2-3道路縱斷面設(shè)計課件

1、市政道路工程 第二版第一篇第一篇 道路線形道路線形第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計第二章第二章 路線平、縱斷面設(shè)計路線平、縱斷面設(shè)計 市政道路工程 第二版2復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)道路平面線形要素緩和曲線的概念帶緩平曲線要素計算超高平曲線相關(guān)規(guī)定曲線半徑、圓曲線長、緩和曲線長曲線加寬道路視距平面圖的繪制市政道路工程 第二版3第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計一、概述道路縱斷面定義沿道路中心線縱向垂直剖切的立面，反映道路沿線起伏變化情況 縱斷圖上的兩條線 原地面線 ：根據(jù)平面圖中道路中樁原地表標(biāo)高而點繪成的一條無規(guī)則折線 設(shè)計線 ：道路設(shè)計標(biāo)高的連線 縱斷面設(shè)計線的組成縱坡豎曲線 市政道路工程 第二版4第三節(jié)第三

2、節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計填挖高度 地面線上各點高程為原地面標(biāo)高，設(shè)計線上各點高程為設(shè)計標(biāo)高，相應(yīng)樁號的兩標(biāo)高之差即為填挖高度 路基設(shè)計標(biāo)高 新建公路：有中央分隔帶的道路指中央分隔帶外側(cè)邊緣標(biāo)高；無中央分隔帶的指未超高加寬前路基邊緣處標(biāo)高改建公路：路中心線處標(biāo)高 城市道路：建成后的路中心線處路面標(biāo)高 計算路基填挖高度時需扣除路面結(jié)構(gòu)層厚度 控制點 影響縱斷面設(shè)計線高低位置的點橋梁標(biāo)高、跨線橋標(biāo)高，相交道路的交叉口標(biāo)高、鐵道道口標(biāo)高，最高地下水位沿街永久性建筑物的地坪標(biāo)高等 縱斷面設(shè)計相關(guān)概念縱斷面設(shè)計相關(guān)概念市政道路工程 第二版5第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計縱斷面的坡度和坡

3、長對汽車行駛的速度、運輸效益、行車安全等方面有很大影響 道路設(shè)計中，對于同一設(shè)計路段，應(yīng)使車輛以同一設(shè)計車速連續(xù)、安全行駛 縱坡設(shè)計應(yīng)使坡度平緩，起伏均勻，使各類車輛應(yīng)在保證行車安全情況下都能接近設(shè)計車速勻速行駛縱坡設(shè)計應(yīng)使縱斷設(shè)計線盡可能接近自然地形，降低工程費用，提高道路使用質(zhì)量 二、縱坡與坡長設(shè)計二、縱坡與坡長設(shè)計 市政道路工程 第二版6第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計7第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計定義縱坡的大小用坡度值來表示，縱坡是兩點間高差h與兩點水平距離L之比的百分數(shù)規(guī)定沿道路前進方向，上坡為正，下坡為負=100% hiL縱坡縱坡 市政道路工程 第二版8第三

4、節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計道路在坡長限制條件下，汽車能保持一定車速安全通過的坡度 相關(guān)規(guī)定最大縱坡最大縱坡 設(shè)計速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789公路的最大縱坡公路的最大縱坡 表表2-50設(shè)計速度（km/h）100806050403020最大縱坡度（%）一般值3455.5678極限值45678城市道路機動車最大縱坡城市道路機動車最大縱坡 表表2-51市政道路工程 第二版9第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計應(yīng)考慮到各種車輛的行駛要求，保證行駛安全對于上坡車輛能保持一定車速，且爬坡不感到困難 對下坡車輛應(yīng)考慮到行駛安全問題 道路等級越高

5、，最大縱坡應(yīng)越小 坡度選取范圍機動車行駛縱坡不宜大于8% 非機動車較多的道路，最大縱坡不得超過3% 道路縱坡設(shè)計也受到地形的制約 縱坡度的大小對道路工程費用大小、道路里程長短都有很大影響 坡度設(shè)計需注意的問題坡度設(shè)計需注意的問題市政道路工程 第二版10第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計折減原因在高海拔地區(qū)，因空氣密度下降而使汽車發(fā)動機的功率、汽車的驅(qū)動力和空氣阻力降低，導(dǎo)致汽車的爬坡能力下降高原縱坡折減值 折減后道路縱坡若小于4%，則仍采用4% 高原縱坡折減高原縱坡折減 市政道路工程 第二版11第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計在設(shè)有超高的平曲線路段，超高橫坡與縱坡組成的合成坡

6、度往往比兩者更大，應(yīng)嚴(yán)格控制合成坡度 一般情況下或積雪嚴(yán)寒地區(qū)合成坡度不應(yīng)大于8%。為保證路面排水，各級公路的最小合成坡度不宜小于0.5% 22yiii合合成坡度合成坡度 公路最大合成坡度值公路最大合成坡度值 表表2-532-53公路等級高速公路、一級公路二、三、四級公路設(shè)計速度（km/h）12010080608060403020合成坡度（%）10.010.010.510.59.09.510.010.010.0城市道路合成坡度值城市道路合成坡度值 表表2-542-54設(shè)計速度（km/h）100，8060，5040，3020合成坡度（%）70707.08.0市政道路工程 第二版12第三節(jié)第三節(jié)

7、道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計設(shè)置的主要目的滿足路面排水需要公路最小縱坡各級公路規(guī)定最小縱坡不得小于0.3%城市道路最小縱坡城市道路規(guī)定最小縱坡不得小于0.3%，困難時不小于0.3%特別情況下如果必須小于0.3%時，應(yīng)設(shè)置鋸齒形街溝或采取其它綜合排水措施最小縱坡最小縱坡 市政道路工程 第二版13第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計為了使汽車在大坡度路段上坡行駛速度不過分降低，行駛時間縮短，也為下坡行車安全考慮 坡長限制坡長限制最大坡長最大坡長公路不同縱坡最大坡長（公路不同縱坡最大坡長（m m） 表表2-2-5555設(shè)計速度（km/h）1201008060403020縱坡坡度（%）39001

8、00011001200-470080090010001100110012005-60070080090090010006-5006007007008007-5005006008-3003004009-20030010-200市政道路工程 第二版14第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計城市道路最大坡長限制城市道路最大坡長限制 設(shè)計速度（km/h）10080605040縱坡（%）4566.5766.576.578最大坡長(m)700600400350300350300250300250200城市道路機動車道最大坡長限制城市道路機動車道最大坡長限制 表表2-56 城市道路非機動車道縱坡最大坡長

9、城市道路非機動車道縱坡最大坡長(m) (m) 表表2-572-57縱 坡（%）3.5302.5最大縱坡長（m）自行車150200300三輪車100150市政道路工程 第二版15第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計某一城市道路計算行車速度為40km/h，第一坡段縱坡度為8%，長度為60m；第二坡段縱坡度為7%，長度為50m；第三坡段縱坡度為6.5%，求其最大長度。 【解】 查城市道路設(shè)計規(guī)范得，縱坡為8%的最大坡長是200m，縱坡為7%的最大坡長是250m，縱坡為6.5%的最大坡長是150m，則： 第一坡段占限制坡長的60/200=0.3 第二坡段占限制坡長的50/250=0.2 則第三坡

10、段占坡長限制值為1-0.3-0.2=0.5 則第三坡段的最大長度為3000.5=150m?！纠?-5】 市政道路工程 第二版16第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計主要目的防止縱斷面設(shè)計出現(xiàn)頻繁起伏、崎嶇不平的現(xiàn)象 計算考慮到地形情況及豎曲線布設(shè)要求，一般縱坡長度最少不應(yīng)該小于9s行程 相關(guān)規(guī)定坡長限制坡長限制最小坡長最小坡長 設(shè)計速度（km/h）1201008060403020最小坡長（m）30025020015012010060 各級公路最小坡長各級公路最小坡長 表表2-58城市道路縱坡坡段最小坡長城市道路縱坡坡段最小坡長 表表2-592-59設(shè)計速度（km/h）100806050

11、403020最小坡長（m）2502001501301108560市政道路工程 第二版17第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計變坡點（轉(zhuǎn)折點） 縱坡設(shè)計線上相鄰兩坡度變化點（相交點）豎曲線 在縱斷變坡點處設(shè)置用以過渡的曲線形式圓弧、二次拋物線和三次拋物線幾種線形為了計算布設(shè)方便一般采用二次拋物線作為豎曲線 分類凸豎曲線、凹豎曲線 三、豎曲線三、豎曲線 市政道路工程 第二版18第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計三個限制因素 按行程時間要求豎曲線的最小長度和半徑 豎曲線最短應(yīng)滿足3s的行程時間 或離心力要求豎曲線的最小長度和最小半徑 或停車視距要求豎曲線的最小長度和最小半徑min3.6

12、1.2VtVLmin3.61.2VtVR2min3.6VL2min3.6VR豎曲線半徑豎曲線半徑市政道路工程 第二版19第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計凹形豎曲線的徑向離心力和行程時間的計算公式與凸形豎曲線完全相同 豎曲線極限半徑的主要控制因素凸形豎曲線 滿足視距要求：凹形豎曲線 徑向離心力產(chǎn)生的沖擊大小：在條件相同處，凸形豎曲線的最小半徑較凹形豎曲線最小半徑大，這是因為凸形豎曲線的視距要求較高所致 凹形豎曲線的視距是以保證夜間行車安全，前燈照明應(yīng)有足夠的距離來確定最小長度和半徑的 2min4TSR2min3.6VR凹形豎曲線和凸形豎曲線半徑比較凹形豎曲線和凸形豎曲線半徑比較 市政道

13、路工程 第二版20第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計選擇原則一般應(yīng)選大于或等于一般最小半徑值在不增加工程量的情況下，盡可能取大些的指標(biāo) 相關(guān)規(guī)定豎曲線一般最小半徑豎曲線一般最小半徑 設(shè)計速度（km/h）1201008060403020凸形豎曲線半徑（m）一般值170001000045002000700400200極限值11000650030001400450250100凹形豎曲線半徑（m）一般值6000450030001500700400200極限值4000300020001000450250100豎曲線長度（m）一般值250210170120906050極限值100857050352

14、520公路豎曲線半徑及其最小長度公路豎曲線半徑及其最小長度 表表2-60市政道路工程 第二版21第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計城市道路豎曲線最小半徑和最小長度城市道路豎曲線最小半徑和最小長度 城市道路豎曲線最小半徑和最小長度城市道路豎曲線最小半徑和最小長度 表表2-612-61設(shè)計速度（km/h）100806050403020凸形豎曲線半徑（m）一般值10000450018001350600400150極限值650030001200900400250100凹形豎曲線半徑（m）一般值4500270015001050700400150極限值30001800100070045025010

15、0豎曲線最小長度（m）一般值210170120100906050極限值85705040352520市政道路工程 第二版22第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計轉(zhuǎn)坡角縱斷面上相鄰兩坡度線相交時的交角，用表示的大小近似等于相鄰兩縱坡的代數(shù)差 凸曲線與凹曲線的判斷為正時，是凸曲線為負時，是凹曲線豎曲線幾何要素計算 12iiLTTEXXYYT1R豎曲線布設(shè)豎曲線布設(shè)市政道路工程 第二版23第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計豎曲線標(biāo)高 起點樁號=變坡號樁號T終點樁號=變坡號樁號T豎曲線標(biāo)高修正值方程豎曲線上設(shè)計標(biāo)高計算 凸曲線設(shè)計標(biāo)高=切線標(biāo)高 凹曲線設(shè)計標(biāo)高=切線標(biāo)高+iy2y 2 ii

16、xRiy豎曲線的標(biāo)高及方程豎曲線的標(biāo)高及方程 市政道路工程 第二版24第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計某山嶺區(qū)二級公路，變坡點樁號為K5+030，高程為427.68，i1=+5%，i2=-4%，豎曲線半徑R=2000m，試計算豎曲線半徑各要素及樁號K5+000和K5+100處的設(shè)計標(biāo)高。【解】（1）計算豎曲線要素 （“+”為凸形豎曲線）。 曲線長： 切線長： 外距： 【例題例題2-6】12=0.05-0.04=0.09ii 2000 0.09=180mLR1809022LT 22902.0322 2000TER市政道路工程 第二版25第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計（2）計

17、算設(shè)計標(biāo)高 豎曲線起點樁號：（K5+030）-90=K4+940 豎曲線起點高程：427.68-900.05=423.18m 豎曲線終點樁號：（K5+030）+90=K5+120 豎曲線終點高程： 427.68-900.04=424.08m a、樁號K5+000處 橫距 x1=（K5+000）-（K4+940）=60m 豎距 該處切線高程：423.18+600.05=426.18m 設(shè)計高程： 426.18-0.9=425.28m【例題例題2-6】2211600.922 2000 xymR市政道路工程 第二版26第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計b、樁號K5+100處 橫距 x2=（K

18、5+120）-（K5+100）=20m 豎距 該處切線高程：424.08+200.04=424.88m 設(shè)計高程： 424.88-0.1=424.78m【例題例題2-6】2222200.122 2000 xymR市政道路工程 第二版27第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計縱坡設(shè)計注意事項縱坡設(shè)計時緩坡宜長，陡坡宜短 縱坡長度不應(yīng)過短 ，避免短距離內(nèi)起伏過頻 沿河布線的路線縱斷面設(shè)計線應(yīng)高出表2-62列頻率水位標(biāo)高0.5m以上 橋上縱坡不宜超過4%，橋頭引道縱坡不宜超過5%，位于市、鎮(zhèn)或交通繁忙路段橋上與橋頭引道縱坡均不得超過3% 縱坡設(shè)計除滿足汽車行駛要求，尚應(yīng)考慮各種車輛及運輸工具爬坡

19、能力，下坡安全方面的要求 盡可能適應(yīng)自然地形爭取填挖平衡，節(jié)省土石方工程量與其他工程量，降低造價 三、縱斷面線形三、縱斷面線形 市政道路工程 第二版28第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計滿足道路與兩側(cè)街坊排水，道路與側(cè)石頂面標(biāo)高低于兩側(cè)街坊或建筑物地平標(biāo)高 設(shè)計線必須滿足城市地下管線的最小覆土深度要求防止損壞地下管線最小覆土深度不小于0.7m 道路縱斷面設(shè)計，協(xié)調(diào)城市立面布置，應(yīng)與相交廣場、道路、出入口等平順銜接 城市道路縱段設(shè)計需注意的問題城市道路縱段設(shè)計需注意的問題公路等級城市道路等級高速公路快速路一級公路主干路二級公路次干路三級公路支路四級公路路基設(shè)計洪水頻率1/1001/100

20、1/501/25按具體情況確定路基設(shè)計洪水頻率路基設(shè)計洪水頻率 表表2-62市政道路工程 第二版29第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計應(yīng)同時使曲線半徑和曲線長度兩方面均符合規(guī)定 對于同向豎曲線，若豎曲線間直線坡段不長時，應(yīng)盡可能取消直坡段合并為單豎曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷臂豎曲線對于反向豎曲線之間必須設(shè)有直坡段，直坡段長度一般不小于按設(shè)計車速3s行程長度，即不短于1.2V豎曲線設(shè)計豎曲線設(shè)計計算行車速度（Km/h）凸形豎曲線半徑（m）凹形豎曲線半徑（m）120200001200010016000100008012000800060900060004030002000從視覺觀點所需的最小

21、豎曲線半徑值從視覺觀點所需的最小豎曲線半徑值 表表2-63市政道路工程 第二版30第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計平曲線（包括圓曲線和緩和曲線）豎曲線兩方面重合，是平、縱線形最好的組合 使平曲線長于豎曲線（將豎曲線包括在內(nèi)）更好 平、縱線形組合平、縱線形組合 市政道路工程 第二版31第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計平、豎曲線重合時，其曲線半徑大小應(yīng)保持均衡，一般平、豎曲線半徑之比為1：101：20 平曲線和豎曲線的均衡平曲線和豎曲線的均衡 市政道路工程 第二版32第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計不得在凸曲線的底部，設(shè)置平曲線的起（終）點 避免在一個平面曲線內(nèi)設(shè)置兩

22、個豎曲線或平面的直線段上包括兩個以上的豎曲線在一個豎曲線內(nèi)也不得包括兩個或兩個以上平曲線 長陡坡下避免設(shè)置小半徑平曲線，也不得將陡坡與小半徑平曲線重合 線形設(shè)計同時應(yīng)根據(jù)地形、地物、地貌等條件選用各線形要素，合理組合 平、縱線形組合注意事項平、縱線形組合注意事項市政道路工程 第二版33第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計填(+)挖(-)高(m)坡長路面設(shè)計標(biāo)高(m)原地面標(biāo)高(m)樁 號坡度路基設(shè)計標(biāo)高(m)=16307.84直線與平曲線R=300M T=43.50M L=86.39M E=3.14M比例尺：縱向：1：100橫向：1：1000交叉口范圍鋼筋砼管涵1000設(shè)計路面線設(shè)計路基

23、線五、縱斷面設(shè)計成果五、縱斷面設(shè)計成果縱斷面設(shè)計圖縱斷面設(shè)計圖 市政道路工程 第二版34第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計準(zhǔn)備工作 縱斷面采用直角坐標(biāo)。橫坐標(biāo)表示水平距離，縱坐標(biāo)表示高程。水平比例尺用1：2000或1：5000，垂直比例尺相應(yīng)地用1：200或1：500 標(biāo)注控制點 標(biāo)高控制點、經(jīng)濟參考點初定設(shè)計線 調(diào)整設(shè)計線 確定設(shè)計線布設(shè)豎曲線，計算設(shè)計標(biāo)高 繪圖 縱斷面設(shè)計圖繪制步驟縱斷面設(shè)計圖繪制步驟 市政道路工程 第二版35第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計標(biāo)高控制點 起點、終點、埡口、洪水位、橋涵標(biāo)高、隧道進出口標(biāo)高、交叉點標(biāo)高、路基最小填土高度等作為控制設(shè)計坡度的依據(jù) 經(jīng)濟參考點 路基橫向填挖平衡、多挖少填（保證路基穩(wěn)定）、全挖方路基（減少防護工程）等以降低工程造價作為縱坡設(shè)計的參考因素 縱斷圖上控制點的種類縱斷圖上控制點的種類市政道路工程 第二版36第三節(jié)第三節(jié) 道路縱斷面設(shè)計道路縱斷面設(shè)計道路平、縱、橫三方面主要