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1、第三章 纵断面设计,第一节 概 述 第二节 汽车的动力性能 第三节 纵坡设计 第四节 竖曲线（vertical curve） 第五节 平纵线形组合设计 第六节 道路纵断面设计,第三节 纵坡设计,一、纵坡（longitudinal gradient）设计的一般要求 二、纵坡（longitudinal gradient）设计的基本规定,第三节 纵坡设计,一、纵坡设计的一般要求 1纵坡设计必须满足标准的各项规定。 2为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。 尽量避免采用极限纵坡值。 合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。 连续上坡
2、或下坡路段，应避免设置反坡段。 越岭线哑口附近的纵坡应尽量缓一些。 3纵坡设计应对沿线地面、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅,4一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。即纵向填挖平衡设计。 5平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填上高度要求，保证路基稳定。 6对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。 7在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。,第三节 纵 坡,一、纵坡（longitud
3、inal gradient）设计的一般要求 二、纵坡（longitudinal gradient）设计的基本规定,二、纵坡（longitudinal gradient）设计的基本规定,（一）最大纵坡（maximum longitudinal gradient） 最大纵坡：是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。 最大纵坡的影响因素： 1、汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力和下坡的安全性。 2、道路等级：等级高，行驶速度大，要求坡度阻力尽量小。 3、自然条件：海拔高度、气温、降雨、冰雪等。,1、高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡值可增加1。 2、公路改
4、建中，设计速度为40kmh、30kmh、20kmh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1。 3、城市道路最大纵坡约相当于公路相应设计车速下最大纵坡减小1%。,纵坡度大小的优劣： 坡度大：行车困难，上坡速度低，下坡较危险。 山区公路可缩短里程，降低造价。 确定最大纵坡时，不仅要考虑上述三方面的因素，还要考虑工程和运营的经济等，各级公路最大纵坡的规定如下表。 表3-7 各级公路最大纵坡,最小纵坡：各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。 最小纵坡值：0.3%，一般情况下0.5%为宜。 适用条件：横向排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧道、设超高的平曲线、路肩设截水墙等。 当必须设计平
5、坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，边沟应作纵向排水设计。 在弯道超高横坡渐变段上，为使行车道外侧边缘不出现反坡，设计最小纵坡不宜小于超高允许渐变率。 干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。,（二）最小纵坡（minimum longitudinal gradient）,（三）平均纵坡（average gradient）,平均纵坡是指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）。,标准规定： 二、三、四级公路越岭路线连续上坡(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。 任意连续3km路段平均纵坡不应大于5.
6、5。 城市道路的平均纵坡按上述规定减少1.0%。对于海拔3000m以上的高原地区，平均纵坡应较规定值减少0.5%1.0%。,山区高速公路连续下坡路段平均纵坡的路线长度大于表3.8 中的值时为连续长陡下坡路段，其长度按以下原则确定： （1） 平均纵坡小于2时，不限坡长，称为长缓坡； （2） 当连续下坡中出现长度较短的反坡或缓坡时，仍应作为一个连续长陡下坡路段； （3 ）连续长陡下坡路段两端延长线的平均纵坡应小于2%。,表3.8 山区高速公路连续长陡下坡路段的界定标准,高速公路连续长大下坡路段的界定标准：,山区高速公路连续长陡下坡路段的平均纵坡度控制 （1 ）高速公路和一级公路的连续下坡路段，任意
7、连续3km 的平均纵坡不宜大于4.0，相对高差大于300m 时，平均纵坡不宜大于2.5。 （2） 连续长陡下坡路段各种平均纵坡度的路线长度宜小于表3.9 中的一般值；特别困难地区，且大车所占比例较少时，经论证通过限制车辆下坡的速度，设置相应的安全防护措施，行车安全基本有保障时可考虑采用最小值。 （3）在积雪冰冻地区不允许采用最小值。 （4） 连续下坡过程尽量设置较长的缓坡；有条件时最好设置反坡，当设置反坡后出现某一种以上平均纵坡度的路线长度大于表3.9 中的一般值时，应改为设置下坡方向的缓坡或长缓坡。 （5） 连续长陡下坡路段均应通过交通工程安全设施的设置，严禁驾驶员采用空档下坡，并控制合理的
8、下坡速度。,表3.9 平均纵坡度与路线长度建议值,1、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，其方向即流水线方向。 合成坡度的计算公式为：,（四）合成坡度（resultant gradient）,式中：I合成坡度（%）； ih超高横坡度或路拱横坡度（%）； iz路线设计纵坡坡度（%）。,（1）最大允许合成坡度值：,2、合成坡度指标,（2）最小合成坡度： 最小合成坡度不宜小于0.5%。 当合成坡度小于0.5时，应采取综合排水措施，以保证路面排水畅通。,表3-10 各级公路最大允许合成坡度规定值,3、合成坡度指标的控制作用 ： 控制陡坡与急弯的重合； 平坡与设超高平曲线
9、的配合问题。 当陡坡与小半径平曲线重合时，在条件许可的情况下，以采用较小的合成坡度为宜。 特别是下述情况，其合成坡度必须小于8%。 在冬季路面有积雪结冰的地区； 自然横坡较陡峻的傍山路段； 非汽车交通比率高的路段。 例如：某二级公路，有一平曲线半径为250m，超高横坡为8%，该路段纵坡度为4.8%，则合成坡度为,1高原为什么纵坡要折减？ 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。 2规范规定：位于海拔3000m以上的高原地区，各级公路的最大纵坡值应按表3-11的规定予以折减。折减后若小于4
10、%，则仍采用4%。,（五）高原纵坡折减,表3-11 高原纵坡折减值,内容：最小坡长限制：任何路段 最大坡长：陡坡路段 1、最小坡长 为防止纵向起伏变化频繁，使车辆颠簸，影响行车舒适与安全，坡长不能过小，一般以915s的行程为宜。,（六）坡长限制（grade length limitation）,表3-10 城市道路最小坡长（m）,表3-12各级公路最小坡长（m）,为满足汽车爬坡能力和下坡的安全性要求，标准规定各级公路最大坡长限制。,2、陡坡最大坡长限制,表3-13 各级公路纵坡长度限制（m）,城市道路陡坡最大坡长按表3-13选用。,表3-13 城市道路纵坡长度限制,（七）缓和坡段(transi
11、tional gradient),当陡坡的长度达到限制坡长时，应安排一段缓坡，用以恢复在陡坡上降低的速度，同时考虑下坡的安全，规范规定：。 缓和坡段：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。,（八）桥上及桥头路线的纵坡 小桥与涵洞处的纵坡应按路线规定进行设计。桥梁及其引道的平、纵、横技术指标应与路线总体布设相协调。大、中桥上的纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%，引道紧接桥头部分的线形应与桥上线形相配合，其长度不宜小于3秒设计速度行程长度。位于市镇附近非汽车交通
12、较多的地段，桥上及桥头引道纵坡均不得大于3%。 （九）隧道部分路线的纵坡 隧道内的纵坡应大于0.3并小于3%，但短于100m的隧道不受此限。高速公路、一级公路的中、短隧道，当条件受限制时，经技术经济论证后最大纵坡可适当加大，但不宜大于4%。隧道内的纵坡可设置成单向坡；地下水发育的隧道及特长、长隧道可采用人字坡。隧道洞口内侧不小于3秒设计速度行程长度与洞口外侧不小于3秒设计速度行程长度范围内的平、纵线形应一致。洞口外与之相连接的路段应设置距洞口不小于3秒设计速度行程长度，且不小于50m的过渡段，以保持横断面过渡的顺适。 （十）城镇段纵坡放缓 位于市镇附近非汽车交通比例较大的路段，纵坡可根据具体情况适当放缓：平原、微丘区宜不大于2%3%；山岭、重丘区宜不大于4%5%。,