三 路线纵断面设计与放样.ppt

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1、学习情境三 路线纵断面设计与放样,任务1：纵断面设计指标资料准备 任务2：纵坡的设计 任务3：竖曲线的设计与计算 任务4：道路逐桩设计标高的计算和测量 任务5：平纵组合设计的优劣判断,任务1：纵断面设计指标资料准备,第一节 概 述 定义：沿着道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断面。 纵断面设计：在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡度变化情况的过程。 任务：研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。 依据：汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等。,地面线：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； 设计线：路线上各点路基设计高程的连续。,路线纵断面图构成：,地面线：

2、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； 设计线：路线上各点路基设计高程的连续。,路线纵断面图构成：,地面高程：中线上地面点高程。 设计高程：一般公路，路基未设加宽超高前的路肩边缘的高程。 设分隔带公路，一般为分隔带外边缘。 路基高度：横断面上设计高程与地面高程之高差。 路堤：设计高程大于地面高程。 路堑：设计高程小于地面高程。 纵断面设计内容：坡度及坡长 竖曲线,任务2：纵坡的设计,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

3、续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。 连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。 越岭线垭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,4一般情况下山岭重丘区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，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。即包线设计。 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。交叉处前后的纵坡应平缓一些， 7

4、在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。,二、最大纵坡,最大纵坡：是指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。 影响因素： 汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力。 道路等级：等级高，行驶速度大，要求坡度阻力尽量小。 自然条件：海拔高程、气候（积雪寒冷等）。 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。,1. 设计速度为120kmh、l00kmh、80kmh的高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡值可增加1。 2. 公路改建中，设计速度为40kmh、30kmh、20kmh的利用原有公路的路段，经技术

5、经济论证，最大纵坡值可增加1。,各级公路最大纵坡的规定（表4-3）,3 4 5 6 7 8 9,1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4-5的规定予以折减。折减后若小于4%，则仍采用4%。,三、高原纵坡折减,四、理想的最大纵坡和不限长度的最大纵坡,1. 理想的最大纵坡i1：是指设计车型即载重车在油门全开的情况下，持续以V1等速行驶所能克服的坡度。V1取值，对低速路为设计速度，高速路为上述

6、载重车的最高速度。,i1=D1-f 容许速度V2：不同等级的道路容许速度应不同，其值一般应不小于设计速度的1/22/3（高速路取低限，低速路取高限）。 i2=D2-f,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。,五、最小纵坡,内容：最小坡长限制：任何路段 最大

7、坡长：陡坡路段 1最短坡长限制 标准规定，各级公路最短坡长不应小于2.5Vm。 城市道路最小坡长按表4.2.4选用。,六、坡长限制,标准规定各级公路最大坡长限制。,2最大坡长限制,城市道路最大坡长按表4.2.5选用。,2最大坡长限制,七、缓和坡段,标准规定，连续上坡(或下坡)时，应在不大于表3.0.17-2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：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。 回头曲线段可以作为缓和坡段。,八、平均纵坡,平均纵

8、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：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5.5。 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%。,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：,九、合成坡度,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（%

9、）。,2.最大允许合成坡度值：,（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。,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,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的配合问题。,任务3：竖曲线

10、的设计与计算,1定义： 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。,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，用表示，即 =2-1tg2- tg1=i2-i1,凹型竖曲线 0,凸型竖曲线 0,2竖曲线的作用：,（1）其缓冲作用：以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的突变。 （2）保证公路纵向的行车视距： 凸形：纵坡变化大时，盲区较大。 凹形：下穿式立体交叉的下线。 3. 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。,一、竖曲线要素的计算公式,1竖曲线的基本方程式：设变坡

11、点相邻两纵坡坡度分别为i1和i2。抛物线竖曲线有两种可能的形式： （1）包含抛物线底（顶）部； （2）不含抛物线底（顶）部。,式中：R抛物线顶点处的曲率半径,一、竖曲线要素的计算公式,1竖曲线的基本方程式：设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1和i2。抛物线竖曲线有两种可能的形式： （1）包含抛物线底（顶）部； （2）不含抛物线底（顶）部。,式中：k抛物线顶点处的曲率半径 ； i1竖曲线顶（底）点处切线的坡度。,对竖曲线上任一点P，其切线的斜率（纵坡）为,当x=0时，ip=i1； 当x=L时，,竖曲线半径R系指竖曲线顶（底）部的曲率半径。 若竖曲线包含抛物线顶点，则 R=k。 若竖曲线不包含抛物线顶

12、点，则竖曲线半径指竖曲线的顶（凸竖曲线）或底（凹竖曲线）部的曲率半径。可按下面的方法计算：,抛物线顶点曲率半径：,抛物线上任一点的曲率半径为r，,抛物线上任一点的曲率半径 r = k（1+i2）3/2 竖曲线底部的切线坡度i1较小，故i12可略去不计 ，则竖曲线底部的曲率半径R为： R = r k,二次抛物线竖曲线基本方程式（通式）为,2竖曲线诸要素计算公式,（1）竖曲线长度L或竖曲线半径R： L = xA - xB,（2）竖曲线切线长T： 因为T = T1 = T2，则,（3）竖曲线外距E：,（4）竖曲线上任一点竖距h：,下半支曲线在竖曲线终点的切线上的竖距h为：,（3）竖曲线上任一点竖距h

13、：,下半支曲线在竖曲线终点的切线上的竖距h为：,为简单起见，将两式合并写成下式，,式中：x竖曲线上任意点与竖曲线始点或终点的水平距离， y竖曲线上任意点到切线的纵距，即竖曲线上任意点与坡线的高差。,竖曲线外距E：,上半支曲线x = T1时：,故 T1 = T2 = T,由于外距是边坡点处的竖距，则E1 = E2 = E，,下半支曲线x = T2时：,（一）竖曲线设计限制因素 1缓和冲击 汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度为:,二、竖曲线的最小半径,根据试验，认为离心加速度应限制在0.50.7m/s2比较合适。我国标准规定的竖曲线最小半径值，相当于a=0.278 m/s2。,2时间行程不过短 最短

14、应满足3s行程。,3满足视距的要求： 凸形竖曲线：坡顶视线受阻 凹形竖曲线：下穿立交 4. 凸形竖曲线主要控制因素：行车视距。 凹形竖曲线的主要控制因素：缓和冲击力。,（一）竖曲线设计限制因素 1缓和冲击 汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度为:,二、竖曲线的最小半径,根据试验，认为离心加速度应限制在0.50.7m/s2比较合适。我国标准规定的竖曲线最小半径值，相当于a=0.278 m/s2。,2时间行程不过短 最短应满足3s行程。,3满足视距的要求： 凸形竖曲线：坡顶视线受阻 凹形竖曲线：下穿立交 4. 凸形竖曲线主要控制因素：行车视距。 凹形竖曲线的主要控制因素：缓和冲击力。,（二）凸形竖曲线

15、最小半径和最小长度,凸形竖曲线最小长度应以满足视距要求为主。 按竖曲线长度L和停车视距ST的关系分为两种情况。 1当LST时：,视距长度：,令,最小半径：,2当LST:,凸形竖曲线最小半径和最小长度 :,竖曲线最小长度相当于各级道路计算行车速度的3秒行程 。,设置凹竖曲线的主要目的是缓和行车时的离心力，确定凹竖曲线半径时，应以离心加速度为控制指标 。,（三）凹形竖曲线最小半径和最小长度,凹形竖曲线的最小半径、长度，除满足缓和离心力要求外，还应考虑两种视距的要求：一是保证夜间行车安全，前灯照明应有足够的距离；二是保证跨线桥下行车有足够的视距。 标准规定竖曲线的最小长度应满足3s行程要求 。,（三

16、）凹形竖曲线最小半径和最小长度,凹形竖曲线最小长度相当于各级道路计算行车速度的3秒行程 。,任务4：道路逐桩设计标高的计算和测量,变坡点桩号BPD 变坡点设计高程H 竖曲线半径R,1纵断面设计成果：,H,R,一、逐桩设计高程计算,2竖曲线要素的计算公式： 变坡角= i2- i1 曲线长：L=R 切线长：T=L/2= R/2 外 距：,竖曲线起点桩号: QD=BPD - T 竖曲线终点桩号: ZD=BPD + T,一、逐桩设计高程计算,纵 距：,HT,HS,y,Hn BPDn,BPDn-1 Hn-1,in,in-1,in+1,Lcz1,Lcz-BPDn-1,3. 逐桩设计高程计算,切线高程：,直

17、坡段上，y=0。 x竖曲线上任一点离开起（终）点距离；,其中： y竖曲线上任一点竖距；,设计高程： HS = HT y （凸竖曲线取“-”，凹竖曲线取“+”）,3. 逐桩设计高程计算,切线高程：,以变坡点为分界计算： 上半支曲线 x = Lcz - QD 下半支曲线 x = ZD - Lcz 以竖曲线终点为分界计算： 全部曲线 x = Lcz - QD,例4-3：某山岭区二级公路，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

18、 =i2- i1= - 0.04-0.05= - 0.090，为凸形。 曲线长 L = R=20000.09=180m,切线长,外 距,竖曲线起点QD（K5+030.00）- 90 = K4+940.00 竖曲线终点ZD（K5+030.00）+ 90 = K5+120.00,2计算设计高程,K5+000.00：位于上半支 横距x1= Lcz QD = 5000.00 4940.0060m 竖距,切线高程 HT = H1 + i1（ Lcz - BPD） = 427.68 + 0.05(5000.00 - 5030.00) = 426.18m 设计高程 HS = HT - y1 = 426.18

19、 - 0.90=425.18m （凸竖曲线应减去改正值）,K5+100.00：位于下半支,按竖曲线起点分界计算： 横距x2= Lcz QD = 5100.00 4940.00160m 竖距,切线高程 HT = H1 + i1（ Lcz - BPD） = 427.68 + 0.05(5100.00 - 5030.00) = 431.18m 设计高程 HS = HT y2 = 431.18 6.40 = 424.78m,K5+100.00：位于下半支,按终点分界计算： 横距x2= ZD Lcz = 5120.00 5100.00 20m 竖距,切线高程 HT = H1 + i2（ Lcz - BP

20、D） = 427.68 - 0.04(5100.00 - 5030.00) = 424.88m 设计高程 HS = HT y2 = 424.88 0.10 = 424.78m,道路线形设计是从道路选线、定线开始，最终以平、纵、横面所组成的立体线形反映于驾驶员的视觉上。平、纵线形组合是指在满足汽车运动学和力学要求前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适，与周围环境相协调的要求，并有良好的排水条件。尽管平，纵线形设计均按前述标准进行设计的，但若平、纵线组合不好，不仅有碍于其优点的发挥，而且会加剧两方面存在的缺点，造成行车上的危险，也就不可能获得最优的立体线形、平纵线形的合理组合。,任务5：平

21、纵组合设计的优劣判断,任务5：平纵组合设计的优劣判断,1视觉分析的意义 视觉分析：从视觉心理出发，对道路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调等进行研究分析，以保持视觉的连续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。,一、视觉分析,2视觉与车速的动态规律,(1)驾驶员的注意力集中和心理紧张的程度随着车速的增加而增加。 (2)驾驶员的注意力集中点随着车速增加而向远方移动。当车速增加97kmh时，他的注意力集中点在前方600m以外的某一点。 (3)当车速超过97kmh时，对前景细节的视觉开始模糊起来。 (4)驾驶者的周界感随车速的增加而减少。当车速达到72km/h时，驾驶者可

22、以看到公路两侧视角3040的范围，而当车速增加到97km/h时，视角减至20以下。当车速再增加，驾驶者的注意力随之引向景象中心而置两侧于不顾。,所谓线形状况是指道路平面和纵面线形所组成的立体形状，汽车快速行驶中给驾驶员提供的连续不断的视觉印象。该视觉印象的优劣，除依靠设计者对三维空间的想象判断之外，比较好的方法是利用视觉印象随时间变化的道路透视图来评价。 视觉评价方法：利用视觉印象随时间变化的道路透视图 道路透视图：是按照汽车在道路上的行驶位置，根据线形的几何状况确定的视轴方向以及由车速确定的视轴长度，利用坐标透视的原理绘制的。 通过透视图，可直观地看出立体线形是否顺适，有否易产生判断错误或茫

23、然的地方，路旁障碍是否有妨碍视线的地方等等。若存在上述缺陷则要在设计阶段进行修改，然后再绘出透视图分析研究，直至满意为止。,3视觉评价方法,二、道路平、纵线形组合设计,适用条件： （1）当设计速度大于或等于60km/h时，必须注重平、纵的合理组合； （2）当设计速度小于或等于40km/h时，在条件允许情况下力求做到各种线形要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利组合。,（一）平、纵组合的设计原则 1应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。 2注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调，对纵面线形反复起伏，在平面上采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。 3

24、选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。 4应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。,（二）平、纵线形组合的形式：,（二）平、纵线形组合的形式：,1. 直线与纵断面的组合,（1）平面直线与纵面直线组合（纵坡不变的直线）,(1)型组合往往线形单调、枯燥，行车过程中视景缺乏变化，容易使驾驶员产生疲劳和频繁超车。设计时应采用画车道线、设标志、绿化，并与路侧设施配合等方法来调节单调的视觉，增进视线诱导。,（2）平面直线与竖曲线组合要素 （凸凹型直线、凹型直线）,断背曲线的改善,断背曲线,直线上一次变坡是很好的平、纵组合，从美学观点讲以包括一个凸型竖曲线为好，而包括一个凹型线次之； 直线中短距

25、离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“驼峰”和“凹陷”。,直线与纵断面应避免的组合,纵断面上：避免能看到纵坡起伏三次以上。,直线与纵断面应避免的组合,浪形,2. 平曲线与纵断面的组合,（1）平曲线与纵面直线组合 (4)型组合一般说来只要平曲线半径选择适当，纵坡不太陡，即可获得较好的视觉和心理感受，设计时须注意检查合成坡度是否超限。 （2）平曲线与竖曲线的组合 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。 平竖曲线顶点重合，且平包竖。竖曲线的起终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。其优点是：当车辆驶入凸形竖曲线的顶点之前，即能清

26、楚地看到平曲线的始端，辨明转弯的走向，不致因判断错误而发生事故。,（2）平曲线与竖曲线的组合,平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。,（2）平曲线与竖曲线的组合,平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。,平、竖曲线重合如果平曲线的中点与竖曲线的顶（底）点位置错开不超过平曲线长度的四分之一时，仍然可以获得比较满意的外观。,2. 平曲线与纵断面的组合,（1）平曲线与纵面直线组合要素 组合时要注意平曲线半径与纵坡度协调，要避免急弯与陡坡相重合。 （2）平曲线与竖曲线的组合 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。 平竖曲线顶点重合，且平包竖。竖曲线的起终点最好分别放在

27、平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。,若做不到平、竖曲线较好的组合（顶点的重合），则宁可把平竖曲线分开相当距离（不小于3s行程），使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。 若平、竖曲线半径都很大，则平、竖位置可不受上述限制。,平曲线与竖曲线大小应保持均衡,半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时 长度：平曲线应稍长于竖曲线,平曲线与竖曲线大小应保持均衡,半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时 长度：平曲线应稍长于竖曲线,平曲线与竖曲线大小应保持均衡,半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时 长度：平曲线应稍长于竖曲线,平曲线

28、和竖曲线其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上竖曲线，或一个大的竖曲线含有两个以上平曲线，看上去非常别扭。,平曲线与竖曲线大小应保持均衡,半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时 长度：平曲线应稍长于竖曲线,平曲线和竖曲线其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上竖曲线，或一个大的竖曲线含有两个以上平曲线，看上去非常别扭。,平曲线与竖曲线大小应保持均衡,半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时 长度：平曲线应稍长于竖曲线,暗、明弯与凸、凹竖曲线,暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的，悦目的。对暗与凹、明与凸

29、的组合：当坡差较大时，会给人留下舍坦坡、近路不走，而故意爬坡、绕弯的感觉，此种组合在山区难以避免，只要坡差不大，矛盾也不很突出。,“暗弯” 路线内侧是否有树林、房屋、边坡等阻碍司机的视线，这种处于隐藏地段的弯道。凡属暗弯都应该进行视距检查，若不能保证该级公路的最短视距，则应该将阻碍视距的障碍物清除,暗、明弯与凸、凹竖曲线,暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的，悦目的。 注意避免“暗凹”组合。,平、竖曲线应避免的组合,要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。,跳 跃,平、竖曲线应避免的组合,小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。 计算行车速度40km/h的道路，

30、应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。,要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。,平、竖曲线应避免的组合,小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。 计算行车速度40km/h的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。,要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。,在长平曲线内，要尽量设计成直坡线，避免设置短的、半径小的竖曲线。避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线。,平、竖曲线应避免的组合,小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。 计算行车速度40km/h的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的

31、平曲线。,要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。,在长平曲线内，要尽量设计成直坡线，避免设置短的、半径小的竖曲线。避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线。,平、竖曲线半径都很小时不宜重合；此时应将两者分开，把二者拉开相当距离，使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。,（三）平、纵线形组合与景观的协调配合,内容： 充分利用自然景观 人造景观设计 线形与景观的配合应遵循以下原则： 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，比如对风景旅游区、自然保护区、名胜古迹区、文物保护区等景点和其它特殊地区，一般以绕避为主。 2尽量少破坏沿线自然

32、景观，避免深挖高填。 3应能提供视野的多样性，力求与周围的风景自然地融为一体。 4不得已时，可采用修整、植草皮、种树等措施加以补救。 5条件允许时，以适当放缓边坡或将其变坡点修整圆滑，以使边坡接近于自然地面形状，增进路容美观。 6应进行综合绿化处理，避免形式和内容上的单一化，将绿化视作引导视线、点缀风景以及改造环境的一种技术措施进行专门设计。,纵断面设计的主要内容：是根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。 基本要求：是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。这些要求虽在选、定线阶段

33、有所考虑，但要在纵面设计中具体加以实现。,一、纵断面设计要点,一、纵断面设计要点,（一）关于纵坡极限值的运用 根据汽车动力特性和考虑经济等因素制定的极限值，设计时不可轻易采用应留有余地。一般讲，纵坡缓些为好，但为了路面和边沟排水，最小纵坡不应低于0.3%0.5%。 （二）关于最短坡长 坡长是指纵断面两变坡点之间的水平距离，坡长不宜过短，以不小于计算行车速度9秒的行程为宜。对连续起伏的路段，坡度应尽量小，坡长和竖曲线应争取到极限值的一倍或二倍以上，避免锯齿形的纵断面。 （三）各种地形条件下的纵坡设计 1平原、微丘区地形的纵坡应均匀平缓，注意保证最小填土高度和最小纵坡的要求。丘陵地形应避免过分迁就

34、地形而起伏过大，注意纵坡应顺适不产生突变。,2山岭、重丘地形的沿河线应尽量采用平缓纵坡、坡长不应超过限制长度，纵坡不宜大于6，注意路基控制标高的要求。 3越岭线的纵坡力求均匀，尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜在连续采用极限长度的陡坡之间夹短的缓和坡段。越岭路一般不应设置反坡。满足平均坡度的要求。 4山脊线和山腰线除结合地形不得巳时采用较大纵坡外，在可能条件下纵坡应缓些。,一般情况下：竖曲线应选用较大半径为宜。 坡差小时：应尽量采用大的竖曲线半径。 条件受限制时：可采用一般最小值 特殊困难情况下：方可用极限最小值。 有条件时：宜采用表4-14规定的满足视觉要求的最小半径。,（四）关于竖曲线

35、半径的选用,（五）关于相邻竖曲线的衔接,同向曲线：相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是同向凹形竖曲线之间，如直坡段不长应合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线。,（五）关于相邻竖曲线的衔接,同向曲线：相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是同向凹形竖曲线之间，如直坡段不长应合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线。,反向曲线：相邻反向竖曲线之间，为使增重与减重间和缓过渡，中间最好插入一段直坡段。若两竖曲线半径接近极限值时，这段直坡段至少应为计算行车速度的3s行程。当半径比较大时，亦可直接连接。,(一)纵断面设计的方法步骤 路线纵断面设计主要是指纵坡设计和竖曲线设计，由于公路路线是一条空间带状曲线，路

36、线的平面、纵断面和横断面相互影响，因而在纵断面设计之前的选(定)线阶段，设计人员实际上已对纵坡设计的部分内容进行过考虑。在室内进行纵断面设计时，设计人员一般要根据实地选(定)线时的意图，以及桥涵、地质等方面对路线纵断面设计的要求，综合考虑工程技术与工程经济因素，定出路线的纵坡，再选择合适的竖曲线半径，最后才计算出各桩号的设计标高和填挖值。其方法和步骤可归纳为以下几点：,二、纵断面设计的方法步骤和应注意的问题,二、纵断面设计方法步骤及注意问题,（一）纵断面设计方法与步骤 1拉坡前的准备工作：（1）应收集有关设计资料：里程桩号和地面高程；平面设计成果；沿线地质资料等。 （2）点绘地面线，填写有关内

37、容。,2标注高程控制点： 所谓控制点，是指影响路线纵坡设计的高程控制点。“控制点”可分为两类，一类是属于控制性的“控制点”，控制路线纵坡设计时必须通过它或限制从其上方或下方通过。 路线起、终点；越岭哑口；重要桥涵；最小填土高度；最大挖深；沿溪线的洪水位；隧道进出口；平面交叉和立体交叉点；铁路道口；城镇规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。,第二类是属于参考性的“控制点”，叫经济点。对于山岭重丘区的公路，除应标出控制性质的“控制点”以外，还应考虑各横断面上横向填挖基本平衡的经济点，以降低工程造价，如下图所示。横断面上的经济点有以下三种情况：,1)当地面横坡不大时，可在中桩地面

38、标高上下找到填方和挖方基本平衡的标高，纵坡通过此标高时，在该横断面上挖方数量基本等于填方数量。该标高为其经济点，如上图a)。 2)当地面横坡较陡时，填方往往不宜填稳，有时坡脚伸得较远，采用多挖少填甚至全部挖出路基的方法比砌石护坡经济，这时多挖少填或全挖路基的标高为经济点，如上图b)。 3)当地面横坡很陡，无法填方时，需砌筑挡土墙，此时宁愿全部挖出路基或深挖，该全部挖出或深挖路基的标高为其经济点，如图410 c)。 当地面横坡很陡,必须作挡土墙时,当采用某一设计标高使该断面按1m长度计施工的土石方与挡土墙费用总和最省,该标高为其经济点。设计时“经济点”通常用“路基横断面透明模板”来确定，如图41

39、5所示。,“路基横断面透明模板”可用透明描图纸或透明胶片制成，其上按横断面图的比例绘出路基宽度（挖方路段尚应包括两侧边沟的宽度）和各种不同坡度的边坡线（上为挖方，下为填方）。使用时将“路基横断面透明模板”扣在绘好地面线的横断面图上，使中线重合，根据地面横坡的大小，上下移动“模板”，使填方和挖方面积大致相等或工程造价最经济，此时，“模板”上的路基顶面与该中桩的地面高之间的高差就是经济填挖值。将此值按比例点绘到纵断面图的相应中桩位置上，即为该断面的“经济点”。纵坡线通过的经济点越多，则工程量就越少，投资就越省。,3.试坡 试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术标准、选线意图，考虑各控制

40、点和经济点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。 试坡应以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”。当个别“控制点”确实无法满足时，应对控制点重新研究，以便采取弥补措施。试坡的要点可以归纳为：“前后照顾，以点定线，反复比较，以线交点”。“前后照顾”就是要前后坡段通盘考虑，不能只局限在某一坡段上。“以点定线”就是按照纵面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”，初步定出坡度线。“反复比较”就是用三角板推平行线的办法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合技术标准，又满足控制点要求而且土石方量最省的坡度线。“以线交点”就是将得到的坡度线延长，交出变坡点的

41、初步位置。,3试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。,4.调坡 调坡主要从以下两方面进行： 1)结合选线意图进行调坡。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍。 2)对照技术标准或规范进行调坡。详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准或规范的要求。特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。 调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖

42、为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。,4调整：按平纵配合要求及标准执行情况等进行检查调整。,5核对：典型横断面核对。 核对主要在有控制意义的特殊横断面上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。其做法是：在纵断面图上直接由厘米格读出相应桩号的填挖高度，将此值用“路基横断面透明模板”套在相应横断面地面线上，检查若有填挖过大、坡脚落空、挡墙过高、桥涵填土不够以及其它边坡不稳现象，则需调整坡度线。核对是保证纵面设计质量的重要环节，对某些复杂地段，如山区横坡陡峻的傍山线，这一工作尤为重要。,6定坡：确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。 精度要求:变坡点桩号：

43、一般要调整到10m的整桩号上 坡度值：精确到小数点两位，即0.00% 变坡点高程：精确到小数点三位，即0.000 中桩高程：精确到小数点两位，即0.00,7. 竖曲线设计：确定半径、计算竖曲线要素,8. 设计高程计算：从起点由纵坡度连续推算变坡点设计高程； 逐桩计算设计高程。,1设置回头曲线地段，拉坡时应按回头曲线技术标准先定出该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线地段不宜设竖曲线。 2大、中桥上不宜设置竖曲线（特别是凹竖曲线），桥头两端竖曲线的起、终点应设在桥头10m以外。但特殊大桥为保证纵向排水，可在桥上设置凸竖曲线。,（二）纵坡设计应注意的问题,3小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上

44、，为保证行车平顺，应尽量避免在小桥涵处出现“驼峰式”纵坡。,1设置回头曲线地段，拉坡时应按回头曲线技术标准先定出该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线地段下宜设竖曲线。 2大、中桥上不宜设置竖曲线（特别是凹竖曲线），桥头两端竖曲线的起、终点应设在桥头10m以外。但特殊大桥为保证纵向排水，可在桥上设置凸竖曲线。,（二）纵坡设计应注意的问题,4注意平面交叉口纵坡及两端接线要求。道路与道路交叉时，一般宜设在水平坡段，其长度应不小于最短坡长规定。两端接线纵坡应不大于3%，山区工程艰巨地段不大于5%。,3小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平顺，应尽量避免在小桥涵处出现“陀峰式”纵坡。,

45、1设置回头曲线地段，拉坡时应按回头曲线技术标准先定出该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线地段下宜设竖曲线。 2大、中桥上不宜设置竖曲线（特别是凹竖曲线），桥头两端竖曲线的起、终点应设在桥头10m以外。但特殊大桥为保证纵向排水，可在桥上设置凸竖曲线。,（二）纵坡设计应注意的问题,三、纵断面图的绘制,比例尺：横坐标采用1:2000（城市道路采用1:5001:1000） 纵坐标采用1:200（城市道路为1:501:100）。 纵断面图组成：,上部：主要用来绘制地面线和纵坡设计线。 并标注竖曲线及其要素；坡度及坡长（有时标在下部）；沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型、孔数和孔径；与道路、铁路交叉的桩号及路名；沿线跨越的河流名称、桩号、常水位和最高洪水位；水准点位置、编号和标高；断链桩位置、桩号及长短链关系等。 下部：主要用来填写有关内容，自下而上分别填写超高；直线及平曲线；里程桩号；地面高程；设计高程；填、挖高度；土壤地质说明。,