城市道路毕业设计.docx

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2017届土木工程专业毕业设计
摘要
本次道路设计为城市支干路道路全长554.587m起点设计高程为378.78m，终点设计高程为385.05m，设计车速为30km/h,道路行车道设7m，双向双车道，左右侧人行道为3.5m。路基宽14m。本次设计中硬要解决的项目包括：平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、路基综合排水设计、沥青路面结构层设计以及各部分内容相关的表格和图纸。本设计是结合地形图及周边的环境，按照设计规范、设计原则，对道路进行综合设计。

关键词：城市支干路；平曲线；纵断面；横断面；沥青路面

Abstract

The road design for the city branch road full length 554.587m starting point design elevation of 378.78m, the end of the design elevation of 385.05m, the design speed of 30km / h, road lane set 7m, two-way two-lane, left and right sidewalk 3.5m. Subgrade width 14m. In this design, the projects to be solved include: graphic design, longitudinal section design, cross-section design, subgrade design, subgrade integrated drainage design, asphalt pavement structure layer design and various parts related to the table and drawings. The design is combined with topographic maps and the surrounding environment, in accordance with the design specifications, design principles, the road for comprehensive design.

第一章 绪论

1.1 自然地理条件
本设计路段所在地区为重庆市万州区五桥经开区百安大道下方，选址远离喧嚣的闹市，自然人文环境优美，地理位置南临重庆三峡医药高等专科学院，北临百安大桥，西望滚滚绵延的长江，东临白岩寨，和周边环境能够达到互通共融。属于山区，高差相差大，根据公路自然区划的三级区划标准和水热平衡，此处地理位置属于V区—西南潮暖区。
1.2 水文气候条件
气候条件：万州区属亚热带季风湿润带，四季分明，日照充足，雨量充沛，无霜期长，霜雪稀少。特征为冬暖多雾；夏热多伏旱；春早，气温回升快而不稳定，秋长，阴雨绵绵。年平均气温17.7°C，年平均年日照时数1484.4小时，年平均降水1243毫米，年平均蒸发总量达10.85亿立方米。
水文条件：场区地下水主要为松散岩类孔隙水，补给水为大气降水。场地内亚粘土属弱透水层，强风化基岩区及砂岩透水较好，场地东高西低，整体地形坡度较陡，利于地下水的排泄，从而形成地下水较差水质条件。
1.3 工程概况
城市道路规划是一个地区经济发展的重要组成部分，合理的交通规划、人流车流组织、道路设计有利于该地区居民的正常生活和经济交流快速发展。使道路更有效的发挥其独特的作用，满足日常通行和货运要求。为满足重庆市万州区五桥经开区的建设稳步推进、完善城市道路网的布置，现结合已建成的道路、建筑对万州经开区某某城市支干路进行道路设计。道路全长554.587m，起点设计高程为378.78m，终点设计高程为385.05m，设计车速为30km/h,道路行车道设7m双向双车道，左右侧人行道为3.5m。平面设置2个转点，纵断面设置两个变坡点，道路两旁边坡采用植被防护。
1.4 设计原则
本毕业设计的设计原则：贯彻“以人为本，循环经济，节约型社会和可持续发展”的设计思路，在满足相关规定和规范的前提下，满足一般性需求的基础上，正确理解规划意图，充分结合毕业设计的现状建设条件，充分抓住本设计的重点、难点和关键性问题，采取确实有效的解决措施，做好毕业设计的总体综合协调，提高对毕业设计的理解和驾驭能力。

第二章 平面设计

2.1 选线
选线是依据道路规划路线走向和技术规范，联结地形、地质条件和施工条件等要素，经过全方位的对比，选择路线的全过程。在合乎一个国家建设发展的需要下，联合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全舒适，经济稳定及构造物耐久、易于养护的目的。选线人员必须认真贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。
城市道路的选线与城市道路网的规划是分不开的。城市道路网是编制城市规划时拟定的，它从总体上对每条道路提出了明确的目的与任务。新建或改建一条城市道路时，首先必须了解该路在城市道路网中的地位、意义及其与相邻道路的关系，然后才能做出技术经济合理的设计。 
对城市道路网的基本要求是必须满足交通方便、安全、快捷和经济，满足城市环境宁静、清洁、朴实和美观。城市道路网的主要功能是：满足交通需求；注重环境保护；为市政工程提供场地；保证建筑艺术上的要求。
通过对项目现场的实地查看，结合地形图，综合考虑以上各方面因素，在1:500地形图上采用图上定线的方法定出如图2.1所示各交点。
图2.1 道路平面设计图

各交点坐标如表2.1所示：
表2.1 平面交点坐标表
交点号
X坐标
Y坐标
QD
404598.0580
508247.0510
JD1
404670.2680
508279.0520
JD2
404769.0180
508590.9810
ZD
404804.8170
508743.4580

2.2 平曲线设计
2.2.1 平面线形设计一般原则
道路平面线形宜由直线、平曲线组成，平曲线宜由圆曲线、缓和曲线组成。道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接，合理设置直线、圆曲线、缓和曲线、超高、加宽等。
道路平面线形应该与地形地物、地质水文、排水等条件结合，与周围环境相协调，并应符合各级道路的技术指标，注重线形的连接与均衡，确保行驶的安全性与舒适性。
道路平面线形应直捷，连续，顺适，并与地形，地物相适应，与周围环境相协调。除满足汽车行驶动力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。保持平面线开的均衡与连贯。应避免连续急弯的线形。平面线形应有足够的长度。
道路的圆曲线半径应采用大于或者等于表2.2规定的不设超高的最少半径值。当受地形条件限制时，可采用设超高的推荐半径值。地形条件特别困难时， 可采用设超高最少半径值。
表2.2 城市道路圆曲线最小半径表
设计速度/(km/h)
80
60
50
40
30
20
不设超高的最小半径/m
1000
600
400
300
150
70
设超高的推荐半径/m
400
300
200
150
85
40
设超高的最小半径/m
250
150
100
70
40
20
道路中心线转角a小于或等于7°时，曲线长度往往看上去较实际长度为短。因为在曲线两端附近的曲线部分被误认为是直线，只有在交点附近德尔部分才能看出是曲线，这样会给驾驶员造成急转弯的错觉。平曲线长度应大于或等于规定值。如表2.3所示
表2.3 公路转角等于或小于7°时的平曲线长度
公路等级
一级公路
二级公路
三级公路
设计速度
100
80
60
80
60
40
30
平曲线长度
一般值
1200/a
1000/a
700/a
1000/a
700/a
500/a
350/a
底限值
170
140
100
140
100
70
50

2.2.2 设计参数确定
本项目城市道路，参照《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）及《城市道路路线设计规范》（CJJ 193—2012）确定以下参数。
道路等级：城市支路
设计车速：确定设计时速为30km/h
车道宽度：3.5m
不设超高的最小半径150m，设超高最小半径一般值为85m，极限值为40m。
圆曲线最小长度为25米，因此道路设计时速较低故不设缓和曲线。
最大超高横坡度为2%，停车视距为30m。
2.2.3 平曲线半径的选用
本次设计为城市道路，设计平曲线时是滴反复调查，查看地形图与实测对比调整，转角1为了设计衔接平滑、并与地形，地物相适应，则圆曲线半径为150m。转角2为了减少工程量故半径取值较大，反复研究确定为600m。
2.2.4 平曲线要素计算
⑴初步设计直线+圆曲线组合并计算出圆曲线的切线和转角以及半径等曲线几何要素值。
⑵如图2.2，根据在南方cass里面利用坐标计算方位角得出的交点JD1的偏角为α=48°31′55.5″、曲线半径为R=150m，由此得出曲线主点的测设元素的计算公式如下：

图2.2 圆曲线元素

根据上述公式，带入各交点的半径以及转角，分别算出L、和J以及其他参数的值。
以交点1计算过程为例：

T-------切线长，m
L-------曲线长，m
E-------外距，m
J-------校正值，m

以此类推，计算出其他交点的L、和J以及其他参数的值参数，其结果见表2.4平曲线参数表，经验算所有平曲线要素均符合上述规范。

表2.4 平曲线参数表

交点号

JD 桩 号

J D 坐 标
转 角

（°′″）
曲 线 要 素 表 （m）
切线长度
半 径
圆曲线
长度
外距E
X
Y
T
R
L

1
K0+078.983

404670.268

508279.052

右48°31′55.5″

67.621

150

127.0567

14.537

2

K0+402.896

404769.018

508590.981

右4°21′13.8″

22.808

600

45.593

0.433

2.2.5 里程桩设计
一、根据确定曲线形式、半径及其结合圆曲线要素等已知数据。可通过以下公式计算出主点里程桩号。
（1）曲线主点里程桩号计算公式如下：

以交点1曲线主点里程桩号计算作为计算范例：
已知起点（QD）桩号K0+0.000 坐标X=404598.0580，Y=508247.0510；JD1桩号K0+078.983
坐标X=404670.2680;Y=508279.0520.

JD1校正值桩号与桩号一致。
以上就是圆曲线ZY、YZ、QZ、JD各点的里程桩号。对于交点2的各里程桩号参考附表。
二、 设计里程桩

2.3 弯道的超高
在车辆驶入弯道时会因为受到离心力而容易发生侧翻等危险，为了抵消或减小车辆在平曲线路段上行驶所产生的离心力，将该路段的横断面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，称为平曲线超高。当圆曲线的半径小于《城市道路路基设计规范》（CJJ 194—2013）的不设超高最小半径（R=150m）时，在圆曲线范围内应该设置超高。合理的设置超高可抵消车辆驶入弯道产生的离心力，提高汽车在平曲线上行驶的稳定性和舒适性。
超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的的向心力，弯道超高，当汽车在弯道上行驶时，产生横向推力及离心力。这种离心力的大小，与行车速度的平方成正比，与平曲线的半径成反比。为防止车辆向外侧滑以及倾覆，并抵消离心力的作用，就需将路的外侧抬高。设置超高的弯道部分（从平曲线起点至终点）形成了单一向内侧倾斜的横坡即超高。如图2.3所示：

图2.3 超高
超高坡度按设计速度、半径大小计算，并结合路面类型、当地自然条件等最后确定。当超高横坡坡度的计算值小于路拱横坡时，应设置等于路拱坡度的超高。设计时看参考表2.5城市道路最大超高坡度。
表2.5 城市道路最大超高横坡
设计速度/（km/h）
60
50
40
30
20
最大超高值横坡度/%
4
2
超高的过渡方式应该根据横断面形式以及地形条件等因素来确定，并且应该有利于排水。本次设计时速为30km/h，圆曲线半径为150m，故不设超高。
2.4 行车视距
行车视距的大小与机动车制动效率、行车速度和驾驶员克服障碍所采取的措施有关。由于多数车辆以接近或略低于计算行车速度运行，因此，按计算行车速度计算行车视距，既有利于保证安全，又有利于行车效率的提高。
在道路设计中保证足够的行车视距，是确保行车安全、快速、增加行车安全感、提高行车舒适性的重要措施。
行车视距包括停车视距、会车视距、错车视距、超车视距和避让障碍物视距等5种，另外还有弯道视距、纵坡视距及平面交叉口视距。对于城市道路上，停车视距和会车视距较为重要；而对于公路，后四种视距对安全行车影响较大。
停车视距计算中驾驶员的视线高为1.2m，障碍物高为0.10m。高速公路、一级公路的停车视距见下表。汽车专用二级公路、二、三、四级公路的视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。工程特别困难或受其他条件限制的地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施。另外在适当间隔内设置满足下表所列超车视距“一般值”的超车路段，最短不应小于下表中所列的低限值。汽车专用二级和二、三级公路中，宜在3min的行驶时间里，提供一次满足超车视距要求的超车路段。一般不小于路线总长度的10％～30％，且设置应结合地形，并力求均匀。
根据《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012），本设计应该满足停车视距的要求，道路平面、纵断面上的停车视距应大于或等于表2.6的规定；车道上对向行驶的车辆有会车的可能，应采用会车视距，其值为表2.6中停车视距的两倍。如表2.6城市道路停车视距表
表2.6 城市道路停车视距表
设计速度/(km/h)
80
60
50
45
40
35
30
20
15
停车视距/m
110
70
50
45
40
35
30
20
15
本城市道路设计时速为30km/h，则停车视距30m。
对于曲线内侧受建筑物、树木、路堑边坡等限制的弯道，汽车在曲线上行使时，曲线内部的视线可能被障碍物挡住，因此必须检查视距，对于需要进行工程处理来保持视距的弯道绘出视距包络图。
如果那个地方挡住了，必须进行及时清理。如图2.3所示，从汽车行驶轨迹线上的不同位置（图中的1、2、3、4各点）看到的视线（图中的1-1′、2-2′、3-3′、4-4′）。它们的长度都等于视距S。与这些线相切的曲线（包络线）称为视距曲线。在视距曲线与轨迹线之间的空间范围，是应保证通视的区域，在这个区域内如有障碍物则要予以清除。
经图上检验，本次设计圆曲线满足停车视距30m要求。

图2.4 圆曲线视距包络图
2.5 平面线性的组合与衔接
路线的行车平顺性要求直线与曲线彼此协调而有比例地交替，路线直曲的变化应该缓和均顺。平面曲线的半径、长度与相邻的直线长度应该相适应。过长的直线段会使司机感到疲倦，同时也是肇事的原因之一，只有在公路所指的方向地平线处有明显目标时才允许采用过长直线段。
直线与曲线组合得当，能提高线性的行驶质量。直线与曲线配合不好的线性应予避免。
2.6 道路平面设计的主要技术文件
2.6.1 直线、曲线及转角表
“直线、曲线及转角一览表”是用表格来系统的表达道路中心线设计形状的一种方法，全面地反映了路线的平面位置和路线平面线形的各项指标，它是道路设计的主要成果之一。只有在完成“直线、曲线及转角表”以后，才能据此计算“逐桩坐标表”和绘制“路线平面设计图”，同时在作路线的纵断画设计、横断面设计和其它构造物设计时都要使用本表的数据。经过精心的设计计算得出道路直线、曲线及转角表见附表2.3直线、曲线及转角表。
2.6.2 各里程桩的逐桩坐标表
根据确定的里程桩的位置，用南方CASS成图系统绘图软件通过查询坐标的方式得出各里程桩中桩的坐标。各里程桩的逐桩坐标见下表。

表2.7 逐桩坐标表

逐桩坐标表
编号
里程桩号
X
Y
1
K0+000(QD)
404598.058
508247.051
2
K0+011.363(ZY)
404608.4462
508251.6547
3
K0+020
404616.2378
508255.3796
4
K0+040
404633.3648
508265.6788
5
K0+060
404648.9707
508278.1634
6
K0+074.891(QZ)
404659.4363
508288.7478
7
K0+080
404662.7783
508292.6118
8
K0+100
404674.5426
508308.7676
9
K0+120
404684.0548
508326.3439
10
K0+138.419(YZ)
404690.6769
508343.5192
11
K0+140
404691.154
508345.0262
12
K0+160
404697.1903
508364.0935
13
K0+180
404703.2266
508383.1609
14
K0+200
404709.2628
508402.2282
15
K0+220
404715.2991
508421.2955
16
K0+240
404721.3354
508440.3629
17
K0+260
404727.3717
508459.4302
18
K0+280
404733.408
508478.4975
19
K0+300
404739.4443
508497.5649
20
K0+320
404745.4806
508516.6322
21
K0+340
404751.5169
508535.6995
22
K0+360
404757.5532
508554.7669
23
K0+375.178(ZY)
404762.1342
508569.2375
24
K0+380
404763.571
508573.84
25
K0+397.975(QZ)
404768.6001
508591.0964
26
K0+400
404769.1342
508593.0497
27
K0+420
404774.0541
508612.4342
28
K0+420.772(YZ)
404774.231
508613.1853
29
K0+440
404778.626
508631.9046
30
K0+460
404783.1974
508651.3752
31
K0+480
404787.7687
508670.8457
32
K0+500(ZD)
404792.3401
508690.3163
33
K0+520
404796.9114
508709.7868
34
K0+540
404801.4828
508729.2574
35
K0+554.587（ZD）
404804.8169
508743.458

2.7 道路平面设计图
道路的平面设计图是道路设计文件的重要组成。它反映了道路的平面位置和经过地区的地形、地物等，它是设计意图的重要体现。
道路的平面线形力求平顺，转折不要过多过急。否则，路线走向曲折，往往限制人的视野，影响行车所必须保持的视距，使司机操纵困难，行车不稳定。明确了道路走向后，在合乎交通要求并适应地形、地物的情况下，确定道路在平面上的直线、曲线、缓和曲线，使线形平顺地衔接，组成道路平面线形设计，以满足汽车行驶安全与迅速、人的感觉变换舒适，以及运输和工程合乎经济等要求。在做技术设计时，本次设计采用1:500的比例尺绘图。绘图范围在道路两侧红线以外20m的地形、地物。具体道路平面设计图见附图2.4道路平面设计图。
第三章 纵断面设计
沿道路中线竖直剖切再展开为路线纵断面，它反映了道路中线地面高低起伏的情况及设计路线的纵向坡度情况，从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况。把道路的纵断面图与平面图结合起来就能完整地表达出道路的空间位置。纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，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。
3.1 纵断面设计原则
本道路纵断面设计主要从以下几点考虑：
1、纵断面设计需要满足纵向和竖曲线的要求（最大纵坡、最小纵坡、坡长、最小半径和长度等），同时又能满足地形条件要求；
2、纵坡设计保证驾驶员驾驶汽车时具有一定的驾驶舒适性，选择变坡点需要满足设计要求，道路起伏尽量取小，要保证车辆能安全、舒适地行驶且能保持一定速度。
3、在设计标高确定时，结合周边建筑物的相对位置和标高确定相对合理的道路标高，以保证汽车在该路径上的稳定性和行车通畅（（本路段与K18路终点想接，故起点标高以K18路终点标高起算）；
4、在纵断面设计中，考虑到道路土方填挖平衡，尽量做到就近移挖做填，以减少借方和弃方，降低成本节约用地，保护自然环境；
5、在纵坡的连接段上，纵坡要适度，避免突变，纵坡在交叉口处，应设置平缓。
3.2纵坡及坡长设计
1、 最大纵坡规定
最大纵坡是道路纵坡设计的极限值，是纵坡线形设计的一项重要指标。由各级道路坡度的最大允许值的道路纵坡设计的定义，它是道路的重要控制参数，最大纵坡的大小将直接影响路线的长短、使用质量、安全行车以及运营成本和工程的经济性。设计坡度一般不超过最大纵坡，特殊情况需要超过设定的最大纵坡坡度时需要加以解释说明。本设计时速为30km/h，最大纵坡为7%。如表3.1城市道路最大纵坡
表3.1城市道路最大纵坡
设计速度（km/h）
80
60
50
40
30
20
最大纵坡推荐值/%
4
5
5.5
6
7
8
最大纵坡限制值/%
6
7
8
9

2、 最小纵坡规定
最小纵坡：各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。
最小纵坡适用条件：横向排水不畅路段：路堑、桥梁、隧道、设超高的平曲线、路肩设截水墙等。最小纵坡值：0.3%。
为使道路上行车快速、安全和通畅，希望道路纵坡设计的小一些为好。但是，在长路堑、以及其它横向排水不通畅地段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的纵坡，一般情况下以下小于0.5%为宜。当必须设计平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，边沟应作纵向排水设计。在弯道超高横坡渐变段上，为使行车道外侧边缘不出现反坡，设计最小纵坡不宜小于超高允许渐变率。旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。
3、 坡长限制
根据《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012），纵坡最小长度应符合以下规定，见表3.2纵坡最小长度规定：
表3.2纵坡最小长度
设 计 速 度(km/h)
100
80
60
50
40
30
20
最 小 坡 长(m)
250
200
150
130
110
85
60
最小坡长是两个变坡点之间的最小水平距离。最短的坡长的限制主要是从车辆运行平稳性要求考虑的。道路设计时速30km/h的最短坡长为85m，也必须考虑大于两竖曲线切线长度之和。最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低允许的速度时所行驶的距离。本设计路段的设计速度为30km/h不需要考虑最大坡长限制。
3.3 纵断面设计步骤
1．准备工作
纵坡设计前，应根据中桩和水准记录点绘出路线纵断面图的地面线，绘出平面直线、平曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。
2．标注控制点
所谓控制点，就是指影响纵坡设计的高程控制点。如起点、终点，道路沿线主要建筑物等。
3．试坡
试坡主要是在已标注“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插与取直，试定出若干坡度线。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，又能满足控制点要求，且挖填的土石方量较小的设计线作为初定坡度线，将前后坡度线延长交绘出变坡点的初步位置。
4.调坡
调坡主要从以下两方面进行：
1)结合选线意图进行调坡。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍。
2)对照技术标准或规范进行调坡。详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准或规范的要求。特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。
调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。
5.核对
核对主要在有控制意义的特殊横断面上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。其做法是：在纵断面图上直接由厘米格读出相应桩号的填挖高度，将此值用“路基横断面透明模板”套在相应横断面地面线上，检查若有填挖过大、坡脚落空、挡墙过高、桥涵填土不够以及其它边坡不稳现象，则需调整坡度线。核对是保证纵面设计质量的重要环节，对某些复杂地段，如山区横坡陡峻的傍山线，这一工作尤为重要。
6.定坡
经调整核对合理后，即可确定坡度线。所谓定坡，就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。坡度值一般是用三角板推平行线的办法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一，即0.1%。变坡点的位置直接从图上读出，一般要调整到整10米桩位上。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。由于现在内业设计都由道路CAD系统来完成，因此，坡段的坡度也可以由CAD系统确定的变坡点标高进行反算。
7.设计竖曲线
根据道路等级和情况,确定竖曲线半径,并计算竖曲线要素。
8.高程计算
根据已定的纵坡和变坡点的设计标高及竖曲线半径,即可计算出各桩号的设计标高。中桩设计标高与对应原地面标高之差即为路基施工高度，当两者之差为“＋”，则是填方；两者之差为“—”，则是挖方。
3.5 根据高差拟定纵坡
根据设计K0+0.000的设计标高是378.784m，变坡点在K0+080.000m桩处设计高程为377.168m，两者之间高差为△h=377.168－378.784=-1.619m，同时两桩号间曲线间距为L=80m，其坡度为：

同理可得出第二个变坡段的坡度为1.15%。第三个变坡坡度为2.721%
3.4 纵坡方案
经过纵断面设计步骤，整理选择了此方案，如图3.1纵坡断面图所示：
图3.1 纵坡断面图

本次纵断面设计，起点K0+000.000m地面高程387.03m，设计高程378.78m。终点K0+554.587地面高程395.28m，设计高程385.05m。设置的第一个变坡点在K0+080.000m，该变坡点的设计高程为377.168m，第二个变坡点在K0+400.000m，设计高程为380.848m。第一段纵坡坡长为80m，坡度为-2.02%；第二段坡长为320m，坡度为1.150%；第三段坡长为154.587m，坡度为2.721%。本次纵断面设计坡度平缓起伏合理，坡度考虑非机动车爬坡能力，还要考虑沿线地形、地下管线、水文、气候和排水要求。坡度和坡长满足规范设计要求，填挖方量较为均衡，经济上合理。

表3.1 纵坡设计成果表
变坡点
变坡点桩号
设计高程/m
坡长/m
纵坡值/%
QD
K0+000.000
378.7842

1
K0+080.000
377.168
80
-2.02
2
K0+400.000
380.848
320
1.150
ZD
K0+554.587
385.0542
154.587
2.108

3.6竖曲线设计
竖曲线设计在纵断面上的两个坡段的转折点，为便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式课采用抛物线或圆曲线，在使用范围内二者差别不大，城市道路一般采用圆曲线作为竖曲线。纵断面上两个相邻不同坡度线的交点，为了保证行车安全、舒适以及视距的需要。
3.6.1设计技术规范
根据《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012），曲线最小半径和最小长度如下表3.2。

表3.2 曲线最小半径和最小长度
设计速度（km/h）
80
60
50
45
40
35
30
25
20
15
凸行竖曲线半径（m）
极限最小值
3000
1200
900
500
400
300
250
150
100
60
一般最小值
4500
1800
1350
750
600
450
400
250
150
90
凹形竖曲线半径（m）
极限最小值
1800
1000
700
550
450
350
250
170
100
60
一般最小值
2700
1500
1050
850
700
550
400
250
150
90
竖曲线最小长度（m）
70
50
40
40
35
30
25
20
20
15
根据上表可以得出，设计速度V=30km/h时，凸形竖曲线半径极限最小值为250m，一般最小值为400m;凹形竖曲线半径极限最小值为250m，一般最小值为400m，竖曲线最小长度为25m。则本次设计竖曲线取值4000m，2500m。
3.6.2平曲线与竖曲线组合一般原则
道路的线性状况是指道路的平面和纵断面所组成的立体形状。线性设计首先从路线规划开始，然后按照选线、平面线形设计、纵断面线性设计和平纵线性组合设计的过程进行，最终展现在驾驶员面前的平、纵、横三者组合的立体线性，特别是平、纵线性的组合对立体线性的优势起着至关重要的作用。
平、纵线性组合设计是指在满足汽车动力和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适与周围环境的协调和良好的排水条件。
（一） 组合原则：
平面与纵断面组合应该遵循如下设计原则：
1.应该使线形在视觉上可以自然地诱导驾驶员的视线，并且使其视线保持连续性，同时需要避免平面、纵断面、横断面极限值的相互组合。
2.平面和纵断面线形应该相互对应，技术指标方面大小应均匀连续，与相邻路段的各项指标应均衡且连续。
3.横坡与纵坡组合需得当，且应该有利于路面排水以及行车安全。
4.应该注意线性与自然环境和景观的配合与协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度、，特别实在路堑地段，要注意路堑边坡的美化设计。
3.6.3 “平包竖”原则
竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。在设计竖曲线的时候必须遵从“平包竖”原则。 所谓的“平包竖”即是：
1．平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。
2．平曲线与竖曲线大小应保持均衡。
3．暗、明弯与凸、凹竖曲线。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。

图3.2 平纵组合

平、竖曲线应避免的组合：
（1）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。
（2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。
（3）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。
（4）平面转角小于7°的平曲线不宜与坡度角较大的凹形竖曲线组合在一起
（5）在完全通视的条件下，长上（下）坡路段的平面线性多次转向形成蛇形的组合线形，应极力避免。
3.6.4 竖曲线的计算
竖曲线要素：
坡度差（相邻两条坡度线的坡角差）：

竖曲线长度:

竖曲线切线长：

竖曲线外距：

图3.2 竖曲线示意图
如图3.2所示，设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1、i2，它们的代数差用表示，即
，当为“+”时，表示凹形竖曲线；当为“-”时，表示凸形竖曲线。
以变坡点1为例：
变坡点桩号K0+080.000设置竖曲线，已知该点前段坡度为-2.02%，后段坡度为1.15%，坡度差ω=1.15%-（-2.02%）=3.17%，竖曲线为凹形竖曲线。
计算竖曲线要素：
变坡点桩号K0+080.000，高程377.168m，i1=-2.02%，i2=1.15%，
设竖曲线半径为R=4000m
曲线长：

切线长：

外距：

满足规范要求，故变坡点K0+080.000确定竖曲线半径为4000m。
计算设计高程：
竖曲线起点桩号=（K0+080.000）-63.4=K0+016.6
竖曲线起点高程=377.168+63.4×2.02%=378.449（m）
竖曲线上任意点设计标高：（计算以K0+040.000为例）凹形竖曲线

X------计算点桩号与竖曲线起点（或则竖曲线终点）的桩号差

H1------计算点切线高程

H-------设计标高
则桩号K0+040.000的设计高程为377.906m。

其他各里程桩高程的计算
由于起点K0+000.000的设计高程378.784m。
根据坡度和圆曲线的起点高程分别计算出其他各里程桩的高程，公式如下：

其中：Hn———本里程桩高程；
Hn-1——上个里程桩高程；
i————坡度；
Ln~n-1—本里程桩与上个里程桩之间的距离。
以K0+2