城市道路纵断面线形设计教学课件PPT.pps

4.1 纵断面设计的内容,道路纵断面道路中线在垂直水平面方向上的投影。反映道路竖向的走向、高程、纵坡大小，即道路起伏情况。 城市道路一般以车道中心线的竖向线形作为基本纵断面。,道路纵断面设计的主要内容： 根据根据道路性质、等级、行车技术要求和当地气候、地形、水文、地质条件、排水要求以及城市竖向设计要求、现状地物、土方平衡等，合理地确定连接有关竖向控制点的平顺起伏线形。 具体内容沿线纵坡大小及坡段长度以及变坡点位置；选定满足行车技术要求的竖曲线；计算各桩点的施工高度，以及确定桥涵构筑物的标高等。,4.1 纵断面设计的内容,纵断面设计之规范规定：,道路纵断面上的设计高程一般采用道路中心线处路面设计标高，有中央分隔带时可采用中央分隔带的外侧边缘处路面设计标高。改建道路设计高程视具体情况也可采用行车道中线标高。 道路纵断面设计应满足城市竖向规划要求，与临街建筑立面布置相适应，有利于沿线范围内地面水的排除。 机动车与非机动车混合行驶的车行道，宜按非机动车设计纵坡度标准控制。 纵断面设计还应考虑下列因素： 1 路线经过水文地质条件不良地段时，应提高路基标高以保证路基稳定。当受规划标高限制不能提高时，应采取稳定路基措施。 2 旧路改建应做到宁填勿挖，在旧路面上加铺结构层时，不得影响沿路范围的排水。 3 沿河改建道路应根据路线位置确定路基高程。位于河堤顶的路基边缘应高于河道防洪水位0.5m。但岸边设置拦水设施时，不受此限。位于河岸外侧道路的标高应按一般道路考虑，符合规划控制高程要求，并应根据情况解决地面水及河堤渗水对路基稳定的影响。 4 道路纵断面设计要妥善处理各类地下管线最小覆土厚度的要求。,4.2 道路纵坡,4.2.1 最大纵坡纵坡设计时，各级道路允许采用的最大坡度值,各种机动车的动力要求：纵坡过大(8%)，爬坡困难，下 坡易造成事故。 非机动车行驶要求：不宜大于3.5%，铺设振动带。 自然条件影响：气候、海拔、气温、雨雪、湿度等。 沿街建筑物的布置与地下管线敷设：城市规划等。,道路纵坡道路中心线（纵向）坡度（包括坡长、坡度和竖曲线）。 纵坡坡长道路中心线上某一特定纵坡路段的起止长度。,4.2 道路纵坡,4.2.1 最大纵坡,注：1 新建道路应采用小于或等于最大纵坡一般值；改建道路、受地形条件或其他特殊情况限制时，可采用最大纵坡极限值。 2 除快速路外的其它等级道路，受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证后，最大纵坡极限值可增加1.0%。 3 积雪或冰冻地区的快速路最大纵坡不应大于3.5%，其他等级道路最大纵坡不应大于6.0。,表6.3.1 最大纵坡,机动车道最大纵坡应符合表6.3.1的规定，并应符合下列规定：,4.2 道路纵坡,4.2.1 最大纵坡,海拔3000m以上高原地区的城市道路最大纵坡一般值应按表列数值减小1%；最大纵坡折减后若小于4%，则仍可采用4%。 连续上坡或连续下坡路段，任意连续3km路段的平均纵坡应不大于5.5%。 大桥（主桥）纵坡一般不宜大于4%，桥头引道纵坡一般不宜大于5%。 城市隧道一般情况纵坡应不大于3%，最大纵坡不宜大于4%；短于100m的隧道纵坡可与该隧道外的道路线形指标相同。当采用较大纵坡时，必须对行车安全性、通风设施和运营费用、工程经济性等作充分的技术和经济综合论证。 桥梁、隧道两端不宜设置平面交叉口。当桥梁引道坡脚或隧道洞口至交叉口的距离较近时，应复核车辆排队长度及交织长度，并避免车辆转弯对行人和非机动车的安全影响。,4.2 道路纵坡,4.2.1 最短纵坡,纵坡的最小坡长应符合表6.3.3规定。且应大于相邻两个竖曲线切线长度之和。,在编制中，统一规定最小坡长为10s的汽车行驶距离。该取值与现行公路工程技术标准jtg b01-2003及城市快速路设计规程cjj129-2009基本一致。 加罩道路、老桥利用接坡段、尽端道路及坡差小的路段，最小坡长的规定可适当放宽。 1立交匝道起讫点两端及尽端道路起（讫）点一端不受最小坡长限制。 2 当设计道路是主干路，横向道路是支路时，横向道路纵断面在与主干路相交处可视为分段处理，不受最小坡长限制。 3 改建道路的桥头引道等不均匀沉降路段，可按降低一级设计速度的最小坡长，且相邻纵坡坡差小于或等于5的要求执行。,表6.3.3 最小坡长值,当设计道路是主干路，横向道路是支路时，横向道路纵断面在与主干路相交处可视为分段处理，不受最小坡长限制。,支路纵断面分段设计,以主干路机非分隔带边线为路脊线设计,4.2 道路纵坡,表6.3.4 机动车最大坡长,6.3.4 当道路纵坡大于本规范表6.3.1所列的一般值时，纵坡最大坡长应符合表6.3.4的规定。道路连续上坡或下坡，应在不大于表6.3.4规定的纵坡长度之间设置纵坡缓和段。缓和段的纵坡应不大于3%，其长度应符合本规范表6.3.3最小坡长的规定。,除快速路以外的其它等级道路，该条规定与城市道路设计规范cjj37-90基本一致。,4.2 道路纵坡,表6.3.5 非机动车道最大坡长,该条规定与城市道路设计规范cjj37-90一致。 我国1997年6月20日发布了电动自行车安全通用技术条件gb 17761-1999，其中规定“电动自行车最高车速为20km/h”，在道路交通安全法实施条例（2004年5月1日实施）中尚未有相应的管理条例，参照电瓶车的要求，最高限速为15km/h，目前与非机动车共用路权。但目前在国内市场上，部分电动自行车车速已达到40km/h50 km/h，对非机动车的行驶造成了极大的威胁。基于目前我国对于电动自行车的发展方向尚未有明确的政策和管理手段，本次规范编制中也未作为专门的类型考虑。,6.3.5 非机动车道纵坡宜小于2.5%；当大于或等于2.5%时，纵坡最大坡长应符合表6.3.5的规定。,4.2 道路纵坡,表6.3.6 竖曲线最小半径与竖曲线最小长度,6.3.6 各级道路纵坡变化处应设置竖曲线，竖曲线宜采用圆曲线，竖曲线最小半径与竖曲线最小长度应符合表6.3.6规定。一般情况下应大于或等于一般值；特别困难时可采用极限值。,非机动车道变坡点处应设竖曲线，竖曲线最小半径宜大于或等于100m；对“人非共板”的竖曲线最小半径宜大于或等于60m。,4.2 道路纵坡,4.2 道路纵坡,4.2.1 最大纵坡,合成坡度为保证汽车在小半径弯道上安全而不降速行驶，必须使该处道路设计纵坡比直线段上所容许的最大纵坡有所减少，使得弯道超高的坡度与道路纵向坡度所组成的矢量和即合成坡度在规定范围内。设计时应尽可能避免坡度与急弯组合。,6.3.7 在设有超高的平曲线上，超高横坡度与道路纵坡度的合成坡度应小于或等于表6.3.7的规定。,表6.3.7 合成坡度,注：积雪或冰冻地区道路的合成坡度应小于或等于6.0%。,各级道路最小合成坡度不宜小于0.5%；当合成坡度小于0.5%时，则应采取综合排水措施，保证路面排水畅通。,4.2 道路纵坡,4.2 道路纵坡,4.2.2 最小纵坡,目的：适应路面上雨水排除并防止造成雨水排泄管道淤塞。 一般情况下，道路最小纵坡应0.5，困难时可0.3。 遇特殊困难，应设置锯齿形偏沟或采取其他排水措施。,4.2 道路纵坡,4.2.3 道路排水, 明式系统：公路和一般乡镇道路采用明沟排水，在街坊出入口、人行横道处增设一些盖板、涵管等构造物。 暗式系统：包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出入口等主要部分。 混合式系统：明沟和暗管相结合。城市中排除雨水可用暗管，也可用明沟。在建筑物密度较高和交通频繁的地区，应采用暗式系统。而在城镇的郊区或其他建筑物密度较小、交通稀少的地区应首先考虑采用明沟。,4.2 道路纵坡,4.2.3 道路排水,锯齿形街沟：道路纵坡小于0.3时，为利于路面雨水排除，将位于街沟附近的路面横坡在一定宽度内变化，提高街沟的纵坡，使其大于0.30.5，从而形成锯齿形边沟。,4.2 道路纵坡,4.2 道路纵坡,4.2.3 道路排水,山区道路排水：山区道路曲线往往沿山坡、冲坳设置、易于受暴雨、山洪冲刷；因此宜尽可能在曲线傍山一侧加大边沟或设置截水沟，将水迅速排走。曲线内侧的雨水，若流量较大，则可在水流汇集地点增设跌水井和涵洞，引水从曲线下首路基排除。,4.2 道路纵坡,4.3 竖曲线,4.3 竖曲线,4.3 竖曲线,竖曲线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。 竖曲线因坡段转折处是凸形或凹形的不同而分为凸形竖曲线和凹形竖曲线两种。,凸型,凹型,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，常用坡度之差代替。 =2-1tg2 - tg1=i2 - i1 0：凹型竖曲线。,4.3 竖曲线,凹型竖曲线 0,凸型竖曲线 0,4.3 竖曲线,4.3.1 竖曲线的作用, 缓冲作用：平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的冲击。 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限。 综合作用：将竖曲线与平曲线恰当的组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。 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。,4.3 竖曲线,4.3.2 竖曲线半径,1. 凸形竖曲线半径 凸形竖曲线半径的确定，是以在凸形转坡点，前进的车辆能看清对面的来车、前方的车尾或地面障碍物为原则满足视距原则确定。,ls的情况：,ls的情况：,4.3 竖曲线,4.3.2 竖曲线半径,2. 凹形竖曲线半径 为了保证行车条件适应乘客舒适的要求，离心加速度a的值不宜超过0.50.7m/s2。,当车辆通过下穿道路或铁路的通道时，凹形竖曲线半径的设置除了应考虑上述要求外，还需要保证桥下视距要求。若上下行车分车道，s为停车视距s停，若双向车辆混用车道时s应采用s会。 一般情况下竖曲线半径按100的整数倍选用。,4.3 竖曲线,4.3.3 竖曲线最小长度,为满足汽车司机操作的需要，竖曲线最小长度按计算行车速度行驶3s的距离计算：,实际工作中，竖曲线的长度一般至少为20m。,4.3 竖曲线,4.3.4 竖曲线的连接,若两相邻的竖曲线相距很近，中间直坡段太短，应将两者结合，并成复曲线形式。在一般情况下，则应力求两竖曲线之间留一段直坡段l，坡长建议以不小于汽车行驶3s的距离为宜。,4.4 线形组合设计,4.4.1 线形组合应满足行车安全、舒适以及与沿线环境、景观协调的要求，平面、纵断面线形应均衡，路面排水应通畅。 4.4.2 线形组合设计应符合下列规定： 1 应使线形在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并应保持视觉的连续性。 2 应避免平面、纵断面、横断面极限值的相互组合设计。 3 平、纵面线形应相互对应，技术指标大小均衡连续，以及与之相邻路段各技术指标的均衡、连续。 4 条件受限时选用平面、纵断面的各接近或最大、最小值及其组合时，应考虑前后地形、技术指标运用等对实际运行速度的影响。 5 横坡与纵坡应组合得当，并应利于路面排水和行车安全。,平纵线形组合原则上应“相互对应”，且平曲线稍长于竖曲线，即所谓的“平包竖”。国内外研究资料表明，当平曲线半径小于2000m、竖曲线半径小于15000m时，平、竖曲线的相互对应对线形组合显得十分重要；随着平、竖曲线半径的增大，其影响逐渐减小；当平曲线半径大于6000m、竖曲线半径大于25000m时，对线形的影响显得不很敏感。因此，线形设计的“相互对应、且平包竖”的基本要求需视平、竖曲线的半径而掌握其符合的程度。 城市道路由于限制条件多，对于低等级道路不必强求平纵线形的相互对应。,平曲线与竖曲线的位置组合图,4.4 线形组合设计,线形组合应满足以下基本要求： 1 应在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，保持线形的连续性。在急弯、反向曲线或挖方边坡处均应考虑视线的诱导，避免遮断视线。 2 平曲线宜与竖曲线相互对应，且平曲线宜稍长于竖曲线。 3 竖曲线半径宜为平曲线半径的10倍20倍。 4 当平、竖曲线半径均较小时，其相互对应程度应较严格；随着平、竖曲线半径同时增大，其对应程度可适当放宽；当平、竖曲线半径均较大时，可不严格相互对应。 5 平曲线缓而长、竖曲线坡差小于1%时，可不要求平、竖曲线线位的对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。 6 合理选择道路的纵坡度和横坡度，以保证排水通畅，而不形成过大的合成纵坡。,4.4 线形组合设计,平纵线形设计应避免下列几种组合： 1 在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得插入急转的平曲线或反向平曲线。 2 长直线不宜与坡陡或半径小且长度短的竖曲线组合；长的竖曲线不宜与半径小的平曲线组合。 3 长的平曲线内不宜包含多个短的竖曲线；短的平曲线不宜与短的竖曲线组合。 4 纵断面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃、断背、长直线或折曲等使驾驶人视觉中断的线形，或在驾驶员视线内出现两个或两个以上的平曲线或竖曲线。,4.4 线形组合设计,1.纵断面线形设计的一般原则 1）保证行车的安全与迅速。 2）与相交道路、街坊、广场以及沿街建筑物出入口有平顺衔接。 3）在保证路基稳定、工程经济的条件下，力求设计线与地面线相接近，以减少路基土石方工程量，并最少地破坏自然地理环境。 4）应保证道路两侧街坊和路面上雨水的排除。 5）在城市滨河地区，往往要求滨河道路起防洪堤的作用，因此，其路面设计标高应在最高洪水位以上。 6）道路设计线要为城市各种地下管线的埋设提供有利条件。 7）综合纵断面设计线形，妥善分析确定各竖