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1、第2节纵断面设计（1）基本概念 1）纵断面(vertical)-用一曲面沿道路中线竖直剖切，展开成平面。2）路线纵断面图(vertical profile map)-反映路线在纵断面上的形状、位置及尺寸的图形叫路线纵断面图一 概述 纵坡度表示方法：纵坡度的表示方式不用角度，而用百分数（）道路上的纵坡对汽车行驶不造成困难。路线前进水平距离520520米，克服高差1313米，则纵坡为？%2.5%1.纵坡度（longitudinal gradient）（1）最大纵坡（maximum longitudinal gradient）1）概念道路纵坡设计的极限值，重要指标。其大小将直接影响路线的长短、使用质
2、量、行车安全以及运营成本和工程的经济性。2）制定依据：汽车的动力特性；道路等级（V）；自然条件（地形、气候）；车辆行驶安全；工程、运营经济等因素。规定P93 表4.1、4.2（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）（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
3、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 相对高差200500m 不应大于 5.5 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。2.坡长限制（grade length limitation）坡长指变坡点与变坡点之间的水平长度。（1）最大坡长限制 1)限制理由：2)标准规定 表44和表45。计算法 调查法（2）缓和坡段 当 连 续 陡 坡 长 度 大 于 最 大 坡 长 限 制 的规 定 值 时，应 在 不 大 于 最 大 坡 长 所 规 定 的 长 度 处 设 置纵 坡 不 大 于3 的 坡 段，称 为-缓和坡段。位位置置、大小、
4、长度大小、长度。坡长（3）最小坡长限制1）理由：过短，则变坡点个数增加，行车时颠簸频繁，影响行车平顺性；过短，则不能满足设置最短竖曲线这一几何条件的要求。2）标准规定:表47和表48。以计算行车速度行驶s 的行程作为规定值。2.坡长限制（grade length limitation）（4）组合坡长 当连续陡坡是由几个不同受限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。如三级公路 8%-300m 6%-700m 8%（120）+6%（？m）？=（1-120/300）*700=420 2.坡长限制（grade length limitation）3.合成坡度（resultant gr
5、adient）（1）合成坡度道路在平曲线路段，若纵向有纵坡且横向又有超高时，则最大坡度在纵坡和超高横坡所合成的方向上，这时的最大坡度称为合成坡度。（2）对合成坡度的限制 为了保证路面排水，合成坡度的最小值不宜小于0.5。二 竖曲线设计（1）基本概念 纵 断 面 上 两 相 邻 不 同 坡 度 线 的 交 点 称 为 变 坡 点（grade change point）。SJDSJD 为 保 证 行 车 安 全、舒 适 以 及 视 距 的 需 要，而 在 变 坡处设置的纵向曲线，即为竖曲线（vertical curve）。坡度角=i2-i1 为“+”，凹形竖曲线（concave vertical
6、curve）为“-”，凸形竖曲线（convex vertical curve）1.竖曲线的计算 3.竖曲线设计（1）竖曲线设计的一般要求1）宜 选 用 较 大 的 竖 曲 线 半 径。视 觉 良 好，可 参 照表413。2）同向竖曲线应避免“断背曲线”。3）反 向 曲 线 间，一 般 由 直 坡 段 连 接，也 可 径 相 连接。4）竖曲线设置应满足排水需要。3.竖曲线设计（2）半径的选择1)应符合标准规定。2)在不过分增加土石方工程量的情况下，为使行车舒适，宜采用较大的竖曲线半径。3)按外距控制选择半径：(4-18)4.3 竖曲线设计 3.竖曲线设计4)按切线长度选择半径。(4-19)5)选
7、择竖曲线半径不宜过大，否则将使竖曲线过长而不利于施工和排水。6)夜间行车交通量较大的路段，选择半径时应适当加大。四 平、纵面线形组合设计 1.组合设计（design of fit together）的原则 1)应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。2)平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。3)合成坡度应组合得当，以利于路面排水和行车安全。4)注意与道路周围环境的配合。2.线形（alignment）组合设计要点 2.线形（alignment）组合设计要点（1）平曲线与竖曲线的组合1)平曲线与竖曲线应相互重合，且“平包竖”。2)平曲线与竖曲线大小应保持
8、均衡 R 平：R 竖=1：1020 3)暗、明弯与凸、凹竖曲线4)平、竖曲线应避免的组合（2）平、竖曲线应避免的组合：1）设计车速40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半径平曲线。2）凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合。3）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。4）平面转角小于7的平曲线不宜与坡度角较大的凹形竖曲线组合在一起。5）在完全通视的条件下，应极力避免长上（下）坡路段的平面线形多次转向形成蛇形的组合线形。2.线形（alignment）组合设计要点（3）直线与纵断面的组合 直线上一次变坡是较好的平、纵组合，从美学观点讲以包括一个凸形竖
9、曲线为好，而包括一个凹形线次之。2.线形（alignment）组合设计要点 应避免：1)长直线配长坡。2)直线上短距离内多次变坡。3)直线段内不能插入短的竖曲线。4)在长直线上设置坡陡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。5)直线上的纵断面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形。2.线形（alignment）组合设计要点 长坡配长直线2.线形（alignment）组合设计要点 浪形2.线形（alignment）组合设计要点 长直线内多次变坡2.线形（alignment）组合设计要点 锯齿形路段2.线形（alignment）组合设计要点 暗凹路段2.线形（alignment）组合设计
10、要点 蛇形路线2.线形（alignment）组合设计要点（3）平、纵线形组合与景观的协调配合1)应在道路的规划、选线、设计、施工全过程中重视景观要求。尤其在规划和选线阶段。2)在选定路线时，应充分地利用自然风景，尽量作到路线与大自然融为一体，不产生生硬感和隔断大自然。特别是在长直线路段上，应使驾驶者能看到前方显著的景物。3)对道路本身不能仅把它当作技术对象，还应把它作为景观来看待，修建时要少破坏沿线自然景观，尽量避免高填深挖。2.线形（alignment）组合设计要点 4)横面设计要使边坡造型和绿化与现有景观相适应，弥补填挖对自然景观的破坏。5)应进行综合绿化处理，避免形式和内容上的单一化，应
11、将绿化作为诱导视线、点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。6)应根据技术和景观要求合理选定构造物的造型、色彩，使道路构造物成为对自然景观的补充。2.线形（alignment）组合设计要点 景观路线2.线形（alignment）组合设计要点 景观路线2.线形（alignment）组合设计要点 景观路线2.线形（alignment）组合设计要点 景观路线2.线形（alignment）组合设计要点 景观路线2.线形（alignment）组合设计要点 景观路线2.线形（alignment）组合设计要点 4.6纵断面设计方法与纵断面设计图 2.纵断面设计图（vertical profile map）