道路工程概論：第三講 豎曲線

1、道 路 工程概論第三講 縱斷面設(shè)計(jì)思考 道路的坡度是否越小越好? 怎樣消除道路上下坡之間的折點(diǎn)？ 為什么有時汽車在上坡時會“開鍋”？ 第一節(jié) 基本概念 路線縱斷面圖、縱斷面設(shè)計(jì)。 第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì) 基本要求、最大縱坡、最小縱坡、合成坡度、坡長限制、緩和坡段、平均縱坡等。 第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì) 豎曲線要素（R、T、L）及計(jì)算、最小半徑、最小坡長、視距、平縱組合。第三講 縱斷面設(shè)計(jì)第一節(jié) 基本概念縱斷面 路線縱斷面圖 反映路線在縱斷面上的形狀、位置及尺寸的圖形。 用一曲面沿道路中線豎直剖切，展開成平面。第一節(jié) 基本概念路基設(shè)計(jì)標(biāo)高設(shè)計(jì)標(biāo)高設(shè)計(jì)標(biāo)高地面線：它是根據(jù)中線上各樁點(diǎn)的高程而點(diǎn)繪的一條不 規(guī)則

2、的折線；設(shè)計(jì)線：路線上各點(diǎn)路基設(shè)計(jì)高程的連續(xù)。地面高程：中線上地面點(diǎn)高程。設(shè)計(jì)高程：一般公路，路基未設(shè)加寬超高前的路肩邊緣 的高程。路基高度：橫斷面上設(shè)計(jì)高程與地面高程之高差。 YourSloganhere123縱 坡 度 坡 長 限 制 合 成 坡 度4 縱坡設(shè)計(jì)一般要求第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)縱坡度縱 坡 度最大縱坡最小縱坡平均縱坡第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)縱坡度 最大縱坡 道路縱坡設(shè)計(jì)的極限值；影響路線的長短、使用質(zhì)量、行車安全以及運(yùn)營成本和工程的經(jīng)濟(jì)性。 依據(jù): 汽車的動力特性； 道路等級（V）； 自然條件（地形、氣候）； 車輛行駛安全； 工程、運(yùn)營經(jīng)濟(jì)等因素。第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)縱坡度第二

3、節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)縱坡度 最小縱坡（不小于0.3%）長路塹路段橫向排水不暢路段否則： 設(shè)路邊溝縱向排水 城市道路設(shè)鋸齒型街溝第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)縱坡度 平均縱坡 二、三、四級公路越嶺線的平均縱坡： 相對高差200500m ，不應(yīng)大于 5.5 相對高差 500m ， 不應(yīng)大于 5 注意： 任何相連3km路段的平均縱不應(yīng)大于5.5。 指一定路線長度范圍內(nèi)，路線兩端點(diǎn)的高差與路線長度的比值。避免長大縱坡第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)坡長限制 最大坡長 限制理由 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 當(dāng)連續(xù)陡坡長度大于最大坡長限制的規(guī)定值時，應(yīng)在不大于最大坡長所規(guī)定的長度處設(shè)置縱坡不大于3的坡段，稱為緩和坡段。 位置、大小、長度坡長 變坡點(diǎn)與變坡點(diǎn)之間

4、的水平長度。坡長第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)坡長限制 最小坡長 限制理由 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 以計(jì)算行車速度915s行程作為規(guī)定 兩相鄰變坡點(diǎn)之間的最小長度。變坡點(diǎn)個數(shù)增加，行車時顛簸頻繁。不能滿足最短豎曲線幾何條件要求。第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)坡長限制16設(shè)計(jì)車速（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789合成坡度（%）101010.5（9）10.5（9.5）101010最小坡長（m）30025020015012010060第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)坡長限制 合成坡度 最小合成坡度限制 最大合成坡度限制 道路在平曲線路段，若縱向有縱坡且橫向又有超高時，則最大坡度在縱坡和超高橫坡所合成的方向上，這時的最大

5、坡度稱為合成坡度。 不宜小于0.5%第二節(jié) 縱坡設(shè)計(jì)坡長限制18設(shè)計(jì)車速（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789合成坡度（%）101010.5（9）10.5（9.5）101010最小坡長（m）30025020015012010060第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì) YourSloganhere123 基 本 概 念 豎 曲 線 計(jì) 算 豎曲線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)4 豎 曲 線 設(shè) 計(jì)第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)基本概念 變坡點(diǎn) 豎曲線 坡度角 =i2-i1 為“+”，凹形豎曲線；為“-”， 凸形豎曲線 兩相鄰不同坡度線的交點(diǎn)。為保證行車安全、舒適以及視距的需要，而在變坡處設(shè)置的縱向曲線。第三節(jié) 豎

6、曲線設(shè)計(jì)基本概念 豎曲線的作用緩沖作用：以平緩曲線取代折線可消除汽車在變坡點(diǎn)的突變。保證公路縱向的行車視距： 凸形：縱坡變化大時，盲區(qū)較大。 凹形：下穿式立體交叉的下線。 豎曲線的線形 采用二次拋物線作為豎曲線的線形。第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)計(jì)算 豎曲線的幾何要素任意點(diǎn)縱距豎曲線上任意點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算曲線長：切線長：外距：坡差：第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)計(jì)算示例例4-1：某山嶺區(qū)一般二級公路，變坡點(diǎn)樁號為k5+030.000，高程H1=427.680m，i1=+5%，i2=-4%，豎曲線半徑 R=2000m。試計(jì)算豎曲線諸要素以及樁號為k5+000.000和k5+100.000處的設(shè)計(jì)高程。 解：1）計(jì)算豎曲

7、線要素 坡差： = i2-i1= -4%-5%=-9%（凸形豎曲線） 曲線長：L = R = 2000*9% =180m 切線長：T=L/2=90m 外距：E=T2/2R=2.025m豎曲線起點(diǎn)：QD =（k5+030.000）- 90=k4+970.000豎曲線終點(diǎn)：ZD = （ k5+030.000 ）+ 90= k5+120.000第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)計(jì)算示例 解：2）計(jì)算設(shè)計(jì)高程 k5+000.000 橫距 x1= k5+000.000-QD = 60.000m 豎距 y1= x12/2R= 0.900m 切線高程 HT = H1 - i1 = 427.680 - 0.05(5030.0

8、00 - 5000.000) = 426.180m 設(shè)計(jì)高程 HS = HT - y1 = 426.180 - 0.900=425.280m 同理計(jì)算： k5+100.000 第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合 適用范圍當(dāng)設(shè)計(jì)速度大于或等于60km/h時，必須注重平、縱的合理組合；當(dāng)設(shè)計(jì)速度小于或等于40km/h時，在條件允許情況下力求做到各種線于要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利組合。第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合組合設(shè)計(jì)原則應(yīng)在視覺上能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。向左？向右？第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合 組合設(shè)計(jì)原則注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡,使線形在視覺上、心理上保持協(xié)調(diào)

9、。直線路段，從2%下坡到3%上坡，豎曲線半徑4200m直線路段，從2%下坡到3%上坡，豎曲線半徑18000m第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合 組合設(shè)計(jì)原則選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，利于路面排水和行車安全。?yīng)注意線形與自然環(huán)境和景觀的配合與協(xié)調(diào)。第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合 平、縱線形組合的基本要求平曲線與豎曲線組合 “平包豎”原則第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合平、縱線形組合的基本要求平曲線與豎曲線組合 “均衡”原則 豎曲線為平曲線半徑的10-20倍。第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合平、縱線形組合的基本要求 平曲線與豎曲線組合 注意“合成坡度” 合成坡度不小于0.5%。第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平

10、縱組合平、縱線形組合中應(yīng)避免的組合豎曲線的頂、底部插入小半徑平曲線避免將小半徑的平曲線起終點(diǎn)設(shè)在豎曲線的頂部或底部第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合平、縱線形組合中應(yīng)避免的組合a）凸形豎曲線位于平曲線起點(diǎn)b）凹形豎曲線位于平曲線起點(diǎn)第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合平、縱線形組合中應(yīng)避免的組合避免長直線上設(shè)置陡坡或長度短、半徑小的豎曲線第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合平、縱線形組合中應(yīng)避免的組合避免暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合平、縱線形組合中應(yīng)避免的組合避免暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形暗 凹第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合平、縱線形組合中應(yīng)避免的組合避免暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形暗 凹第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合平、縱線形組合中應(yīng)避免的組合避免長直線上短距離多次邊坡第三節(jié) 豎曲線設(shè)計(jì)平縱組合 平、縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合 盡量