縱斷面設(shè)計-于小娟

1、第五章第五章 城市道路平面與縱斷面設(shè)計城市道路平面與縱斷面設(shè)計上一頁下一頁退出5-1 5-1 城市道路縱斷面設(shè)計城市道路縱斷面設(shè)計一、設(shè)計原則一、設(shè)計原則返回上一頁下一頁退出一、設(shè)計原則一、設(shè)計原則返回上一頁下一頁退出一、設(shè)計原則一、設(shè)計原則返回上一頁下一頁退出一、設(shè)計原則一、設(shè)計原則返回上一頁下一頁退出返回上一頁下一頁退出一、設(shè)計原則一、設(shè)計原則返回上一頁下一頁退出一、設(shè)計原則一、設(shè)計原則二、設(shè)計內(nèi)容二、設(shè)計內(nèi)容 返回上一頁下一頁退出二、設(shè)計內(nèi)容二、設(shè)計內(nèi)容返回上一頁下一頁退出二、設(shè)計內(nèi)容二、設(shè)計內(nèi)容返回上一頁下一頁退出二、設(shè)計內(nèi)容二、設(shè)計內(nèi)容返回上一頁下一頁退出三、縱斷面設(shè)計要點三、縱斷面

2、設(shè)計要點 三、縱斷面設(shè)計要點三、縱斷面設(shè)計要點 三、縱斷面設(shè)計要點三、縱斷面設(shè)計要點 n 5-1 5-1 城市道路縱斷面設(shè)計城市道路縱斷面設(shè)計四、縱斷面設(shè)計方法步驟及注意問題四、縱斷面設(shè)計方法步驟及注意問題四、縱斷面設(shè)計方法步驟及注意問題四、縱斷面設(shè)計方法步驟及注意問題JD5 R= Ls=JD6 R= Ls=JD5 R= Ls=四、縱斷面設(shè)計方法步驟及注意問題四、縱斷面設(shè)計方法步驟及注意問題JD5 R= Ls=JD6 R= Ls=JD5 R= Ls=n 2標(biāo)注高程控制點標(biāo)注高程控制點JD5 R= Ls=JD6 R= Ls=JD5 R= Ls=3試坡：試坡：JD5 R= Ls=JD6 R= Ls

3、=JD5 R= Ls=4調(diào)整：調(diào)整：按平縱配合要求及按平縱配合要求及標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況進行執(zhí)行情況進行 檢查調(diào)整。檢查調(diào)整。 5核對：核對：典型橫斷面核對。典型橫斷面核對。6定坡：定坡：確定變坡點位置及變坡點高程或縱坡度。確定變坡點位置及變坡點高程或縱坡度。 JD5 R= Ls=JD6 R= Ls=JD5 R= Ls=JD5 R= Ls=JD6 R= Ls=JD5 R= Ls=R= T= E =R= T= E =R= T= E =7. 豎曲線設(shè)計：豎曲線設(shè)計：確定半徑、計算豎曲線要素確定半徑、計算豎曲線要素8. 設(shè)計高程計算：設(shè)計高程計算： 從起點由縱坡度連續(xù)推算變坡點設(shè)計高程；從起點由縱坡度連

4、續(xù)推算變坡點設(shè)計高程； 逐樁計算設(shè)計高程。逐樁計算設(shè)計高程。5-1 5-1 城市道路縱斷面設(shè)計城市道路縱斷面設(shè)計五、縱斷面圖的繪制五、縱斷面圖的繪制比例尺：比例尺： 橫坐標(biāo)采用橫坐標(biāo)采用1:20001:2000（城市道路采用（城市道路采用1:5001:5001:10001:1000） 縱坐標(biāo)采用縱坐標(biāo)采用1:2001:200（城市道路為（城市道路為1:501:501:1001:100）。）。五、縱斷面圖的繪制五、縱斷面圖的繪制縱斷面圖組成：縱斷面圖組成：五、縱斷面圖的繪制五、縱斷面圖的繪制縱斷面圖組成：縱斷面圖組成：六、城市道路縱斷面設(shè)計要求六、城市道路縱斷面設(shè)計要求六、城市道路縱斷面設(shè)計要求

5、六、城市道路縱斷面設(shè)計要求六、城市道路縱斷面設(shè)計要求六、城市道路縱斷面設(shè)計要求六、城市道路縱斷面設(shè)計要求六、城市道路縱斷面設(shè)計要求七、鋸齒形街溝設(shè)計七、鋸齒形街溝設(shè)計七、鋸齒形街溝設(shè)計七、鋸齒形街溝設(shè)計liiiix211iilx1nm)nm()(1221iiiiiil2nmiix返回上一頁下一頁退出返回上一頁下一頁退出返回上一頁下一頁退出返回上一頁下一頁退出返回上一頁下一頁退出0i返回上一頁下一頁退出解: 由于i=0，可設(shè)溝底坡 。由公式 得：再由公式 得 符合排水要求21ii liiiix211mliiilxiiii20210111211iilx1nm11 . 020. 04020i005.

6、 020401 . 02 . 01i返回上一頁下一頁退出八、路基土石方數(shù)量計算及調(diào)配八、路基土石方數(shù)量計算及調(diào)配 八、路基土石方數(shù)量計算及調(diào)配八、路基土石方數(shù)量計算及調(diào)配niiiiihbFFhbF1niiiiiyxyxF11121LFFV2121)( ,1131122121FFFFmmmLFFV6-2 道路平面設(shè)計一、平面設(shè)計原則及主要內(nèi)容（一）平面設(shè)計的原則1道路平面位置應(yīng)按城市總體規(guī)劃道路網(wǎng)布設(shè)，即平面設(shè)計應(yīng)遵循城市道路網(wǎng)規(guī)劃。2道路平面線形設(shè)計應(yīng)與地形、地質(zhì)、水文等結(jié)合起來，并應(yīng)符合各類各級道路的技術(shù)指標(biāo)。3道路平面設(shè)計應(yīng)處理好直線與平曲線的銜接，合理地設(shè)置緩和曲線、超高、加寬等，合理地

7、確定行車視距并予以適當(dāng)?shù)谋ＷC措施。4應(yīng)根據(jù)道路類別、等級，合理地設(shè)置交叉口、沿線建筑物出入口、停車場出入口、分隔帶斷口、公共交通?？空疚恢玫?。5平面線形標(biāo)準(zhǔn)需分期實施時，應(yīng)滿足近期使用要求，兼顧遠期發(fā)展，使遠期工盡可以減少對前期工程的廢棄。返回上一頁下一頁退出（二）平面設(shè)計的主要內(nèi)容1平面線形設(shè)計，包括直線、圓曲線、緩和曲線各自的設(shè)計及其組合設(shè)計，同時要考慮行車視距問題。2彎道部分的特別設(shè)計，如彎道加寬、彎道超高等。3沿線橋梁、隧道、道口、平面交叉口、廣場和停車場等的平面布設(shè)，還有分隔帶以及其斷口的平面布置、路側(cè)帶緣石斷口的平面布置。4道路照明及道路綠化的平面布置。二、平面線形設(shè)計平面線形是指

8、道路中心線在平面上的投影線形，一般由直線和平面曲線（簡稱平曲線）組成。（一）直線 直線在城市道路平面線形中用得最多，也最簡單。直線設(shè)計應(yīng)注意兩個問題：一個是一次直線長度不能太短，如在兩個鄰近的的圓曲線之間的直線，就存在這樣的問題；另一個是一次直線不能太長，這主要是指車速較高的快速路上，因為長直線容易引起駕駛員的疲勞。返回上一頁下一頁退出 當(dāng)設(shè)計車速V60km/h時，直線長度宜滿足下列要求：1同向曲線間的最小直線長度（m）宜大于或等于設(shè)計車速(km/h)數(shù)值的6倍；2反向曲線間的最小直線長度（m）宜大于或等于設(shè)計車速(km/h)數(shù)值的2倍； 當(dāng)設(shè)計車速小于60km/h，地形條件困難時，直線長度可

9、不受上述限制，但應(yīng)滿足設(shè)置緩和曲線的需要。 關(guān)于一次直線最大長度還沒有統(tǒng)一的認識，國外有資料表明，直線最大長度以小于180秒（即3分鐘）行程為限比較理想。另外，在長直線段還應(yīng)通過變化周圍環(huán)境，設(shè)置縱坡和豎曲線等措施來改善行車視覺效果，使駕駛?cè)藛T不致很快疲勞。（二）圓曲線主要內(nèi)容是合理確定曲線半徑和曲線長度。1圓曲線上車輛的受力特性RgGF2返回上一頁下一頁退出式中： F離力力（N）； G汽車的重量（N）； v汽車行駛速度（m/s）； R圓曲線半徑（m）； g重力加速度（9.81m/s2） 將離心力與汽車重力分解為平行于路面的橫向力（X）和垂直于路面的豎向力（Y），得：是路面的超高橫坡度，于是a

10、GaFYaGaFXcossinsincosyi)(22yyyigRGGiRgGGiFX返回上一頁下一頁退出yigR2 將車速化為V(km/h)： yiRV1272式中：V車輛行駛速度（km/h）； R道路圓曲線半徑（m）； 彎道超高橫坡度。yi 值愈大，汽車在圓曲線路上的穩(wěn)定性愈差，反之，穩(wěn)定性愈好。2圓曲線半徑的確定 為保證汽車在彎道上行車的安全和舒適，在確定圓曲線半徑時，必須控制橫力系數(shù) 的大小，同時適當(dāng)設(shè)置圓曲線超高 。圓曲線最小半徑的計算式可由公式（5-2）變換得來： yi返回上一頁下一頁退出)(1272yiVR當(dāng)?shù)某虮诚驁A心方向時為負值。yi1） 值的確定0在干燥狀態(tài)的路面上， =

11、0.40.8，潮濕的瀝青類路面上高速行駛時， =0.250.40，路面積積雪結(jié)冰時，降至0.2以下。 OO2） 值的確定yi0yi 城市道路設(shè)計規(guī)范規(guī)定的最大超高橫坡度為2%6%，詳見表5-4。 返回上一頁下一頁退出3）圓曲線最小半徑的計算 彎道上道路橫斷面的形式有兩種：1.是設(shè)超高，超高傾向圓曲線圓心，這時，車行道頂面為單向坡面；2.是與直線路段一樣，做成路拱狀雙向坡面。 3圓曲線長度的確定對于直線與圓曲線直接切向連接的平面線形來說，圓曲線起著改變行車方向，緩和折線突變的作用，因此其長度不得太短。參照國外和國內(nèi)的經(jīng)驗，圓曲線最小長度為車輛在設(shè)計車速狀態(tài)下的3S行程。（三）緩和曲線設(shè)計的緩和曲

12、線必須是：（1）有足夠的長度； （2）有合理的曲線形式。1緩和曲線的長度 確定緩和曲線的長度一般從以下幾方面去考慮：返回上一頁下一頁退出1）曲率逐漸變化，乘客感覺舒適 tRas/2由于 ， ，故：由上述公式，可以推出緩和曲線的長度公式之一：sLt 6 . 3VssssRLVRLVRLa333302143. 06 . 3RaVLss302143. 0我國城市道路設(shè)計時， 仍采用0.6，代入公式（5-8）有：sa)(0357. 06 . 002143. 033mRVRVLs返回上一頁下一頁退出2）行車時間不宜太短 3）超高的過渡宜平穩(wěn) 關(guān)于緩和曲線長度的確定，理論上應(yīng)該兼顧上述三方面因素的要求。城

13、市道路緩和曲線最小長度的計算詳見表5-6。2緩和曲線的形式1）緩和曲線的一般方程)(6 . 3mtVLsAkrA 前輪轉(zhuǎn)角，以弧度計；A汽車前后軸的距離(m)；r汽車重心軌跡的曲率半徑(m)；k汽車重心軌跡的曲率， （1/m）。rk1返回上一頁下一頁退出sincosdsdydsdxdrds2）回旋線的直角坐標(biāo)方式 回旋線為曲率半徑隨曲線長度增加而減小的曲線，其直角坐標(biāo)表達式推導(dǎo)過程如下（圖5-3）： 由圖可知，回旋線微分參數(shù)方程為：將式 代入 得： 即crs drdsdscdscdsds 3）回旋線參數(shù)c的確定 回旋線是緩和曲線的常用形式。所有的回旋線在幾何上都是相似的，參數(shù)c可以認為是回旋線

14、長度的放大倍率，當(dāng)R一定時，c愈大，則曲線愈長，彎曲度愈緩。C值的大小，直接關(guān)系到回旋線的實用效果，因此，應(yīng)根據(jù)下述幾個方面因素綜合考慮最后加以確定。 返回上一頁下一頁退出1.應(yīng)考慮曲線上離心加速度的變化率 ；2.需考慮緩和曲線的視覺交果； 3.不設(shè)緩和曲線的圓曲線半徑 。（四）行車視距 所謂行車視距是指從駕駛員視線高度（1.11.2m），能見到汽車前方車道上高度為10cm的物體頂點的距離內(nèi)，沿行車道中心線量得的長度，計算位常用米（m）。1. 停車視距S停 汽車在道路上行駛時，司機從發(fā)現(xiàn)前方障礙物，緊急制動到與障礙物保持一定安全間距，整個過程所需要的最短行車距離停車視距S停。 停車視距大致可分

15、為三個部分參見圖（5-5）圖圖5-5 停車視距停車視距 S停=S1+S2+ （m）S返回上一頁下一頁退出SisVVS)(25432停2會車視距 當(dāng)車輛汽車在同一條行車道上相對行駛，發(fā)現(xiàn)時來不及或無法錯車，只能雙方采取制動措施，使車輛在未相撞之前安全停車的最短距離稱為會車視距。 會車視距也由三部分組成（圖5-6）：（1）雙方司機反應(yīng)時間所行駛的距離；（2）雙方汽車的制動滑行距離；（3）安全距離。圖圖5-6 會車距離會車距離返回上一頁下一頁退出3超車視距 全超車視距= 最小坡車視距=4321SSSS43232SSS圖圖5-7 超車視距超車視距（1）加速行駛距離21101216 . 3attVS1S

16、返回上一頁下一頁退出（2）超車汽車在對向車道上行駛的距離 ： （m）（3）超車完成時，超車汽車對向汽車之間的距離S3 S3=1560 （m）（4）超車汽車從開始加速到超車完成，對向汽車的行駛距離S4 S4可以近似取2/3S2 ，因為超汽車在對向車道上加速追上被超汽車后，一旦發(fā)現(xiàn)對向有來車且距離不足以實現(xiàn)超車時，可以減速退回原來的車道上。4視距的保證 道路上視距可能不足的情況有兩類： 一是平面曲線路段，即彎道內(nèi)側(cè)由于路側(cè)的樹木、建筑物、路暫邊坡等的遮擋而引起的；二是縱向上坡接下坡的上坡路段或有立交橋（隧道）的路段上因視線受阻而產(chǎn)生的。2S226 . 3tVS返回上一頁下一頁退出圖圖5-8 彎道平

17、面視距離障礙的清除彎道平面視距離障礙的清除 （1）最大橫凈距的計算（2）視距包絡(luò)線或視距曲線的繪制1.將彎道平面圖以1：5001：200的比例尺展繪在圖紙上，標(biāo)出內(nèi)側(cè)車道的中心線如圖5-9中的虛線。2.從直線路段開始，在虛線上隔適當(dāng)?shù)木嚯x，量一個視距S，并標(biāo)上首尾點，如圖5-9的11，22，33，1010。間隔的距離視曲線半徑大小和曲線長而定，通常能將半個曲線分10等分也就行了。3.將上面標(biāo)準(zhǔn)的視距長度線的首尾點連以直線（表示司機的視線）。4.作直線族的內(nèi)切包絡(luò)線，該線即為視距曲線。返回上一頁下一頁退出（五）平曲線的計算（五）平曲線的計算 城市道路上的平曲線主要是單圓曲線和帶緩和曲線的圓曲線兩

18、種。下面就分別介紹這兩種曲線的計算問題。1單圓曲線（1）曲線要素計算（已知曲線半徑R和曲線轉(zhuǎn)角a） 圓曲線長 180aRL切線長 外距 超距 )(2maRtgT )(12(secmaRE)(2mLTD返回上一頁下一頁退出（六）平曲線最小長度 平曲線包括圓曲線和緩和曲線。1平曲線最小長度2圓曲線最小長度 對于不設(shè)緩和曲線的圓曲線，其最小長度也不宜太短，根據(jù)國內(nèi)外資料表明，宜保證3s行程，否則駕駛操作不便，乘客感覺極不舒適。規(guī)范值是探險3s行程來確定，詳見表5-9。3小轉(zhuǎn)角平曲線小最長度 道路設(shè)計時，在地形條件許可的情況下，路線的轉(zhuǎn)角爭取用得小一些，以便達到路線順直的目的，但轉(zhuǎn)角太小也有問題。各國基本上認為轉(zhuǎn)角小于7時，容易引起駕駛員的錯覺，把曲線長度誤認為又紅又比實際的短，這對于車輛行駛安全顯然是不利的，而且這種現(xiàn)象轉(zhuǎn)角越小越明顯。所以，轉(zhuǎn)角越小越要插入長一些的曲線，使其產(chǎn)生道路在順適轉(zhuǎn)變的感覺。小轉(zhuǎn)角曲線的最小長度與轉(zhuǎn)角a成反比，規(guī)范值詳見表5-10。當(dāng)路線轉(zhuǎn)角2時，采用2計算其長度，以避免曲線過長而產(chǎn)生負面效果。 返回上一頁下一頁退出三、彎道特殊設(shè)計設(shè)計（一）彎道超高設(shè)計1超高緩和段的長度2.超高緩和段縱向過渡形式返回上一頁下一頁退出（二）彎道加寬設(shè)計1雙車道路面加寬值的計算 汽車在彎道上行駛時，其車體（車廂）實際上與道路軸線成一定夾角，故