道路线形设计

第四章道路线形设计第四节道路纵断面线形docin/sundae_meng本节重点：1名词：地面线、纵断面设计线、原地面标高、设计标高、填挖高度2纵坡线设计应控制的指标：最大纵坡、最小纵坡、坡长限制与最小坡长、合成坡度等。3竖曲线半径及长度的选取。4竖曲线要素计算及设计高程计算。docin/sundae_meng道路纵断面设计的任务——合理确定沿线纵坡大小及坡段长度以及变坡点的位置；选定满足行车技术要求的竖曲线；计算各桩点的高程；确定桥涵构筑物的标高等。第四节道路纵断面线形道路纵断面——沿道路中心线做竖向剖切，然后再将剖切面展开成平面，便得到道路纵断面。道路纵断面反映道路竖向的走向、高程、纵坡的大小，即道路的起伏状况。docin/sundae_mengdocin/sundae_mengdocin/sundae_meng地面线：根据各中桩地面高程而点绘成的一条不规则的折线。它反映了原地面的起伏情况；设计线：它是根据设计计算后确定出来的一条形状规则的几何线形。它反映了道路的起伏和高程，由直线和竖曲线构成。常用名词：docin/sundae_meng纵断面设计线是由直线和竖曲线两种线形要素所组成。直线（即均坡度线）有上坡和下坡，是用水平长度及纵坡度表示的。纵坡度表征匀坡路段坡度的大小，用高差与水平长度之比量度，即(%)lhidocin/sundae_meng地面高程：中桩所在地面点的高程；设计高程：设计线的高程；填挖高度：同一桩号处设计高程与地面高程之差，填、挖应分开填写；路基高度：路基边缘高程与地面高程的高差。docin/sundae_meng第一，对路基设计标高的规定在具体设计纵坡时，需了解一些基础知识。对城市道路而言，路基设计标高一般是指车行道中心。对于改建公路，一般按新建公路的规定办理，也可以采用中央分隔带中线或行车道中线标高。二、三、四级公路采用路基边缘标高，在设置超高和加宽路段则是指在设置超高加宽之前该处标高；对于新建公路，高速公路和一级公路采用中央分隔带外侧边缘的路基标高；docin/sundae_meng第二，几个关键坡度。对于小于３％的纵坡，可以不作特殊考虑，只是为了排水的需要（公路边沟的沟底纵坡与路线纵坡一般是相同的），一般要有一个不小于最小纵坡的坡度。如果排水上无困难，可以用平坡。一般认为道路上３％的纵坡对汽车行驶不造成困难，即上坡时不必换档，下坡时不必刹车。但是采用了大于５％的纵坡时，必须慎重考虑，因为纵坡太大，上坡时汽车的燃料消耗过大，而下坡时又必须用刹车，重车或有拖挂车的车辆都易出事故，对运输经济与安全极为不利。docin/sundae_meng各种机动车辆的动力性能非机动车行驶的要求道路等级自然条件沿街建筑物与地下管线一、最大纵坡影响因素：docin/sundae_meng公路与城市道路最大纵坡限值：docin/sundae_meng高原纵坡折减为什么折减？如何折减？docin/sundae_meng二、最小纵坡原因：数值：0.3%docin/sundae_meng三、陡坡坡长限制与坡段最小长度最大坡长限制最小坡长限制缓和坡段——限制陡坡坡长——任何坡度——超过限制坡长后接缓和坡段，坡度不大于3%。坡长：指变坡点与变坡点之间的水平长度。坡长的概念docin/sundae_meng各级公路最大坡长限制docin/sundae_meng城市道路机动车道坡长限制docin/sundae_meng城市道路非机动车道坡长限制docin/sundae_meng四、合成坡度合成坡度：设有超高的平曲线上路线纵坡与超高横坡所组成的坡度。22纵超合iii公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设计速度（km/h）1201008010080608060403020合成坡度值（%）10.010.010.510.010.010.59.09.510.010.010.0公路最大合成坡度注：为保证路面排水，合成坡度的最小值不宜小于0.5％。docin/sundae_meng当陡坡与小半径圆曲线相重叠时，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%。•冬季路面有积雪、结冰的地区；•自然横坡度较陡峻的傍山路段；•非汽车交通量较大的路段。docin/sundae_meng五、竖曲线变坡点——相邻两条坡度线的交点。变坡角——相邻两条坡度线的坡角差，通常用坡度值之差代替，用ω表示，即。竖曲线——纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，用一段曲线来缓和，称为竖曲线。21ii021ii021ii凸形竖曲线凹形竖曲线docin/sundae_meng竖曲线的作用：缓冲作用：以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的突变。保证公路纵向的行车视距。竖曲线的线形：《规范》规定采用二次抛物线作为竖曲线的线形。抛物线的纵轴保持直立，且与两相邻纵坡线相切。docin/sundae_meng（一）凸形竖曲线最小半径保证行车视距缓和离心力的影响docin/sundae_meng（二）凹形竖曲线最小半径保证净空有障碍时的行车视距保证夜间行车视距缓和离心力影响docin/sundae_mengdocin/sundae_meng（三）竖曲线的连接α1α2ωi1i2i3相邻竖曲线很近时，可使其直接连接。一般情况下，要保留一段直坡段，其坡长以不小于汽车行驶3s的距离为宜。即m83.036.3VVLdocin/sundae_meng（四）竖曲线最小长度按计算车速3s的运行距离计算，即m83.036.3VVLdocin/sundae_meng（五）竖曲线要素计算i2AB21iiRRL2122iiRLTRTE22docin/sundae_meng竖曲线上的设计高程计算凹形竖曲线：凸形竖曲线：设计标高=未设竖曲线时的设计标高-y设计标高=未设竖曲线时的设计标高+yRxy22纵距docin/sundae_meng[例]：某山岭区一般二级公路，变坡点桩号为k5+030.00，高程H1=427.68m，i1=+5%，i2=-4%，竖曲线半径R=2000m。试计算竖曲线诸要素以及桩号为K5+000.00和K5+100.00处的设计高程。解：1．计算竖曲线要素切线长m9021802LT外距m03.22000290222RTE0%9%)4(%521ii曲线长L=Rω=2000×0.09=180m为凸形。docin/sundae_meng2．计算起终点桩号竖曲线起点QD＝（K5+030.00）-90=K4+940.00竖曲线终点ZD＝（K5+030.00）+90=K5+120.003．计算设计高程K5+000.00(A点)位于上半支m60494050001xm9.0200026022211RxyQDyZDA5%4%k5+030.00H1=427.68mxdocin/sundae_mengQDyZDA5%4%K5+030.00H1=427.68mxA点切线高程：m18.426%5)50305000(68.427'AHA点设计高程：m28.4259.018.42618.426yHAK4+940.00K5+120.00docin/sundae_mengQDyZDA5%4%k5+030.00H1=427.68mxBK5+100.00(B点)在曲线后半支m160494051002xm4.62000216022222RxyB点切线高程：m18.431%5)50305100(68.427'BHB点设计高程：m78.4244.618.43118.431yHBK4+940.00K5+120.00x2y2docin/sundae_meng第五节城市道路的锯齿形街沟什么是街沟？什么是锯齿形街沟？为什么做锯齿形？什么情况下做？docin/sundae_meng已知：雨水口、分水处的侧石高度，雨水井的间距，道路中线纵坡。求：设计纵坡及分水点位置（、、。）锯齿形街沟的计算1i2il中imnxdocin/sundae_meng锯齿形街沟的计算mxlinxli）（中])([1mxinxi2中左侧：右侧：docin/sundae_meng中中iinmxiiliix2211)(中iinmxl1或锯齿形街沟的计算解得：docin/sundae_meng例题：已知雨水进水口间距为40m，，m=0.18m，n=0.12m，求街沟纵坡及分水点距离。0中i解：m202)0()(111211liiliiiliix中中iinmx2由得%3.040)12.018.0(2)(221lnmii假定21iidocin/sundae_meng作业：1名词解释：地面线、纵断面设计线、原地面标高、设计标高、填挖高度2在纵坡线设计时应控制哪些指标？为什么？3对竖曲线半径及长度的取值有什么规定？4竖曲线要素计算及设计高程计算。docin/sundae_meng