沿溪线洪水位、重要桥梁、地质不良地段的最小填土高度、 最大挖深、平面交叉和立体交叉点及经济点等。 3)试坡 6)定坡 4)调整坡度线 5)核对
变坡点桩号：调整到10m的整桩号上。 坡度值：精确到小数点两位，即0.00%。 变坡点高程：精确到小数点三位，即0.000%。 中桩高程：精确到小数点两位，即0.00%。
2 ST w 4
图4-4
凸形竖曲线的计算图示
凸形竖曲线最小半径和最小长度
计算行车 速度 (km/h) 120 100 80 60 停车视距 缓和冲击 视距要 求 采用值
表4-6
《标准》规定值(m) 极限最小 半径 11000 6500 3000 1400 一般最小 半径 17000 10000 4500 2000 竖曲线 最小长度 100 85 70 50
4)拉坡时如受“控制点” 制约，导致纵坡起伏过大，或 土石方工程量太大，经调整仍难以解决时，可用纸上移线 的方法修改原定平面线形。 5) 设置回头曲线地段，拉坡时应按回头曲线技术标准先 定出该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线 地段不宜设竖曲线。
4.6
道路平、纵线形组合设计
2)计算设计高程
L Rw
L T 2
T2 E 2R
（3）竖曲线上任意点纵 距y 的计算
H H1 y
x2 y 2R
y 计算点纵距
x 计算点桩号与竖曲 线起点的桩号差
（4）竖曲线上任意点设计高程的计算 1)计算切线高程
图4-3 竖曲线几何要素
4.3.2
竖曲线的最小半径和最小长度
4 纵断面设计
4.1
4.2 4.3 4.5
概述
纵坡及坡长设计 竖曲线
4.4 爬坡车道与避险车道
纵断面设计方法及纵断面图
4.6
道路平、纵线形组合设计
4.1
概述 路线纵断面图组成
4.1.1
图4-1
路线纵断面图
1）地面线 根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线， 反映了沿着中线地面的起伏变化情况。 2）设计线
4.4 爬坡车道与避险车道
4.4.1 爬坡车道
图4-8
爬坡车道
（1）定义
爬坡车道是在陡坡路段上坡方向行车道右侧增设的供载 重汽车行驶的专用车道。
（2）设置爬坡车道的条件
1）沿上坡方向载重车的行驶速度降低到允许最低速度以下 时，可设爬坡车道。
表4-9 设计速度/（km/h) 上坡方向容许最低速度 120 100 55 80 50 60 40 40 25
4.2.4
平均纵坡
（1）定义 平均纵坡是指一定长度的路段内，路线纵向所克服的 高差与路线长度之比。 （2）平均纵坡规定 二、三、四级公路越岭线连续上坡（或下坡）路段， 相对高差为200~500m时，平均纵坡不应大于5.5%为宜；
越岭线相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于 5.0%，并注意任何相连3km路段平均纵坡不应大于5.5%。
4.2.6
坡长限制
（1）坡长定义 纵断面上相邻变坡点间的水平长度。
（2）最小坡长限制
最小坡长通常规定以设计速度行驶 9~15s 的行程。
表4-6 最小坡长
设计速度(km/h) 最小坡长（m） 120 300 100 250 80 200 60 150 40 120 30 100 20 60
（3）最大坡长限制 表4-6 不同纵坡最大坡长（m）
设计速度(km/h) 120 100 80 60
40
3000
2000
2)同向竖曲线应避免断背曲线。
同向竖曲线特别是同向凹形竖曲线间，如直坡段不长， 应合为单曲线或复曲线。
图4-7
竖曲线间衔接
3)反向竖曲线间最好设置一段直坡段。 4) 设计速度大于或等于 60km/h 的公路，竖曲线宜采用长的竖 曲线和长直线坡段的组合。
4.2.7
缓和坡段
缓和坡段的坡度不宜大于 3% ，其长度应符合所规定的 最小坡长要求。
4.2.8
纵坡设计的一般要求
（1）纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》或《城市 道路设计规范》的各项规定。
（2）路线应有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。
（3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、 排水等因素综合考虑。 （4）一般情况下道路纵坡设计应考虑路基工程填挖平衡. （5）由于平原微丘区除应满足最小纵坡外，还应满足 最小填土高度要求，保证路基稳定。 （6）对连接段纵坡，纵坡应缓和. （7）在实地调查基础上，公路应充分考虑通道、农田 水利等方面的要求。