当平曲线缓而长纵断面坡度较小时-重庆交通职业学院课件

道路勘测设计冯晓新

重庆交通职业学院道桥系第四章2023/12/4（二）道路平、纵线形组合设计1、道路平、纵线形组合设计原则

（1）保持视觉的连续性。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题。

（2）保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。对纵断面线形不断起伏，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，而在纵断面设计上采用高标准也同样没有意义。

（3）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。

（4）注意与周围环境相配合。如配合得好，可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。2023/12/42023/12/42、空间线形组合与分析主要从以下几类进行分析：（1）平面直线与纵面直线；（2）平面直线与纵断面凹形竖曲线；（3）平面直线与纵断面凸型竖曲线。（4）平面曲线与纵断面直线；（5）平面曲线与纵断面凸形或凹形竖曲线。（6）建议指标。2023/12/42023/12/4平面直线与纵面直线缺点：单调、呆板，路线视景不变，容易产生疲劳感。适用于交通组成比较复杂的路段。原因？2023/12/4平面直线与纵面凹形竖曲线优点：具有较好视距，改善生硬、呆板印象，改善驾驶员的视觉环境，提高行车的舒适性。2023/12/4需要注意的问题：（1）避免插入短的凹形曲线，或是插入小半径曲线，以免产生折点；（2）两相邻凹形竖曲线之间不得插入短直线，容易产生视错觉，此时宜将两个凹形合并成一个凹形竖曲线；（3）长直线的末端不宜插入小半径凹形竖曲线。2023/12/4平面直线与纵面凸形竖曲线特点：视距条件差、线形单调，驾驶员无法做出正确路况判断。采用此种应该保证视距，选择大半径曲线。驼峰暗凹2023/12/4平面曲线与纵面直线优点：视觉效果良好，改善驾驶员视觉环境。（在平曲线半径选择得当时）组合不当时，会导致不协调的组合设计。平曲线与纵坡组合协调的最小半径用下式表示：注意：应该满足合成坡度，避免急弯陡坡组合。2023/12/4平面曲线与纵面凸形或凹形曲线应该注意的问题：（1）平、竖曲线半径较大时，宜将平竖曲线顶点对应，且平曲线长度稍大于竖曲线长度，竖曲线起讫点最好位于平曲线的两缓和曲线中间，不要落在直线上或是圆曲线上；如若两者不能较好配合，两者的半径都小于某一限度时，宜将平曲线、竖曲线拉开相当距离，使平曲线位于直线坡段上或使竖曲线位于直线上。2023/12/42023/12/4“平包竖”。2023/12/4应该注意的问题：（2）平曲线与竖曲线保持均衡。根据前西德资料：平曲线与竖曲线的半径比以1:10～1:20为宜。

大半径长的平曲线与小半径短的竖曲线结合，有凹陷的感觉，所以为不利组合。平曲线半径（m）竖曲线半径（m）平曲线半径（m）竖曲线半径（m）500100001100300007001200012004000080016000150060009002000020001000001000250002023/12/4应该注意的问题：（3）凸形竖曲线顶部或是凹形竖曲线底部。不得与反向平曲线拐点重合，容易造成判断失误。2023/12/4应该注意的问题：（4）避免转角小于7°的平曲线与坡度角较大凹形竖曲线相结合。

缺点：容易产生“暗凹”或是“跳跃”现象。2023/12/4应该注意的问题：（5）缓和曲线不得与小半径竖曲线重叠。（6）V设计≥40Km/h时，不宜将小半径平曲线设置在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部。（7）暗弯与凸形竖曲线和明弯与凹形竖曲线的组合是合理悦目的。

暗弯不宜与凹形结合，明弯不宜与凸形结合。

平、竖曲线对应重叠有如下优点（P109）：（1）利于诱导视线；（2）有利于行车安全；（3）线形舒适美观。

建议指标的选择（P110）-综述：平曲线与竖曲线结合满足下列要求（1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线

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缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。

（2）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，看上去都非常别扭。当平曲线半径小于1000m时，竖曲线半径大约为平曲线半径的10～20倍为好。（3）当平曲线缓而长、纵断面坡度较小时，可不要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。这对平坦地区的公路设计是重要的。平曲线与竖曲线大小应保持均衡。（4）要选择适当的合成坡度。

合成坡度过大对行车不利，特别是在冬季结冰期更危险；合成坡度过小对排水不利，车辆行驶时有溅水干扰。最好使合成坡度小于8%，最小合成坡度不应小于0.5%。（1）避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线。（2）避免将小半径的平曲线起、讫点设在或接近竖曲线的顶部或底部。（3）避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。（4）避免出现驼峰、暗凹、跳跃、断背、折曲等使驾驶员视线中断的线形。避免出现不利组合（5）避免在长直线上设置陡坡或曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。（6）避免急弯与陡坡的不利组合。（7）应避免小半径的竖曲线与缓和曲线的重合。（8）避免任意点能看到纵坡起伏三次以上导致的驾驶员判断失误。

道路线形与景观的协调与配合

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配合尤为重要。

（1）应在道路的规划、选线、设计、施工全过程中重视景观要求。如对风景旅游区、自然保护区、名胜古迹区、文物保护区和其它特殊地区等，一般以绕避为主。

（2）尽量少破坏自然景观，避免深挖高填。比如，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化与现有景观相适应，祢补由于填挖对自然景观的破坏。

（3）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。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，以消除单调感，并使道路与自然密切配合。

（4）必要时可采用修整、植草皮、种树等措施改善景观。

（5）条件允许时，应适当放缓边坡或将其变坡点修整圆滑，尽量使边坡与地面形状相协调，美化路容。（6）进行专项综合绿化设计，将其作为诱导视线、点缀风景以及改造环境的技术措施。2023/12/41.纵断面设计的一般规定（P110）第七节纵断面设计成果纵断面设计的具体要求包括：（1）应满足纵坡及竖曲线的各项规定（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）。（2）纵坡应均匀平顺。纵坡尽量平缓、起伏不宜过大和频繁；变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（升坡段中的下坡损失）。（3）设计标高的确定应结合沿线自然条件如地形、土壤，水文、气候等因素综合考虑。（4）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，来确定纵断面的设计线。2023/12/4（5）应争取填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方量，降低工程造价。（6）依路线的性质要求，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。（7）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。一般应使侧石顶面标高低于两侧街坊或建筑物的地坪标高2023/12/42.纵断面设计要点

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。其基本要求是纵坡均匀平顺、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、以及填挖平衡等，主要注意以下问题。2023/12/4

（1）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、缩短路线长度或避开艰巨工程等，才可以有条件地采用。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0.3%~0.5%。2023/12/4

（2）关于坡长

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。坡长不宜过短，实践证明，坡长以不小于计算行车速度9S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最小极限值的一倍或两倍以上，避免锯齿形的纵断面。但不应超过最大坡长限制。2023/12/4（3）各种地形条件下的纵坡设计

1）、对于平原地形，注意保证最小填土高度和最小纵坡的要求。

2）

、对于微丘地形，其纵坡应均匀平缓，应避免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。2023/12/43）越岭线的纵坡力求均匀，尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜在连续采用极限长度的陡坡之间夹短的缓和坡段。越岭线一般不宜设置反坡，并注意平均坡度的控制。4）山脊线和山腰线除地形不得已采用较大纵坡外，应尽量使纵坡缓些。2023/12/4

(4)、关于竖曲线半径的选用

竖曲线应选用较大半径为宜。当受限制时，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4－21的规定进行设计。2023/12/4

(5)、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。

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。若两竖曲线半径接近最小极限值时，插入的直坡段至少应为计算行车速度3S的行程。但当两竖曲线半径较大时，亦可直接连接。2023/12/42023/12/43.纵断面设计方法与步骤

1）、准备工作

首先在绘图纸上，按比例标注桩号和标高。然后点绘地面线，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。2023/12/42）、标注控制点

所谓控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。如路线的起点、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系确定的标高点，称为“经济点”。平原地区道路一般无经济点的问题。2023/12/42023/12/42023/12/4“路基横断面透明模板”可用透明描图纸或透明胶片制成，其上按横断面图的比例绘出路基宽度（挖方路段尚应包括两侧边沟的宽度）和各种不同坡度的边坡线（上为挖方，下为填方）。使用时将“路基横断面透明模板”扣在绘好地面线的横断面图上，使中线重合，根据地面横坡的大小，上下移动“模板”，使填方和挖方面积大致相等或工程造价最经济，此时，“模板”上的路基顶面与该中桩的地面高之间的高差就是经济填挖值。将此值按比例点绘到纵断面图的相应中桩位置上，即为该断面的“经济点”。纵坡线通过的经济点越多，则工程量就越少，投资就越省。2023/12/43）、试坡

在已标出“控制点”和“经济点”的纵断面图上，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位之间进行穿插与取直，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会出变坡点的初步位置。2023/12/44）、调整

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，决定取舍。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。2023/12/45）、核对

选择有控制意义的重点横断面，主要检查是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大、桥梁过高或过低、涵洞过长等情况，若有问题应及时调整纵坡。2023/12/46）、定坡

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。7）、设置竖曲线

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。2023/12/4

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。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，通常横坐标比例尺采用1：2000（城市道路采用1：500～1：1000），纵坐标采用1：200（城市道路为1：50～1；100）。

4.纵断面图绘制2023/12/4

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，另外，也可用于标注竖曲线及其要素；坡度及坡长（有时标在下部）；沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型、孔数及孔径；