交通工程与实务 纵断面设计.pptx

2013-11-21 道路纵断面设计 概述 纵坡和坡长设计 竖曲线设计 爬坡车道和变速车道 道路平纵线形的组合设计 道路纵断面设计方法 2013-11-22 纵断面的基本概念 道路纵断面设计的内容 一、 概述 2013-11-23 纵断面的基本概念 1、纵断面：道路中线的竖向剖面为道路纵断面图路 线纵断面是一条高低起伏的空间线 2013-11-24 路线设计：指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作 ，分解为平面设计、纵断面设计和横断面设计。 纵断面设计主要任务：根据汽车行驶的动力特性、道路等 级、当地自然地理条件以及工程经济性等，研究纵断面线 几何构成的大小和长度，以达到安全、经济、舒适行车的 目的。 纵断面线形布置（设计纵坡的确定）包括设计标高的控 制、设计纵坡和转坡点的确定 地面线 设计线 地面线：根据中线上各桩点地面高程点绘的一条不规则折线，反映沿着中线地面起伏 变化情况。 设计线：由直线和竖曲线组成，反映路线的起伏变化情况。 2013-11-26 2、路基设计标高 1）新建公路的路基设计标高 高速公路、一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高 二、三、四级公路采用路基边缘标高 设置超高和加宽路段，为超高和加宽前路基边缘标高 2013-11-27 2）改建公路的路基设计标高 一般按新建公路规定办理 采用中央分隔带中线或行车道中线的标高 2013-11-28 合理确定道路的纵坡度和坡长 竖曲线的设计 爬坡车道的设计 平纵组合设计等内容 道路纵断面设计的内容 2013-11-29 纵坡设计的基本要求 最大纵坡、最小纵坡和坡长限制 缓和坡段和平均纵坡 合成坡度 高原纵坡折减 二、纵坡和坡长设计 2013-11-210 1、纵坡设计满足设计规范规定的各项要求； 2、设计纵坡应该具有一定的平顺性，起伏不宜过 大或过于频繁。 3、地下水位较高的平原微丘区，应该满足最小填 土高度，保证路基稳定； 4、纵坡设计在一般情况下考虑填挖平衡； 纵坡设计的基本要求 2013-11-211 5、对沿线地形、地质、地下管线、水文、气候等 条件综合考虑，以保证道路的畅通和稳定。 6、对连接段纵坡，如大、中桥引道两端连线等， 纵坡应该平缓，避免突变。 7、在实地调查的基础上，充分考虑农田、水利等 方面的要求。 2013-11-212 最大纵坡、最小纵坡和坡长限制 1、最大纵坡：指各级道路允许采用的最大纵坡， 是道路纵断面设计的重要控制指标。 主要考虑以下几方面因素： 汽车动力性能 道路等级 自然条件 城市道路中考虑交通构成 我国高速公路最大纵坡规定值 2013-11-214 1、最大纵坡 高速公路受到地形条件等特殊情况限制时， 经技术经济论证合理，最大纵坡可以增加1% 。 非汽车交通较大的路段，坡度适当放缓，平 原、微丘区不大于2%3%，山岭、重丘区不 大于4%-5%。 大中桥上纵坡不大于4%，桥头引道纵坡不大 于5% 位于海拔2000m以上或严寒冰冻地区四级公路 最大纵坡不应大于8%。 2013-11-215 在道路挖方和低填方路段，为保证排水，纵坡最 小为0.3%。 一般情况下，不小于0.5%。 对于城市道路,当最小纵坡小于0.3%时,应该设置 街沟。 干旱地区以及横向排水良好的路段，其最小纵坡 可不受上述限制。 2、最小纵坡 2013-11-216 3、坡长的限制 坡长:主要是指两个变坡点之间的水平距离。 理想的最大纵坡：载重汽车在油门全开的情况下 ，持续以速度V等速行驶所能克服的坡度 v其中V：低速路为计算行车速度；高速路为载重 汽车的最高车速。 2013-11-217 （1）最小坡长的限制 主要考虑汽车行驶的平顺性 路容美观 相邻竖曲线的设置考虑 为计算行车速度9-15秒的行程为规定值。 2013-11-218 高速公路最小坡长 2013-11-219 （2）最大坡长的限制 最大坡长限制：就是控制汽车爬坡时，车速下降 到不低于限定的最低时速时所能行驶的距离。 等级高的道路主要是小车与载重汽车因速度不同 带来的相互干扰；等级低的道路为防止车速显著 下降而导致汽车爬坡无力，甚至熄火 高速公路最大限制坡长 2013-11-220 1、缓和坡段 当连续的陡坡长度等于陡坡坡长限制的规定值 时，应设置缓和坡段，恢复车速 缓和坡段纵坡不大于3%的 缓和坡段的最小长度不小于最小坡长的限制 一般情况下，缓和坡段应该设置在平面直线或 较大半径的平曲线上。 缓和坡段和平均纵坡 2013-11-221 指一定长度的路段纵向克服的高差与路线长 度之比。 例如山区道路设计者交替使用极限长度的最 大纵坡和缓和坡长，形成台阶式纵断面线形 ，是合法不合理的做法。 控制纵坡使用频率，使纵断面线形在整体上 满足要求。 2、平均纵坡 2013-11-222 我国公路工程技术标准规定，为了合 理运用最大纵坡、坡长和缓和坡段： 二、三、四级公路越岭线的平均纵坡，一般 以接近5.5%（相对高差为200m）和5%(相对 高差大于500m）为宜； 并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大 于5.5% 城市道路平均纵坡按上述规定减少1.0% 2、平均纵坡 2013-11-223 合成坡度指在设置超高的曲线上，道路的纵坡 和超高横坡所组成的矢量和。 合成坡度 2013-11-224 将合成坡度控制在一定范围内，目的是尽可能 的避急弯和陡坡的不利组合，防止合成坡度过 大而引起的横向滑移和行车危险。 高速公路最大合成坡度 2013-11-225 在下面的情况下合成坡度应该小于8%： 冬季路面有积雪，结冰的地区 自然横坡度较陡的傍山道路 非汽车交通比例较高的路段 2013-11-226 高原纵坡的折减 我国公路工程技术标准规定在海拔3000m以 上的高原地区，对最大纵坡进行折减 海拔高度30004000 40005000 5000以上 折减（%）123 2013-11-227 纵断面上两相邻纵坡线的交点为变坡点，为保 证行车安全、舒适和视距要求，在变坡点处设 置竖曲线。 三、竖曲线的设计 2013-11-228 缓和纵向变坡处产生的离心力 确保道路的纵向行车视距 改善行车视线诱导、利于排水 竖曲线的作用： 2013-11-229 竖曲线有以下两种： （坡差）=i2-i1 0 凹形竖曲线 0 凹形竖曲线 0 凹形竖曲线 0 凹形竖曲线 0 凸形竖曲线 2、切线长 竖曲线要素的计算 4、竖曲线的外距 3、竖曲线上任 一点的竖距 E h h 2013-11-277 竖曲线半径和最小长度主要考虑三个因素： 汽车行驶的缓和冲击力 行驶时间 视距 注意：无论凸形竖曲线还是凹形竖曲线都要受到 以上三种因素影响，最不利情况是最有效控制 因素。 竖曲线的设计标准竖曲线的设计标准 2013-11-278 1、限制竖曲线设计的因素 （1）汽车行驶的缓和冲击 2013-11-279 （2）行驶时间不应该过短 2013-11-280 （3）满足视距的要求 2013-11-281 2 2、凸形竖曲线最小半径和最小长度、凸形竖曲线最小半径和最小长度 凸形竖曲线最小长度以满足视距要求为主。 2013-11-282 2013-11-283 2013-11-284 凸形竖曲线和凹形竖曲线离心力作用方向相反； 凹形竖曲线的视距是