道路交通与道路规划(上册)---第4章.pptx

第第4章章 城市道路纵断面线形规划设计城市道路纵断面线形规划设计 4.1 4.1 纵断面规划设计的内容纵断面规划设计的内容定定义义：沿沿着着道道路路中中线线竖竖向向剖剖面面的的展展开开图图即即为为路路线线纵纵断断面。面。纵纵断断面面设设计计：在在路路线线纵纵断断面面图图上上研研究究路路线线线线位位高高度度及及坡度变化情况的过程。坡度变化情况的过程。任务：任务：研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。依依据据：汽汽车车的的动动力力特特性性、道道路路等等级级、当当地地的的自自然然地地理理条件以及工程经济性等。条件以及工程经济性等。路线纵断面图构成：路线纵断面图构成：地地面面线线：它它是是根根据据中中线线上上各各桩桩点点的的高高程程而而点点绘绘的的一一条条不规则的折线；不规则的折线；设计线：设计线：路线上各点路基设计高程的连线。路线上各点路基设计高程的连线。地面高程：地面高程：中线上地面点高程。中线上地面点高程。设设计计高高程程：一一般般公公路路，路路基基未未设设加加宽宽超超高高前前的的路路肩肩边边缘的高程。设分隔带公路，一般为分隔带外边缘。缘的高程。设分隔带公路，一般为分隔带外边缘。路基高度：路基高度：横断面上设计高程与地面高程之高差。横断面上设计高程与地面高程之高差。路堤：路堤：设计高程大于地面高程。设计高程大于地面高程。路堑：路堑：设计高程小于地面高程。设计高程小于地面高程。纵断面设计内容：纵断面设计内容：坡度及坡长坡度及坡长 、竖曲线、竖曲线 4.2 4.2 道路纵坡道路纵坡 一、纵坡设计的一般要求一、纵坡设计的一般要求 1 1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 2为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的具有一定的平顺性平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。，起伏不宜过大和过于频繁。n 尽量避免采用极限纵坡值。尽量避免采用极限纵坡值。n 合合理理安安排排缓缓和和坡坡段段，不不宜宜连连续续采采用用极极限限长长度度的的陡陡坡加最短长度的缓坡。坡加最短长度的缓坡。n 连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。3 3纵纵坡坡设设计计应应对对沿沿线线地地面面、地地下下管管线线、地地质质、水水文文、气气候候和和排排水水等等综综合合考考虑虑，视视具具体体情情况况加加以以处处理理，以以保保证道路的稳定与通畅。证道路的稳定与通畅。4 4应应考考虑虑填填挖挖平平衡衡，尽尽量量使使挖挖方方运运作作就就近近路路段段填填方方，以以减减少少借借方方和和废废方方，降降低低造造价价和和节节省省用用地地。即即纵向填挖平衡设计纵向填挖平衡设计。二、最大纵坡二、最大纵坡最最大大纵纵坡坡：是是指指在在纵纵坡坡设设计计时时各各级级道道路路允允许许使使用用的的最大坡度值。最大坡度值。影响因素：影响因素：汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力。汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力。道道路路等等级级：等等级级高高，行行驶驶速速度度大大，要要求求坡坡度度阻阻力力尽尽量小。量小。自然条件：海拔高程、气候（积雪寒冷等）。自然条件：海拔高程、气候（积雪寒冷等）。纵坡度大小的优劣：纵坡度大小的优劣：坡度大：行车困难，上坡速度低，下坡较危险。坡度大：行车困难，上坡速度低，下坡较危险。山区公路可缩短里程，降低造价。山区公路可缩短里程，降低造价。三、最小纵坡三、最小纵坡n最小纵坡：最小纵坡：各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。值。n最小纵坡值：最小纵坡值：0.3%0.3%，一般情况下，一般情况下0.5%0.5%为宜。为宜。n适用条件：适用条件：n 当当必必须须设设计计平平坡坡（0%0%）或或小小于于0.3%0.3%的的纵纵坡坡时时，边边沟沟应作纵向排水设计。应作纵向排水设计。n 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。四、坡长限制四、坡长限制n 内容：最小坡长限制：任何路段内容：最小坡长限制：任何路段 最大坡长：陡坡路段最大坡长：陡坡路段 1 1最短坡长限制最短坡长限制 各级道路纵坡最小长度应大于或等于表各级道路纵坡最小长度应大于或等于表5.2.3-25.2.3-2的数值，的数值，并大于相邻两个竖曲线切线长度之和。并大于相邻两个竖曲线切线长度之和。2 2最大坡长限制最大坡长限制3.3.合成坡度合成坡度1 1）定义：）定义：合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。合成坡度的计算公式为：合成坡度的计算公式为：（2 2）最小合成坡度：）最小合成坡度：n最小合成坡度不宜小于最小合成坡度不宜小于0.5%0.5%。n当当合合成成坡坡度度小小于于0.50.5时时，应应采采取取综综合合排排水水措措施施，以以保保证路面排水畅通。证路面排水畅通。（1 1）最大合成坡度：）最大合成坡度：2 2）合成坡度指标的控制作用合成坡度指标的控制作用 ：n 控制陡坡与急弯的重合；控制陡坡与急弯的重合；n 平坡与设超高平曲线的配合问题。平坡与设超高平曲线的配合问题。（一）合流制（一）合流制 将污水和雨水用同一管道排除的称为合流制排水系统。将污水和雨水用同一管道排除的称为合流制排水系统。（二）分流制（二）分流制 将雨水和污水分别设置管道系统排除，称为分流制排将雨水和污水分别设置管道系统排除，称为分流制排水系统。水系统。（1 1）分别设置污水和雨水管道系统；）分别设置污水和雨水管道系统；（2 2）只只设设污污水水管管道道系系统统，不不设设雨雨水水暗暗管管，雨雨水水沿沿着着地面、街道边沟和明渠泄入天然水体。地面、街道边沟和明渠泄入天然水体。五、道路排水五、道路排水1.1.城市排水系统的制度城市排水系统的制度2 2、城市道路雨水排除系统的类型、城市道路雨水排除系统的类型n 城城市市道道路路路路面面排排水水系系统统，根根据据构构造造特特点点，可可分分为为明式、暗式和混合式三种。明式、暗式和混合式三种。n （一）明式系统（一）明式系统n 公公路路和和一一般般乡乡镇镇道道路路采采用用明明沟沟排排水水，在在街街坊坊出出入入口、人行横道处增设一些盖板、涵管等构造物。口、人行横道处增设一些盖板、涵管等构造物。n （二）暗式系统（二）暗式系统n 包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出水口包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出水口等部分。等部分。n （三）混合式系统（三）混合式系统n 明沟和暗管相结合的一种形式。明沟和暗管相结合的一种形式。n 城市中排除雨水可用暗管，也可用明沟。城市中排除雨水可用暗管，也可用明沟。n城城市市道道路路的的雨雨水水管管线线应应平平行行于于道道路路的的中中心心线线或或规规划划红红线线。雨雨水水干干管管一一般般设设置置在在街街道道中中间间或或一一侧侧，并并宜宜设设在在快快车车道道以以外外，当当道道路路红红线线宽宽度度大大于于60m60m时时，可可考考虑虑沿街道两侧作双线布置。沿街道两侧作双线布置。3 3、雨水管的布置、雨水管的布置（一）雨水口（一）雨水口雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的构筑物。雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的构筑物。雨雨水水口口一一般般设设在在街街区区内内、广广场场上上、街街道道交交叉叉口口和和街街道道边沟的一定距离处边沟的一定距离处 。1 1雨水口的布设形式雨水口的布设形式 1 1）单幅式：布置两排雨水口）单幅式：布置两排雨水口 。4 4、雨水口和检查井的布置、雨水口和检查井的布置2 2）双幅式：布置两排或四排雨水口）双幅式：布置两排或四排雨水口 3 3）三幅式：布置两排至六排雨水口）三幅式：布置两排至六排雨水口 （二）检查井（二）检查井为为了了对对管管道道进进行行检检查查和和疏疏通通，管管道道系系统统上上必必须须设设置置检查井；检查井；检检查查井井还还起起连连接接沟沟管管的的作作用用，相相邻邻两两个个检检查查井井之之间间的管道应在同一直线上，便于检查和疏通操作。的管道应在同一直线上，便于检查和疏通操作。检检查查井井一一般般设设置置在在管管道道容容易易沉沉积积污污物物以以及及经经常常需需要要检查的地方。检查的地方。（三）街沟（三）街沟所谓街沟即指露出路面部分的所谓街沟即指露出路面部分的侧石侧石与路面与路面边缘或平石边缘或平石，作为城市道路排水的三角形沟。作为城市道路排水的三角形沟。街沟纵坡（或平石纵坡）由升坡到降坡再到升坡，如街沟纵坡（或平石纵坡）由升坡到降坡再到升坡，如此连续交替进行，街沟的纵坡如同锯齿形状的，称为此连续交替进行，街沟的纵坡如同锯齿形状的，称为锯齿形街沟锯齿形街沟。规范规定，当城市道路纵坡小于规范规定，当城市道路纵坡小于0.3%0.3%时，必须时，必须设置锯齿形街沟。设置锯齿形街沟。锯齿形街沟设置的方法是保持侧石顶面纵坡与道锯齿形街沟设置的方法是保持侧石顶面纵坡与道路中心线纵坡相同的条件下，交替地改变侧石顶路中心线纵坡相同的条件下，交替地改变侧石顶面线与平石（或路面）之间的高度。面线与平石（或路面）之间的高度。在低处设置雨水进水口，使进水口的路面横坡在低处设置雨水进水口，使进水口的路面横坡i i1 1大大于正常横坡于正常横坡i i横横，而在两相邻进水口之间的分水点，而在两相邻进水口之间的分水点处的路面横坡处的路面横坡i i2 2小于正常横坡。这样雨水由分水点小于正常横坡。这样雨水由分水点流向两旁低处进水口，街沟纵坡（即平石纵坡或流向两旁低处进水口，街沟纵坡（即平石纵坡或路面边缘纵坡）升降交替，呈锯齿形。路面边缘纵坡）升降交替，呈锯齿形。通常侧石全高通常侧石全高30cm30cm，露出路，露出路面部分的高度面部分的高度为为101020cm20cm。4.3 4.3 竖曲线竖曲线 1 1定义：定义：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来缓和，称为竖曲线。线来缓和，称为竖曲线。变坡点：相邻两条坡度线的交点。变坡点：相邻两条坡度线的交点。变变坡坡角角：相相邻邻两两条条坡坡度度线线的的坡坡角角差差，通通常常用用坡坡度度值值之之差代替，用差代替，用表示，即表示，即 =2 2-1 1tgtg2 2-tg-tg1 1=i=i2 2-i-i1 12 2竖曲线的作用：竖曲线的作用：n（1 1）其其缓缓冲冲作作用用：以以平平缓缓曲曲线线取取代代折折线线可可消消除除汽汽车车在在变坡点的突变。变坡点的突变。n（2 2）保证公路纵向的行车视距：）保证公路纵向的行车视距：n 凸形：纵坡变化大时，盲区较大。凸形：纵坡变化大时，盲区较大。n 凹形：下穿式立体交叉的下线。凹形：下穿式立体交叉的下线。n3 3、竖曲线的线形、竖曲线的线形n规范规范规定采用规定采用二次抛物线二次抛物线作为竖曲线的线形。作为竖曲线的线形。4 4、竖曲线要素的计算、竖曲线要素的计算（1 1）竖曲线长度）竖曲线长度L L或竖曲线半径或竖曲线半径R R：（2 2）竖曲线切线长）竖曲线切线长T T：T=L/2 T=L/2 i2AB（3 3）竖曲线外距）竖曲线外距E E：5.5.竖曲线的最小半径竖曲线的最小半径 （一）竖曲线设计限制因素（一）竖曲线设计限制因素 1 1缓和冲击缓和冲击 汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度不宜过大汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度不宜过大:n 2 2时间行程不过短时间行程不过短 最短应满足最短应满足3s3s行程。行程。3 3满足视距的要求：满足视距的要求：凸形竖曲线：坡顶视线受阻凸形竖曲线：坡顶视线受阻 凹形竖曲线：下穿立交凹形竖曲线：下穿立交4.4.凸形竖曲线主要控制因素凸形竖曲线主要控制因素：行车视距。：行车视距。凹形竖曲线的主要控制因素凹形竖曲线的主要控制因素：缓和冲击力。：缓和冲击力。5.5.竖曲线最小半径和最小长度竖曲线最小半径和最小长度见表见表4-3-14-3-1和表和表4-3-2.4-3-2.（P82P82）.作业：某城市道路变坡点作业：某城市道路变坡点i i1 1=+0.8%=+0.8%，i i2 2=+5%=+5%，竖，竖曲线半径曲线半径R=5000mR=5000m，（1 1）判断凹凸性；）判断凹凸性；（2 2）计算竖曲线要素。）计算竖曲线要素。例题：例题：P824.4 4.4 纵断面线形规划设计纵断面线形规划设计1.1.纵断面设计原则纵断面设计原则（1 1）尽量采用大半径竖曲线，纵坡平缓，达到安）尽量采用大半径竖曲线，纵坡平缓，达到安全、迅速、舒适要求全、迅速、舒适要求（2 2）与相交道路、广场、街坊等连接平顺、标高）与相交道路、广场、街坊等连接平顺、标高协调。协调。（3 3）填挖量小，经济。）填挖量小，经济。（4 4）排水设施设置，街沟。）排水设施设置，街沟。（5 5）考虑等下管线布设的最小覆土深度要求。）考虑等下管线布设的最小覆土深度要求。（1 1）准备工作准备工作：拉坡前在：拉坡前在cmcm绘图纸上按比例标注里绘图纸上按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。程桩号和标高，点绘地面线。（2 2）标高控制点确定标高控制点确定：路线起终点、重要桥涵、地：路线起终点、重要桥涵、地质不良段最小填土高，最大挖深，沿溪线洪水位，隧质不良段最小填土高，最大挖深，沿溪线洪水位，隧道进出口、平面交叉和立体交叉点。道进出口、平面交叉和立体交叉点。（3 3）试坡试坡：结合地面线起伏变化，按控制点，在这：结合地面线起伏变化，按控制点，在这些点间穿插取直，定出直坡线。些点间穿插取直，定出直坡线。（4 4）调整调整：检查最大、最小纵坡、坡长，平纵组合：检查最大、最小纵坡、坡长，平纵组合是否适当（指标均衡、合成坡度，与周围环境配合）。是否适当（指标均衡、合成坡度，与周围环境配合）。（5 5）定坡定坡：把直坡线的坡度值、变坡点桩号、标高：把直坡线的坡度值、变坡点桩号、标高确定下来。确定下来。（6 6）设置竖曲线设置竖曲线、确定、确定R R，计算竖曲线要素。，计算竖曲线要素。（7 7）纵断面图见图）纵断面图见图4-4-14-4-1（P86P86）。）。2.2.纵断面设计步骤纵断面设计步骤