城市道路纵断面线型规划设计.ppt

第五章城市道路纵断面线形规划设计,纵断面规划设计的内容道路纵坡纵断面线形规划设计,第一节纵断面规划设计的内容,道路纵断面线形指道路中线在垂直水平面方向上的投影，它反映道路竖向地走向、高程、纵坡的大小，即道路起伏情况。城市道路的纵断面设计，是结合城市规划要求、地形、地质情况，以及路面排水、工程管线埋设等综合因素考虑，所确定的一组由直线和曲线组成的线形设计。,第一节纵断面规划设计的内容,道路纵断面设计的主要内容是根据道路性质、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（或特征点）的平顺起伏线形。它具体包括：确定沿线纵坡大小及坡段长度以及变坡点的位置；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。,第二节道路纵坡,道路纵坡指道路中心线（纵向）坡度，坡长则指道路中心线上某一特定纵坡路段的起止长度。2.1最大纵坡2.1.1影响因素一条道路的容许最大设计纵坡，要考虑行车技术要求、工程经济等因素，同时还必须根据道路类型、交通性质、当地自然环境以及临街建筑规划布置要求等，来拟定相应的技术标准。,第二节道路纵坡,一、考虑各种机动车辆的动力要求从对汽车的动力因数的分析可知，当车辆驶上较大的纵坡时，必然要降低车速，增加车流密度。因此，为了保证一定的设计行车速度，道路的纵坡就不能过大。在一般情况下，机动车道的最大纵坡多不超过8%。二、考虑非机动车行驶的要求根据第一章对自行车爬坡能力的分析，适合自行车骑行的道路坡度宜为2.5%以下；适合平板三轮车骑行的纵坡宜为2%及以下。我国山城重庆、贵阳等地由于受地形条件限制，道路纵坡均较大。如重庆市中心区的北区干道最大纵坡达7%以上；贵阳的市区干道中华路、延安路纵坡多在3.54.0%以上，甚至达5.1%。一般平原城市道路的纵坡应尽可能控制在2.5%以下，城市机动车道的最大纵坡宜控制在5%以下。,第二节道路纵坡,同时，当纵坡较大时，对坡长也应有所控制。因为，当纵坡大于2%时，自行车上坡速度会降低。若纵坡是3%，则上坡速度会降到78公里/小时。根据自行车实际爬坡情况，可以找出一条比较省力的功率时间曲线，再根据骑车爬坡速度换算成一条坡度与坡长的关系曲线如图:,第二节道路纵坡,骑车爬坡坡度与坡长关系曲线,第二节道路纵坡,三、考虑自然条件的影响我国幅员辽阔，各地自然气候、地理环境差异较大。一般来说，道路所在地区的地形起伏、海拔高度、气温、雨量、湿度等，都在不同程度上影响机动车辆的行驶状况和爬坡能力。对于高原城市，车辆的有效牵引力常因空气稀薄而减小，从而相应降低了汽车的升坡能力，因此，从道路设计角度考虑，一般将最大容许纵坡度折减13%。,第二节道路纵坡,高原地区公路纵坡折减值,四、考虑沿街建筑物的布置与地下管道敷设要求纵坡过大，不仅将增加地下管道埋设的困难，如需要增加跌水井的设备，或不必要的管道埋深，而且还会给临街建筑及街坊内部的建筑布置带来不便，并影响街景美观。因此，选择纵坡最大值，应在干道网规划布局基础上，结合城市规划、管线综合的状况慎重考虑。,第二节道路纵坡,2.1.2最大纵坡要求,城市道路机动车道最大纵坡限制值,注：海拔高度在30004000高原地区城市道路最大纵坡推荐值按列表数值折减1%。积雪寒冷地区最大纵坡度推荐值不超过6%。,第二节道路纵坡,2.1.3坡长限制道路纵坡一定时，尚需对陡坡路段的坡长适当限制。根据一般载重汽车的性能，当道路纵坡大于5%时，需对坡长宜加以限制，并相应设置坡度不大于23%的缓和坡段，当城市交通干道的缓和坡段长度不宜小于100m，对居住区道路及其他区干道，亦不得小于50m。道路纵坡的坡长限制可参见下表:,第二节道路纵坡,城市道路机动车道较大纵坡坡长限制值,非机动车车行道纵坡度宜小于2.5%。大于或等于2.5%时，应按下表规定限制坡长。,第二节道路纵坡,车种,城市道路纵坡段最小长度,第二节道路纵坡,2.1.4合成坡度合成坡度的计算公式为：,式中,合成坡度（%）；,超高横坡度（%）；,弯道上的纵坡（%）。,第二节道路纵坡,弯道合成坡度限制,注：积雪地区道路合成坡度应小于或等于6%。,第二节道路纵坡,2.2最小纵坡道路最小纵坡值系指能适应路面上雨水排除，和防止并不致造成雨水排泄管道淤塞所必需的最小纵向坡度值。为保证道路地面水与地下排水管道内的水能通畅快速的排除，道路纵坡也不宜过小，一般希望道路最小纵坡度应大于或等于0.5%，困难时可大于或等于0.3%，遇特殊困难纵坡度小于0.3%时，应设置锯齿形偏沟或采取其他排水措施。,第二节道路纵坡,不同类型路面最小纵坡限制值,第二节道路纵坡,2.3道路排水2.3.1排水方式概述城市道路路面排水系统，根据构造特点可以分为明式系统、暗式和混合式三种。一、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。明沟可设在路面的两边或一边，也可在车行道的中间。当道路处于农田区时，边沟要处理好与农田排灌的关系。,第二节道路纵坡,二、暗式系统包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出水口等主要部分。道路上及其相邻地区的地面水依靠道路设计的纵横坡度，流向车道两侧的街沟，然后顺街沟的纵坡流入沿街沟设置的雨水口，再由地下的连管通到干管，排入附近河流或其他水体中去。三、混合式系统1妻子的xing要求不能得到满足，影响夫妻感情造成家庭不和睦2爱爱中立刻she精，精子不能很好的进入女性体内，导致不育3心情苦闷、情绪压抑，丧失生活激情，产生心里疾病4早*泄容易导致精神恐惧焦虑，从而发生阳*痿等勃起功能障碍直至性机能衰竭。咨询加老zhong医的V：msdf003愿您早日康复！,第二节道路纵坡,2.3.2锯齿形街沟当道路纵坡小于0.3%时，为利于路面雨水的排除，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0.3%0.5%，从而形成锯齿形边沟如图所示.,第二节道路纵坡,（a）纵断面,（b）横断面,（c）轴侧图,锯齿形街沟示意图,第二节道路纵坡,锯齿形街沟设计中，首先要确定好街沟纵坡转折点间的距离，以便布置雨水口。雨水口位置布设的关系因素如右图:图中、分别为雨水口、分水处的侧石高度；为雨水井的间距；为道路中线纵坡；及为锯齿形街沟设计纵坡。从图中可知分水点距两边的雨水口距离将分别为及。,锯齿形街沟雨水口布置计算,第二节道路纵坡,标准侧石高=15cm，使在1220cm间变化，常取，此时：,第二节道路纵坡,2.3.2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，造成水毁；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；至于曲线内侧的雨水，若流量也较大，则可在水流汇集地点增设跌水井和涵洞，引水从曲线上首路基内侧穿过曲线下首路基排除。,第二节道路纵坡,山区道路排水措施示意,第三节竖曲线,3.1竖曲线的作用道路纵断面上的设计坡度线，系由许多折线所组成，车辆在这些折线处行驶时，会产生冲击颠簸。当遇到凸形转折的长坡段处，易使驾驶人员视线受阻；当遇到凹形转折处，由于行车方向突然改变，不仅会使乘客感到不舒服，而且由于离心力的作用，会引起车辆底盘下的弹簧超载。因此，为了使路线平滑柔顺，行车平稳、安全和舒适，必须在路线竖向转坡点处设置平滑的竖曲线，将相邻直线坡段衔接起来。,第三节竖曲线,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:,纵断面各转坡点的布置示意,凸形转坡点处转坡角与视距的关系,第三节竖曲线,3.2竖曲线基本要素竖曲线有圆弧线形和抛物线形两种。目前，我国多采用圆弧线形，简称圆形竖曲线。其基本组成要素包括竖曲线长度,切线长度和外距,如图所示设为竖曲线半径，为两纵坡地段的变坡角，有几何关系可得。,第三节竖曲线,由于很小，同时值也可近似以两倍值计算，故竖曲线各项要素可按下述各近似式计算：,式中，L、T、E分别为竖曲线的曲线长、切线长和外距。,第三节竖曲线,3.3竖曲线半径的计算与确定竖曲线设计，关键在半径的选择。一般而言，应根据道路交通要求、地形条件，力求选用较大半径，至于凸形、凹形竖曲线的容许最小半径值，则分别按视距要求及行车不产生过分颠簸来控制。3.3.1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，按以下两种情况分析：,第三节竖曲线,一、竖曲线长大于行车容许最小安全视距的情况，即，见下图。,LS,从图中可知：,前式中,与,值相比很小，故可略去,，从而近似地得：,同理可得,第三节竖曲线,若为会车视距，等于，则上两式可分别改写为,第三节竖曲线,若为停车视距，则：,第三节竖曲线,二、竖曲线长L小于行车容许最小安全视距S的情况，即LS，见下图：,第三节竖曲线,从图中可知：值很小，可以近似地认为切线的总长,等于竖曲线长度L。故,从前面计算可知,第三节竖曲线,故,第三节竖曲线,若为会车视距，等于，则上式变为,若为停车视距，为零，则上式变为,第三节竖曲线,3.3.2凹形竖曲线当车辆沿凹形竖曲线行驶时，为了不致产生过大颠簸，从而使汽车支架弹簧超载过多，一般应对离心力及离心加速度加以限制。通常认为，为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/s。根据运动学原理，离心加速度为,（m/s）,第三节竖曲线,有,设,为0.5m/s代入上式，可得,式中，与均为计算行车速度，单位分别m/s以及km/h计。,第三节竖曲线,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，还需保证桥下视距要求（见下图）。若上下行分车道，为停车视距，若双向车辆混用车道时应采用。,汽车通过桥洞时的最小安全视距,第三节竖曲线,一般竖曲线半径应按100的整数倍取设计值。不同车速时的竖曲线最小半径值如下表所示。竖曲线半径一般应尽量采用大于竖曲线一般最小半径的数值，其值约为极限最小半径的1.5倍；特殊困难时，应大于或等于极限最小半径值。,第三节竖曲线,不同车速竖曲线半径选用表,注：非机动车道，凸、凹行竖曲线最小半径为500m。,第三节竖曲线,3.3.3应用举例【例一】某城市大学园区内主干路，计算行车速度为40km/h。图中，=326m，=270m，=185m，=1.0%，=3.0%，=3.24%。试根据给出的坡度、坡长分别求出A、B两转折点处的竖曲线半径及竖曲线各要素。,例一之简图,第三节竖曲线,【解】由公式可求得、分别为：=4.0%，=6.24%查表4-3-1可知，A处的最小半径应为1000m，B处的最小半径应为500m。考虑到在坡长容许的情况下可以使行车更为舒适，因此半径可以更大，故可确定A处的半径值=4000m，B处的半径值=2000m。根据公式,计算，求得竖曲线各项要素为：=160m，=80m，=0.8m，=124.8m，=62.4%m，=0.97m。,第三节竖曲线,3.4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3秒的距离计算：,式中计算行车速度（km/h）。,第三节竖曲线,我国城市道路设计规范对竖曲线最小长度的规定如下表。,不同车速竖曲线最小长度,实际工作中，竖曲线的长度一般至少为20m。,第三节竖曲线,3.5竖曲线的连接竖曲线之间连接时，可以在其间保留一段直坡段，也可以不留直坡段而直接连接成同向或反向复曲线形式，只要不使两竖曲线相交或搭接即可。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，坡长建议已不小于汽车行驶3s的距离为宜：,V计算行车速度（km/h）。,式中,第四节纵断面线形规划设计,4.1纵断面线形设计的一般原则城市道路纵面的线性设计一般要满足以下要求：1.保证行车的安全与迅速。一般要求路线转折少、纵坡平缓，在纵坡转折处尽可能用较大半径的竖曲线衔接，以适应行车视距与舒适的要求；2.与相交道路、街坊、广场以及沿街建筑物的出入口有平顺的衔接；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。在地形起伏较大或系主要道路时，应适当拉平设计线，以消除过大纵坡与过多坡度转折，即使这样会增加一些填挖土量和其他工程构筑物工作量，也往往是适当的；,第四节纵断面线形规划设计,4.应保证道路两侧街坊和路面上雨水的排除。为此，道路侧石顶面一般宜低于街坊地面和沿街建筑物的地坪标高，在多雨的南方地区更应如此。当地形复杂，街坊建筑群排水规划方向系背离道路时，则侧石顶面可高于街坊建筑群地面，但应在街坊出入口处增设雨水口（亦称进水井）截流地面雨水。对可能有渍水的城市用地，尚应注意使道路设计标高距渍水位有足够高度（一般宜1.0m），以保证路基的稳定；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。同时，对于同滨河路相衔接的道路，由于其标高也均被提高，故也应协调滨河地区道路之间的坡度与坡长；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。因此，设计纵坡应综合考虑管线布置的要求，并保证各类管线有必要的最小覆土深度；,第四节纵断面线形规划设计,7.综合纵断面设计线形，妥善分析确定各竖向控制点的设计标高。对影响纵断面设计线标高、坡度和位置的各竖向控制点：如相交道路的中线标高、城市桥梁的桥面设计标高、铁路平交点处的轨顶标高、沿街重要建筑物的底层地坪标高、滨河路的河流最高洪水位以及人防工程的顶面标高等，在定线时，需要对纵断面线形上的相关控制点综合考虑，一并分析，经统一协调后再具体确定竖向控制点处的设计标高。,第四节纵断面线形规划设计,4.2纵断面线形设计步骤纵断面线形设计步骤包括：勘测道路中心线的地面线、确定道路纵断面的设计线、计算填挖高度、标明构筑物及有关特征点位置、高程，以及绘制纵断面图等。4.2.1勘测道路中心线的地面线首先，根据规划拟定的、经道路平面设计确定的路线每一段落的具体走向、转折点坐标、曲线半径，以及直线段与曲线段的衔接等，将图纸上确定的道路中心线通过现场勘测，准确地移放到地面的实际位置上去并埋桩；接着进行道路中线各桩点的水准测量，并按里程桩号及地面自然地形起伏变化处补设的特征点加桩，测记各桩点地面标高；然后，按规定比例尺在厘米方格纸（或电脑）上绘出地面线。,第四节纵断面线形规划设计,4.2.2确定道路纵断面的设计线在定设计线前先根据路网规划要