中南大学公路勘测设计课件 第16讲 纵断面设计.ppt 30页

第七节纵断面设计方法及纵断面图（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。应对工程和环境、道路通行能力、车辆行驶速度综合分析。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：保证最小填土高度。2．山岭、重丘区：按纵向填挖平衡设计。一、纵断面设计要点 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4-20规定的满足视觉要求的最小半径。（四）关于竖曲线半径的选用 （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。 纵断面线形设计中的高程控制条件（一）路基对纵断面的控制1.洪水位和地下水位的要求2.特殊地区和不良地质地区的控制软土和泥沼、多年冻土、盐渍土、风沙地区、雪害地区（二）桥涵和通道对纵断面的控制1.桥涵和通道要求的最低设计高程2.桥上及桥头路线的纵坡（三）隧道对纵断面的控制（四）平面交叉对纵断面的控制 线形设计检验与评价一、线形设计检验与评价的方法（一）道路透视图（二）沿线耗油量（三）事故率预测模型（四）可能速度法（五）运行速度法 二、用运行速度评价线形设计的连续性（一）连续性设计的要求1.视觉上的连续性2.行驶速度的连续3.加速度的连续性（二）确定运行速度的方法1.路段实测回归法高速公路和一级公路采用。2.理论预测法（三）基于运行速度的线形设计连续性评价标准相邻路段运行速度的差值＜10km/h,连续性好；10~20Km/h较好＞20差，需调整平、纵面设计。 三、用运行速度评价道路线形的方法（一）划分分析路段（1）平直路段(R≥1000,i<3%;i>3%,L≤300)（2）纵坡段（R≥1000,i≥3%,L>300）（3）小半径路段R<1000,i<2%（4）弯坡路段R<1000,i≥2%（二）运行速度v85的测算1.设计路段的初始运行速度v0 设计速度与初始运行速度的对应关系设计速度6080100120初始运行速度小车8095110120货车55657575 2.平直路段运行速度车型小客车大货车期望速度12075推荐加速度0.15~0.500.20~0.25推荐减速度-0.15~-0.50-0.20~-0.25 3.纵坡段运行速度纵坡速度修正值小客车大货车上坡≤4%每1000m降5按图调整＞4%每1000m降8km/h下坡≤4%每500m增加10km/h每500m增加10km/h＞4%每500增加20km/h每500m增加15km/h 4.小半径平曲线路段运行速度表5-165.弯坡组合路段运行速度表5-17（三）线形设计的评价1.运行速度协调性评价（1）评价方法根据运行速度预测方法对各相邻路段的线形特征点进行双向运行速度预测，并计算相邻路段运行速度的差值。按评价标准，对运行速度差值△v85进行检查，若速度差超过标准规定值，应调整平、纵面设计。 （2）调整方法对速差处速度高的路段，减小圆曲线半径、增大纵坡；对速差处速度低的路段，增大圆曲线半径、减小纵坡；若不能调整，应采取限速等措施。2.设计速度与运行速度协调性评价（1）圆曲线半径（2）缓和曲线（3）最小直线长度（4）纵断面（5）视距 四、基于运行速度的线形设计步骤1.初始设计2.检验和修正3.完成设计 JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=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．准备工作：（1）应收集有关设计资料：①里程桩号和地面高程；②平面设计成果；③沿线地质资料等。（2）点绘地面线，填写有关内容。 2．标注高程控制点：①路线起、终点；②越岭垭口；③重要桥涵；④最小填土高度；⑤最大挖深；⑥沿溪线的洪水位；⑦隧道进出口；⑧平面交叉和立体交叉点；⑨铁路道口；⑩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。山区道路的“经济点”或“挖方点”等。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．准备工作：（1）应收集有关设计资料：①里程桩号和地面高程；②平面设计成果；③沿线地质资料等。（2）点绘地面线，填写有关内容。 JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=2．标注高程控制点：①路线起、终点；②越岭垭口；③重要桥涵；④最小填土高度；⑤最大挖深；⑥沿溪线的洪水位；⑦隧道进出口；⑧平面交叉和立体交叉点；⑨铁路道口；⑩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。山区道路的“经济点”或“挖方点”等。 JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=3．试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。 JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=4．调整：按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。3．试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。 5．核对：典型横断面核对。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：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0.00JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=4．调整：按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。3．试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。 JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=5．核对：典型横断面核对。6．定坡：确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。4．调整：按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。3．试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。R=T=E=R=T=E=R=T=E=7.竖曲线设计：确定半径、计算竖曲线要素 5．核对：典型横断面核对。6．定坡：确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。7.竖曲线设计：确定半径、计算竖曲线要素4．调整：按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。3．试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。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，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 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。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 三、纵断面图的绘制比例尺：横坐标采用1:2000（城市道路采用1:500～1:1000）纵坐标采用1:200（城市道路为1:50～1:100）。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。 第八节城市道路纵断面设计要求及锯齿形街沟设计一、城市道路纵断面设计要素城市道路纵断面设计的要求，除了前面讲述的最大和最小纵坡、坡长限制、合成坡度、平均纵坡、竖曲线最小半径和最短长度、平纵组合的要求以外，还应满足由城市道路的特点所决定的具体要求。（一）纵断面设计应参照城市规划控制标高、适应临街建筑立面布置以及沿路范围内地面水的排除。（二）应与相交道路、街坊、广场和沿街建筑物的出入口有平顺的衔接。（三）山城道路及新建道路的纵断面设计应尽量使土石方平衡。在保证路基稳定的条件下，力求设计线与地面线接近，以减少土石方工程数量，保持原有天然稳定状态。 （四）旧路改建宜尽量利用原有路面，若加铺结构层时，不得影响沿路范围的排水。（五）机动车与非机动车混合行驶的车行道，最大纵坡宜不大于3%，以满足非机动车爬坡能力的要求。（六）道路最小纵坡应不小于0.5%，困难时不小于O.3%，特别困难情况下小于0.3%时，应设置锯齿形街沟或采取其它综合排水措施。（七）道路纵断面设计必须满足城市各种地下管线最小覆土深度的要求，如表4-22所示。 二、锯齿形街沟设计（一）设置据齿形街沟的目的我国大多数城市都座落于地形平坦的地区，道路设计中为减少填、挖方工程量，保证道路中线标高与两侧建筑物前地坪标高的衔接关系，有时不得不采用很小的甚至是水平的纵坡度。对设计纵坡很小路段，要设法保证路面排水通畅，其中设置锯齿形街沟（或称偏沟）就是一种有效方法。（二）设置锯齿形街沟的条件根据上海市的经验总结，当道路中线纵坡小于0.3%时，就要采取措施保证路面排水通畅。所以，《城规》规定：道路中线纵坡度小于0.3%时，可在道路两侧车行道边缘1m～3m宽度范围内设置锯齿形街沟。