中南大学公路勘测设计课件第15讲纵断面设计4-4.ppt

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1、中南大学公路勘测设计课件第15讲纵断面设计4-4 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2 2视觉与车速的动态规律视觉与车速的动态规律n(1)(1)驾驾驶驶员员的的注注意意力力集集中中和和心心理理紧紧张张的的程程度度随随着着车车速速的的增增加加而增加。而增加。n(2)(2)驾驾驶驶员员的的注注意意力力集集中中点点随随着着车车速速增增加加而而向向远远方方移移动动。当当车车速速增增加加97km97kmh h时时，他他的的注注意意力力集集中中点点在在前前方方60

2、0m600m以以外外的的某某一点。一点。n(3)(3)当车速超过当车速超过97km97kmh h时，对前景细节的视觉开始模糊起来时，对前景细节的视觉开始模糊起来。n(4)(4)驾驾驶驶者者的的周周界界感感随随车车速速的的增增加加而而减减少少。当当车车速速达达到到72km/h72km/h时时，驾驾驶驶者者可可以以看看到到公公路路两两侧侧视视角角30304040的的范范围围，而而当当车车速速增增加加到到97km/h97km/h时时，视视角角减减至至2020以以下下。当当车车速速再再增增加加，驾驶者的注意力随之引向景象中心而置两侧于不顾。驾驶者的注意力随之引向景象中心而置两侧于不顾。n视觉评价方法：

3、视觉评价方法：利用视觉印象随时间变化的道路透视图利用视觉印象随时间变化的道路透视图n道道路路透透视视图图：是是按按照照汽汽车车在在道道路路上上的的行行驶驶位位置置，根根据据线线形形的的几几何何状状况况确确定定的的视视轴轴方方向向以以及及由由车车速速确确定定的的视视轴轴长长度度，利利用用坐坐标透视的原理绘制的。标透视的原理绘制的。n通通过过透透视视图图，可可直直观观地地看看出出立立体体线线形形是是否否顺顺适适，有有否否易易产产生生判判断断错错误误或或茫茫然然的的地地方方，路路旁旁障障碍碍是是否否有有妨妨碍碍视视线线的的地地方方等等等等。若若存存在在上上述述缺缺陷陷则则要要在在设设计计阶阶段段进进

4、行行修修改改，然然后后再再绘绘出出透透视视图图分析研究，直至满意为止。分析研究，直至满意为止。3视觉评价方法视觉评价方法二、道路平、纵线形组合设计二、道路平、纵线形组合设计 n 适用条件：适用条件：n （1）当当设设计计速速度度大大于于或或等等于于60km/h时时，必必须须注注重重平平、纵纵的合理组合；的合理组合；n （2）当当设设计计速速度度小小于于或或等等于于40km/h时时，在在条条件件允允许许情情况况下下力力求求做做到到各各种种线线于于要要素素的的合合理理组组合合，并并尽尽量量避避免免和和减减轻轻不不利组合。利组合。n （一）平、纵组合的设计原则（一）平、纵组合的设计原则n 1应应在在

5、视视觉觉上上能能自自然然地地引引导导驾驾驶驶员员的的视视线线，并并保保持持视视觉觉的的连续性。连续性。n 2注注意意保保持持平平、纵纵线线形形的的技技术术指指标标大大小小应应均均衡衡,使使线线形形在在视觉上、心理上保持协调。视觉上、心理上保持协调。n 3选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。n 4应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。（二）平、纵线形组合设计要点：（二）平、纵线形组合设计要点：线型组合要素1、平面直线与纵面直线组合要素；2、平面直线与凹型竖曲线组合要素；3、平面直线与凸型竖曲

6、线组合要素；4、平曲线与纵面直线组合要素；5、平曲线与纵面凹型竖曲线组合要素；6、平曲线与纵面凸型竖曲线组合要素。（二）平、纵线形组合要点：（二）平、纵线形组合要点：2.直线与纵断面的组合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）平面直线与纵面直线组合（纵坡不变的直线）（2）平面直线与竖曲线组合要素）平面直线与竖曲线组合要素（凸凹型直线、凹型直线）（凸凹型直线、凹型直线）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；一个凸型竖曲线为好，而包括一个凹型线次之；直线中短距离内二

7、次以上变坡会形成反复凸凹的直线中短距离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“驼峰驼峰”和和“凹陷凹陷”。（2）平面直线与竖曲线组合要素）平面直线与竖曲线组合要素（凸凹型直线、凹型直线）（凸凹型直线、凹型直线）断背曲线的改善断背曲线的改善 断背曲线断背曲线(3)(3)直线与纵断面应避免的组合直线与纵断面应避免的组合暗暗 凹凹 n 纵断面上：避免能看到纵坡起伏三次以上。纵断面上：避免能看到纵坡起伏三次以上。(3)(3)直线与纵断面应避免的组合直线与纵断面应避免的组合3.平曲线与纵断面的组合平曲线与纵断面的组合（1）平曲线与纵面直线组合）平曲线与纵面直线组合 组合时要注意平曲线半径与纵坡度协调，要避免急弯

8、与陡坡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。相重合。（2）平曲线与竖曲线的组合）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。线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。（2）平曲线与竖曲线的组合）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

9、曲线。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。平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。n 平平、竖竖曲曲线线重重合合如如果果平平曲曲线线的的中中点点与与竖竖曲曲线线的的顶顶（底底）点点位位置置错错开开不不超超过过平平曲曲线线长长度度的的四四分分之之一一时时，仍仍然然可可以以获获得得比比较较满意的外观。满意的外观。3.平曲线与纵断面的组合平曲线与纵断面的组合（1）平曲线与纵面直线组合要素）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，要避免急弯与陡坡组合时要注意平

10、曲线半径与纵坡度协调，要避免急弯与陡坡相重合。相重合。（2）平曲线与竖曲线的组合）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。线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。若若做做不不到到平平、竖竖曲曲线线较较好好的的组组合合（顶顶点点的的重重合合），则则宁宁可可把把平平竖竖曲曲线线

11、分分开开相相当当距距离离（不不小小于于3s行行程程），使使平平曲曲线线位位于于直直坡段或竖曲线位于直线上。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。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平曲线与竖曲线大小应保持均衡n半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时倍时n长度：平曲线应稍长于竖曲线长度：平曲线应稍长于竖曲线平曲线与竖曲线大小应保持均衡平曲线与竖曲线大小应保持均衡n半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时倍时n长度：平曲线应稍长于竖曲线

12、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平曲线与竖曲线大小应保持均衡n半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时倍时n长度：平曲线应稍长于竖曲线长度：平曲线应稍长于竖曲线n平平曲曲线线和和竖竖曲曲线线其其中中一一方方大大而而平平缓缓，那那么么另另一一方方就就不不要要形形成成多多而而小小。一一个个长长的的平平曲曲线线内内有有两两个个以以上上竖竖曲曲线线，或或一一个个大大的的竖曲线含有两个以上平曲线，看上去非常别扭。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平曲线与竖曲线大小应保持均衡n半径：竖曲线半径大约为平曲线半径

13、的半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时倍时n长度：平曲线应稍长于竖曲线长度：平曲线应稍长于竖曲线n平平曲曲线线和和竖竖曲曲线线其其中中一一方方大大而而平平缓缓，那那么么另另一一方方就就不不要要形形成成多多而而小小。一一个个长长的的平平曲曲线线内内有有两两个个以以上上竖竖曲曲线线，或或一一个个大大的的竖曲线含有两个以上平曲线，看上去非常别扭。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平曲线与竖曲线大小应保持均衡n半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时倍时n长度：平曲线应稍长于竖曲线长度：平曲线应稍长于竖曲线暗、明弯与

14、凸暗、明弯与凸、凹竖曲线、凹竖曲线n暗暗弯弯与与凸凸形形竖竖曲曲线线及及明明弯弯与与凹凹形形竖竖曲曲线线的的组组合合是是合合理理的的，悦悦目的。目的。n注意避免注意避免“暗凹暗凹”组合。组合。暗、明弯与凸暗、明弯与凸、凹竖曲线、凹竖曲线n暗暗弯弯与与凸凸形形竖竖曲曲线线及及明明弯弯与与凹凹形形竖竖曲曲线线的的组组合合是是合合理理的的，悦悦目的。目的。n注意避免注意避免“暗凹暗凹”组合。组合。平、竖曲线应避免平、竖曲线应避免的组合的组合n 要要避避免免使使凸凸形形竖竖曲曲线线的的顶顶部部或或凹凹形形竖竖曲曲线线的的底底部部与与反反向向平平曲线的拐点重合。曲线的拐点重合。凸形竖曲线与反向平曲线拐点

15、重合凸形竖曲线与反向平曲线拐点重合 平、竖曲线应避免平、竖曲线应避免的组合的组合n 要要避避免免使使凸凸形形竖竖曲曲线线的的顶顶部部或或凹凹形形竖竖曲曲线线的的底底部部与与反反向向平平曲线的拐点重合。曲线的拐点重合。跳跳 跃跃平、竖曲线应避免平、竖曲线应避免的组合的组合n 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。n 计计算算行行车车速速度度40km/h的的道道路路，应应避避免免在在凸凸形形竖竖曲曲线线顶顶部部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。n 要要避避免免使使凸凸形形竖竖曲曲线线的的顶顶部部或或凹凹形形竖竖曲曲线线的的底底部部

16、与与反反向向平平曲线的拐点重合。曲线的拐点重合。平、竖曲线应避免平、竖曲线应避免的组合的组合n 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。n 计计算算行行车车速速度度40km/h的的道道路路，应应避避免免在在凸凸形形竖竖曲曲线线顶顶部部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。n 要要避避免免使使凸凸形形竖竖曲曲线线的的顶顶部部或或凹凹形形竖竖曲曲线线的的底底部部与与反反向向平平曲线的拐点重合。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

17、线上连续出现多个凹、凸竖曲线。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、竖曲线应避免平、竖曲线应避免的组合的组合n 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。n 计计算算行行车车速速度度40km/h的的道道路路，应应避避免免在在凸凸形形竖竖曲曲线线顶顶部部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。n 要要避避免免使使凸凸形形竖竖曲曲线线的的顶顶部部或或凹凹形形竖竖曲曲线线的的底底部部与与反反向向平平曲线的拐点重合。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、半径在长平曲线内，要尽量设计成直坡线，避免设

18、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。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。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。平曲线与竖曲线的组合形象地表示为上图所示。若做不到平竖曲线较好的组合，宁可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。空间线形组合特征注意问题平面长直线与纵断面长坡段组合1、线形单调、枯燥，在行车过程景观无变化，容易使司机产生疲劳；2、驾驶易超速

19、行驶，超车频繁；3、但在交通比较错综复杂的路段（如交叉口），采用这种线形要素是有利的。1、为调节单调的视觉，增设视线诱导设施，2、设计时要划车道线、设置标志；3、注意改变景观，分段绿化、注意与路旁建筑设施配合等方法来弥补。平面直线与凹形竖曲线组合1、具有较好的视距条件；2、因此线形不再生硬、呆板；3、给予司机以动的视觉印象，提高了行车的舒适性。1、注意避免采用较短的凹形竖曲线，以避免产生折点；2、在两个凹形竖曲线间注意不要插入短直线。平面直线与凸形竖曲线组合1、线形视距条件差，2、线形单调，应尽量避免。注意采用较大的竖曲线半径，以保证有较好的视距。平曲线与纵面直坡段组合1、只要平曲线半径选择适

20、当、平面的圆曲线与纵面直坡段组合其视觉效果是良好2、若平面的直线与圆曲线组合不当（如断背曲线）、或平曲线半径较小时与纵面直坡段组合将在视觉上产生折曲现象。1、要注意平曲线半径与纵坡度协调；2、要注意合成坡度的要求；3、要避免急弯与陡坡相组合。平曲线与竖曲线组合1、平曲线与竖曲线组合的组合线形，如果平纵面几何要素的大小适当、均衡协调、位置适宜，可以获得视觉舒顺、诱导视线良好的空间线形。2、平曲线与竖曲线较小，则会出现一些不良的组合效果。1、一般情况下，当平、纵曲线半径较大时，应使平、纵曲线对应重叠组合，并使平曲线较长些将竖曲线包起来。2、注意平、纵曲线几何要素指标均衡、匀称、协调，不要把过缓与过

21、急、过长与过短的平纵曲线组合在一起。3、注意凸形竖曲线顶部与凹形竖曲线底部，不得与反向平曲线的拐点重合。4、避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线；5、应避免出现“暗凹”、“跳跃”等不良现象。（三）平、纵线形组合与景观的协调配合（三）平、纵线形组合与景观的协调配合n 内容：内容：充分利用自然景观充分利用自然景观n 人造景观设计人造景观设计n 线形与景观的配合应遵循以下原则：线形与景观的配合应遵循以下原则：n 1应应在在道道路路的的规规划划、选选线线、设设计计、施施工工全全过过程程中中重重视视景景观观要要求求，尤尤其其在在规规划划和和选选线线阶阶段段，比比如如对对风风景景旅旅游游区区、自自然

22、然保保护护区区、名名胜胜古古迹迹区区、文文物物保保护护区区等等景景点点和和其其它它特特殊殊地地区区，一一般般以以绕避为主。绕避为主。n 2尽量少破坏沿线自然景观，避免深挖高填。尽量少破坏沿线自然景观，避免深挖高填。n 3应应能能提提供供视视野野的的多多样样性性，力力求求与与周周围围的的风风景景自自然然地地融融为为一体。一体。n 4不得已时，可采用修整、植草皮、种树等措施加以补救。不得已时，可采用修整、植草皮、种树等措施加以补救。n 5条条件件允允许许时时，以以适适当当放放缓缓边边坡坡或或将将其其变变坡坡点点修修整整圆圆滑滑，以使边坡接近于自然地面形状，增进路容美观。以使边坡接近于自然地面形状，增进路容美观。n6应应进进行行综综合合绿绿化化处处理理，避避免免形形式式和和内内容容上上的的单单一一化化，将将绿绿化化视视作作引引导导视视线线、点点缀缀风风景景以以及及改改造造环环境境的的一一种种技技术术措措施施进进行行专门设计。专门设计。