第四章纵断面设计1

1、道路勘测设计道路勘测设计n 例例4-34-3：某山岭区一般二级公路，变坡点桩号为：某山岭区一般二级公路，变坡点桩号为k5+030.00k5+030.00，高程高程H H1 1=427.68m=427.68m，i i1 1=+5%=+5%，i i2 2=-4%=-4%，竖曲线半径，竖曲线半径R=2000mR=2000m。n试计算竖曲线诸要素以及桩号为试计算竖曲线诸要素以及桩号为k5+000.00k5+000.00和和k5+100.00k5+100.00处的处的设计高程。设计高程。n解：解：1计算竖曲线要素计算竖曲线要素n =i2- - i1= - - 0.04- -0.05= - - 0.090

2、，为凸形。，为凸形。n 曲线长曲线长 L = R=20000.09=180mn 切线长切线长 9021802LTn 外外 距距 03. 22000290222RTEn 竖曲线起点竖曲线起点桩号（桩号（K5+030.00）- - 90 = K4+940.00n 竖曲线终点竖曲线终点桩号（桩号（K5+030.00）+ + 90 = K5+120.002计算设计高程 K5+000.00K5+000.00：位于上半支：位于上半支 横距横距x x1 1=5000.00 4940.00=5000.00 4940.0060m60m 竖距竖距 （改正值）（改正值）n切线高程切线高程 = 427.68 + 0.

3、05(5000.00 - - 5030.00)n = 426.18m n设计高程设计高程 = 426.18 - - 0.90=425.18m n （凸竖曲线应减去改正值）（凸竖曲线应减去改正值） 90. 0200026022211RxyK5+100.00：位于下半支按竖曲线终点分界计算：按竖曲线终点分界计算： 横距横距x x2 2= 5100.00 4940.00= 5100.00 4940.00160m160m 竖距竖距 40. 62000216022222Rxyn 切线高程切线高程 = 427.68 + 0.05(5100.00 - - 5030.00)n = 431.18m n 设计高程

4、设计高程 = 431.18 6.40 = 424.78m K5+100.00：位于下半支按变坡点分界计算：按变坡点分界计算： 横距横距= 5120.00 5100.00 = 5120.00 5100.00 20m20m 竖距竖距 10. 02000220R2xy2222n 切线高程切线高程 = 427.68 - - 0.04(5100.00 - - 5030.00)n = 424.88m n 设计高程设计高程 = 424.88 0.10 = 424.78m 某条道路变坡点桩号为K25+460.00,高程为780.72m， ,竖曲线半径5000m。 （1）判断凸凹性； （2）计算竖曲线要素； （

5、3）计算竖曲线起点、K25+400.00、K25+460.00、K25+500.00、终点的设计高程。 作业：作业：某二级公路一路段有三个变坡点，详细资料如下：某二级公路一路段有三个变坡点，详细资料如下： 变坡点桩号变坡点桩号 设计高程设计高程 竖曲线半径竖曲线半径 K12+450 172.513 5000K12+450 172.513 5000 + 9 5 0 1 9 0 . 0 1 3 + 9 5 0 1 9 0 . 0 1 3 40004000 K13+550 173.513 3000 K13+550 173.513 3000试计算试计算K12+700K12+700K13+300K13+

6、300段段50m50m间隔的整桩号的设计高程值。间隔的整桩号的设计高程值。 1 1、视觉分析的意义、视觉分析的意义 道路设计除应考虑自然条件、汽车行驶特道路设计除应考虑自然条件、汽车行驶特性以外，还要驾驶人员在心理和视觉上的反应性以外，还要驾驶人员在心理和视觉上的反应作为重要因素来考虑。汽车在道路上行驶时，作为重要因素来考虑。汽车在道路上行驶时，道路的线形、周围的景观、标志以及其它有关道路的线形、周围的景观、标志以及其它有关信息，几乎都是通过驾驶人员的视觉感受到的。信息，几乎都是通过驾驶人员的视觉感受到的。因此，因此，视觉是连接道路与汽车驾驶的重要媒介视觉是连接道路与汽车驾驶的重要媒介。视觉分

7、析具有如下意义： 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。2.视觉与车速的动态规律驾驶员的驾驶员的注意力集中注意力集中程度随车速的增加而增加；程度随车速的增加而增加； 驾驶员的驾驶员的心理紧张程度心理紧张程度随车速的增加而增加；随车速的增加而增加； 驾驶员的驾驶员的注意力集中点和视距注意力集中点和视距随车速的增大而增随车速的增大而增 大大, ,对一些细节开始变得模糊不清；对一些细节开始变得模糊不清； 驾驶员的驾驶员的视角视角随车速的增大而减小，高速驾驶时随

8、车速的增大而减小，高速驾驶时 一无法顾及两侧景象了。一无法顾及两侧景象了。二、道路平 纵线形组合设计（一） 平、纵组合设计的原则 1 1、 保持视觉的连续性保持视觉的连续性。应在视觉上自然地引导驾驶员。应在视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。任何使驾驶员感到茫的视线，并保持视觉的连续性。任何使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误的线形都应避免。在视觉上能否然、迷惑或判断失误的线形都应避免。在视觉上能否自然地引导视线，是衡量平、纵线形组合的最基本问自然地引导视线，是衡量平、纵线形组合的最基本问题。题。2 2、 保持平、纵线形的技术指标大小应均衡保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。对纵面线

9、。对纵面线形不断起伏，而在平面上却采用高标准的线形是无意形不断起伏，而在平面上却采用高标准的线形是无意义的。反之，在平面上线形迂回前进、弯道较多，而义的。反之，在平面上线形迂回前进、弯道较多，而在纵断面设计上采用高标准也同样没有意义。在纵断面设计上采用高标准也同样没有意义。3 3、 选择组合得当的合成坡度选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水，以利于路面排水和行车安全。和行车安全。4 4、 注意与周围环境相配合注意与周围环境相配合。如配合得好，可以。如配合得好，可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。视线的作用。 （二）平曲线与竖曲线的组

10、合1 1、平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应、平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线稍长于竖曲线 这种组合是使平曲线与竖曲线对应，最好这种组合是使平曲线与竖曲线对应，最好使竖曲线的起点和终点分别放在平曲线的两个使竖曲线的起点和终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的缓和曲线内，即所谓的“平包竖平包竖”。R=R=300060mR=R=1000图4-122 2、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 平曲线与竖曲线其中一方大而平缓，那平曲线与竖曲线其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。一个长的平曲么另一方就不要形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上的竖曲

11、线，或一个大的竖曲线内有两个以上的竖曲线，或一个大的竖曲线含有两个以上的平曲线，看上去都非常别线含有两个以上的平曲线，看上去都非常别扭，如图扭，如图4 41313所示。根据德国的统计资料，所示。根据德国的统计资料，当平曲线半径小于当平曲线半径小于1000m1000m时，竖曲线半径大约时，竖曲线半径大约为平曲线半径的为平曲线半径的10102020倍为好倍为好。3 3、暗、明弯与凸、凹竖曲线、暗、明弯与凸、凹竖曲线 暗弯与凸形竖曲线组合，以及明弯与凹形暗弯与凸形竖曲线组合，以及明弯与凹形竖曲线组合较为合理竖曲线组合较为合理，且给人一种平顺舒适的，且给人一种平顺舒适的感觉。平曲线与竖曲线重合是一种理

12、想的组合，感觉。平曲线与竖曲线重合是一种理想的组合，但由于地形等条件限制，这种组合并不是总能但由于地形等条件限制，这种组合并不是总能争取得到的。如果平曲线的中点与竖曲线的顶争取得到的。如果平曲线的中点与竖曲线的顶（底）点位置错开距离不超过平曲线长度的四（底）点位置错开距离不超过平曲线长度的四分之一时，效果仍然令人满意。但是，如果错分之一时，效果仍然令人满意。但是，如果错位过大或大小不均衡，就会出现视觉效果很差位过大或大小不均衡，就会出现视觉效果很差的线形。的线形。 （1 1）要避免使凸形竖曲线的顶部与反向平要避免使凸形竖曲线的顶部与反向平曲线的拐点重合。曲线的拐点重合。否则，宜出现扭曲的外否则

13、，宜出现扭曲的外观，会使驾驶员操纵失误，产生交通事故；观，会使驾驶员操纵失误，产生交通事故； （2 2）要避免使凹形竖曲线的底部与反向平要避免使凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。曲线的拐点重合。否则，也宜出现扭曲的否则，也宜出现扭曲的外观，会使路面排水困难，产生积水；外观，会使路面排水困难，产生积水；（3 3）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重合小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重合。对凸。对凸形竖曲线引导性差，事故率较高；对凹形竖曲线，形竖曲线引导性差，事故率较高；对凹形竖曲线，路面排水不良；路面排水不良； （4 4）计算行车速度在）计算行车速度在40km/h40km/h以上的道路，以上的道路，

14、应避应避免在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部插入免在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部插入小半径的平曲线小半径的平曲线。前者引导性差，驾驶员在接近。前者引导性差，驾驶员在接近坡顶时才发现平曲线，导致匆忙减速甚至交通事坡顶时才发现平曲线，导致匆忙减速甚至交通事故；后者会出现汽车高速行驶时急转弯，行车不故；后者会出现汽车高速行驶时急转弯，行车不安全。安全。 如图如图4 41414所示，将平曲线与竖曲线的组所示，将平曲线与竖曲线的组合形象地表示出来，以便于实际应用。合形象地表示出来，以便于实际应用。竖曲线的竖曲线的起点和终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲线起点和终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲线

15、段内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直段内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆曲线段内。线上，也不要放在圆曲线段内。有时，若做不到有时，若做不到平、竖曲线较好的组合，可把二者拉开相当距离，平、竖曲线较好的组合，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。使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。（三） 直线与纵断面的组合 在平坦地区，宜出现平面的在平坦地区，宜出现平面的长直线与纵面的长直线与纵面的直坡线相配合直坡线相配合，这对双车道道路超车较为方便。，这对双车道道路超车较为方便。但距离过长时，行车单独乏味，易疲劳，宜发生但距离过长时，行车单独乏味，易疲劳，宜

16、发生交通事故。这时，可采用一次变坡的平、纵组合，交通事故。这时，可采用一次变坡的平、纵组合，其中其中以包括一条凸形竖曲线为最好，而包括一条以包括一条凸形竖曲线为最好，而包括一条凹形竖曲线次之凹形竖曲线次之。 直线中短距离内两次以上变坡是较差的组直线中短距离内两次以上变坡是较差的组合，会形成反复凸凹的合，会形成反复凸凹的“驼峰驼峰”和和“凹陷凹陷”，看上去，看上去既不美观也不连贯，宜使驾驶员的视线中断。因既不美观也不连贯，宜使驾驶员的视线中断。因此，此，只要路线有起伏，就不要一味采用直线，最只要路线有起伏，就不要一味采用直线，最好使平面曲线随纵坡的变化略加转折，把平曲线好使平面曲线随纵坡的变化略

17、加转折，把平曲线与竖曲线合理地组合与竖曲线合理地组合。 （四） 平、纵线形组合与景观的协调配合平、纵线形组合设计必须是在充分与自然平、纵线形组合设计必须是在充分与自然景观相配合的基础上进行。否则，即使线形组合景观相配合的基础上进行。否则，即使线形组合满足所有规定也不一定是良好设计。特别是高速满足所有规定也不一定是良好设计。特别是高速公路、一级公路，其线形组合设计与自然景观相公路、一级公路，其线形组合设计与自然景观相配合尤为重要。配合尤为重要。1 1 、应在道路的规划、选线、设计、施工全过程应在道路的规划、选线、设计、施工全过程中重视景观要求。中重视景观要求。如对风景旅游区、自然保护区、如对风景

18、旅游区、自然保护区、名胜古迹区、文物保护区和其它特殊地区等，一名胜古迹区、文物保护区和其它特殊地区等，一般以绕避为主。般以绕避为主。2 2 、尽量少破坏自然景观，避免深挖高填尽量少破坏自然景观，避免深挖高填。比如，。比如，对沿线的地貌、树林、池塘、湖泊等要少破坏；对沿线的地貌、树林、池塘、湖泊等要少破坏；对填挖路段，在横断面设计时要使边坡造型和绿对填挖路段，在横断面设计时要使边坡造型和绿化与现有景观相适应，祢补由于填挖对自然景观化与现有景观相适应，祢补由于填挖对自然景观的破坏。的破坏。3 3、 应能提供视觉的多样性，力求与周围的风应能提供视觉的多样性，力求与周围的风景自然地融为一体。景自然地融

19、为一体。充分利用湖泊、树木、水坝、充分利用湖泊、树木、水坝、桥梁、高烟窗、或在路旁设置一些设施，以消除桥梁、高烟窗、或在路旁设置一些设施，以消除单调感，并使道路与自然密切配合。单调感，并使道路与自然密切配合。4 4 、必要时可采用修整、植草皮、种树等措施必要时可采用修整、植草皮、种树等措施 改善景观。改善景观。5 5 、 有条件时进行综合绿化有条件时进行综合绿化。 用透视图来检查线形设计及组合情况用透视图来检查线形设计及组合情况 透视图法是根据道路的平面线形、纵断面线形及道路的横断面设透视图法是根据道路的平面线形、纵断面线形及道路的横断面设计资料，绘制出驾驶人员在不同桩号处注视前方道路时映入眼

20、帘的计资料，绘制出驾驶人员在不同桩号处注视前方道路时映入眼帘的透视图，以此来判断路线平纵线形是否协调，道路与景观的配合是透视图，以此来判断路线平纵线形是否协调，道路与景观的配合是否适当，曲线之间的连接是否平顺，道路的走向是否清楚，通视条否适当，曲线之间的连接是否平顺，道路的走向是否清楚，通视条件是否良好等。如果检查中发现线形有缺点时，应对设计作某些修件是否良好等。如果检查中发现线形有缺点时，应对设计作某些修改，使施工后的道路空间线形达到较为完美的程度。改，使施工后的道路空间线形达到较为完美的程度。透视图有一般有路线概略透视图、包含适当地形及地物的全景透视透视图有一般有路线概略透视图、包含适当地

21、形及地物的全景透视图和经过渲染处理的真实感的透视图，这些透视图的作用各不相同，图和经过渲染处理的真实感的透视图，这些透视图的作用各不相同，绘制的难易程度也不相同，随着计算机技术的发展，原本是很困难绘制的难易程度也不相同，随着计算机技术的发展，原本是很困难的工作也可以很轻松地完成。的工作也可以很轻松地完成。 1 1、路线概略透视图路线概略透视图这种透视图只绘出道路中心线和路基路面的边线，一这种透视图只绘出道路中心线和路基路面的边线，一般有五根线，这种透视图绘制简单迅速，目前一般般有五根线，这种透视图绘制简单迅速，目前一般CADCAD系统均应具备此功能，主要是在进行平、纵、横设计系统均应具备此功能

22、，主要是在进行平、纵、横设计时实时检查使用，虽然简单但可以有效解决平纵组合时实时检查使用，虽然简单但可以有效解决平纵组合方面的问题，所以线位透视图也成为高等级公路初步方面的问题，所以线位透视图也成为高等级公路初步设计中的重要的文件之一。设计中的重要的文件之一。 2 2、全景透视图全景透视图如果将道路两侧的地形绘制出来，就形成了全景透视如果将道路两侧的地形绘制出来，就形成了全景透视图，不仅能反映道路线形的优劣，而且可以检查与周图，不仅能反映道路线形的优劣，而且可以检查与周围景观的配合情况，随着数字地形模型的应用，道路围景观的配合情况，随着数字地形模型的应用，道路全景透视图的绘制已经比较方便了，图

23、为一公路的全全景透视图的绘制已经比较方便了，图为一公路的全景透视图。景透视图。 3 3、 真实感的透视图真实感的透视图这种透视图的制作难度较大，需要先建立模型，这种透视图的制作难度较大，需要先建立模型，再进行渲染而成，主要应用于方案评价和汇报，再进行渲染而成，主要应用于方案评价和汇报，图为一公路的具有真实感的透视图。图为一公路的具有真实感的透视图。第五节纵断面设计方法及纵断面图 纵断面设计的主要内容是确定路线合适的标纵断面设计的主要内容是确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。其高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。其基本要求是基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖纵坡均

24、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、以及填曲线长短适当平面与纵面组合设计协调、以及填挖平衡挖平衡等，主要注意以下问题。等，主要注意以下问题。一一 、纵断面设计要点、纵断面设计要点（一）关于纵坡极限值的运用（一）关于纵坡极限值的运用纵坡坡度应控制在最大纵坡与最小纵坡之纵坡坡度应控制在最大纵坡与最小纵坡之间。最大纵坡在设计时不可轻易采用，并应留间。最大纵坡在设计时不可轻易采用，并应留有余地。在特殊情况下，如越岭线为争取高度、有余地。在特殊情况下，如越岭线为争取高度、缩短路线长度或避开艰巨工程等，才可以有条缩短路线长度或避开艰巨工程等，才可以有条件地采用。件地采用。一般来讲

25、，纵坡缓些为好，但为了一般来讲，纵坡缓些为好，但为了路面和边沟排水，最小纵坡应不低于路面和边沟排水，最小纵坡应不低于0.3%0.5%0.3%0.5%。（二）（二） 关于坡长关于坡长坡长是指纵断面两变坡点之间的上坡距离，坡长是指纵断面两变坡点之间的上坡距离，坡长应在最短坡长与最大坡长限制之间选取。坡坡长应在最短坡长与最大坡长限制之间选取。坡长不宜过短，实践证明，长不宜过短，实践证明，坡长以不小于计算行车坡长以不小于计算行车速度速度9S9S的行程为宜的行程为宜。对连续起伏的路段，坡度应。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尽量小，坡长和竖曲线应争取到最小极限值的一倍或

26、两倍以上，避免锯齿形的纵断面。但不应超倍或两倍以上，避免锯齿形的纵断面。但不应超过最大坡长限制。过最大坡长限制。 （三）（三） 各种地形条件下的纵坡设计各种地形条件下的纵坡设计1 1 、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最小填土高度和最小纵坡小纵坡的要求。的要求。2 2 、对于微丘地形，其、对于微丘地形，其纵坡应均匀平缓纵坡应均匀平缓，应避免，应避免过分迁就地形而使路线连续起伏，并应注意纵坡过分迁就地形而使路线连续起伏，并应注意纵坡的顺适性，不产生突变。的顺适性，不产生突变。3 3 、山岭、重丘地形的沿河线应尽量采用平缓纵、山岭、重丘地形的沿河线应尽量采用平缓纵坡，

27、坡长不应超过最大坡长限制，坡，坡长不应超过最大坡长限制，坡度不宜大于坡度不宜大于6 6。4 4 、越岭线的纵坡应力求均匀，、越岭线的纵坡应力求均匀，尽量不采用极限尽量不采用极限或接近极限的坡度或接近极限的坡度，更不宜在连续采用极限长度，更不宜在连续采用极限长度的陡坡之间夹短的缓和线。的陡坡之间夹短的缓和线。5 5 山脊线和山腰线除结合地形在不得已时采用山脊线和山腰线除结合地形在不得已时采用较大纵坡外，较大纵坡外，在可能条件下纵坡应缓些在可能条件下纵坡应缓些。（四）关于竖曲线半径的选用（四）关于竖曲线半径的选用竖曲线应选用较大半径为宜竖曲线应选用较大半径为宜。当受限制时，。当受限制时，可采用一般

28、最小半径；特殊情况下方可采用极限可采用一般最小半径；特殊情况下方可采用极限最小半径。当条件允许时，宜按表最小半径。当条件允许时，宜按表4 42020的规定的规定进行设计。进行设计。 视觉要求的最小竖曲线半径值视觉要求的最小竖曲线半径值 表表 4-20 竖曲线半径（m） 计算行车速度 （km/h） 凸形 凹形 120 20000 12000 100 16000 10000 80 12000 8000 60 9000 6000 40 3000 2000 （五）（五） 关于相邻竖曲线的衔接关于相邻竖曲线的衔接相邻两个同向竖曲线，特别是同向凹曲线相邻两个同向竖曲线，特别是同向凹曲线之间，如直坡段不长应

29、合并为单曲线或复合曲线，之间，如直坡段不长应合并为单曲线或复合曲线，这样要求对行车是有利的。这样要求对行车是有利的。相邻反向竖曲线之间，中间最好插入一段直相邻反向竖曲线之间，中间最好插入一段直坡段，以使增重与减重和缓过渡。坡段，以使增重与减重和缓过渡。若两竖曲线半若两竖曲线半径接近最小极限值时，径接近最小极限值时， 插入的直坡段至少应为插入的直坡段至少应为计算行车速度计算行车速度3S3S的行程。但当两竖曲线半径较大的行程。但当两竖曲线半径较大时，亦可直接连接。时，亦可直接连接。R1R2R1R2R1R2R1R2图 4-15 相 邻 竖 曲 线 的 衔 接二、纵断面设计的一般要二、纵断面设计的一般

30、要求求纵断面的设计要求为：保证行车的平顺、安全及汽车运输的经济，纵断面的设计要求为：保证行车的平顺、安全及汽车运输的经济，使道路建筑费最低，路基和构造物具有足够的稳定性。使道路建筑费最低，路基和构造物具有足够的稳定性。纵断面设计的具体要求包括：纵断面设计的具体要求包括：（1 1）应满足纵坡及竖曲线的各项规定应满足纵坡及竖曲线的各项规定（最大纵坡、坡长限制、坡（最大纵坡、坡长限制、坡段最小长度、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等）。段最小长度、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等）。（2 2）纵坡应均匀平顺。纵坡应均匀平顺。纵坡尽量平缓、起伏不宜过大和频繁；变纵坡尽量平缓、起伏不宜过大和频繁；变坡点处

31、尽量设置大半径竖曲线，尽量避免极限纵坡值；缓和段配合坡点处尽量设置大半径竖曲线，尽量避免极限纵坡值；缓和段配合地形布设腴口处纵坡尽量放缓；越岭线应尽量避免设置反坡段（升地形布设腴口处纵坡尽量放缓；越岭线应尽量避免设置反坡段（升坡段中的下坡损失）。坡段中的下坡损失）。（3 3）设计标高的确定应结合沿线自然条件如地形、设计标高的确定应结合沿线自然条件如地形、土壤，水文、土壤，水文、气候等因素综合考虑。气候等因素综合考虑。（4 4）纵断面的设计应与平面线形和周围的景观相协调，纵断面的设计应与平面线形和周围的景观相协调，即应考虑即应考虑人体视觉心理上的要求，按照平竖曲线相协调及半径的均衡，来确人体视觉

32、心理上的要求，按照平竖曲线相协调及半径的均衡，来确定纵断面的设计线。定纵断面的设计线。（5 5）应争取填挖平衡，应争取填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方量，降低工尽量移挖作填，以节省土石方量，降低工程造价。程造价。（6 6）依路线的性质要求，依路线的性质要求，适当照顾当地民间运输工具、农业机械、适当照顾当地民间运输工具、农业机械、农田水利等方面的要求。农田水利等方面的要求。（7 7）城市道路的纵坡设计及设计标高的确定，城市道路的纵坡设计及设计标高的确定，还应考虑沿线两侧还应考虑沿线两侧街坊地坪标高及保证地下管线最小覆土深度要求。一般应使侧石顶街坊地坪标高及保证地下管线最小覆土深度要求。一般应

33、使侧石顶面标高低于两侧街坊或建筑物的地坪标高面标高低于两侧街坊或建筑物的地坪标高三、纵断面设计方法与步骤1 1、 准备工作准备工作 首先在绘图纸上，按首先在绘图纸上，按比例标注桩号和标高比例标注桩号和标高。然后。然后点绘地面线点绘地面线，填写有关内容。同时，应收集和熟悉有，填写有关内容。同时，应收集和熟悉有关设计所需资料，并领会设计意图和要求。关设计所需资料，并领会设计意图和要求。2、标注控制点 所谓控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。所谓控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。如如路线的起点、终点、越岭哑口、重要桥涵、地质不良地路线的起点、终点、越岭哑口、重要桥涵、地质不良地段的最小填土高度、最

34、大挖深、沿溪线的洪水位、隧道段的最小填土高度、最大挖深、沿溪线的洪水位、隧道进出口、平面交叉点、立体交叉点、铁路道口、城镇规进出口、平面交叉点、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过的标高控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，对于山区道路还有根据路基填挖平衡关制点等。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，称为系确定的标高点，称为“经济点经济点”。平原地区道路一般无。平原地区道路一般无经济点的问题。经济点的问题。在山区道路上，除考虑上述控制点外在山区道路上，除考虑上述控制点外, ,还应考虑各还应考虑各横断面上的横断面上的“

35、经济点经济点”，以求降低造价。，以求降低造价。横断面经济点有以下三种情况：横断面经济点有以下三种情况：1 1）当地面横坡不大时，可在中桩地面标高上下找）当地面横坡不大时，可在中桩地面标高上下找到填方和挖方基本平衡的标高，纵坡设计应尽量到填方和挖方基本平衡的标高，纵坡设计应尽量通过该点；通过该点；2 2）当地面横坡较陡，填方往往不易填稳，用多挖）当地面横坡较陡，填方往往不易填稳，用多挖少填或全挖路基的方法比砌筑坡脚、修筑挡墙经少填或全挖路基的方法比砌筑坡脚、修筑挡墙经济，此时多挖少填或全挖路基的标高为经济点；济，此时多挖少填或全挖路基的标高为经济点；3 3）当地面横坡很陡，无法填方时，需砌筑挡土

36、墙，）当地面横坡很陡，无法填方时，需砌筑挡土墙，此时采用全挖路基比填方修筑挡墙经济。此时采用全挖路基比填方修筑挡墙经济。（ )（ )（a)（a)深挖全挖经济点全填高填图3- 横断面上的经济点确定1 : 0 . 11 : 0 . 21 : 0 . 3 1 : 0 . 51 : 0 . 71:11:1.51:11:0.5图 4-16 路 基 断 面 透 明 模 板3、试坡 在已标出在已标出“控制点控制点”和和“经济点经济点”的纵断面的纵断面图上，本着图上，本着以以“控制点控制点”为依据，照顾多数为依据，照顾多数“经经济点济点”的原则的原则，在这些点位之间进行穿插与取，在这些点位之间进行穿插与取直，

37、大致勾画出若干直坡线。对各种可能坡直，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。会出变坡点的初步位置。4、调整 将初定坡度与选线时的坡度安排进行比较，二者应将初定坡度与选线时的坡度安排进行比较，二者应基本相符，若有较大差异时应进行全面分析，权衡利弊，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查最大纵坡、最小纵坡、决定取舍

38、。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求，平、纵组合是否适当，以及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、隧道和接线等处的纵坡是否合理，若路线交叉、桥梁、隧道和接线等处的纵坡是否合理，若有问题应进行调整。有问题应进行调整。5、核对 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，主要检查是否是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大、桥梁填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大、桥梁过高或过低、涵洞过长过高或过低、涵洞过长等情况，若有问题应及时调整等情况，若有问题应及时调整纵坡。纵坡。6 6、定坡、定坡 经调整核对无误后，逐段把

39、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。7 7、设置竖曲线、设置竖曲线 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。8.8.根据已定的纵坡和变坡点的设计标高及竖根据已定的纵坡和变坡点的设计标高及竖曲线半径，即可计算出各桩号的设计标高。曲线半径，即可计算出各桩号的设计标高。中桩设计标高与对应原地面标高之差即为中桩设计标高与对应原地面标高之差即为路基施工高度，当两者之差为路基施工高度，当两者之差为“+”+”则是填则是填方；为方；为“-”-”则是挖方。则

40、是挖方。（二）纵断面设计注意事项（二）纵断面设计注意事项（1 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）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。设竖曲线。（2 2）大、中桥上不宜设置竖曲线，桥头两端竖曲线的起、终点）大、中桥上不宜设置竖曲线，桥头两端竖曲线的起、终点应设在桥头应设在桥头10m10m以外，参考图以外，参考图5-2-25-2-2。（3 3）小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平顺，）小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平顺，应

41、尽量避免在小桥涵处出现应尽量避免在小桥涵处出现“驼峰式驼峰式”纵坡，见图纵坡，见图5-2-35-2-3。（4 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，）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，其长度应不小于最小坡长规定。两端接一般宜设在水平坡段，其长度应不小于最小坡长规定。两端接线纵坡应不大于线纵坡应不大于3%3%，山区工程艰巨地段不大于，山区工程艰巨地段不大于5%5%。（5 5）拉坡时如受）拉坡时如受“控制点控制点”或或“经济点经济点”制约，导致纵坡起伏制约，导致纵坡起伏过大，或土石方工程量太大，经调整仍难以解决时，可用纸上过大，或土石方工程量

42、太大，经调整仍难以解决时，可用纸上移线的方法修改原定纵坡线。移线的方法修改原定纵坡线。四、纵断面图的绘制四、纵断面图的绘制 纵断面设计图是道路设计重要技术文件之一，也是纵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。断面设计的最后成果。 纵断面采用直角坐标，以横坐标表示里程桩号，纵坐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比例尺采用1 1：20002000（城市道路采用（城市道路采用1 1：5005001 1：10001000），），纵坐标采用纵坐标采用1 1

43、：200200（城市道路为（城市道路为1 1：50501 1；100100）。）。 纵断面图是由上下两部分组成的。上部主要用来绘制纵断面图是由上下两部分组成的。上部主要用来绘制地面线和纵坡设计线地面线和纵坡设计线，另外，也可用于标注竖曲线及其要，另外，也可用于标注竖曲线及其要素；素；坡度及坡长坡度及坡长（有时标在下部）；（有时标在下部）；沿线桥涵及人工构造沿线桥涵及人工构造物物的位置、结构类型、孔数及孔径；的位置、结构类型、孔数及孔径；交叉的道路与铁路交叉的道路与铁路的的桩号与路名；桩号与路名；沿线跨越的河流沿线跨越的河流名称、桩号、常水位和最高名称、桩号、常水位和最高洪水位；洪水位；水准点水

44、准点位置、编号和标高等。位置、编号和标高等。 下部主要用来填写有关内容，主要有：下部主要用来填写有关内容，主要有：直直线及平曲线；里程桩号；地面标高；设计标高；线及平曲线；里程桩号；地面标高；设计标高；填挖高度；土壤地质说明填挖高度；土壤地质说明等。等。 纵断面设计图应纵断面设计图应按规定采用标准图纸和统一格式，以便装按规定采用标准图纸和统一格式，以便装 订订成册。成册。绘制纵断面设计图的步骤 1.1.按一定的比例，在透明毫米方格计算纸上标出与本图适按一定的比例，在透明毫米方格计算纸上标出与本图适应的横向和纵向坐标，横向坐标标出百米桩号，纵向坐应的横向和纵向坐标，横向坐标标出百米桩号，纵向坐标

45、标出整十米高程；标标出整十米高程；2.2.在坐标系中按水准测量提供的各桩号地面高程与相应的在坐标系中按水准测量提供的各桩号地面高程与相应的桩号配合点绘各桩号地面点，并将各地面标高点用直线桩号配合点绘各桩号地面点，并将各地面标高点用直线依次连接后就成为纵断面图的地面线；依次连接后就成为纵断面图的地面线；3.3.在坐标图上绘出各水准点的位置、编号，并注明高程；在坐标图上绘出各水准点的位置、编号，并注明高程；4.4.将桥涵位置绘制在坐标图上，并注明孔数、孔径、结构将桥涵位置绘制在坐标图上，并注明孔数、孔径、结构类型、桩号等；类型、桩号等；5.5.在纵断面设计图下部表内分别注明土壤地质资料、绘出在纵断

46、面设计图下部表内分别注明土壤地质资料、绘出平面直线和平曲线的位置、转向（平曲线以开口梯形表平面直线和平曲线的位置、转向（平曲线以开口梯形表示，开口向上为向左转，开口向下为向右转），并注明示，开口向上为向左转，开口向下为向右转），并注明平曲线有关资料（一般只需注明交点编号和圆曲线半平曲线有关资料（一般只需注明交点编号和圆曲线半径）；径）；6.6.纵坡和竖曲线确定后，将设计线（包括直线坡和竖曲线）纵坡和竖曲线确定后，将设计线（包括直线坡和竖曲线）绘出，并注明纵坡度、坡长（以分式表示，分子为纵坡绘出，并注明纵坡度、坡长（以分式表示，分子为纵坡度，分母为坡长），在各竖曲线范围内分别注明各竖曲度，分母为

47、坡长），在各竖曲线范围内分别注明各竖曲线的基本要素（包括变坡点桩号、竖曲线半径、切线长、线的基本要素（包括变坡点桩号、竖曲线半径、切线长、外距）；外距）；7.7.填注其它各有关资料或特定需要的资料；填注其它各有关资料或特定需要的资料；8.8.描图或在透明毫米方格计算纸上直接上墨，待墨汁干后描图或在透明毫米方格计算纸上直接上墨，待墨汁干后再将无用的铅笔字线擦净。再将无用的铅笔字线擦净。绘制的纵断面设计图，应按规定采用标准纸和统一格式，绘制的纵断面设计图，应按规定采用标准纸和统一格式，以便装订成册以便装订成册 不 设平 曲 线里 程 和 桩 号地 面 标 高设 计 标 高挖 （ ）添 （ ）坡 长

48、 （ ）坡 度 （o/oo）土 壤 地 质 说 明泥 质 页 岩泥 质 砂 岩泥 质 页 岩亚 粘 土设 计 标 高，距25.0号桩位 右18的石头上 333.455 石箱涵K0+500.00石涵箱石涵箱 桩左屋基石上332.315图 4-18 公 路 路 线 纵 断 面 图直线,曲线及交叉口原有地面标高设计路中心线桩 号坡度及距离标高南北街沟设计标高坡度及距离坡度及距离标高5.004.003.002.001.001+5611+5711+573.51+5801+5871+6171+6201+628.51+724.51+764.53.321.561.563.323.112.993.003.023

49、.053.903.903.903.903.903.933.953.973.833.763.833.763.843.783.863.803.883.823.903.840.580.732.340.580.732.340.580.790.910.930.930.92同上同上00.57302003.33.33.33.33.33.33.33.33.33.33.3212121241824 1824 182424路中心设计线锯齿形街沟设计线原地面线第六节城市道路纵断面设计要求及锯齿形街沟设计城市道路纵断面设计与公路基本相同。只是城市道路纵断面设计与公路基本相同。只是由于城市道路所经地区的地形地物以及地上地

50、下由于城市道路所经地区的地形地物以及地上地下各种管线的影响，使得各种管线的影响，使得制约纵断面设计的控制点制约纵断面设计的控制点较多较多，如城市桥梁、铁路路口、平面交叉点、沿，如城市桥梁、铁路路口、平面交叉点、沿街建筑物的地坪标高等，设计时要妥善解决。街建筑物的地坪标高等，设计时要妥善解决。另外，处于平坦地区的城市道路，当设计纵另外，处于平坦地区的城市道路，当设计纵坡小于最小纵坡时，为便于排水，应在坡小于最小纵坡时，为便于排水，应在道路两侧道路两侧做锯齿形街沟设计做锯齿形街沟设计。 一、城市道路纵断面设计要求一、城市道路纵断面设计要求 城市道路纵断面设计的要求，除了前城市道路纵断面设计的要求，

51、除了前面讲述的面讲述的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、合成坡度、平均纵坡、竖曲线最小半径、合成坡度、平均纵坡、竖曲线最小半径和最短长度、平纵组合和最短长度、平纵组合的要求以外，还应的要求以外，还应满足一些其它的特殊要求。满足一些其它的特殊要求。 （一）（一） 在确定道路中线设计标高时，必须满足在确定道路中线设计标高时，必须满足下列各控制点标高的要求下列各控制点标高的要求 1 1 城市桥梁桥面标高城市桥梁桥面标高H H桥桥 H H桥桥 h h水水 h h浪浪 h h净净h h桥桥h h面面 (m) (m) 式中：式中：h h水水河道设计水位标高河道设计水位标高 (m)

52、(m) ； h h浪浪浪高浪高 (m) (m) ，一般取为，一般取为0.5m 0.5m ； h h净净河道通航净空高度河道通航净空高度 (m) (m) ，视通，视通航等级而定；航等级而定； h h桥桥桥梁上部建筑结构高度桥梁上部建筑结构高度 (m) (m) ； h h面面桥上路面结构厚度桥上路面结构厚度 (m) (m) ，应包括，应包括预留的路面补强厚度在内。预留的路面补强厚度在内。 2 2、立交桥桥面标高、立交桥桥面标高H H桥桥 （1 1） 桥下为铁路时桥下为铁路时 H H桥桥 h h轨轨 h h净净 h h桥桥h h面面h h沉沉 (m)(m) 式中：式中：h h轨轨铁路轨面标高铁路轨面

53、标高 (m) (m) ； h h净净铁路净空高度铁路净空高度 (m) (m) ，一般蒸汽机车、，一般蒸汽机车、内燃机车为内燃机车为6m6m，电气机车为，电气机车为6.55m6.55m； h h沉沉桥梁预计沉降量桥梁预计沉降量 (m) (m) 。 （2 2） 桥下为道路时桥下为道路时 H H桥桥 h h路路 h h净净 h h桥桥h h面面 (m)(m)式中：式中：h h路路路面标高路面标高 （m m），应包括预留的路面补），应包括预留的路面补强强 厚度在内；厚度在内； h h净净道路净空高度道路净空高度 (m) (m) ，见表，见表4 42121。 3 铁路道口应以铁路轨顶标高为准。铁路道口应

54、以铁路轨顶标高为准。 4 相交道路交叉点应以交叉中心规划标高为准。相交道路交叉点应以交叉中心规划标高为准。 5 满足沿街建筑物前地坪标高的要求。满足沿街建筑物前地坪标高的要求。行车行道种类行驶车辆种类 各种汽车 无轨电车有轨电车 自行车、行人 其他非机动车 最小净高4.555.52.53.5 机动车道 非机动车道 道路最小净高 表4-21沿街两侧建筑物前地坪标高车行道人行道 地坪中线中顶横人地地（二）应与相交道路、街坊、广场和沿街建筑物（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连接。的出入口有平顺的连接。（三）山城道路及新建道路的纵断面设计应尽量（三）山城道路及新建道路的纵断面

55、设计应尽量使土石方平衡。使土石方平衡。（四）旧路改建应尽量利用原有路面，若加铺结（四）旧路改建应尽量利用原有路面，若加铺结构层时，不得影响沿路范围内的排水。构层时，不得影响沿路范围内的排水。（五）机动车和非机动车混合行驶的道路，（五）机动车和非机动车混合行驶的道路，最大纵坡宜不大于最大纵坡宜不大于3 3 ，以满足非机动车爬坡能力，以满足非机动车爬坡能力的要求。的要求。 （六）道路最小纵坡应不小于（六）道路最小纵坡应不小于5 5 ，困难时，困难时不小于不小于3 3 ，特别情况下小于，特别情况下小于3 3时，应设置锯齿时，应设置锯齿形街沟或采取其它综合排水措施。形街沟或采取其它综合排水措施。 （七

56、）道路纵断面设计必须满足城市各种地下（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（见表管线最小覆土深度的要求（见表4 42222）。）。 管道名称管道名称最小覆土最小覆土深度（深度（m）备注备注管道名称管道名称最小覆土最小覆土深度（深度（m）备注备注电讯管道电讯管道0.70.8 煤气煤气管管干煤气干煤气0.9 电讯锌装电缆电讯锌装电缆0.8埋在人行道下埋在人行道下可减可减表4-22少少0.3m湿煤气湿煤气1.0 给水给水管管500mm的管的管径径1.0 电车电缆电车电缆0.7 500mm的管的管径径0.7 电力电力电缆电缆1.0kV以下以下0.7 雨水管雨水管0.7 2035kV1.0 热管道热管道直接埋在土中直接埋在土中1.0 污水管污水管0.7 在地道中敷设在地道中敷设0.8 常用管线的最小覆土深度常用管线的最小覆土深度 表4-22 二锯齿形街沟设计（一）设置锯齿形街沟的原因 我国大多数城