第二节道路线形设计课件.ppt

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1、第二节道路线形设计第二节道路线形设计第1页，此课件共131页哦一、平面线形设计一、平面线形设计n n道路的平面线形道路的平面线形道路的平面线形道路的平面线形是指是指道路中心线在水平面上道路中心线在水平面上的投影形状的投影形状。道路的平面线形由直线直线直线直线与与曲曲曲曲线线线线组合形成。n n（一）直线（一）直线n n（二）圆曲线（二）圆曲线n n（三）缓和曲线n n（四）曲线上的超高与加宽（四）曲线上的超高与加宽n n（五）平面线形的组合与衔接（五）平面线形的组合与衔接第2页，此课件共131页哦（一）直线（一）直线n n导向轮旋转面与车身纵轴角度为0时，道路路线为直线线形。n n1、直线线形

2、的特点n n2、直线线形的运用n n3、直线线形的最值第3页，此课件共131页哦1 1、直线线形的特点、直线线形的特点n n优点：测设简单。测设简单。方向明确、路线短捷。方向明确、路线短捷。视距与视野好。视距与视野好。超车条件好超车条件好。缺点：过长易使驾驶员感到单调、疲倦。过长易使驾驶员感到单调、疲倦。难以目测距离、速度过快、易使驾驶员缺乏难以目测距离、速度过快、易使驾驶员缺乏警觉等。警觉等。地形变化复杂的路段，工程费用高。地形变化复杂的路段，工程费用高。第4页，此课件共131页哦2 2、直线线形的运用、直线线形的运用不受地形、地物限制的平坦地区平坦地区或山间的开阔开阔谷地谷地。市镇及其近郊

3、，或规划方正的农耕区等以直线以直线条为主的地区条为主的地区。长大桥梁、隧道等构造物路段长大桥梁、隧道等构造物路段。路线交叉点及其前后交叉点及其前后。双车道公路提供超车的路段提供超车的路段。第5页，此课件共131页哦运用时应注意的问题运用时应注意的问题纵坡不宜过大；长直线与大半径凹形竖曲线相结合；两侧的景观设计；采取安全措施。第6页，此课件共131页哦3、直线线形的最值、直线线形的最值n n最长最长“长直线长直线”的长度的长度：n n 德国、日本：20V(m)(V20V(m)(V为km/h)；n n美国美国 ：180s(3英里英里)；n n中国中国 ：规范中无规定，在国外的标准上稍微放大，：规范

4、中无规定，在国外的标准上稍微放大，京津京津唐采用唐采用3.2km，沈大采用，沈大采用5813km.n n同向曲线之间的最小长度同向曲线之间的最小长度：规范规范规定，不小于6V（V为km/hkm/h）n n反向曲线之间的最小长度反向曲线之间的最小长度：n n规范规范规定，无缓和曲线时，不小于规定，无缓和曲线时，不小于2V（V为为km/h）；若二反向曲线都设缓和曲线，可首尾相连成S S S S形线形形线形形线形形线形。第7页，此课件共131页哦（二）圆曲线（二）圆曲线n n导向轮旋转面与车身纵轴角度为常数时，为圆曲线。n n1 1、圆曲线的特点n n2、圆曲线的几何要素n n3、圆曲线半径n n4

5、、最小半径、最小半径n n5 5、最大半径n n6、圆曲线的最小长度圆曲线的最小长度第8页，此课件共131页哦1 1、圆曲线的特点、圆曲线的特点n n优点：易于与地形适应，可循环性好，线形美观，易于测设。n n缺点：占地多、安全性差，与汽车行驶轨迹不符。第9页，此课件共131页哦2 2、圆曲线的几何要素、圆曲线的几何要素n nJ=2T-L 校正数或称超距第10页，此课件共131页哦圆曲线的几何要素圆曲线的几何要素第11页，此课件共131页哦3 3、圆曲线半径、圆曲线半径n n计算公式 n n向内超高为+ih，向外超高为-ih。为横向力系数。第12页，此课件共131页哦横向力系数横向力系数n n

6、表示汽车单位重力所受到的横向力，反映汽车在曲线上行驶的横向稳定程度。n n值越大越不稳定，汽车越可能产生侧向滑移。值越大越不稳定，汽车越可能产生侧向滑移。n n 过大的负效应：过大的负效应：行车安全性变差行车安全性变差行车安全性变差行车安全性变差。0。操纵更困难操纵更困难操纵更困难操纵更困难。燃料与轮耗加剧燃料与轮耗加剧。见表1-4-3。行车舒适性变差行车舒适性变差行车舒适性变差行车舒适性变差。见表。见表1-4-2。n n应在考虑各种因素后确定应在考虑各种因素后确定应在考虑各种因素后确定应在考虑各种因素后确定值，舒适界限可取值，舒适界限可取值，舒适界限可取值，舒适界限可取0.100.16 0.

7、100.16，车速越高取值越低，车速越高取值越低。第13页，此课件共131页哦4、最小半径、最小半径n n极限最小半径：极限最小半径：极限最小半径：极限最小半径：取取 =0.100.16=0.100.16，ihmax=0.060.10，计算得，计算得到的到的R为极限最小半径。特殊困难条件下使用，一般不轻特殊困难条件下使用，一般不轻特殊困难条件下使用，一般不轻特殊困难条件下使用，一般不轻易采用。易采用。易采用。易采用。山岭重丘区：二级公路最小山岭重丘区：二级公路最小50m50m，三级公路最小，三级公路最小25m，应增加超高横坡应增加超高横坡应增加超高横坡应增加超高横坡。n n一般最小半径：一般最

8、小半径：考虑乘客的舒适性，值取低值取低(0.05-0.06)(0.05-0.06)；不过大增加工程量，i ihmaxhmax取值取值(0.06-0.08)(0.06-0.08)。n n不设超高的最小半径：不设超高的最小半径：曲线上不设超高，外侧车道为反超曲线上不设超高，外侧车道为反超高，高，超高值为路面的横坡度超高值为路面的横坡度超高值为路面的横坡度超高值为路面的横坡度，即n ni ihmaxhmax=0.015=0.015=0.015=0.015，=0.035=0.035 （与直线道路感觉相同）（与直线道路感觉相同）n n最小半径的取值见表1-4-4和1-4-5。第14页，此课件共131页哦

9、5、最大半径、最大半径n n仅驾驶者有“曲线”的感觉，不致造成判断的失误，n nRmax=10000m。第15页，此课件共131页哦6、圆曲线半径的选用n n通常尽量选用不设超高的不设超高的最小半径最小半径最小半径最小半径，只有受，只有受地形限地形限地形限地形限制及其他特殊困难制及其他特殊困难制及其他特殊困难制及其他特殊困难时，才可采用极限最小半径极限最小半径极限最小半径极限最小半径；n n桥的两端桥的两端设置圆曲线时，应设置圆曲线时，应一般最小半径一般最小半径一般最小半径一般最小半径；n n隧道内隧道内隧道内隧道内必须设置圆曲线时应必须设置圆曲线时应不设超高的最小半径不设超高的最小半径不设超

10、高的最小半径不设超高的最小半径；n n长直线或陡坡尽头长直线或陡坡尽头长直线或陡坡尽头长直线或陡坡尽头，不得采用小半径圆曲线不得采用小半径圆曲线；n n不论偏角大小，均应设置圆曲线不论偏角大小，均应设置圆曲线不论偏角大小，均应设置圆曲线不论偏角大小，均应设置圆曲线；n n半径一般宜小于10000m。极限最小半径极限最小半径一般最小半径一般最小半径不设超高最小半径不设超高最小半径第16页，此课件共131页哦7 7、圆曲线的最小长度、圆曲线的最小长度n n汽车在任何线段上的行使时间不少于不少于3 3秒秒。n n汽车在圆曲线上的行使时间也不少于不少于3 3秒秒。第17页，此课件共131页哦（三）缓和

11、曲线（三）缓和曲线n n导向轮旋转面与车身纵轴角度为变数角度为变数时，为缓和曲线。n n连接直线和圆曲线或圆曲线与圆曲线，使曲率连续变化；四级公路不设缓和曲线四级公路不设缓和曲线，其他公路应设缓和曲线。n n1、缓和曲线的特性n n2、回旋线缓和曲线n n3、缓和曲线的省略第18页，此课件共131页哦1、缓和曲线的特性、缓和曲线的特性n n（1）缓和曲线的优缺点n n（2）缓和曲线上汽车行驶的轨迹方程n n（3）回旋线参数的选定n n（4）缓和曲线长度的计算第19页，此课件共131页哦（1 1）缓和曲线的优缺点）缓和曲线的优缺点n n优点：优点：n n曲率连续变化，适应汽车转向操作的行驶轨迹及

12、路线的顺曲率连续变化，适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅；畅；n n离心加速度逐渐变化，不致产生侧向冲击力，乘客感觉舒离心加速度逐渐变化，不致产生侧向冲击力，乘客感觉舒适；适；n n超高横坡度和加宽值逐渐变化，减少行车振荡，使行车更加平稳；n n与圆曲线配合得当，线形连续光滑，构成美观与视觉协调与圆曲线配合得当，线形连续光滑，构成美观与视觉协调的最佳线形。的最佳线形。n n缺点：缺点：缺点：缺点：n n测设困难测设困难 第20页，此课件共131页哦n n假设方向盘转角，前轮转角，方向盘转角与前轮转角系数k，方向盘转动角速度，行驶时间t，轴距L0，半径，汽车行驶距离l；速度v，n n则=k，

13、=t，=ktn n=L0/sin，sin，L0/=L0/ktn nt=L0/(k)，（2 2）缓和曲线上汽车行驶的轨迹方程）缓和曲线上汽车行驶的轨迹方程第21页，此课件共131页哦（2）缓和曲线上汽车行驶的轨迹方程）缓和曲线上汽车行驶的轨迹方程n n假设汽车行驶速度、方向盘转动角速度不变则汽车行驶轨迹方程：n nl=vt=vL0/(k)，令c=vL0/(k)=A2，则n nl=c/l=A2n n因此，汽车在缓和曲线上的行驶轨迹与回旋线相似，道路上的缓和曲线多选用回旋线。n n在缓和曲线的终点处，RL=A2n nA为回旋线参数，依据地形条件及线形要求而确定。第22页，此课件共131页哦（3）回旋

14、线参数的选定）回旋线参数的选定n n当R小于100m100m时A R。n n当R R大于大于100m小于小于3000m3000m时，时，A A宜在宜在R/3R范围内选定，R接近接近100m100m时时A=RA=R；当R较大或接近于较大或接近于3000m3000m时时A=R/3A=R/3。n n当R大于大于3000m3000m时AR/3R/3。第23页，此课件共131页哦（4）缓和曲线长度的计算n n缓和曲线长度的计算目前主要以三种标准（按离心加速度变化率、按驾按离心加速度变化率、按驾驶操作反应时间、按视觉条件驶操作反应时间、按视觉条件）来计算，取其中的大值作为道路工程设计中的缓和曲线的长度，一

15、般取5m的整数倍。第24页，此课件共131页哦标准一：按离心加速度变化率计算标准一：按离心加速度变化率计算n n设置缓和曲线的P通常采用0.6m/s3，代入上式并换算单位第25页，此课件共131页哦标准二：按驾驶操作反应时间算标准二：按驾驶操作反应时间算n n驾驶员在直线路段迅速搬动方向盘到实现汽车预定转向一般需要3s时间。第26页，此课件共131页哦标准三：按视觉条件算标准三：按视觉条件算n n从回旋线特性知，RL=C，经验认为C=R2/9R2n n当A=R/3时，L=R/9；n n当A=R时，L=R。第27页，此课件共131页哦2、回旋线缓和曲线、回旋线缓和曲线n n（1）回旋线方程n n

16、（2）回旋线要素计算第28页，此课件共131页哦回回旋旋线线直直角角坐坐标标方方程程第29页，此课件共131页哦第30页，此课件共131页哦第31页，此课件共131页哦（2）回旋线要素计算）回旋线要素计算n n已知圆曲线半径R，偏角a，圆曲线起点B及终点F的位置。n n缓和曲线起点的位置（q)、缓和曲线与圆曲线衔接点E的位置（xh，yh），圆曲线向内移动的距离R。n n设置缓和曲线后，圆曲线的中心角减小为-2。n n设置缓和曲线的条件是2n n=2=2时两条缓和曲线将在弯道中央连接，形成一条连续的连续的缓和曲线。n n当22不能设置缓和曲线不能设置缓和曲线，可减少缓和曲线的长度或增大圆曲线的半

17、径。第32页，此课件共131页哦第33页，此课件共131页哦有缓和曲线的圆曲线的全部桩位有缓和曲线的圆曲线的全部桩位第34页，此课件共131页哦3、缓和曲线的省略、缓和曲线的省略n n下列情况可不设缓和曲线：n n圆曲线半径大于或等于圆曲线半径大于或等于“不设超高的最小半径不设超高的最小半径”；n n同向圆曲线之间，小圆半径大于或等于“不设超高最不设超高最小半径小半径”；n n同向圆曲线之间，小圆半径小于“不设超高最小半径”且满足一下条件之一：n n大、小圆缓和曲线内移值之差小于大、小圆缓和曲线内移值之差小于0.1米；米；n nV80km/h时，时，R1/R21.5;R1/R21.5;n nV

18、80km/hV5000折减值(%)123第81页，此课件共131页哦（二）最小纵坡（二）最小纵坡 在在在在挖挖挖挖方方方方路路路路段段段段、低低低低填填填填方方方方路路路路段段段段和和和和横横横横向向向向排排排排水水水水不不不不畅畅畅畅通通通通的的的的路路路路段段段段，为为为为保保保保证证证证排排排排水水水水要要要要求求求求，防防防防止止止止积积积积水水水水渗渗渗渗入入入入路路路路基基基基而而而而影影影影响响响响其其其其稳稳稳稳定定定定性性性性，均均均均应应应应设设设设置置置置不不不不小小小小于于于于0.3%0.3%的的的的最最最最小小小小纵纵纵纵坡坡坡坡，一一一一般般般般情情情情况况况况下下

19、下下以以以以不小于不小于不小于不小于 0.5%0.5%为宜。为宜。为宜。为宜。当当当当必必必必须须须须设设设设计计计计纵纵纵纵坡坡坡坡小小小小于于于于0.3%时时时时，公公路路边边沟沟纵纵坡坡应应单独作纵向排水设计；单独作纵向排水设计；城市道路城市道路城市道路城市道路应设置锯齿形街沟应设置锯齿形街沟应设置锯齿形街沟应设置锯齿形街沟。在在弯弯弯弯道道道道路路路路段段段段，为为为为使使使使行行行行车车车车道道道道外外外外侧侧侧侧边边边边缘缘缘缘不不不不出出出出现现现现反反反反坡坡坡坡，设计设计设计设计最小纵坡不宜最小纵坡不宜最小纵坡不宜最小纵坡不宜小于小于超高允许渐变率超高允许渐变率。干旱少雨地区

20、最小纵坡不受限制。干旱少雨地区最小纵坡不受限制。干旱少雨地区最小纵坡不受限制。干旱少雨地区最小纵坡不受限制。第82页，此课件共131页哦（三）陡坡长度限制与坡段最小长度（三）陡坡长度限制与坡段最小长度 最小坡长是指纵断面上两个变坡点之间的最最小坡长是指纵断面上两个变坡点之间的最小长度。限制最短坡长的原因：小长度。限制最短坡长的原因：坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏的路段会产生增重与减重的频繁变化，导致乘客感到极不舒适，车速越高越突出。坡长太短，变坡点之间不能设置相邻两竖曲线的切线长。对两凸型变坡点间的距离还应满足行车视距的要求。第83页，此课件共131页哦公路的最小坡长设计速度120

21、 100 8060403020最小坡长300 250 200 150 120 100 60城市道路纵坡最小长度计算行车速度100 806050403020纵坡最小长度290 170 140 110 8560第84页，此课件共131页哦最大坡长限制n n道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响很大。道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响很大。主要表现在：主要表现在：n n上坡时使汽车行驶速度显著下降，需换较低排挡以克服坡度阻力，同时，坡长太长，易使水箱“开锅开锅”，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；n n下坡时制动次数频繁，易使制动器发热而失效，甚至造成车祸。因此，应对

22、坡长加以限制。具体标准见教材表2424（P100）。第85页，此课件共131页哦（四）缓和坡段（四）缓和坡段 当当陡坡的长度超过最大坡长的限制陡坡的长度超过最大坡长的限制陡坡的长度超过最大坡长的限制陡坡的长度超过最大坡长的限制时，应在中时，应在中时，应在中时，应在中间适当位置设置间适当位置设置间适当位置设置间适当位置设置缓坡路段缓坡路段，用以恢复汽车上，用以恢复汽车上陡坡时已降低的车速。同时，从下坡安全陡坡时已降低的车速。同时，从下坡安全考虑，缓坡也是需要的。根据实际观测，考虑，缓坡也是需要的。根据实际观测，标准标准标准标准规定缓和坡段的纵坡应不大于规定缓和坡段的纵坡应不大于3 3 3 3，其

23、长度应不小于其长度应不小于最短坡长最短坡长最短坡长最短坡长。第86页，此课件共131页哦 缓和坡段的具体位置应结合纵向地形的起伏情况，尽量减少填挖方工程数量来确定。一般情况下，缓和坡段宜设置在平面的直缓和坡段宜设置在平面的直线或较大半径的平曲线上线或较大半径的平曲线上，以便充分发挥缓和坡段的功用，提高道路的使用质量。在极特殊的情况下，可以将缓和坡段设于半在极特殊的情况下，可以将缓和坡段设于半径比较小的平曲线上，但应适当增加缓和坡段径比较小的平曲线上，但应适当增加缓和坡段的长度的长度。第87页，此课件共131页哦缓和纵坡的设置情形缓和纵坡的设置情形n n1 1、山岭重区公路纵坡超过5%，坡长超过

24、限制坡长时应设置缓和纵坡，缓和纵坡应不大于不大于3%3%，长度不小于最小坡不小于最小坡长长。n n2 2、城市道路、城市道路最大纵坡超过最大纵坡超过最大纵坡超过最大纵坡超过5%，坡长超过超过超过超过表表2626的限制坡长限制坡长限制坡长限制坡长时应设置。时应设置。第88页，此课件共131页哦（五）合成坡度（五）合成坡度n n合成坡度是指在有超高的平曲线上，路线纵向坡度与合成坡度是指在有超高的平曲线上，路线纵向坡度与超高横向坡度所组成的矢量和。超高横向坡度所组成的矢量和。n n合成坡度的最大值见表29与表3030；n n合成坡度的最小值：各级道路最小合成坡度不宜各级道路最小合成坡度不宜小于小于0

25、.5%。当合成坡度小于。当合成坡度小于0.5%0.5%时，应采取综合排时，应采取综合排水措施，以保证路面排水畅通。水措施，以保证路面排水畅通。n n应尽可能避免陡坡与急弯组合应尽可能避免陡坡与急弯组合第89页，此课件共131页哦（六）竖曲线（六）竖曲线 如如如如图图图图所所所所示示示示，建建建建立立立立XOYXOY坐坐坐坐标标标标系系系系统统统统，设设设设变变变变坡坡坡坡点点点点相相相相邻邻邻邻两两两两纵纵纵纵坡坡坡坡坡坡坡坡度度度度分别为分别为分别为分别为i i1和和i2，即，即，即，即 i2i1 式中：式中：式中：式中：坡度差（）；坡度差（）；坡度差（）；坡度差（）；i i1 1，i i2

26、分分别别为为相相邻邻纵纵坡坡线线的的坡坡度度值值，上上坡坡为正，下坡为负。为正，下坡为负。当当当当 为为为为“”时时，表表示示凹凹型型竖竖曲曲线线，变变坡坡点点在在曲曲线线下下方方；当当为为“”时时时时，表表表表示示示示凸凸凸凸型型型型竖竖竖竖曲曲曲曲线线线线，变变变变坡坡坡坡点点点点在在在在曲曲曲曲线线线线上方。上方。上方。上方。第90页，此课件共131页哦竖竖曲曲线线要要素素示示意意图图第91页，此课件共131页哦二次抛物线的基本方程式在图示坐标系下，二次抛物线一般方程为在图示坐标系下，二次抛物线一般方程为 (1)对竖曲线上任意一点对竖曲线上任意一点P，其斜率为，其斜率为当当X0时，时，；

27、当；当XL时，时，则则 (2)第92页，此课件共131页哦抛物线上任意一点抛物线上任意一点P的曲率半径为的曲率半径为 式中：式中：,，代入上式，得，代入上式，得因因为为iP介介于于i1、i2之之间间，且且i1、i2均均很很小小，故故iP可可忽略不计，则忽略不计，则 (3)第93页，此课件共131页哦由由此此可可见见，抛抛物物线线各各点点的的曲曲率率半半径径近近乎乎为为常常数数。将将式式（2）代代入入式式（1），得得二二次次抛抛物物线线竖竖曲曲线线的的基基本本方方程程式为式为 或或式中：式中：坡度差（）；坡度差（）；L竖曲线长度竖曲线长度(m)；R竖曲线半径竖曲线半径(m)。第94页，此课件共1

28、31页哦竖曲线诸要素计算公式（1）竖曲线长度）竖曲线长度 LR（2）竖曲线半径）竖曲线半径 RL/（3）竖曲线切线长）竖曲线切线长（4）竖曲线上任意一点）竖曲线上任意一点P的竖距的竖距（5）竖曲线外距）竖曲线外距第95页，此课件共131页哦竖曲线的最小半径竖曲线的最小半径n n竖曲线设计限制因素竖曲线设计限制因素n n（1）缓和冲击）缓和冲击汽车在竖曲线上行驶时，其离心加速度为汽车在竖曲线上行驶时，其离心加速度为 (m/s2)离心加速度离心加速度a=0.50.7 m/s2较为合适。但考虑到较为合适。但考虑到视觉平顺等的要求，我国视觉平顺等的要求，我国标准标准规定竖曲线最小规定竖曲线最小半径和最

29、小长度可按下式计算，半径和最小长度可按下式计算，相当于相当于a=0.278 m/sa=0.278 m/s2 2，即，即 或或第96页，此课件共131页哦（2）时间行程不过短）时间行程不过短限制汽车在竖曲线上的行驶时间不过短。最短应满限制汽车在竖曲线上的行驶时间不过短。最短应满足足3S3S的行程，即的行程，即 或或第97页，此课件共131页哦（3）满足视距的要求）满足视距的要求n n为了行车安全，对凸形竖曲线的最小半径或最为了行车安全，对凸形竖曲线的最小半径或最小长度应加以限制。当汽车行驶在凹形竖曲线小长度应加以限制。当汽车行驶在凹形竖曲线上时，若竖曲线半径过小，在夜间行车时前灯上时，若竖曲线半

30、径过小，在夜间行车时前灯照射距离近，同样影响行车速度和安全。照射距离近，同样影响行车速度和安全。n n总而言之，无论是凸形竖曲线还是凹形竖曲线总而言之，无论是凸形竖曲线还是凹形竖曲线都要受到上述三种因素的控制。都要受到上述三种因素的控制。n n需要指出的是：需要指出的是：哪一种限制因素为最不利的情哪一种限制因素为最不利的情况，则该种因素为有效控制因素况，则该种因素为有效控制因素。第98页，此课件共131页哦凹形竖曲线最小长度和最小半径n n凹形竖曲线的最小长度，应满足两种视距要凹形竖曲线的最小长度，应满足两种视距要求：一是求：一是保证夜间行车安全，前灯照明应保证夜间行车安全，前灯照明应有足够的

31、距离有足够的距离；二是；二是保证跨线桥下行车有保证跨线桥下行车有足够的视距足够的视距。n n半径主要受离心加速度的限制。的限制。n n具体标准见4-31与4-324-32。第99页，此课件共131页哦（七）爬坡车道 所所谓谓爬爬坡坡车车道道，是是在在陡陡坡坡路路段段正正线线行行车车道道外外侧侧增增设设的的供供载载重重汽汽车车或或慢慢速速车车行行驶驶的的专专用用车车道道。为了在长陡的路段上将大型车、慢速车从主线车流中分离出去，宜在陡坡路段增加辅加的爬坡车道，这样可提高小汽车行驶的自由度，确保行车安全，增加道路的通行能力。第100页，此课件共131页哦 一一一一般般般般来来来来讲讲讲讲，最最最最理

32、理理理想想想想的的的的纵纵纵纵断断断断面面面面设设设设计计计计应应应应是是是是坡坡坡坡度度度度较较较较缓缓缓缓，不不不不设设设设置置置置爬爬爬爬坡坡坡坡车车车车道道道道。但但但但这这这这样样样样设设设设计计计计有有有有时时时时会会会会造造造造成成成成路路路路线线线线迂迂迂迂回回回回或或或或路路路路基基基基高高高高填填填填深深深深挖挖挖挖，从从从从而而而而增增增增加加加加工工工工程程程程费费费费用用用用。所所所所以以以以，在在在在特特特特殊殊殊殊情情情情况况况况下下下下，采采采采用用用用较较较较大大大大的的的的纵纵纵纵坡坡坡坡值值值值而而而而增增增增设设设设爬爬爬爬坡坡坡坡车车车车道道道道会会会

33、会产产产产生生生生既既既既经经经经济济济济又又又又安安安安全的效果全的效果全的效果全的效果。但但但但应应应应特特特特别别别别指指指指出出出出的的的的是是是是，设设设设置置置置爬爬爬爬坡坡坡坡车车车车道道道道并并并并非非非非是是是是最最最最好好好好的的的的措措措措施施施施，解解解解决决决决问问问问题题题题的的的的根根根根本本本本途途途途径径径径还还还还在在在在于于于于精精精精选路线，定出纵坡值较小又经济适用的路线。选路线，定出纵坡值较小又经济适用的路线。选路线，定出纵坡值较小又经济适用的路线。选路线，定出纵坡值较小又经济适用的路线。第101页，此课件共131页哦爬坡车道横断面组成爬坡车道横断面组

34、成第102页，此课件共131页哦1、设置爬坡车道的条件 我我我我国国国国规规规规范范范范规规规规定定定定：高高速速公公路路、一一级级公公路路纵纵纵纵坡坡坡坡长长长长度度度度受受受受限限限限制制制制的的的的路路路路段段段段，应应应应对对对对载载载载重重重重汽汽汽汽车车车车上上上上坡坡坡坡行行行行驶驶驶驶速速速速度度度度和和和和设设设设计计计计通通通通行行行行能能能能力力力力进进进进行行行行验验验验算算算算，符符符符合合合合下下下下列列列列情情情情况况况况之之之之一一一一者者者者，可可可可在在在在上上上上坡坡坡坡方方方方向向向向行行行行车车车车道道道道右右右右侧侧侧侧设设设设置置置置爬爬爬爬坡坡坡

35、坡车道。车道。车道。车道。n n 沿沿沿沿上上上上坡坡坡坡方方方方向向向向载载载载重重重重汽汽汽汽车车车车的的的的行行行行驶驶驶驶速速速速度度度度降降降降低低低低到到到到允允允允许许许许最最最最低低低低速速速速度度度度以以以以下下下下时，可设置爬坡车道。时，可设置爬坡车道。时，可设置爬坡车道。时，可设置爬坡车道。n n 上坡路段的通行能力小于设计小时交通量时，应设置上坡路段的通行能力小于设计小时交通量时，应设置爬坡车道。爬坡车道。对对于于是是否否需需要要设设置置爬爬坡坡车车道道，应应进进行行多多方方案案的的技技术术经经济济比比较较；对对隧隧道道、大大桥桥、高高架架桥桥及及深深挖挖路路段段，当当

36、因因设设置置爬爬坡坡车车道道而而使使工工程程费费用用增增加加很很大大时时，经经充充分分论论证证爬爬坡坡车车道道可可以以缩缩短短或或不不设设；对对对对双双双双向向向向六六六六车车车车道道道道高高高高速速速速公公公公路路路路可可可可不不不不另另另另设设设设爬爬爬爬坡坡坡坡车道，将外侧车道作为爬坡车道使用。车道，将外侧车道作为爬坡车道使用。车道，将外侧车道作为爬坡车道使用。车道，将外侧车道作为爬坡车道使用。第103页，此课件共131页哦2、爬坡车道的设计 爬坡车道的宽度一般为爬坡车道的宽度一般为3.5m，包括设于其左侧的路缘带宽度0.5m。爬坡车道的路肩和正线一样，仍然由硬路肩和土路肩组成。但由于爬

37、坡车道上车辆行驶速度较低，其硬路肩宽度可以比正线小一些，一般为1.0m；而土；而土路肩宽度以按正线要求设计为宜。窄路肩不能供停车使路肩宽度以按正线要求设计为宜。窄路肩不能供停车使用，在长而连续的爬坡车道上，其用，在长而连续的爬坡车道上，其右侧应右侧应按规定设置紧按规定设置紧按规定设置紧按规定设置紧急停车带急停车带急停车带急停车带。第104页，此课件共131页哦横向超高坡度n n高速公路正线超高坡度与爬坡车道的超高坡度之高速公路正线超高坡度与爬坡车道的超高坡度之间的对应关系见下表间的对应关系见下表正正线线的超高坡度（）的超高坡度（）10109 98 87 76 65 54 43 32 2爬坡爬坡

38、车车道的超高坡度道的超高坡度（）（）5 54 43 32 2第105页，此课件共131页哦平面布置与长度第106页，此课件共131页哦（八）（八）纵断面设计方法及纵断面图n n纵断面设计的主要内容是确定路线合适的标高标高、各坡段的、各坡段的纵坡度纵坡度纵坡度纵坡度和坡长坡长坡长坡长，并设计竖曲并设计竖曲并设计竖曲并设计竖曲线线线线。n n基本要求：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、以及填挖平衡。n n主要应注意以下几点：主要应注意以下几点：第107页，此课件共131页哦关于纵坡极限值的运用纵纵坡坡坡坡度度应应控控制制在在最最大大纵纵坡坡与与最最小小纵纵坡坡之

39、之间间。最最大大纵纵坡坡在在设设计计时时不不可可轻轻易易采采用用，并并应应留留有有余余地地。在在特特殊殊情情况况下下，如如越越岭岭线线为为争争取取高高度度、缩缩短短路路线线长长度度或或避避开开艰艰巨巨工工程程等等，才才可可以以有有条条件件地地采采用用。一一般般来来讲讲，纵纵坡坡缓缓些些为为好好，但但为为了了路路 面面 和和 边边 沟沟 排排 水水，最最 小小 纵纵 坡坡 应应 不不 低低 于于0.3%0.5%。第108页，此课件共131页哦关于坡长坡坡长长是是指指纵纵断断面面两两变变坡坡点点之之间间的的上上坡坡距距离离，坡坡长长应应在在最最短短坡坡长长与与最最大大坡坡长长限限制制之之间间选选取

40、取。坡坡长长不不宜宜过过短短，实实践践证证明明，坡坡长长以以不不小小于于计计算算行行车车速速度度3S3S的的的的行行行行程程程程为为为为宜宜宜宜。对连续起伏的路段，坡度应尽量小，坡长和竖曲线应争取到最小极限值的一倍或两倍以上，避免锯齿形的纵断面。但不应超过最大坡长限制。第109页，此课件共131页哦各种地形条件下的纵坡设计对于平原地形，注意保证对于平原地形，注意保证对于平原地形，注意保证对于平原地形，注意保证最小填土高度和最小纵坡最小填土高度和最小纵坡的要求。的要求。的要求。的要求。对对于于微微丘丘地地形形，其其纵纵纵纵坡坡坡坡应应应应均均均均匀匀匀匀平平平平缓缓缓缓，应应避避免免过过分分迁迁

41、就就地地形形而而使使路路线线连连续续起起伏伏，并并应应注注意意纵纵坡坡的的顺顺适适性性，不不产产生突变。生突变。山山岭岭、重重丘丘地地形形的的沿沿河河线线应应尽尽量量采采用用平平缓缓纵纵坡坡，坡坡长长不应超过最大坡长限制，不应超过最大坡长限制，坡度不宜大于坡度不宜大于坡度不宜大于坡度不宜大于6 6 6 6。越越岭岭线线的的纵纵坡坡应应力力求求均均匀匀，尽尽量量不不采采用用极极限限或或接接近近极极限限的的坡坡度度，更更不不宜宜在在连连续续采采用用极极限限长长度度的的陡陡坡坡之之间间夹夹短短的的缓和线。缓和线。山山山山脊脊脊脊线线线线和和和和山山山山腰腰腰腰线线线线除除除除结结结结合合合合地地地地

42、形形形形在在在在不不不不得得得得已已已已时时时时采采采采用用用用较较较较大大大大纵纵纵纵坡坡坡坡外外外外，在可能条件下纵坡应缓些在可能条件下纵坡应缓些。第110页，此课件共131页哦关于竖曲线半径的选用竖竖曲曲线线应应选选用用较较大大半半径径为为宜宜。当当当当受受受受限限限限制制制制时时时时，可可可可采采采采用用用用一一一一般般般般最最最最小小小小半半半半径径径径；特特特特殊殊殊殊情情情情况况况况下下下下方方方方可可可可采采采采用用用用极极极极限限限限最最最最小小小小半半半半径径径径。当当当当条条条条件件件件允允允允许时，宜按规定进行设计。许时，宜按规定进行设计。许时，宜按规定进行设计。许时，

43、宜按规定进行设计。第111页，此课件共131页哦纵断面设计方法与步骤纵断面设计方法与步骤 准备工作准备工作 首先在绘图纸上，按首先在绘图纸上，按比例标注比例标注桩号和标高桩号和标高。然后。然后点绘地面线点绘地面线，填，填写有关内容。同时，应收集和熟悉写有关内容。同时，应收集和熟悉有关设计所需资料，并领会设计意有关设计所需资料，并领会设计意图和要求。图和要求。第112页，此课件共131页哦标注控制点标注控制点 所谓控制点是指影响纵坡设计的标高控所谓控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。制点。如路线的起点、终点、越岭哑口、重如路线的起点、终点、越岭哑口、重要桥涵、地质不良地段的最小填土高度、最要桥涵

44、、地质不良地段的最小填土高度、最大挖深、沿溪线的洪水位、隧道进出口、平大挖深、沿溪线的洪水位、隧道进出口、平面交叉点、立体交叉点、铁路道口、城镇规面交叉点、立体交叉点、铁路道口、城镇规划设计标高以及受其它因素限制路线必须通划设计标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。此外，对于山区道路还过的标高控制点等。此外，对于山区道路还有根据路基填挖平衡关系确定的标高点，称有根据路基填挖平衡关系确定的标高点，称为为“经济点经济点”。平原地区道路一般无经济点。平原地区道路一般无经济点的问题。的问题。第113页，此课件共131页哦调整调整 将初定坡度与选线时的坡度安排进行比较，将初定坡度与选线时的坡

45、度安排进行比较，二者应基本相符，若有较大差异时应进行全面分二者应基本相符，若有较大差异时应进行全面分析，权衡利弊，决定取舍。然后对照技术标准检析，权衡利弊，决定取舍。然后对照技术标准检查最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足要查最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足要求，平、纵组合是否适当，以及路线交叉、桥梁、求，平、纵组合是否适当，以及路线交叉、桥梁、隧道和接线等处的纵坡是否合理，若有问题应进隧道和接线等处的纵坡是否合理，若有问题应进行调整。行调整。第114页，此课件共131页哦试坡试坡 在已标出在已标出“控制点控制点”和和“经济点经济点”的纵断的纵断面图上，本着面图上，本着以“控制点”为依

46、据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位之间进行穿插与取直，大致勾画出若干直坡线。对各种可能坡度线方案反复比较，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定坡度线，将前后坡度线延长交会出变坡点的初步位置。第115页，此课件共131页哦n n核对核对n n选择有控制意义的重点横断面，主要检查选择有控制意义的重点横断面，主要检查是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大、桥梁过高或过低、涵洞过长工程过大、桥梁过高或过低、涵洞过长等等情况，若有问题应及时调整纵坡。情况，若有问题应及时调整纵坡。n n定坡定坡n n经调整核对无误后，逐段把

47、直坡线的坡度经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。值、变坡点桩号和标高确定下来。n n设置竖曲线设置竖曲线n n根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，并计算竖曲线要素。线半径，并计算竖曲线要素。第116页，此课件共131页哦纵断面图的绘制纵断面图的绘制n n 纵断面设计图是道路设计重要技术文件之一，纵断面设计图是道路设计重要技术文件之一，也是纵断面设计的最后成果。也是纵断面设计的最后成果。n n 纵断面采用直角坐标，以横坐标表示里程桩号，纵坐标表示高程。为了明显地反映地面起伏情况，通常横坐标比例尺采用1 1：20002000

48、（城市道路采用1 1：5005001：10001000），纵坐标采用1 1：200200（城市道路为1 1：501：100100）。）。第117页，此课件共131页哦 纵断面图是由上下两部分组成的。上部主要用来绘制地地面面线线和和纵纵坡坡设设计计线线，另外，也可用于标注竖曲线及其要素；坡坡度度及及坡坡长长（有有时时标标在在下下部部）；沿沿线线桥桥涵涵及及人人工工构构造造物物的的位位置置、结结构构类类型型、孔孔数数及及孔孔径径；交叉的道路与铁路的的桩桩号号与与路路名名；沿沿线线跨跨越越的的河河流流名称、桩号、常水位和最高洪水位；水水准准点点位置、编号和标高等。位置、编号和标高等。下部主要用来填写

49、有关内容，主要有：直线及平曲线；里程桩号；地面标高；设计标高；填挖高度；土壤地质说明等等。纵纵断断面面设设计计图图应应按按规规定定采采用用标标准图纸和统一格式，以便装订成册。准图纸和统一格式，以便装订成册。第118页，此课件共131页哦第119页，此课件共131页哦第120页，此课件共131页哦五、五、道路平纵线形组合设计n（一）视觉分析视觉分析n（二）道路平、纵线形组合设计（二）道路平、纵线形组合设计第121页，此课件共131页哦（一）（一）视觉分析n n道路道路设计设计除除应应考考虑虑自然条件、汽自然条件、汽车车行行驶驶特特性以外，性以外，还还要要驾驶驾驶人人员员在心理和在心理和视觉视觉上

50、的上的反反应应作作为为重要因素来考重要因素来考虑虑。汽。汽车车在道路上在道路上行行驶时驶时，道路的，道路的线线形、周形、周围围的景的景观观、标标志志以及其它有关信息，几乎都是通以及其它有关信息，几乎都是通过驾驶过驾驶人人员员的的视觉视觉感受到的。因此，感受到的。因此，视觉是连接道视觉是连接道路与汽车驾驶的重要媒介。路与汽车驾驶的重要媒介。第122页，此课件共131页哦视觉分析的意义视觉分析的意义保证道路空间线形的保证道路空间线形的顺适性；顺适性；保证道路与周围环境的保证道路与周围环境的协调性协调性；保证行车的保证行车的安全性安全性；保证视觉的保证视觉的连续性连续性。第123页，此课件共131页