城市道路纵断面线形规划设计概述

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3.5～4.0%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7～8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1～3%。第二节道路纵坡海拔高度（m）3000～40004000～50005000以上最大纵坡折减值（%）123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计算行车速度（km/h）806050403020最大纵坡限制值（%）677899最大纵坡推荐值（%）455.5678注：海拔高度在3000～4000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定时，尚需对对陡坡路段的的坡长适当限限制。根据一般载重重汽车的性能能，当道路纵纵坡大于5%时，需对坡长长宜加以限制制，并相应设设置坡度不大大于2～3%的缓和坡段，，当城市交通通干道的缓和和坡段长度不不宜小于100m，对居住区道道路及其他区区干道，亦不不得小于50m。道路纵坡的的坡长限制可可参见下表:第二节道路纵坡城市道路机动动车道较大纵纵坡坡长限制制值计算行车速度（km/h）80605040纵坡（%）55.5666.5766.576.578坡长限制（m）600500400400350300350300250300250200非机动车车行行道纵坡度宜宜小于2.5%。大于或等于于2.5%时，应按下表表规定限制坡坡长。第二节道路纵坡车种坡度(%)自行车三轮车、板车3.5150—3.02001002.5300150城市道路纵坡坡段最小长度度计算行车速度（km/h）806050403020城市道路坡段最小长度（m）2901701401108560第二节道路纵坡2.1.4合成坡度合成坡度的计计算公式为：：式中——合成坡度（%）；——超高横坡度（（%）；——弯道上的纵坡坡（%）。第二节道路纵坡弯道合成坡度度限制计算行车速度（km/h）806050403020合成坡度（%）66.56.5778注：积雪地区区道路合成坡坡度应小于或或等于6%。第二节道路纵坡2.2最小纵坡道路最小纵坡坡值系指能适适应路面上雨雨水排除，和和防止并不致致造成雨水排排泄管道淤塞塞所必需的最最小纵向坡度度值。为保证证道路地面水水与地下排水水管道内的水水能通畅快速速的排除，道道路纵坡也不不宜过小，一一般希望道路路最小纵坡度度应大于或等等于0.5%，困难时可大大于或等于0.3%，遇特殊困难难纵坡度小于于0.3%时，应设置锯锯齿形偏沟或或采取其他排排水措施。第二节道路纵坡不同类类型路路面最最小纵纵坡限限制值值路面类型高级路面料石路面块石路面砂石路面最小纵坡（%）0.30.40.50.5第二节节道路纵纵坡2.3道路排排水2.3.1排水方方式概概述城市道道路路路面排排水系系统，，根据据构造造特点点可以以分为为明式式系统统、暗暗式和和混合合式三三种。。一、明明式系系统公路和和一般般乡镇镇道路路采用用明沟沟排水水，在在街坊坊出入入口、、人行行横道道处增增设一一些盖盖板、、涵管管等构构造物物。明明沟可可设在在路面面的两两边或或一边边，也也可在在车行行道的的中间间。当当道路路处于于农田田区时时，边边沟要要处理理好与与农田田排灌灌的关关系。。第二节节道路纵纵坡二、暗暗式系系统包括街街沟、、雨水水口、、连管管、干干管、、检查查井、、出水水口等等主要要部分分。道道路上上及其其相邻邻地区区的地地面水水依靠靠道路路设计计的纵纵横坡坡度，，流向向车道道两侧侧的街街沟，，然后后顺街街沟的的纵坡坡流入入沿街街沟设设置的的雨水水口，，再由由地下下的连连管通通到干干管，，排入入附近近河流流或其其他水水体中中去。。三、混混合式式系统统1妻子的的xing要求不不能得得到满满足，，影响响夫妻妻感情情造成成家庭庭不和和睦2爱爱中中立刻刻she精，精精子不不能很很好的的进入入女性性体内内，导导致不不育3心情苦苦闷、、情绪绪压抑抑，丧丧失生生活激激情，，产生生心里里疾病病4早*泄泄容易易导致致精神神恐惧惧焦虑虑，从从而发发生阳阳*痿痿等勃勃起功功能障障碍直直至性性机能能衰竭竭。咨询加加老zhong医的V：msdf003愿您早早日康康复！！第二节节道路纵纵坡2.3.2锯齿形形街沟沟当道路路纵坡坡小于于0.3%时，为为利于于路面面雨水水的排排除，，将位位于街街沟附附近的的路面面横坡坡在一一定宽宽度内内变化化，提提高街街沟的的纵坡坡，使使其大大于0.3%～0.5%，从而而形成成锯齿齿形边边沟如如图所示.第二节节道路纵纵坡（a）纵断断面（b）横断断面（c）轴侧侧图锯齿形形街沟沟示意意图第二节节道路纵纵坡锯齿形形街沟沟设计计中，，首先先要确确定好好街沟沟纵坡坡转折折点间间的距距离，，以便便布置置雨水水口。。雨水水口位位置布布设的的关系系因素素如右右图:图中、、分分别为为雨水水口、、分水水处的的侧石石高度度；为为雨水水井的的间距距；为为道路路中线线纵坡坡；及及为为锯齿齿形街街沟设设计纵纵坡。。从图图中可可知分分水点点距两两边的的雨水水口距距离将将分别别为及及。。锯齿形形街沟沟雨水水口布布置计计算第二节节道路纵纵坡标准侧侧石高高=15cm，使在在12～20cm间变化化，常常取，，此时时：第二节节道路纵纵坡2.3.2山区道道路排排水山区道道路曲曲线往往往沿沿山坡坡，冲冲坳设设置；；易于于受暴暴雨，，山洪洪冲刷刷，造造成水水毁；；因此此，宜宜尽可可能在在曲线线傍山山一侧侧加大大边沟沟或设设置截截水沟沟，将将水迅迅速排排走；；至于于曲线线内侧侧的雨雨水，，若流流量也也较大大，则则可在在水流流汇集集地点点增设设跌水水井和和涵洞洞，引引水从从曲线线上首首路基基内侧侧穿过过曲线线下首首路基基排除除。第二节节道路纵纵坡山区道道路排排水措措施示示意第三节节竖曲线线3.1竖曲线线的作作用道路纵纵断面面上的的设计计坡度度线，，系由由许多多折线线所组组成，，车辆辆在这这些折折线处处行驶驶时，，会产产生冲冲击颠颠簸。。当遇遇到凸凸形转转折的的长坡坡段处处，易易使驾驾驶人人员视视线受受阻；；当遇遇到凹凹形转转折处处，由由于行行车方方向突突然改改变，，不仅仅会使使乘客客感到到不舒舒服，，而且且由于于离心心力的的作用用，会会引起起车辆辆底盘盘下的的弹簧簧超载载。因因此，，为了了使路路线平平滑柔柔顺，，行车车平稳稳、安安全和和舒适适，必必须在在路线线竖向向转坡坡点处处设置置平滑滑的竖竖曲线线，将将相邻邻直线线坡段段衔接接起来来。第三节节竖曲线线竖曲线线因坡坡段转转折处处是凸凸形或或凹形形的不不同而而分为为凸形形竖曲曲线和和凹形形竖曲曲线两两种:纵断面面各转转坡点点的布布置示示意凸形转转坡点点处转转坡角角与视视距的的关系系第三节节竖曲线线3.2竖曲线线基本本要素素竖曲线线有圆圆弧线线形和和抛物物线形形两种种。目目前，，我国国多采采用圆圆弧线线形，，简称称圆形形竖曲曲线。。其基基本组组成要要素包包括竖竖曲线线长度度,切线长长度和和外外距,如图所所示设设为为竖曲曲线半半径，，为为两两纵坡坡地段段的变变坡角角，有有几何何关系系可得得。第三节节竖曲线线由于很很小，，同时时值值也可可近似似以两两倍值值计计算，，故竖竖曲线线各项项要素素可按按下述述各近近似式式计算算：式中，，L、T、E分别为为竖曲曲线的的曲线线长、、切线线长和和外距距。第三节节竖曲线线3.3竖曲线线半径径的计计算与与确定定竖曲线线设计计，关关键在在半径径的选选择。。一般般而言言，应应根据据道路路交通通要求求、地地形条条件，，力求求选用用较大大半径径，至至于凸凸形、、凹形形竖曲曲线的的容许许最小小半径径值，，则分分别按按视距距要求求及行行车不不产生生过分分颠簸簸来控控制。。3.3.1凸形竖竖曲线线半径径凸形竖竖曲线线半径径的确确定，，是以以在凸凸形转转坡点点，前前进的的车辆辆能看看清对对面的的来车车、前前方的的车尾尾或地地面障障碍物物为原原则，，按以以下两两种情情况分分析：：第三节节竖曲线线一、竖竖曲线线长大大于行行车容容许最最小安安全视视距的的情情况，，即，，见见下图图。L>S从图中中可知知：前式中中与值相比比很小小，故故可略略去，从而而近似似地得得：同理可可得第三节节竖曲线线若为为会车车视距距，，等等于，，则上上两式式可分分别改改写为为第三节竖曲线若为为停车视距距，，则：第三节竖曲线二、竖曲线线长L小于行车容容许最小安安全视距S的情况，即即L<S，见下图：：第三节竖曲线从图中可知知：值值很小，，可以近似似地认为切切线的总长长等于竖曲线线长度L。故从前面计算算可知第三节竖曲线故第三节竖曲线若为为会车视视距，，等等于，，则上上式变为若为为停车视视距，，为为零，则上上式变为第三节竖曲线3.3.2凹形竖曲线线当车辆沿凹凹形竖曲线线行驶时，，为了不致致产生过大大颠簸，从从而使汽车车支架弹簧簧超载过多多，一般应应对离心力力及离心加加速度加以以限制。通通常认为，，为保证行行车条件适适应乘客舒舒适的要求求，离心加加速度a的值不宜超超过0.5～0.7m/s²。根据运动动学原理，，离心加速速度为（m/s²）第三节竖曲线有设为0.5m/s²代入上式，，可得式中，与与均均为计算算行车速度度，单位分分别m/s以及km/h计。第三节竖曲线当车辆通过过下穿道路路或铁路的的通道时，，凹形竖曲曲线半径的的设置除了了应考虑上上述要求外外，还需保保证桥下视视距要求（（见下图））。若上下下行分车道道，为停停车视距，，若若双向车辆辆混用车道道时应应采用。。汽车通过桥桥洞时的最最小安全视视距第三节竖曲线一般竖曲线线半径应按按100的整数倍取取设计值。。不同车速速时的竖曲曲线最小半半径值如下下表所示。。竖曲线半半径一般应应尽量采用用大于竖曲曲线一般最最小半径的的数值，其其值约为极极限最小半半径的1.5倍；特殊困困难时，应应大于或等等于极限最最小半径值值。第三节竖曲线不同车速竖竖曲线半径径选用表计算行车速度（km/h）80605045403530252015凸形竖曲线极限最小半径（m）3000120090050040030025015010060一般最小半径（m）45001800135075060045040025015090凹形竖曲线极限最小半径（m）1800100070055045035025017010060一般最小半径（m）27001500105085070055040025015090注：非机动动车道，凸凸、凹行竖竖曲线最小小半径为500m。第三节竖曲线3.3.3应用举例【例一】某城市大学学园区内主主干路，计计算行车速速度为40km/h。图中，=326m，=270m，=185m，=1.0%，=3.0%，=3.24%。试根据给给出的坡度度、坡长分分别求出A、B两转折点处处的竖曲线线半径及竖竖曲线各要要素。例一之简图图第三节竖曲线【解】由公式可可求得、、分分别为为：=4.0%，=6.24%查表4-3-1可知，A处的最小半半径应为1000m，B处的最小半半径应为500m。考虑到在在坡长容许许的情况下下可以使行行车更为舒舒适，因此此半径可以以更大，故故可确定A处的半径值值=4000m，B处的半径值值=2000m。根据公式计算，求得得竖曲线各各项要素为为：=160m，=80m，=0.8m，=124.8m，=62.4%m，=0.97m。第三节竖曲线3.4竖曲线最小小长度为满足汽车车司机操作作的需要，，竖曲线最最小长度按按计算行车车速度行驶驶3秒的距离计计算：式中——计算行车速速度（km/h）。第三节竖曲线我国《城市道路设设计规范》对竖曲线最最小长度的的规定如下下表。不同车速竖竖曲线最小小长度计算行车速度（km/h）80605045403530252015竖曲线最小长度（m）70504040353025202015实际工作中中，竖曲线线的长度一一般至少为为20m。第三节竖曲线3.5竖曲线的连连接竖曲线之间间连接时，，可以在其其间保留一一段直坡段段，也可以以不留直坡坡段而直接接连接成同同向或反向向复曲线形形式，只要要不使两竖竖曲线相交交或搭接即即可。若两两相邻的竖竖曲线相距距很近，中中间直坡段段太短，应应将两者结结合并成复复曲线形式式。在一般般情况下，，则应力求求两竖曲线线之间留一一段直坡段段L，坡长建议议已不小于于汽车行驶驶3s的距离为宜宜：V——计算行车速速度（km/h）。式中第四节纵断面线形形规划设计计4.1纵断面线形形设计的一一般原则城市道路纵纵面的线性性设计一般般要满足以以下要求：：1.保证行车的的安全与迅迅速。一般般要求路线线转折少、、纵坡平缓缓，在纵坡坡转折处尽尽可能用较较大半径的的竖曲线衔衔接，以适适应行车视视距与舒适适的要求；；2.与相交道路路、街坊、、广场以及及沿街建筑筑物的出入入口有平顺顺的衔接；；3.在保证路基基稳定、工工程经济的的条件下，，力求设计计线与地面面线相接近近，以减少少路基土石石方工程量量，并最少少地破坏自自然地理环环境。在地地形起伏较较大或系主主要道路时时，应适当当拉平设计计线，以消消除过大纵纵坡与过多多坡度转折折，即使这这样会增加加一些填挖挖土量和其其他工程构构筑物工作作量，也往往往是适当当的；第四节纵断面线形形规划设计计4.应保证道路路两侧街坊坊和路面上上雨水的排排除。为此此，道路侧侧石顶面一一般宜低于于街坊地面面和沿街建建筑物的地地坪标高，，在多雨的的南方地区区更应如此此。当地形形复杂，街街坊建筑群群排水规划划方向系背背离道路时时，则侧石石顶面可高高于街坊建建筑群地面面，但应在在街坊出入入口处增设设雨水口（（亦称进水水井）截流流地面雨水水。对可能能有渍水的的城市用地地，尚应注注意使道路路设计标高高距渍水位位有足够高高度（一般般宜≥1.0m），以保证路路基的稳定；；5.在城市滨河地地区，往往要要求滨河道路路起防洪堤的的作用。因此此，其路面设设计标高应在在最高洪水位位以上。同时时，对于同滨滨河路相衔接接的道路，由由于其标高也也均被提高，，故也应协调调滨河地区道道路之间的坡坡度与坡长；；6.道路设计线要要为城市各种种地下管线的的埋设提供有有利条件。因因此，设计纵纵坡应综合考考虑管线布置置的要求，并并保证各类管管线有必要的的最小覆土深深度；第四节纵断面线形规规划设计7.综合纵断面设设计线形，妥妥善分析确定定各竖向控制制点的设计标标高。对影响响纵断面设计计线标高、坡坡度和位置的的各竖向控制制点：如相交交道路的中线线标高、城市市桥梁的桥面面设计标高、、铁路平交点点处的轨顶标标高、沿街重重要建筑物的的底层地坪标标高、滨河路路的河流最高高洪水位以及及人防工程的的顶面标高等等，在定线时时，需要对纵纵断面线形上上的相关控制制点综合考虑虑，一并分析析，经统一协协调后再具体体确定竖向控控制点处的设设计标高。第四节纵断面线形规规划设计4.2纵断面线形设设计步骤纵断面线形设设计步骤包括括：勘测道路路中心线的地地面线、确定定道路纵断面面的设计线、、计算填挖高高度、标明构构筑物及有关关特征点位置置、高程，以以及绘制纵断断面图等。4.2.1勘测道路中心心线的地面线线首先，根据规规划拟定的、、经道路平面面设计确定的的路线每一段段落的具体走走向、转折点点坐标、曲线线半径，以及及直线段与曲曲线段的衔接接等，将图纸纸上确定的道道路中心线通通过现场勘测测，准确地移移放到地面的的实际位置上上去并埋桩；；接着进行道道路中线各桩桩点的水准测测量，并按里里程桩号及地地面自然地形形起伏变化