道路勘测设计纵断面设计解读PPT课件

1、2 2视觉与车速的动态规律视觉与车速的动态规律n(1)(1)驾驶员的注意力集中和心理紧张的程度随着车速的增加而增驾驶员的注意力集中和心理紧张的程度随着车速的增加而增加。加。n(2)(2)驾驶员的注意力集中点随着车速增加而向远方移动。驾驶员的注意力集中点随着车速增加而向远方移动。当车速当车速增加增加97km97kmh h时，他的注意力集中点在前方时，他的注意力集中点在前方600m600m以外的某一点。以外的某一点。n(3)(3)当车速超过当车速超过97km97kmh h时，对前景细节的视觉开始模糊起来。时，对前景细节的视觉开始模糊起来。n(4)(4)驾驶者的周界感随车速的增加而减少。驾驶者的周界

2、感随车速的增加而减少。当车速达到当车速达到72km/h72km/h时，时，驾驶者可以看到公路两侧视角驾驶者可以看到公路两侧视角30304040的范围，而当车速增加到的范围，而当车速增加到97km/h97km/h时，视角减至时，视角减至2020以下。当车速再增加，驾驶者的注意力以下。当车速再增加，驾驶者的注意力随之引向景象中心而置两侧于不顾。随之引向景象中心而置两侧于不顾。第1页/共51页3 3视觉评价方法视觉评价方法视觉评价方法：利用视觉印象随时间变化的道路透视图通过透视图，可直观地看出立体线形是否顺适，有否易产生通过透视图，可直观地看出立体线形是否顺适，有否易产生判断错误或茫然的地方，路旁障

3、碍是否有妨碍视线的地方等判断错误或茫然的地方，路旁障碍是否有妨碍视线的地方等等。若存在上述缺陷则要在设计阶段进行修改，然后再绘出等。若存在上述缺陷则要在设计阶段进行修改，然后再绘出透视图分析研究，直至满意为止。透视图分析研究，直至满意为止。 n道路透视图：是按照汽车在道路上的行驶位置，根据线形的几何状况确定的视轴方向以及由车速确定的视轴长度，利用坐标透视的原理绘制的。第2页/共51页道路透视图第3页/共51页第4页/共51页二、道路平、纵线形组合设计二、道路平、纵线形组合设计 n 适用条件适用条件： （1）当设计速度）当设计速度大于或等于大于或等于60km/h时，必须注重平、纵的合理时，必须注

4、重平、纵的合理组合；组合； （2）当设计速度小于或等于）当设计速度小于或等于40km/h时，在条件允许情况下力求时，在条件允许情况下力求做到各种线形要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利组合。做到各种线形要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利组合。（一）平、纵组合的设计原则（一）平、纵组合的设计原则n应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。n注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调。n选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。n应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。第5页/共51页（二）平、纵线形组合设计要点：（二）平、纵线形组合设计要点：1

5、. 各种直线和曲线组合的立体线形要素 第6页/共51页第7页/共51页2. 直线与纵断面的组合 （1）平面直线与纵面直线组合（纵坡不变的直线） （2）平面直线与竖曲线组合要素 （凸凹型直线、凹型直线） 直线上一次变坡是很好的平、纵组合，从美学观点讲以包括一个凸型竖曲线为好，而包括一个凹型线次之；第8页/共51页 断背曲线的改善断背曲线的改善 断背曲线断背曲线 直线中短距离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“驼峰”和“凹陷”。第9页/共51页(3)(3)直线与纵断面应避免的组合暗暗 凹凹 第10页/共51页n 纵断面上：纵断面上：避免能看到纵坡起伏三次以上。避免能看到纵坡起伏三次以上。第11页/共5

6、1页3. 平曲线与纵断面的组合 （1）平曲线与纵面直线组合 组合时要注意平曲线半径与纵坡度协调，要避免急弯与陡坡相重合。平竖曲线顶点重合，且平包竖。竖曲线的起终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。 （2）平曲线与竖曲线的组合 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。第12页/共51页第13页/共51页第14页/共51页n 平、竖曲线重合平、竖曲线重合,如果平曲线的中点与竖曲线的顶（底）点位置错如果平曲线的中点与竖曲线的顶（底）点位置错开开不超过平曲线长度的四分之一不超过平曲线长度的四分之一时，仍然可以获得比较满意的外观

7、。时，仍然可以获得比较满意的外观。第15页/共51页 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。平竖曲线顶点重合，且平包竖。竖曲线的起终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。 若做不到平、竖曲线较好的组合（顶点的重合），则宁可把平竖曲线分开相当距离（不小于3s行程），使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。若平、竖曲线半径都很大，则平、竖位置可不受上述限制。第16页/共51页平曲线与竖曲线大小应保持均衡n半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的1020倍时n长度：平曲线应稍长于竖曲线半径和长度适宜第17页/共51页平曲线半径(m)

8、竖曲线半径平曲线半径(m)竖曲线半径(m)500100001100300007001200012004000080016000150060000900200002000100000100025000第18页/共51页n竖曲线半径过小，长度过短第19页/共51页n平曲线半径过小，长度过短第20页/共51页n平曲线和竖曲线其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上竖曲线，或一个大的竖曲线含有两个以上平曲线，看上去非常别扭。 第21页/共51页第22页/共51页暗、明弯与凸、凹竖曲线n暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组

9、合是合理的，悦目的。，悦目的。n注意避免注意避免“暗凹暗凹”组合。组合。第23页/共51页n暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的，悦目的。，悦目的。n注意避免注意避免“暗凹暗凹”组合。组合。第24页/共51页平、竖曲线应避免平、竖曲线应避免的组合的组合n 要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合拐点重合。凸形竖曲线与反向平曲线拐点重合凸形竖曲线与反向平曲线拐点重合 第25页/共51页跳跳 跃跃n 要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的要避

10、免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。拐点重合。第26页/共51页平、竖曲线应避免平、竖曲线应避免的组合的组合n小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。n计算行车速度40km/h的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。 第27页/共51页 在长平曲线内，要尽量设计成直坡线，避免设置短的、半径小的竖在长平曲线内，要尽量设计成直坡线，避免设置短的、半径小的竖曲线。曲线。避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线。 第28页/共51页 平、竖曲线半径都很小时不宜重合；此时应将两者分开，把平、竖曲线半径都很小时不宜重

11、合；此时应将两者分开，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。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。 第29页/共51页第七节第七节 纵断面设计方法及纵断面图纵断面设计方法及纵断面图 （一）关于纵坡极限值的运用（一）关于纵坡极限值的运用n 根据汽车动力特性和考虑经济等因素制定的极限值，设计时不根据汽车动力特性和考虑经济等因素制定的极限值，设计时不可轻易采用应留有余地。一般讲，纵坡缓些为好，但为了路面和边可轻易采用应留有余地。一般讲，纵坡缓些为好，但为了路面和边沟排水，最小纵坡不应低于沟排水，最小纵坡不应低于0.3%0.3%0.5%0.5%。 （二）关于最短坡

12、长（二）关于最短坡长n 坡长不宜过短，以不小于计算行车速度坡长不宜过短，以不小于计算行车速度9 9秒的行程为宜。对连续秒的行程为宜。对连续起伏的路段，坡度应尽量小，坡长和竖曲线应争取到极限值的一倍起伏的路段，坡度应尽量小，坡长和竖曲线应争取到极限值的一倍或二倍或二倍以上，避免锯齿形的纵断面。以上，避免锯齿形的纵断面。（三）各种地形条件下的纵坡设计（三）各种地形条件下的纵坡设计n 1平原、微丘区：保证最小填土高度，作包线设计。平原、微丘区：保证最小填土高度，作包线设计。n 2山岭、重丘区：按纵向填挖平衡设计。山岭、重丘区：按纵向填挖平衡设计。一、纵断面设计要点 第30页/共51页n一般情况下一般

13、情况下： 竖曲线应选用较大半径为宜。竖曲线应选用较大半径为宜。n坡差小时：坡差小时： 应尽量采用大的竖曲线半径。应尽量采用大的竖曲线半径。n条件受限制时条件受限制时： 可采用一般最小值可采用一般最小值n特殊困难情况下：特殊困难情况下：方可用极限最小值。方可用极限最小值。n有条件时：有条件时： 宜采用表宜采用表4-20规定的满足视觉要求的最小半径。规定的满足视觉要求的最小半径。 （四）关于竖曲线半径的选用（四）关于竖曲线半径的选用第31页/共51页（五）关于相邻竖曲线的衔接（五）关于相邻竖曲线的衔接n同向曲线：同向曲线：相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是同向凹形竖相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，

14、特别是同向凹形竖曲线之间，如曲线之间，如直坡段不长应合并为单曲线或复曲线直坡段不长应合并为单曲线或复曲线，避免出现断，避免出现断背曲线。背曲线。第32页/共51页n反向曲线：反向曲线：相邻反向竖曲线之间，为使增重与减重间和缓过渡，相邻反向竖曲线之间，为使增重与减重间和缓过渡，中间最好插入一段直坡段中间最好插入一段直坡段。若两竖曲线半径接近极限值时，这段。若两竖曲线半径接近极限值时，这段直坡段至少应为计算行车速度的直坡段至少应为计算行车速度的3s行程行程。当半径比较大时，亦可。当半径比较大时，亦可直接连接。直接连接。第33页/共51页JD5 R= Ls=JD6 R= Ls=JD5 R= Ls=二

15、、纵断面设计方法步骤及注意问题（一）纵断面设计方法与步骤（一）纵断面设计方法与步骤 1准备工作准备工作：（1）应收集有关设计资料：应收集有关设计资料：里程桩号和地面高程；里程桩号和地面高程；平面设计成果；沿线地质资料等。平面设计成果；沿线地质资料等。（2）点绘地面线，填写有关内容。）点绘地面线，填写有关内容。第34页/共51页 2标注高程控制点：路线起、终点；越岭哑口；重要桥涵；最小填土高度；最大挖深；沿溪线的洪水位；隧道进出口；平面交叉和立体交叉点；铁路道口；城镇规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。山区道路的“经济点”或“挖方点”等。 （一）纵断面设计方法与步骤（一）纵

16、断面设计方法与步骤 1准备工作准备工作：（1）应收集有关设计资料：应收集有关设计资料：里程桩号和地面高程；里程桩号和地面高程；平面设计成果；沿线地质资料等。平面设计成果；沿线地质资料等。（2）点绘地面线，填写有关内容。）点绘地面线，填写有关内容。第35页/共51页JD5 R= Ls=JD6 R= Ls=JD5 R= Ls= 2标注高程控制点：路线起、终点；越岭哑口；重要桥涵；最小填土高度；最大挖深；沿溪线的洪水位；隧道进出口；平面交叉和立体交叉点；铁路道口；城镇规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。山区道路的“经济点”或“挖方点”等。 第36页/共51页3试坡：根据地形起伏

17、情况及高程控制点，初拟纵坡线。 JD5 R= Ls=JD6 R= Ls=JD5 R= Ls=第37页/共51页JD5 R= Ls=JD6 R= Ls=JD5 R= Ls=4调整：按平纵配合要求及标准执行情况等进行检查调整。 第38页/共51页5核对：典型横断面核对。 6定坡：确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。 精度要求： 变坡点桩号：一般要调整到10m的整桩号上 坡度值： 精确到小数点两位，即0.00% 变坡点高程：精确到小数点三位，即0.000 中桩高程： 精确到小数点两位，即0.00JD5 R= Ls=JD6 R= Ls=JD5 R= Ls=第39页/共51页JD5 R= Ls=JD6

18、R= Ls=JD5 R= Ls=R= T= E =R= T= E =R= T= E =7. 竖曲线设计：确定半径、计算竖曲线要素第40页/共51页5核对：典型横断面核对。 6定坡：确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。7. 竖曲线设计：确定半径、计算竖曲线要素4调整：调整：按平纵配合要求及按平纵配合要求及标准标准执行情况等进行检查调整。执行情况等进行检查调整。 3试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。 8. 设计高程计算：设计高程计算：从起点由纵坡度连续推算变坡点设计高程；从起点由纵坡度连续推算变坡点设计高程； 逐桩计算设计高程。逐桩计算设计高程。（一）纵断面设计方法与步骤 1准备工作

19、：（1）应收集有关设计资料；（2）点绘地面线，填写有关内容。2标注高程控制点：路线起、终点；越岭哑口；重要桥涵；等等第41页/共51页 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该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线地段下宜设竖曲线。（二）纵坡设计应注意的问题（二）纵坡设计应注意的问题第42页/共51页 2 2大、中桥上不宜设置竖曲线（特别是凹竖曲线），桥头两端竖曲线的起、终点应设在桥头10m10m以外。但特殊大桥为保证纵向排水，可在桥上设置凸竖曲线。（二）纵坡设计应注意的问题（二）纵坡设计应注意的问题第43页/共51页 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，应尽量避免在小桥涵处出现“陀峰式”纵坡。第44页/共51页n4 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，一般宜设在水平坡段，其长度应不小于最短坡长规定。两端接线纵坡应不大于3%3%，山区工程艰巨地段不大于5%5%。n3 3小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平顺，应尽量避免在小桥涵处出现“陀峰式”纵坡。n1 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该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线地段下宜