道路勘测设计课件3

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1、 3 道路纵断面设计道路勘测设计内容提要能力要求 本章主要内容包括纵断面设计概述、纵坡及坡长设计、竖曲线设计、纵断面设计方法与纵断面图及道路平、纵线形组合设计等内容。教学重点为纵坡及坡长设计；竖曲线设计；道路平、纵线形组合设计。教学难点为竖曲线最小半径的确定。 通过本章的学习，学生应了解纵断面设计的一般要求，熟悉纵断面设计各项指标的规定及道路平、纵线形组合设计的要求，掌握纵断面设计方法及步骤。第三章道路纵断面设计3.1 概述3.2 纵坡及坡长3.3 竖曲线3.4 爬坡车道3.5 纵断面设计方法及纵断面图3.6 平、纵线形组合设计n纵断面设计：纵断面设计：研究路线线位高度及坡度变化情况研究路线线

2、位高度及坡度变化情况的过程。纵断面线形应根据道路的性质、任务、等的过程。纵断面线形应根据道路的性质、任务、等级、地物、地质、水文等因素，考虑路基稳定能够、级、地物、地质、水文等因素，考虑路基稳定能够、排水及工程量等的要求，对纵坡的大小、长短、前排水及工程量等的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线形的组后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行组合设计。合关系等进行组合设计。n任务：任务：研究纵断面线形的几何构成及其大小与长研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。度。n依据：依据：汽车的动力特性、道路等级、当地的自然汽车的动力特性、道路等级、当地的自然

3、地理条件以及工程经济性等。地理条件以及工程经济性等。3.1 概述n地面线：地面线：它是根据中线上各桩点的高程而点绘的它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线；一条不规则的折线；n设计线：设计线：路线上各点路基设计高程的连续。路线上各点路基设计高程的连续。3.1 概述n地面标高：地面标高：道路中线上地面点标高。道路中线上地面点标高。n路基设计标高：路基设计标高：n（1）新建公路：）新建公路：高速公路、一级公路，一般为分高速公路、一级公路，一般为分隔带外边缘。二、三、四级公路，路基未设加宽超隔带外边缘。二、三、四级公路，路基未设加宽超高前的路肩边缘的高程。高前的路肩边缘的高程。n（2）改

4、建公路：）改建公路：一般按新建公路办理，也可根据一般按新建公路办理，也可根据具体情况而采用中央分隔带中线或行车道中线标高。具体情况而采用中央分隔带中线或行车道中线标高。 n（3）城市道路：）城市道路：一般为行车道中线或中央分隔带一般为行车道中线或中央分隔带中线标高。中线标高。n施工高度：施工高度：横断面上设计高程与地面高程之高差。横断面上设计高程与地面高程之高差。n路堤：路堤：设计标高大于地面标高。设计标高大于地面标高。n路堑：路堑：设计标高小于地面标高。设计标高小于地面标高。3.1 概述定义：定义：是指在纵断面设计时各级道路允许使是指在纵断面设计时各级道路允许使 用的最大坡度值。用的最大坡度

5、值。影响因素：影响因素： 汽车的动力特性：爬坡能力。汽车的动力特性：爬坡能力。 道路等级：道路等级：自然条件：海拔高程、气候（积雪寒冷等）。自然条件：海拔高程、气候（积雪寒冷等）。车辆安全行驶车辆安全行驶工程、运营经济性工程、运营经济性3.2 纵坡及坡长注：注：1. 1. 设计速度为设计速度为120km120kmh h、l00kml00kmh h、80km80kmh h的高速的高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡值可增加证，最大纵坡值可增加1 1。 2. 2. 公路改建中，设计速度为公路改建中，设计速度为40km40k

6、mh h、30km30kmh h、20km20kmh h的利用原有公路的路段，经技术经济论证，最大纵坡的利用原有公路的路段，经技术经济论证，最大纵坡值可增加值可增加1 1。 3. 3.四级公路位于海拔四级公路位于海拔2000m2000m以上或积雪冰冻地区的路段，以上或积雪冰冻地区的路段，最大纵坡不应大于最大纵坡不应大于8%8%。表表3-1 公路最大纵坡值公路最大纵坡值设计速度设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%） 3 4 5 6 7 8 93.2 纵坡及坡长n定义：定义：各级公路在特殊情况下容许使用的最各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。小坡度值。n最小纵坡值

7、：最小纵坡值：0.3%0.3% 当必须设计平坡（当必须设计平坡（0%0%）或小于）或小于0.3%0.3%的纵的纵坡时，边沟应作纵向排水设计。坡时，边沟应作纵向排水设计。 干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。3.2 纵坡及坡长在高海拔地区，困空气密度下降而使汽车发在高海拔地区，困空气密度下降而使汽车发动机的功率、汽车的驱动力以及空气阻力降动机的功率、汽车的驱动力以及空气阻力降低，导致汽车的爬坡能力下降。另外，汽车低，导致汽车的爬坡能力下降。另外，汽车水箱中的水易于沸腾而破坏冷却系统。水箱中的水易于沸腾而破坏冷却系统。标准标准规定：位于海拔规定：位于海拔3000

8、m以上的高原以上的高原地区，各级公路的最大纵坡值应按地区，各级公路的最大纵坡值应按 表表 3-4 的的规定予以折减。折减后若小于规定予以折减。折减后若小于4%，则仍采用，则仍采用4%。3.2 纵坡及坡长定义：定义：一定长度的路段纵向所克服的高差H与路线长度L之比（连续升坡或降坡路段）。LHi平标准标准规定规定：（1）越岭路线连续上坡(或下坡)路段，相对高差为200500m时，平均纵坡不应大于5.5；相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5。（2）任意连续3km路段平均纵坡不应大于5.5。3.2 纵坡及坡长定义：定义：合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线

9、方向。22zhiiI表表3-5 公路最大合成坡度公路最大合成坡度3.2 纵坡及坡长注：注：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，其述情况，其合成坡度必须小于合成坡度必须小于8%。（1）冬季路面有积雪、结冰的地区）冬季路面有积雪、结冰的地区（2）自然横坡较陡峻的傍山路段）自然横坡较陡峻的傍山路段（3）非汽车交通量较大的路段）非汽车交通量较大的路段思考：公路为什么要进思考：公路为什么要进行最大合成坡度限制行最大合成坡度限制?合成坡度指标的控制作用合成坡度指标的控制作用 ：n 控制陡坡与急弯的重合；控制陡坡与急

10、弯的重合；n 平坡与设超高平曲线的配合问题。平坡与设超高平曲线的配合问题。 最小合成坡度：最小合成坡度：n最小合成坡度不宜小于最小合成坡度不宜小于0.5%。n当合成坡度小于当合成坡度小于0.5时，应采取综合排水措时，应采取综合排水措施，以保证路面排水畅通。施，以保证路面排水畅通。3.2 纵坡及坡长思考：公路为什思考：公路为什么要进行最小合么要进行最小合成坡度限制成坡度限制?3.2 纵坡及坡长思考：公路为什么要进行最大坡长限制思考：公路为什么要进行最大坡长限制? （2）最小坡长）最小坡长3.2 纵坡及坡长思考：公路为什么要进行最小坡长限制思考：公路为什么要进行最小坡长限制?表表3-11 3-11

11、 公路坡段最小长度公路坡段最小长度 （3）坡长计算）坡长计算 当连续陡坡是由几个不同坡度值的坡段组合而成时，应按当连续陡坡是由几个不同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。不同坡度的坡长限制折算确定。 标准规定，连续上坡(或下坡)时，应在不大于表3-8所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3，其长度应符合纵坡长度的规定。缓和坡段设置： 纵坡值：不应大于3% 长 度：不小于最小坡长要求 线 形：宜采用直线。在地形困难路段 可采用曲线；注：曲线半径较小时，缓和坡段长度应增加。回头曲线段不能作为缓和坡段。3.2 纵坡及坡长 定义：定义：纵断面上两个坡段的转折处，