道路勘测设计课件5.pptx

Generalization第一节第一节道路纵断道路纵断面线形设计原理面线形设计原理沿着道路中线竖直剖开，然后在展开即为沿着道路中线竖直剖开，然后在展开即为路线纵断面。路线纵断面。1地面线地面线它是根据中线上各桩点的高程而点它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线，反映了地面的起伏与绘的一条不规则的折线，反映了地面的起伏与变化情况。变化情况。2设设计计线线它它是是综综合合考考虑虑技技术术、经经济济和和美美学学等等诸诸因因素素之之后后，人人为为定定出出的的一一条条具具有有规规则则形形状状的的几几何何线线，反反映映了了道道路路的的起起伏伏变变化化情情况况。纵纵断断面面设计线是由设计线是由直线直线和和竖曲线竖曲线组成的。组成的。（1）直直线线（均均匀匀坡坡度度线线）直直线线有有上上坡坡和和下下坡坡之之分，是用坡度和水平长度表示。分，是用坡度和水平长度表示。（2）竖竖曲曲线线在在直直线线的的坡坡度度转转折折处处为为平平顺顺过过渡渡要要设设置置竖竖曲曲线线，按按坡坡度度转转折折形形式式不不同同，竖竖曲曲线线有有凹有凸，其大小用曲线半径和水平长度表示。凹有凸，其大小用曲线半径和水平长度表示。第二节第二节纵坡及坡长设计纵坡及坡长设计TheDesignofLongitudinalGradeandSlopeLength一、最大纵坡一、最大纵坡TheMaximumLongitudinalGrade最大纵坡是指在纵断面设计中，各级最大纵坡是指在纵断面设计中，各级道路容许采用的最大坡度值。道路容许采用的最大坡度值。它是路线设它是路线设计中一项重要的控制指标。在地形起伏较计中一项重要的控制指标。在地形起伏较大的地区，它直接影响路线的长短、使用大的地区，它直接影响路线的长短、使用质量的好坏、行车的安全、运输的成本和质量的好坏、行车的安全、运输的成本和工程造价。工程造价。各级道路允许的最大纵坡是根据各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的汽车的动力特性、道路等级、自然条件以及工程、动力特性、道路等级、自然条件以及工程、运营、经济运营、经济等因素，通过综合分析，全面等因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。考虑，合理确定的。1、各级公路最大纵坡的规定见表、各级公路最大纵坡的规定见表41；2、城市道路最大纵坡见教材表、城市道路最大纵坡见教材表42；3、桥上及桥头路线的最大坡度：、桥上及桥头路线的最大坡度：小桥与涵洞处纵坡应按路线规定采用；小桥与涵洞处纵坡应按路线规定采用；大、中桥上纵坡不宜大于大、中桥上纵坡不宜大于4；桥头引线的纵坡不宜大于桥头引线的纵坡不宜大于5，且紧接桥头，且紧接桥头不短于不短于10m（山岭、重丘区可减至（山岭、重丘区可减至5m）范）范围内的引道纵坡应与桥上纵坡相同；围内的引道纵坡应与桥上纵坡相同；4、隧道部分路线的纵坡：、隧道部分路线的纵坡：隧道内纵坡不应大于隧道内纵坡不应大于3，且不小于，且不小于0.3；紧接隧道洞口紧接隧道洞口30m范围内的纵坡应与隧道内范围内的纵坡应与隧道内的纵坡相同（明洞和长度小于的纵坡相同（明洞和长度小于50m的隧道，的隧道，可不受上述规定的限制）。可不受上述规定的限制）。5、在非机动车交通比例较大的路段，可将纵坡适在非机动车交通比例较大的路段，可将纵坡适当放缓当放缓：平原、微丘区一般不大于：平原、微丘区一般不大于23；山岭、重丘区一般不大于山岭、重丘区一般不大于45。二、二、高原纵坡折减高原纵坡折减HighlandLongitudinalGradeReduction规范规范规定：设计速度小于或等于规定：设计速度小于或等于80km/h位于海拔位于海拔3000以上的高原地区的公路，最大纵以上的高原地区的公路，最大纵坡值应按规定予以折减。折减后若小于坡值应按规定予以折减。折减后若小于4%，则仍，则仍采用采用4%。海波高度海波高度(m)30004000400050005000折减值折减值(%)123高原纵坡折减值高原纵坡折减值SynthesisSlope三、合成坡度三、合成坡度所谓所谓合成坡度合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高是指由路线纵坡与弯道超高横坡组合而成的坡度，其方向即横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向流水线方向。合成坡度的计算公式为合成坡度的计算公式为式中：式中：I合成坡度（）；合成坡度（）；ih超高横坡度（）；超高横坡度（）；i路线纵坡度（）。路线纵坡度（）。各级公路最大允许合成坡度见各级公路最大允许合成坡度见表表4-4当陡坡与比较小平曲线重合时，在条件允许当陡坡与比较小平曲线重合时，在条件允许的情况下，以采用较小的坡度为宜；在积雪严寒的情况下，以采用较小的坡度为宜；在积雪严寒地区、自然横坡较陡的傍山路段以及非汽车交通地区、自然横坡较陡的傍山路段以及非汽车交通比率较高的路段，其比率较高的路段，其合成坡度必须小于合成坡度必须小于8；在进行平曲线设计时，可按下式计算平曲线上允许在进行平曲线设计时，可按下式计算平曲线上允许的最大纵坡：的最大纵坡：式中：式中：iR平曲线上的允许最大纵坡度（）；平曲线上的允许最大纵坡度（）；Imax最大允许合成坡度（）；最大允许合成坡度（）；ih横向超高坡度（）。横向超高坡度（）。各级道路最小合成坡度不宜小于各级道路最小合成坡度不宜小于0.5%。当合成。当合成坡度小于坡度小于0.5时，应采取综合排水措施，以保证路面时，应采取综合排水措施，以保证路面排水畅通。排水畅通。四、四、最小纵坡最小纵坡TheMinimumLongitudinalGrade在在挖挖方方路路段段、低低填填方方路路段段和和横横向向排排水水不不畅畅通通的的路路段段，为为保保证证排排水水要要求求，防防止止积积水水渗渗入入路路基基而而影影响响其其稳稳定定性性，均均应应设设置置不不小小于于0.3%的的最最小纵坡，一般情况下以不小于小纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。为宜。当当必必须须设设计计平平坡坡或或纵纵坡坡小小于于0.3%时时，边边沟沟应应单单独独作作排排水水设设计计。在在弯弯道道路路段段，为为使使行行车车道道外外侧侧边边缘缘不不出出现现反反坡坡，设设计计最最小小纵纵坡坡不不宜宜小小于于超高允许渐变率。超高允许渐变率。干旱少雨地区最小纵坡不受限制。干旱少雨地区最小纵坡不受限制。五、五、坡长限制坡长限制GradeLineLimit1、最小坡长、最小坡长最小坡长是指纵断面上两个变坡点之间的最小最小坡长是指纵断面上两个变坡点之间的最小长度。长度。最短坡长的限制主要是从最短坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性汽车行驶平顺性的的要求考虑的，如果坡长过短，使变坡点增多，汽车要求考虑的，如果坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏的路段会产生增重与减重的频繁变行驶在连续起伏的路段会产生增重与减重的频繁变化，导致乘客感到极不舒适，车速越高越感突出。化，导致乘客感到极不舒适，车速越高越感突出。另外，坡长太短，变坡点之间不能设置相邻两竖曲另外，坡长太短，变坡点之间不能设置相邻两竖曲线的切线长；此外，对两凸型变坡点间的距离还应线的切线长；此外，对两凸型变坡点间的距离还应满足行车视距的要求。考虑上述因素，应对最小坡满足行车视距的要求。考虑上述因素，应对最小坡长加以限制。长加以限制。2、最大坡长、最大坡长道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响很大。纵坡越陡、坡长越长，对汽车影响也越大。很大。纵坡越陡、坡长越长，对汽车影响也越大。主要表现在：主要表现在：上坡时使汽车行驶速度显著下降，需上坡时使汽车行驶速度显著下降，需换较低排挡以克服坡度阻力，同时，坡长太长，易换较低排挡以克服坡度阻力，同时，坡长太长，易是水箱是水箱“开锅开锅”，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；下坡时制动次数频繁，易使制动器发热而失效，甚下坡时制动次数频繁，易使制动器发热而失效，甚至造成车祸。至造成车祸。因此，为保证行车的正常与安全，应因此，为保证行车的正常与安全，应对坡长加以限制。对坡长加以限制。（1）、各级公路纵坡最小长度见表）、各级公路纵坡最小长度见表4-6；（2）、城市道路纵坡最小坡长见表）、城市道路纵坡最小坡长见表4-7；（3）、公路不同纵坡的最大坡长见表）、公路不同纵坡的最大坡长见表4-8；（4）、城市道路最大纵坡长度见表）、城市道路最大纵坡长度见表4-9；六、六、缓和坡段缓和坡段TransitionSlope 当陡坡的长度超过最大坡长的限制时，应在当陡坡的长度超过最大坡长的限制时，应在中间适当位置设置缓坡路段，用以恢复汽车上陡中间适当位置设置缓坡路段，用以恢复汽车上陡坡时已降低的车速。同时，从下坡安全考虑，缓坡时已降低的车速。同时，从下坡安全考虑，缓坡也是需要的。根据实际观测，坡也是需要的。根据实际观测，标准标准规定缓规定缓和坡段的纵坡应不大于和坡段的纵坡应不大于3，其长度应不小于最，其长度应不小于最短坡长。短坡长。缓和坡段的具体位置应结合纵向地形的起伏缓和坡段的具体位置应结合纵向地形的起伏情况，尽量减少填挖方工程数量来确定。一般情情况，尽量减少填挖方工程数量来确定。一般情况下，况下，缓和坡段宜设置在平面的直线或较大半径缓和坡段宜设置在平面的直线或较大半径的平曲线上的平曲线上，以便充分发挥缓和坡段的用，提高，以便充分发挥缓和坡段的用，提高道路的使用质量。在极特殊的情况下，可以将缓道路的使用质量。在极特殊的情况下，可以将缓和坡段设于半径比较小的平曲线上，但应适当增和坡段设于半径比较小的平曲线上，但应适当增加缓和坡段的长度。加缓和坡段的长度。七、七、平均纵坡平均纵坡AverageLongitudinalGrade平均纵坡是指一定长度的路段纵向所能克服的平均纵坡是指一定长度的路段纵向所能克服的高差与路线长度之比高差与路线长度之比，它是衡量线形设计质量的重，它是衡量线形设计质量的重要指标之一，即要指标之一，即式中：式中：H相对高度相对高度(m)；l路段长路段长度度(m)。（）（）标准标准规定：二、三、四级公路越岭路线的平规定：二、三、四级公路越岭路线的平均坡度，一般以接近均坡度，一般以接近5.5（相对高差为（相对高差为200500m）和和5.0（相对高差大于（相对高差大于500m）为宜，并注意相连）为宜，并注意相连3km路段的平均纵坡不宜大于路段的平均纵坡不宜大于5.5。城市道路的平均纵坡。城市道路的平均纵坡按上述规定减少按上述规定减少1.0。对于海拔。对于海拔3000m以上的高原地以上的高原地区，平均纵坡应较规定值减少区，平均纵坡应较规定值减少0.51.0。八、纵坡设计的一般要求八、纵坡设计的一般要求TheGenerallyRequireofLongitudinalGradeDesign1、纵坡设计必须满足纵坡设计必须满足标准标准的各项规定；的各项规定；2、应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。于频繁。3、纵坡设计应对沿线的地形、地下管线、地纵坡设计应对沿线的地形、地下管线、地质、水文、气候、排水等方面综合考虑，视质、水文、气候、排水等方面综合考虑，视具体情况妥善处理。具体情况妥善处理。4、纵坡设计应纵坡设计应考虑填挖平衡考虑填挖平衡，减少借方和废，减少借方和废方，以降低工程造价和节省用地。方，以降低工程造价和节省用地。5、平原微丘地区地下水埋藏较浅，池塘、湖泊分平原微丘地区地下水埋藏较浅，池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小坡度要求外，还应布较广，纵坡除应满足最小坡度要求外，还应满足满足最小填土高度最小填土高度的要求，以保证路基稳定。的要求，以保证路基稳定。6、对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端引对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端引线等，纵坡应小些，避免产生突变。路线交叉线等，纵坡应小些，避免产生突变。路线交叉处前后的纵坡也平缓一些。处前后的纵坡也平缓一些。7、在实地调查的基础上，充分考虑通道、农田水、在实地调查的基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。利等方面的要求。VerticalCurve第三节第三节竖曲线竖曲线纵纵断断面面上上两两个个坡坡段段的的转转折折处处，为为了了便便于于行行车车用用一一段段曲曲线线来来缓缓和和，称称为为竖竖曲曲线线。竖竖曲曲线线的的形形式式可可采采用用抛抛物物线线或或圆圆曲曲线线，在在使使用用范范围围二二者者几几乎乎没没有有差差别别，但但在在设设计计和和计计算算上上，抛抛物物线线比比圆圆曲曲线线更更为方便。所以，为方便。所以，竖曲线一般采用抛物线者居多。竖曲线一般采用抛物线者居多。一、一、竖曲线要素计算公式竖曲线要素计算公式FormulaofVerticalCurveFactor建建立立XOY坐坐标标系系统统，设设变变坡坡点点相相邻邻两两纵纵坡坡坡坡度度分分别别为为i1和和i2，它它们们的的代代数数差差用用表表示示，称称为为坡坡度差：度差：i2i1式中：式中：坡度差（）；坡度差（）；i1，i2分分别别为为相相邻邻纵纵坡坡线线的的坡坡度度值值，上上坡为正，下坡为负。坡为正，下坡为负。当当为为“”时时，表表示示凹凹型型竖竖曲曲线线，变变坡坡点点在在曲曲线线下下方方；当当为为“”时时，表表示示凸凸型型竖竖曲曲线线，变坡点在曲线上方。变坡点在曲线上方。1、二次抛物线的基本方程式二次抛物线的基本方程式在图示坐标系下，二次抛物线一般方程为在图示坐标系下，二次抛物线一般方程为对竖曲线上任意一点对竖曲线上任意一点P，其斜率为，其斜率为当当X0时，时，；当；当XL时，时，则则抛物线上任意一点抛物线上任意一点P的曲率半径为的曲率半径为式中：式中：,，代入上式，得，代入上式，得因因为为iP介介于于i1、i2之之间间，且且i1、i2均均很很小小，故故iP可忽略不计，则可忽略不计，则。抛抛物物线线各各点点的的曲曲率率半半径径近近乎乎为为常常数数。二二次次抛抛物线竖曲线的基本方程式为：物线竖曲线的基本方程式为：或或式中：式中：坡度差（）；坡度差（）；L竖曲线长度竖曲线长度(m)；R竖曲线半径竖曲线半径(m)。2、竖曲线要素计算公式竖曲线要素计算公式（1）竖曲线长度）竖曲线长度LR（2）竖曲线半径）竖曲线半径RL/（3）竖曲线切线长）竖曲线切线长（4）竖曲线上任意一点）竖曲线上任意一点P的竖距：的竖距：（5）竖曲线外距）竖曲线外距二、二、竖曲线的最小半径竖曲线的最小半径MinimumRadiusofVerticalCurve1、缓和冲击、缓和冲击汽车在竖曲线上行驶时，其离心加速度为汽车在竖曲线上行驶时，其离心加速度为离心加速度离心加速度a=0.50.7m/s2较为合适。但考虑到较为合适。但考虑到视觉平顺等的要求，我国视觉平顺等的要求，我国标准标准规定竖曲线最小规定竖曲线最小半径和最小长度可按下式计算，半径和最小长度可按下式计算，相当于相当于a=0.278m/s2，即，即或或 AlleviateCollision限制汽车在竖曲线上的行驶时间不过短。最限制汽车在竖曲线上的行驶时间不过短。最短应满足短应满足3S的行程，即的行程，即或或2、时间行程不宜过短、时间行程不宜过短 TimeRouteNotTooShort 汽车行驶在竖曲线上，若半径太小，就会阻挡汽车行驶在竖曲线上，若半径太小，就会阻挡驾驶员的视线。对地形起伏较大地区的道路，在夜驾驶员的视线。对地形起伏较大地区的道路，在夜间行车时，若凹形竖曲线半径过小，前灯照射距离间行车时，若凹形竖曲线半径过小，前灯照射距离近，影响行车速度和安全；高速公路及城市道路跨近，影响行车速度和安全；高速公路及城市道路跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等，如果它们正线桥、门式交通标志及广告宣传牌等，如果它们正好处在凹形竖曲线上方，也会影响驾驶员的视线。好处在凹形竖曲线上方，也会影响驾驶员的视线。因此为了保证行车安全，对竖曲线的最小半径和最因此为了保证行车安全，对竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。小长度应加以限制。3、满足视距的要求、满足视距的要求MeetTherequestofSightDistance（一）凸形竖曲线最小半径和最小长度（一）凸形竖曲线最小半径和最小长度1、当、当LST时时在在标准标准中，根据中，根据缓和冲击、时间行程缓和冲击、时间行程及视距要求及视距要求三个限制因素，可计算出各设计速三个限制因素，可计算出各设计速度时凸形竖曲线的最小半径和最小长度，如度时凸形竖曲线的最小半径和最小长度，如表表4-11所示所示。表中。表中“一般最小半径一般最小半径”约为约为“极限极限最小半径最小半径”的的1.52.0倍，在条件允许时，应尽倍，在条件允许时，应尽量采用大于量采用大于“一般最小半径一般最小半径”的竖曲线为宜。的竖曲线为宜。表中表中“竖曲线最小长度竖曲线最小长度”相当于各级道路在计相当于各级道路在计算行车速度下的算行车速度下的3S行程。行程。凹形竖曲线的最小长度，应满足两种凹形竖曲线的最小长度，应满足两种视距要求：一是视距要求：一是保证夜间行车安全保证夜间行车安全，前灯，前灯照明应有足够的距离；二是照明应有足够的距离；二是保证跨线桥下保证跨线桥下行车有足够的视距行车有足够的视距。（二）凹形竖曲线最小半径和最小长度（二）凹形竖曲线最小半径和最小长度1夜间行车前灯照射距离要求夜间行车前灯照射距离要求（1）当）当LST时时2、跨线桥下行车视距要求、跨线桥下行车视距要求（1）当当LST时时（2）当当LST时（见图时（见图48）Climbinglanedesign第四节第四节爬坡车道的设计爬坡车道的设计 所所谓谓爬爬坡坡车车道道，是是在在陡陡坡坡路路段段正正线线行行车车道道外外侧侧增增设设的的供供载载重重汽汽车车或或慢慢速速车车行行驶驶的的专专用用车车道道。为为了了在在长长陡陡的的路路段段上上将将大大型型车车、慢慢速速车车从从主主线线车车流流中中分分离离出出去去，宜宜在在陡陡坡坡路路段段增增加加辅辅加加的的爬爬坡坡车车道道，这这样样可可提提高高小小汽汽车车行行驶驶的的自自由由度度，确确保保行行车车安全，增加道路的通行能力。安全，增加道路的通行能力。一一般般来来讲讲，最最理理想想的的纵纵断断面面设设计计应应是是坡坡度度较较缓缓，不不设设置置爬爬坡坡车车道道。但但这这样样设设计计有有时时会会造造成成路路线线迂迂回回或或路路基基高高填填深深挖挖，从从而而增增加加工工程程费费用用。所所以以，在在特特殊殊情情况况下下，采采用用较较大大的的纵纵坡坡值值而而增增设设爬爬坡坡车车道道会会产产生生既既经经济济又又安安全全的的效效果果。但但应应特特别别指指出出的的是是，设设置置爬爬坡坡车车道道并并非非是是最最好好的的措措施施，解解决决问问题题的的根根本本途途径径还还在在于于精精选选路路线线，定定出出纵纵坡坡值值较较小小又又经经济济适适用的路线。用的路线。一、一、设置爬坡车道的条件设置爬坡车道的条件TheConditionofSettingClimbingLane我我国国规规范范规规定定：高高速速公公路路、一一级级公公路路纵纵坡坡长长度度受受限限制制的的路路段段，应应对对载载重重汽汽车车上上坡坡行行驶驶速速度度和和设设计计通通行行能能力力进进行行验验算算，符符合合下下列列情情况况之之一一者者，可可在在上上坡坡方方向向行行车车道道右右侧侧设设置置爬爬坡车道。坡车道。1、沿沿上上坡坡方方向向载载重重汽汽车车的的行行驶驶速速度度降降低低到到表表414的的允允许许最最低低速速度度以以下下时时，可可设设置置爬爬坡车道。坡车道。2、上坡路段的通行能力小于设计小时交、上坡路段的通行能力小于设计小时交通量时，应设置爬坡车道。通量时，应设置爬坡车道。计算行车速度（km/h）120 100 8060容许最低速度（km/h）60555040上坡方向允许最低速度上坡方向允许最低速度表表4-14对对于于是是否否需需要要设设置置爬爬坡坡车车道道，应应进进行行多多方方案案的的技技术术经经济济比比较较；对对隧隧道道、大大桥桥、高高架架桥桥及及深深挖挖路路段段，当当因因设设置置爬爬坡坡车车道道而而使使工工程程费费用用增增加加很很大大时时，经经充充分分论论证证爬爬坡坡车车道道可可以以缩缩短短或或不不设设；对对双双向向六六车车道道高高速速公公路路可可不不另另设设爬爬坡坡车车道道，将外侧车道作为爬坡车道使用。将外侧车道作为爬坡车道使用。二、二、爬坡车道的设计爬坡车道的设计ClimbingLaneDesign1、横断面组成、横断面组成爬坡车道的宽度一般为爬坡车道的宽度一般为3.5m，包括设于其左侧，包括设于其左侧的路缘带宽度的路缘带宽度0.5m。爬坡车道的路肩和正线一样，仍然由硬路肩爬坡车道的路肩和正线一样，仍然由硬路肩和土路肩组成。但由于爬坡车道上车辆行驶速度和土路肩组成。但由于爬坡车道上车辆行驶速度较低，其硬路肩宽度可以比正线小一些，一般为较低，其硬路肩宽度可以比正线小一些，一般为1.0m；而土路肩宽度以按正线要求设计为宜。窄；而土路肩宽度以按正线要求设计为宜。窄路肩不能供停车使用，在长而连续的爬坡车道上，路肩不能供停车使用，在长而连续的爬坡车道上，其其右侧应按规定设置紧急停车带。右侧应按规定设置紧急停车带。2.横坡度横坡度 高速公路正线超高坡度与爬坡车道的超高坡度之高速公路正线超高坡度与爬坡车道的超高坡度之间的对于关系见表间的对于关系见表415所示。所示。爬坡车道的超高坡度爬坡车道的超高坡度表表4-15正线的超高坡度（）正线的超高坡度（）1098765432爬坡车道的超高坡度爬坡车道的超高坡度（）（）54323.平面布置与长度平面布置与长度 其总长度由起点处渐变长度其总长度由起点处渐变长度L1、爬坡车道的长、爬坡车道的长度度L和终点处附加长度和终点处附加长度L2组成，即组成，即L总总L1LL2式中：式中：L1起点处渐变段长度（使车辆始离正起点处渐变段长度（使车辆始离正线而进入爬坡车道），取线而进入爬坡车道），取L145m；L爬坡车道的长度；爬坡车道的长度；L2终点处附加长度。终点处附加长度。VisualAnalysisandDesignofPlaneAlignmentandLongitudinalLine第五节视觉分析及道第五节视觉分析及道路平、纵线形组合设计路平、纵线形组合设计道路线形是一条立体的、空间曲线，立体线道路线形是一条立体的、空间曲线，立体线形组合的优劣最后集中反映在汽车的行驶速度上，形组合的优劣最后集中反映在汽车的行驶速度上，如果只按平面线形和纵面线形的标准来设计，而如果只按平面线形和纵面线形的标准来设计，而不将二者结合起来统筹考虑，最终的设计不一定不将二者结合起来统筹考虑，最终的设计不一定是好设计。是好设计。平、纵线形组合设计是指在首先满足平、纵线形组合设计是指在首先满足汽车运动学和力学要求的前提下，来研究如何满汽车运动学和力学要求的前提下，来研究如何满足视觉、心理方面的连续和舒适，与周围环境的足视觉、心理方面的连续和舒适，与周围环境的协调，以及良好的排水条件。协调，以及良好的排水条件。（一）（一）视觉分析视觉分析1、从驾驶员的视觉及其心理反应出发，对道路的空间线形从驾驶员的视觉及其心理反应出发，对道路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑物的协调等进行研究分及其与周围自然景观和沿线建筑物的协调等进行研究分析，以便保证视觉的连续性，使行车具有足够的舒适感析，以便保证视觉的连续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为和安全感的综合设计称为视觉分析视觉分析。n（1）驾驶员的注意力集中和心理紧张程度随车速的增）驾驶员的注意力集中和心理紧张程度随车速的增加而增加；加而增加；n（2）注意力集中点和视野距离随车速而增大，高速行）注意力集中点和视野距离随车速而增大，高速行驶时，驾驶员对前景细节的视觉开始变得模糊不清；驶时，驾驶员对前景细节的视觉开始变得模糊不清；n（3）视角随车速逐渐变窄，高速时驾驶员已不能顾及）视角随车速逐渐变窄，高速时驾驶员已不能顾及两侧景象了。两侧景象了。2、视觉分析方法：视觉分析方法：利用视觉印象随时间变化的道路透视图来利用视觉印象随时间变化的道路透视图来评价。按照汽车在道路上的行驶位置，根据线评价。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。通的视轴长度，利用坐标透视的原理绘制的。通过透视图，可直观地看出道路立体线形是否顺过透视图，可直观地看出道路立体线形是否顺适，有无易产生判断错误或茫然的地方，路旁适，有无易产生判断错误或茫然的地方，路旁障碍物是否有妨碍视线的地方等。障碍物是否有妨碍视线的地方等。（二）（二）道路平、纵线形组合设计道路平、纵线形组合设计1、道路平、纵线形组合设计原则、道路平、纵线形组合设计原则（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。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。的最基本问题。（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。对纵断面线形不断起伏，而在平面上却采用高标准的线断面线形不断起伏，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道较多，而在纵断面设计上采用高标准也同样没有意义。意义。（3）选择组合得当的合成坡度）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和，以利于路面排水和行车安全。行车安全。（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，可以减。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轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。作用。2、道路平、纵线形组合设计原则、道路平、纵线形组合设计原则3、平、纵线形组合的基本要求、平、纵线形组合的基本要求（1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖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”。（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。扭。当平曲线半径小于当平曲线半径小于1000m时，竖曲线半时，竖曲线半径大约为平曲线半径的径大约为平曲线半径的1020倍为好倍为好。（3）当平曲线缓而长、纵断面坡度较小时，可）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。多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。这对平坦这对平坦地区的公路设计是重要的。平曲线与竖曲线大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。小应保持均衡。（4）要选择适当的合成坡度。）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。辆行驶时有溅水干扰。最好使合成坡度小于最好使合成坡度小于8%，最小合成坡度不应小于，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。）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）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。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）避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。合。（4）避免出现驼峰、暗凹、跳跃、断背、折曲等使）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。驾驶员视线中断的线形。4、平、纵线形组合的基本要求、平、纵线形组合的基本要求（5）避免在长直线上设置陡坡或曲线长度短、半径）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。小的凹形竖曲线。（6）避免急弯与陡坡的不利组合。）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。）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）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。驶员判断失误。5、道路线形与景观的协调与配合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。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）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）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）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）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）条件允许时，应适当放缓边坡或将其变坡条件允许时，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，美点修整圆滑，尽量使边坡与地面形状相协调，美化路容。化路容。（6）进行专项综合绿化设计，将其作为诱导视）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。线、点缀风景以及改造环境的技术措施。LongitudinalSectionDesignandResults第六节纵断面设计方法第六节纵断面设计方法和设计成果和设计成果纵纵断断面面设设计计的的主主要要内内容容是是确确定定路路线线合合适适的的标标高高、各各坡坡段段的的纵纵坡坡度度和和坡坡长长，并并设设计计竖竖曲曲线线。其其基基本本要要求求是是纵纵坡坡均均匀匀平平顺顺、起起伏伏和和缓缓、坡坡长长和和竖竖曲曲线线长长短短适适当当平平面面与与纵纵面面组组合合设设计计协协调调、以及填挖平衡以及填挖平衡等，主要注意以下问题。等，主要注意以下问题。（一）纵断面设计要点（一）纵断面设计要点1、关于纵坡极限值的运用、关于纵坡极限值的运用纵纵坡坡坡坡度度应应控控制制在在最最大大纵纵坡坡与与最最小小纵纵坡坡之之间间。最最大大纵纵坡坡在在设设计计时时不不可可轻轻易易采采用用，并并应应留留有有余余地地。在在特特殊殊情情况况下下，如如越越岭岭线线为为争争取取高高度度、缩缩短短路路线线长长度度或或避避开开艰艰巨巨工工程程等等，才才可可以以有有条条件件地地采采用用。一一般般来来讲讲，纵纵坡坡缓缓些些为为好好，但但为为了了路路 面面 和和 边边 沟沟 排排 水水，最最 小小 纵纵 坡坡 应应 不不 低低 于于0.3%0.5%。2、关于坡长、关于坡长坡坡长长是是指指纵纵断断面面两两变变坡坡点点之之间间的的上上坡坡距距离离，坡坡长长应应在在最最短短坡坡长长与与最最大大坡坡长长限限制制之之间间选选取取。坡坡长长不不宜宜过过短短，实实践践证证明明，坡坡长长以以不不小小于于计计算算行行车车速速度度9S的的行行程程为为宜宜。对对连连续续起起伏伏的的路路段段，坡坡度度应应尽尽量量小小，坡坡长长和和竖竖曲曲线线应应争争取取到到最最小小极极限限值值的的一一倍倍或或两两倍倍以以上上，避避免免锯锯齿齿形形的的纵纵断断面面。但不应超过最大坡长限制。但不应超过最大坡长限制。3、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）对对于于平平原原、微微丘丘地地形形，纵纵坡坡应应均均匀匀平平缓缓，注注意保证最小填土高度和最小纵坡意保证最小填土高度和最小纵坡的要求。的要求。（2）山岭、重丘地形的沿溪线应尽量采用平缓纵）山岭、重丘地形的沿溪线应尽量采用平缓纵坡，坡，纵坡不宜大于纵坡不宜大于6%，注意路基控制标高的要注意路基控制标高的要求。求。（3）越越岭岭线线的的纵纵坡坡力力求求均均匀匀，尽尽量量不不采采用用极极限限或或接接近近极极限限的的坡坡度度，更更不不宜宜在在连连续续采采用用极极限限长长度度的的陡陡坡坡之之间间夹夹短短的的缓缓和和坡坡段段。越越岭岭线线一一般般不不宜宜设置反坡，并注意平均坡度的控制。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）山脊线和山腰线除地形不得已采用较大纵坡外，外，应尽量使纵坡缓些。应尽量使纵坡缓些。4、关于竖曲线半径的选用、关于竖曲线半径的选用竖竖曲曲线线应应选选用用较较大大半半径径为为宜宜。当当受受限限制制时时，可可采采用用一一般般最最小小半半径径；特特殊殊情情况况下下方方可可采采用用极极限限最最小小半半径径。当当条条件件允允许许时时，宜宜按按表表420的的规规定定进行设计。进行设计。5、关于相邻竖曲线的衔接关于相邻竖曲线的衔接相相邻邻两两个个同同向向竖竖曲曲线线，特特别别是是同同向向凹凹曲曲线线之之间间，如如直直坡坡段段不不长长应应合合并并为为单单曲曲线线或或复复合合曲曲线，这样要求对行车是有利的。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。直坡段，以使增重与减重和缓过渡。若两竖曲若两竖曲线半径接近最小极限值时，线半径接近最小极限值时，插入的直坡段至少插入的直坡段至少应为计算行车速度应为计算行车速度3S的行程。但当两竖曲线半的行程。但当两竖曲线半径较大时，亦可直接连接。径较大时，亦可直接连接。（二）纵断面设计的一般原则（二）纵断面设计的一般原则（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。（2）纵坡应均匀平顺。）纵坡应均匀平顺。城市道路还应考虑非机动城市道路还应考虑非机动车的行驶，纵坡不宜大于车的行驶，纵坡不宜大于3%。（3）设计标高的确定应结合沿线自然条件设计标高的确定应结合沿线自然条件，如地，如地形、土壤、水文、气候等因素综合考虑。形、土壤、水文、气候等因素综合考虑。（4）纵断面设计应与平面线形和周围地形景观相）纵断面设计应与平面线形和周围地形景观相协调。协调。（5）应）应争取填挖平衡，尽量移挖作填，争取填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土以节省土石方量，降低工程造价。石方量，降低工程造价。（6）充分考虑当地民间运输工具、农业机械设备）充分考虑当地民间运输工具、农业机械设备等，尽量做到山、水、田、林、路综合治理，等，尽量做到山、水、田、林、路综合治理，以人为本，和谐发展以人为本，和谐发展。（7）城市道路的纵坡及设计标高的确定，还应考）