纵断面设计[1].pdf

1道路勘测设计第三章纵断面设计纵断面设计知识点知识点纵断面的概念，线形组成要素、设计标高，汽车的动力特性、加减速行程、纵坡、坡长、竖曲线的计算、竖曲线半径、视觉分析、道路的平纵线形组合纵断面的设计方法步骤及平、纵线形组合、纵断面的设计方法、步骤及设计成果重 点重 点：汽车动力特性、纵坡、坡长、竖曲线的计算、纵断面的设计、算、纵断面的设计、难 点：竖曲线的计算、纵断面的设计。第一节概述概述回忆回忆道路线形设计的3部分及其关系路线纵断面的概念路线断面的概平面线形3要素纵断面线形组成纵断面线形组成组成形式大小直线上坡下坡高差水平长度竖曲线凹、凸半径水平长度2路线纵断面图反映路线在纵断面上的形状、位置及尺寸的图形它反映路线所经地区中线的地面起伏情况它反映路线所经地区中线的地面起伏情况与设计标高之间的关系它与平面图、横断面图结合起来，就能够完整地表达道路的空间位置和立体线型路线纵断设计纵断面线形设计的依据和内容；道路纵断面设计与选线有密切的关系；平面设计和纵断面设计是分开进行的，但必须注意互相配合；纵断面设计是路基设计、桥涵设计及其它设计的基础；术语1.地面线：不规则折线，中线地面地面的起伏2.设计线：规则线，道路路线路线起伏术语1.坡度=高差/水平距离。2.填挖值：地面标高和设计标高的高差。3地面标高道路施工前中桩的地面高程3.地面标高：道路施工前中桩的地面高程。设计标高：路基设计标高新建公路高速公路和一级公路指中央分隔带外侧边缘标高二、三、四级公路指路基边缘的高程旧路改建：常指建成后路面中心高程设计标高旧路改建：常指建成后路面中心高程有超高和加宽的路段指设置超高加宽之前路基边缘的高程。城市道路无分隔带：指行车道中线标高。有分隔带：指中央分隔带中线标高纵断面设计的主要任务（50）根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件，综合考虑路基稳定、排水，平竖然条件综考虑定平线形关系以及工程经济性等，确定路线纵坡度纵坡度，坡长坡长，竖曲线半径竖曲线半径等几何空间线的数值计算。3第二节第二节汽车的动力特性与纵坡汽车的动力特性与纵坡汽车的动力特性与纵坡汽车的动力特性与纵坡一、汽车的驱动力来自内燃发动机汽车构造汽车构造1）发动机：2）传动装置：1）发动机：2）传动装置：将发动机输出的动力传给驱动车轮的装置将发动机输出的动力传给驱动车轮的装置3）行驶、转向和制动装置：3）行驶、转向和制动装置：支承全车并保证汽车正常行驶的装置支承全车并保证汽车正常行驶的装置4）车身：5）电气设备：4）车身：5）电气设备：汽车照明、信号装置等汽车照明、信号装置等底盘底盘进气、压缩、膨胀作功、排气汽油机在化油器内混合成可燃混合气；柴油机在汽缸内形成可燃混合气；发动机工作原理内燃发动机曲轴旋转汽车的驱动过程汽车的驱动过程驱动轮离合器、变速器、主传动器，差速器等普通汽车前轮是从动轮（导向轮），后轮是驱动轮。某些为4轮驱动普通汽车前轮是从动轮（导向轮），后轮是驱动轮。某些为4轮驱动驱动轮扭矩1.1.发动机曲轴上的扭矩M发动机曲轴上的扭矩M2.2.驱动轮扭矩Mk驱动轮扭矩Mk发动机曲轴上的扭矩M经过变速箱（速比k）和主传动器（速比i）两次变速变速比主传动器（速比io）两次变速，变速比io*Ik；传动系统的机械效率t；传到驱动轮上Mk：MkM*t4汽车驱动力TVnrMrMMTTk377.0.=驱动力T要大，总变速比要大，车速V则变小；同一发动机，大驱动力和高速不可兼得二、汽车的行驶阻力二、汽车的行驶阻力1、空气阻力RWind2道路阻力R2、道路阻力RRoad3、惯性阻力RInertiaR=RW+RR+RI空气阻力空气阻力Rw(wind)215.211KAvRw=K-空气阻力系数A-迎风面积V-汽车与空气的相对速度空气阻力（续）空气阻力（续）空气阻力与车速有关，汽车行驶的速度愈高，空气阻力的成分就显著的增大，如大型载重车的行驶速度高于90km/h时，大型载重车的行驶速度高于时空气阻力的成分超过滚动阻力的成分。空气阻力的组成空气阻力的组成压差阻力55%-60%诱导阻力5%-8%摩察阻力8%10%摩察阻力8%-10%冷却系阻力10-15%道路阻力道路阻力RR(road)由弹性轮胎变形，道路的不同路面和纵坡度产生的；由于汽车总重力成正比。（1）、滚动阻力cosGfRf=（2）、坡度阻力ff)(ifGRR+=iGGRi*sin=5滚动阻力行驶速度轮胎性质路面种类路面种类行驶速度/滚动阻力fV140km/h，f增加很快V接近临界速度200 km/h，f迅速增加，轮胎温度也很快达到100度，出现爆破现象轮胎性质/滚动阻力f胎压：越高，f越小材料：影响其变形和刚度结构花纹形式内部结构等结构：花纹形式，内部结构等路面类型滚动阻力系数水泥混凝土及沥青混凝土路面表面平整的黑色碎石路面碎石路面0.010.020.020.0250 030 05路面类型/滚动阻力f碎石路面干燥平整的土路潮湿不平整的土路0.03 0.050.040.050.070.15惯性阻力惯性阻力RI（inertia)与加速度有关R1*G*a/gR1*G*a/g三、汽车行驶条件1、运动方程式（驱动平衡方程式）T=R=RW+RR+RI2、行驶条件（1）、必要条件（2）、充分条件RT KGT附着系数附着系数6二、行驶时总阻力与驱动力的关系二、行驶时总阻力与驱动力的关系驱动力和总阻力的关系行驶状态驱动力和总阻力的关系行驶状态T RT R加速加速T=RT=R匀速匀速T RT FTF=G=G 汽车车轮打滑汽车车轮打滑附着系数的影响因素1.路面粗糙程度和泥泞潮湿程度2.轮胎花纹和胎压3车速越高附着系数越小3.车速：越高，附着系数越小4.荷载各类路面附着系数路面类型干燥潮湿泥泞冰滑水泥砼0.70.5/沥青砼0.60.4/表2-5过渡式及低级路面0.50.30.20.1轮胎与路面间的纵向附着系数V(km/h)1201008060504030200.290.30 0.31 0.330.350.380.440.44交通工程总论行驶条件对路面的要求宏观上：平整而坚实 尽量减小滚动阻力；微观上：粗糙而不滑 增大附着力；四、汽车的动力因数四、汽车的动力因数agGifGRTW+=)(左边：汽车的后备驱动力，汽车构造和V有关。右边：道路阻力和惯性阻力之和，与道路、行驶有关7汽车的动力因数（续）定义：某型汽车在海平面高程上，满载情况下，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。agifGRTDW+=)(公式：当道路所在地不在海平面上，汽车也不是满载，由于海拔增高，气压降低，汽车的输出动力和空气阻力都随之降低。汽车的动力因数（续）汽车的动力因数（续）称为动力因数D的海拔荷载修正系数。agifD+=)(GG=五、汽车的行驶状态推导公式3-18)(=Dga-道路阻力系数=(f+i)/-附着系数比较不同汽车行驶状态有三种情况汽车行驶状态有三种情况:D时 a0 加速行速D时a0 等速行速平衡速度平衡速度D时a0 等速行速-平衡速度平衡速度 D时 a0 减速行速汽车的行驶状态（续）汽车的行驶状态（续）平衡速度：平衡速度：与任意的D相应的等速行驶的速度称平衡速度V p；V kVVp时 是加速过程V pVVmax时 是减速过程CD22dD1DmaxV1V2VkVmaxVD1图3-8 某排档动力特性图临界速度临界速度与某一挡最大动力因数Dmax对应的速度称临界速度Vk；8汽车的行驶状态（续）稳定行驶稳定行驶：不稳定行驶不稳定行驶：不稳定行驶不稳定行驶汽车的行驶状态（续）最高速度：最高速度：指节流阀全开、满载，在表面平整坚实水平路段上作稳定行驶的速度V。水平路段上作稳定行驶的速度Vmax。最小稳定速度最小稳定速度：即临界速度Vk六、理想最大纵坡?理想的最大纵坡i1：载重车在油门全开的情况下，持续以V1等速行驶所能克服的最大纵坡。V1：低速路取计算行车速度高速路取载重车的最高车速。?公式i1=D1-f根据V1，从动力特性图上查出 D1理想：载重汽车能以最高速度行驶在i1的纵坡上，各种交通组成间的速差最小，道路通行能力最大。不限长度最大纵坡?不限坡长的最大纵坡i2：汽车持续以V2（V2V1）等速行驶所能克服的最大纵坡。服的最大纵坡。V2:容许速度，1/22/3 V设?公式i2=D2-fii2,不限长度ii2,限坡长例表3-8计算东风载重车75%时，各计算行车速度下理想的最大纵坡和不限长度的最大纵坡最大纵坡?指各级道路允许采用的最大坡度值，是道路纵断面设计的重要控制指标陡坡上行时，燃料消耗陡坡上行时，燃料消耗陡坡过长陡坡下行（长直线，路面潮湿）制动9坡度、坡长与事故根据行车事故调查分析，坡度大于8、坡长为360m或坡长很短但坡度很大（）的路段，下坡的终点（）的路段，下坡的终点是发生交通事故的主要地点；同时，调查资料表明，当纵坡大于8.5时，刹车次数急增；最大纵坡宜控制在?直接影响：路线长短，使用质量，运输成本及造价最大纵坡的决定因素最大纵坡的决定因素?确定时考虑的因素：确定最大纵坡不能只考虑汽车的爬坡性能，还要看汽车在纵坡上行驶时能否快速，安全及经济等。交通组成、动力特性、道路等级、自然条件、工程及运营经济，人的舒适性等代表车型代表车型动力特性受纵坡的影响程度：载重车小汽车挡位临界速度最高速度Dmaximax国产典型载重车-东风EQ140挡位临界速度最高速度D maximaxI5.0611.728.62.7128.8II8.6720.316.514.515.5III14.3135.79.37.38.3IV18.5256.95.83.84.8V17.2087.53.71.72.71.设计速度为120kmh、l00kmh、80kmh的高速公路受地形条件或其他特殊情况限制各级公路最大纵坡（表3-9）各级公路最大纵坡（表3-9）设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%）3 4 5 6 7 8 9h的高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡值可增加1。2.公路改建中，设计速度为40kmh、30kmh、20kmh的利用原有公路的路段，经技术经济论证，最大纵坡值可增加1。城城 市市 道道 路路 最最 大大 纵纵 坡坡 计算行车速度（kmh）80 60 50 40 30 20 最大纵坡度推荐值（%）4 5 5.5 6 7 8 最大纵坡度限制值（%）6 7 8 9 注：海拔 30004000m 的高原城市道路的最大纵坡度推荐值按表列数值减小 1%。积雪寒冷地区最大纵坡度推荐值不得超过6%。最大纵坡值城市道路=公路-1%2000米以上或严寒冰冻地区，四级公路山岭，重丘区8%大中桥上4%桥头引道纵坡=桥上隧道内3%平原，微丘区2%-3%山岭，重丘区4%-5%在非汽车交通比例较大的路段，可根据具体情况将纵坡适当放缓10高原纵坡折减高原纵坡折减原因：1、空气密度下降使汽车发动机的功率、汽车的驱动力以及空气阻力降低，导致爬车的驱动力以及空气阻力降低，导致爬坡能力下降2、水箱中的水由于气压降低而更易沸腾，从而易破坏冷却系统高原纵坡折减（续）H（m）010002000300040005000入入1.000.890.780.690.610.53满载入与满载入与H的关系的关系高原纵坡折减值高原纵坡折减值措施：使气油充分燃烧和小坡度设计措施：使气油充分燃烧和小坡度设计海 拔 高 度（m）30004000 40005000 5000以上折 减 值（%）123表表3-10汽车环保促燃器（节油器）纳米燃油添加剂纳米润滑油添加剂磁化油分子1.省油。节油率在8%-15%左右。2.降低汽车尾气污染物3.提高汽车动力4汽车的动力提升大约10%左右甚至以上节油器主要特点4.汽车的动力提升大约10%左右甚至以上5.保持引擎油品质6.延长引擎内部零件的使用寿命7.缩短紧急煞车的距离8.汽车冷气输出更快更冷自行清除引擎汽缸内的积碳9.提升自排换挡的敏捷度二汽车的二汽车的加、减速行程和坡长限制汽车加减速计算dsVdtadv/dt（m/s2）ds(v/a)dv在初速V终速V 对上述积分并将车速V在初速V1，终速V2对上述积分，并将车速V（m/s）化成（km/h）得公式2-26+=21)(96.122vvWQVpVVdVgS11汽车加减速行程图直角坐标系横坐标-距离行程纵坐标-车速曲线上的字-道路阻力系数曲线上的字道路阻力系数加速曲线减速曲线例题已知入0.8 i3 f1 V已知入0.8 i3 f1 V1 180 I3L600 V80 I3L600 V2 2？解：道路阻力系数=(f+i)/5(f+i)/5入入S S0 8 6000 8 600480480入入S S0 0.8 8x x600600480480V V1 180 入S80 入S1 1140 入S140 入S2 2=480+140=620 V=480+140=620 V2 262km/h62km/h汽车动力性能定义汽车动力性能定义指汽车所具有的加速、上坡、最大速度等的性能。动力性越好，速度就愈高，所能克服的行动力性越好，速度就愈高，所能克服的行驶阻力也越大二、坡长限制坡长是相邻两变坡点间的长度。?最大坡长：陡坡路段最小坡长限制任何路段?最小坡长限制：任何路段最长坡长限制最长坡长限制为什么要限制最长坡长？根据汽车动力性能来决定的。长距离的陡坡对汽车行驶不利。连续上坡，发动机过热影响机械效率，从而使行驶条件恶化驶条件恶化；下坡则因刹车频繁而危及行车安全；快慢车混行的公路上，坡度大坡长过长会影响行车速度和通行能力因此，应对陡坡的长度有所限制。影响最长坡长的因素影响最长坡长的因素海拔高度装载油门开启程度油门开启程度滚动阻力系数档位结合试验调查资料综合研究12?标准规定各级公路最大坡长限制。同标准规定各级公路最大坡长限制。同表4-7最大坡长限制最大坡长限制城市道路最大坡长限制表4-8标准标准对城市道路来讲，i(非机动车行车道)2.5%可不限坡长纵坡度%自行车三轮车、板车城市道路非机动车坡长度限制（m）表4-92.530015032001003.5150/缓坡目的：恢复上陡坡时降低的速度和保证下坡的安全公路连续上坡或下坡时，陡坡 ii1缓坡 ii（除设计速度40km/h)缓坡 ii1（除设计速度40km/h)缓和坡段的纵坡3%缓和坡段的坡长最短坡长（表4-5）连续上坡或下坡时应在纵坡最长坡长（表4-7）范围内设置缓和坡段。缓和坡段设置地点缓和坡段设置地点平面的直线或较大半径的平曲线上地形困难：设于半径比较小的平曲线上但要适当增设于半径比较小的平曲线上，但要适当增加缓和坡段长度，以使缓和坡段端部的竖曲线位于平曲线外。?回头曲线段不能作为缓和坡段。回头曲线段不能作为缓和坡段。最短坡长限制?定义：最小坡长是指相邻两个变坡点之间的最小长度。?不考虑最短坡长的地点：平面交叉口、立体交叉的匝道以及过水路面地段13公路小桥涵勘测设计最短坡长限制原因变坡点增加乘车不舒适性；视觉的中断，视距不良；行车的平顺性和安全性；行车的平顺性和安全性；不能满足设置最短竖曲线的要求；使纵断面线形不至因起伏频繁而呈锯齿形的状况，并便于平面线形的合理布设；最短坡长的计算最小坡长通常以速度行驶s的行程作为规定值。一般在般在V设时取；V设4时取；V设2时取；最短坡长限制（续）各级公路最小坡长 各级公路最小坡长 表4-5 设 计 速 度(km/h)120 100 80 60 40 30 20 一般值 400 350 250 200 160 130 80 最 小 坡长(m)最小值 300 250 200 150 120 100 60 注：表中所列“一般值”为正常情况下的采用值；“最小值”为条件受限制时可采用的值注：表中所列般值为正常情况下的采用值；最小值为条件受限制时可采用的值。城市道路纵坡坡段最小长度 城市道路纵坡坡段最小长度 表4-6 设计速度（kmh）80 60 50 40 30 20 最小坡长（m）290 170 140 110 85 60 三最小纵坡平均纵坡和合成坡度最小纵坡、平均纵坡和合成坡度?目的：保证排水要求?地点：横向排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧道、设超高的平曲线、路肩设截水墙等。横向排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧道、设超高的平曲线、路肩设截水墙等。?坡度：0.3%?最小纵坡 0 3%需边沟作纵向排水设计最小纵坡最小纵坡?最小纵坡 0.3%，需边沟作纵向排水设计?弯道超高横坡渐变段，为使行车道外侧边缘不出现反坡，为使行车道外侧边缘不出现反坡，最小纵坡超高允许渐变率?干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。14平均纵坡平均纵坡?定义：一定长度的路线纵向所克服的高差和路线长度之比?平均纵坡是在宏观上控制路线纵坡。I p平均纵坡；l路线长度（m）；H路线长度两端的高差(m)。lHip=平均纵坡（续）平均纵坡（续）二、三、四级公路越岭路线连续上坡（或下坡）路段，相对高差为200500m时平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于500m时平均纵坡不应大于5%且任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5%，且任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。当连续陡坡有几个不同陡坡值得坡段组合而成时，应采用平均纵坡验算具体应用具体应用高速公路和一级公路纵坡及坡长限制的选用应充分考虑车辆运行质量的要求。对高速公路来讲，即使是2的纵坡，坡长也不宜过长。各级公路当连续纵坡较大时，应在不大于公路纵坡长度限制表所规定的长度两端设缓和坡段。坡长度限制表所规定的长度两端设缓和坡段。城市道路设计纵坡超过，坡长超过城市道路总坡长度限制规定值时，也应设缓和坡段，缓和坡段的纵坡应不大于，其最小长度应符合最小坡长限制的规定。根据高程差165米设计纵坡，设计阶梯形纵坡5段陡坡加4段缓和坡，其纵坡为：例题例题其纵坡为：5007%=35 1203%=3.6535=175 43.6=14.4h：189.4165.0组合坡长组合坡长当连续陡坡是由几个不同受限坡度值的坡段组合而成时，应按不同坡度的坡长限制折算确定。三级公路某段8的纵坡，长为120m如当中不设置缓和坡段。相邻坡段纵坡为7的坡长？8纵坡长120m，该长度是相应限制坡长(300m)的2/5，7纵坡,则其坡长不应超过相应限制坡长(500m)的(3/5)，即5003/5=300m，也就是说8纵坡设计120m后，还可以接着设计7纵坡段300m或6纵坡段700*0.6=420m，合成坡度合成坡度?定义：路线纵坡与弯道超高横坡组合而成的坡度?方向：流水方向?有平曲线的坡道上纵坡设计要求纵坡度坡长限制合成坡度合成坡度合成坡度是最大坡度15合成坡度公式合成坡度公式22ciziHi+=式中：Hi合成坡度；Zi路线纵坡；ci超高横坡。控制合成坡度的目的控制合成坡度的目的避免急弯和陡坡的不利组合防止横向滑移和行车危险保证安全和顺适 积雪地区,自然横坡较陡峻的傍山路段,非汽车交通比率高的路段,各级道路的合成坡度8%表3-16 公 路 最 大 合 成 坡 度 表3-16 公 路 最 大 合 成 坡 度 公 路 等 级 高速公路、一级公路二、三、四级公路 设 计 速(km/h)120 100 80 6080 60 40 3020合成坡度值(%)10.0 10.0 10.5 10.5 9.0 9.5 10.0 10.0 10.0 为了保证路面排水，合成坡度的最小值不宜0.5。特别在超高过渡段合成坡度不宜设计为0，当合成坡度0.5时，应采取综合排水措施，以保证排水通畅。p84习题3-11 某平原微丘区二级公路，计算行车速度为80km/h，有一处平曲线半径为250米，该段纵坡初定为5%，超高横坡度为8%。请检查合成坡度，若不满足要求时，该弯道上允许最大纵坡度为多少？%43.9%8%522=+=I查表3-16，合成坡度不满足要求，该弯道最大合成坡度为9%。%12.4%8%922=ZI合成坡度临界线图合成坡度临界线图*城市道路合成坡度*城市道路合成坡度计算行车速度（kmh）806050403020表419合成坡度（%）76.578*道路勘测设计-张雨化主编注：积雪地区各级道路的合成坡度应小于或等于6%。16纵坡设计的一般要求纵坡设计的一般要求1.满足标准的各项要求2.具有一定的平顺性3.结合沿线自然条件综合考虑4.考虑填挖平衡，降低造价，节省土地4.考虑填挖平衡，降低造价，节省土地5.平原微丘路线应满足最小纵坡和最小填土高度的要求6.隧道、桥梁、交叉口处的纵坡应平缓7.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第三节竖曲线竖曲线定义纵断面上两个坡段的转折处，为了保证行车安全、舒适以及视距的需要，而在变坡处设置的纵向曲线，即为竖曲线。竖曲线设计目的1、起缓冲作用，以平缓的曲线取代折线可以消除汽车在该处颠簸，增大汽车客的舒适感。2、确保公路纵向的路面视距，在凸形竖曲线处，若转坡角心过大而未设竖曲线，则盲区部位的路障便看不到，设置视距便可获得保证。线形线形：二次抛物线y=ax2+bx 原因：设计和计算上，抛物线比圆曲线方便设计和计算上，抛物线比圆曲线方便。变坡点（转坡点）：纵断面上两相邻不同坡度线的交点相邻两坡度线的交角用坡度差“”表示，坡度角一般较小，可近似地用两坡段坡度的代数差表示，即=i2-i1，式中、分别为两相邻坡段的坡度值，上坡为正，下坡为负。为正变坡点在曲线下方竖曲线开口向上基本概念基本概念为正，变坡点在曲线下方，竖曲线开口向上，称为凹形竖曲线；为负，变坡点在曲线上方，竖曲线开口向下，称为凸形竖曲线。17竖曲线要素的计算公式推导曲线方程：竖曲线上斜率：由边界条件：ixxky+=221ikxdxdyip+=由边界条件：推出：211,;,0iiKLiLxiix=+=kdxLiiLk=12竖曲线要素的计算公式推导（续）曲率半径：222/32/1dxyddxdyR+=ikR2/32)1(+=xixRyxixLykR1212212)(+=+=竖曲线要素计算公式RLLRRL=4882222222TLRRTERxhRLT=竖曲线里程及高程计算起点里程=转坡点里程-切线长终点里程=转坡点里程+切线长中桩切线高=转坡点高程该加桩与转坡点高差中桩切线高 转坡点高程该加桩与转坡点高差设计高程=切线高程纵距例题p71某山岭一般二级公路，变坡点桩号某山岭一般二级公路，变坡点桩号K5+030.00，高程 427.68米i1=5%i2=-4%R=2000；试计算竖曲线诸要素及桩号K5+000.00 和 K5+100处的设计高程。二、竖曲线的最小半径?竖曲线最小半径或最小长度的限制因素1、缓和冲击-径向离心力2、时间行程不过短-3sLmin=Vt/3.6=V/1.23、满足视距的要求有效控制因素是最不利一种的限制因素。一般最小半径为极限最小半径的1.5-2倍18R=V2/13aa=0.278m/s2Rmin=V2/3 6;缓和冲击决定的竖曲线最小半径和最小长度Rmin=V2/3.6;Lmin=V2w/3.6-以满足视距要求为主LSTWSLT42min=凸形竖曲线最小半径和最小长度目高=1.2m物高=0.1mLSTwSLT42min=照射距离视距长度，则无法保证行车安全。汽车夜间行驶前灯照射距离考虑车前灯高度=0.75m车前灯光束扩散角=1.5车前灯光束扩散角凹形竖曲线最小半径和最小长度满足两种视距：1.保证夜间行车安全，前灯照明应有足够的距离；?LST?LS)(2minwtgShSLTT+=TwS2?LST保证跨线桥下行车有足够的视距；?LST?LSTwSLT92.262min=92.262minwSLT=TTSwSL0524.05.1min+=视距要求是凸曲线的控制因素缓和冲击是凹曲线的控制因素结论结论第五章第二节纵断面线形设计19纵断面线形设计回忆纵断面设计的主要内容和基本要求纵断面设计要点纵断面设计般原则纵断面设计一般原则纵断面设计方法与步骤纵断面的绘制纵断面设计要点（一）、关于纵坡极限值的运用（二）、关于最短坡长纵断面设计要点关于最短坡长（三）、关于竖曲线半径的选用（四）、关于相邻竖曲线的衔接（五）、各种地形条件下的纵坡设计竖曲线半径的选用?竖曲线应选用较大的半径。?当地形条件受限制时，应采用大于或接近于竖曲线最小半径的“一般值”；纵断面设计要点?地形条件困难不得已时方可采用“极限值”。?有条件时，宜采用表4-14所列视觉所需要的最小竖曲线半径值。视觉要求的最小竖曲线半径值设计速度（km/h）竖曲线半径（m）凸形凹形1202000012000表4-14纵断面设计要点10016000100008012000800060900060004030002000相邻竖曲线的衔接同向竖曲线间，特别是同向凹形竖曲线之间，当竖曲线半径小于10000m时，如直线坡段不长，宜合并设置为单曲线或复纵断面设计要点线坡段不长，宜合并设置为单曲线或复曲线。反向竖曲线间宜插入直线坡段，亦可直接连接，直坡段的长度应大于3秒设计速度的行程长度。各种地形条件下的纵坡设计1.平原地形的纵坡应均匀、平缓，满足最小填土高度和最小纵坡2.丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大。3.山区的沿河线，应采用平缓的纵坡，坡长不宜超过规定的限值，纵坡不宜大于6%。纵断面设计要点的限值，纵坡不宜大于6%。4.越岭线纵坡应力求均匀，不应采用极限或接近极限的坡度，更不宜连续采用极限长度的陡坡夹短距离缓坡的纵坡线形。越岭展线不应设置反坡。5.山脊线和山腰线，除结合地形不得已时采用较大的纵坡外，在可能条件下应采用平缓的纵坡。20二、纵断面设计的一般原则1.满足纵坡以及竖曲线的各项规定。2.应 根据速度，结合实际进行设计。3.直线段内不宜短距离内出现频繁凹凸。4连续上下坡应符合平均纵坡要求4.连续上下坡应符合平均纵坡要求。5.长直下坡不接小半径平竖曲线。6.纵坡不宜过小或用平坡，特别是横向排水不畅时；竖曲线的底部（顶部）小于最小纵坡的路段过长。7.回头曲线先定回头部分的纵坡，再从两端接坡。8.纵向填挖平衡，移挖作填三、纵坡设计的高程控制洪水位和地下水位：设计洪水位+0.5特殊地区和不良地质地区桥涵和通道桥涵和通道隧道平面交叉第五章第三节第五章第三节道路平纵组合设计道路平纵组合设计平、纵线形组合设计定义在满足汽车运动学和力学要求前提下,研究如何满足视觉和心理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.平、纵组合设计总要求V60km/h 必须注重平、纵线形合理组合，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适好景观协调安舒适V40km/h 力求平、纵线形合理组合，尽量避免和减轻不利组合一、视觉分析1、视觉分析定义从视觉的心理视觉的心理出发，对道路的空间线路、道路与周围环境及自然景观的协调所进视觉分析视觉分析道路平纵组合行的分析研究，使其能满足视觉的连续性，以及舒适和安全感的综合设计，就称为视觉分析。211.驾驶员的注意力集中和心理紧张程度随着车速的增加而增加。2.驾驶员的注意力集中点随着车速增加而向远方移动。当车速增到97km/h时，他的注意力集中在前方600m以外的某一点。3.车速增加到超过97km/h时，对前景细节的视觉开始变得模糊起来。2、动视觉特点4.驾驶者的周界感、随车速的增加而减小，当车速增加到97km/时，视角则减到20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。5.即使是在中等车速下，驾驶员也需要1/16S，才能把眼睛注视在能够看得见的目标上，眼睛总是从注视某一点跳到另一点，而在跳动之间是不易看到东西的（对事物的观测是跳跃性）。3、视觉评价方法主要采用道路透视图来评价。二、道路平纵组合设计道路平、纵线形组合设计定义平、纵组合的设计原则平、纵组合的设计方法平曲线与竖曲线的组合直线与纵断面的组合平、纵线形组合与景观的协调配合平、纵组合的设计原则1、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。2、注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。3、选择组合得当的合成坡度，利于排水和行车安全4、注意与道路周围环境的配合。22（一）平、纵线形组合形式：（一）平、纵线形组合形式：（一）平、纵线形组合形式：（一）平、纵线形组合形式：二、平纵组合的基本要求基本常用组合平包竖平包竖平、竖曲线大小应保持均衡选择适当的合成坡度2平曲线与竖曲线应相互重合，平曲线应稍长于竖曲线。2平曲线与竖曲线应相互重合，平曲线应稍长于竖曲线。平竖曲线顶点重合，且平竖曲线顶点重合，且平包竖平包竖。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。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。平包竖的优点当车辆驶入凸形竖曲线的顶点前，就能看清平曲线的始端，辨明转弯的走向，不至因判断错误而发生事故至因判断错误而发生事故23平曲线与竖曲线的错位组合平曲线与竖曲线的错位组合平纵组合基本要求（续）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行程），使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上于直线上于直线上于直线上。若平、竖曲线半径都很大，则平、竖位置可不受上述限制。若平、竖曲线半径都很大，则平、竖位置可不受上述限制。?平、竖曲线重合如果平曲线的中点与竖曲线的顶（底）点位置错开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。平、竖曲线重合如果平曲线的中点与竖曲线的顶（底）点位置错开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。3、平、竖曲线大平纵组合基本要求（续）小应保持均衡；竖曲线半径宜大于平曲线半径的1020倍以上。随着平曲线半径的增大，竖曲线半径的增大倍数也宜增加。平曲线与竖曲线大小不均衡，平曲线比竖曲线长太多平曲线与竖曲线大小不均衡，平曲线比竖曲线长太多竖曲线比平曲线长太多竖曲线比平曲线长太多24?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。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。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纵组合基本要求（续）平、竖曲线半径的均衡（米）表4-13R平R竖R平R竖R平R竖5001000090020000120040000700120001000250001500600008001600011003000020001000003.平曲线缓而长，且竖曲线坡差小于1%时，平曲线中可包含多个竖曲线。合成坡度的设计应与线形组合设计相结合。有条件时，最大合成坡度不宜大于8%最小合成坡度不小于0 5%选择适当的合成坡度8%,最小合成坡度不小于0.5%。三、平、竖曲线避免的组合暗、明弯与凸、凹竖曲线暗、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。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。?注意避免“暗凹”组合。注意避免“暗凹”组合。25暗、明弯与凸、凹竖曲线暗、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。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。?注意避免“暗凹”组合。注意避免“暗凹”组合。平、竖曲线应避免的组合平、竖曲线应避免的组合?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。造成线形扭曲，影响视线，排水不畅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平、竖曲线应避免的组合平、竖曲线应避免的组合?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。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。跳 跃跳 跃平、竖曲线应避免的组合平、竖曲线应避免的组合?小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。?计算行车速度计算行车速度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。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。?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。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。平、竖曲线应避免的组合平、竖曲线应避免的组合?小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。?计算行车速度计算行车速度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。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。?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。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。?在长平曲线内在长平曲线内，要尽量设计成直坡线要尽量设计成直坡线，避免设置短的避免设置短的、半径半径在长平曲线内在长平曲线内，要尽量设计成直坡线要尽量设计成直坡线，避免设置短的避免设置短的、半径半径小的竖曲线。避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线。小的竖曲线。避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线。平、竖曲线应避免的组合平、竖曲线应避免的组合?小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。?计算行车速度计算行车速度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。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。?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。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。?在长平曲线内在长平曲线内，要尽量设计成直坡线要尽量设计成直坡线，避免设置短的避免设置短的、半径半径在长平曲线内在长平曲线内，要尽量设计成直坡线要尽量设计成直坡线，避免设置短的避免设置短的、半径半径小的竖曲线。避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线。小的竖曲线。避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线。?平、竖曲线半径都很小时不宜重合；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。平、竖曲线半径都很小时不宜重合；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。26平、竖曲线应避免的组合1.小半径的平曲线起、讫点不得设在或接近竖曲线的顶部和底部。2.长平曲线内不得设置短的竖曲线；长竖曲线内也不得设置短的平曲线。3.避免在长直线上设置坡陡或曲线长度短、半径小的凹型竖曲线。4直线段内不得插入短的竖曲线4.直线段内不得插入短的竖曲线。5.应避免急弯与陡坡相重合6.应避免短的平曲线与短的凸型竖曲线组合。7.应避免驾驶者能在行驶视野内看到两个或两个以上的平曲线或竖曲线。8.应避免平曲线与竖曲线错位的组合。（三）直线与纵断面的组合1.直线上的纵面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃、断背等使驾驶者视觉中断的线形。（1）平面直线与纵面直线组合（纵坡不变的直线）平面直线与纵面直线组合（纵坡不变的直线）平面的长直线与纵面的直坡线配合，对双车道公路超车方便，在平坦地区易与地形相适应，但行车单调乏味，易疲劳。平面的长直线与纵面的直坡线配合，对双车道公路超车方便，在平坦地区易与地形相适应，但行车单调乏味，易疲劳。直线与纵断面的组合（续）?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；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；?直线中短距离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“直线中短距离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“驼峰驼峰”和“”和“凹陷凹陷”。看上去线形既不美观也不连贯，”。看上去线形既不美观也不连贯，使驾驶员的视线中断。使驾驶员的视线中断。（三）直线与纵断面的组合（续）因此，只要路线有起有伏，就不要采用长直线，最好使平面路线随纵坡的变化略加转折，并把平、竖