河南城建学院道路勘测课程设计(4)

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

R?111.11m 9综上各项 Lsmin=111.11m 取5的倍数 所以Lsmin=120m

3）按视觉条件计算Lsmin?

综上各项 Lsmin=117m 取5的倍数 所以Lsmin=120m 加入回旋先后各平曲线要素计算：

LLs2p??0.42m q=S?60m

24R2切线长T?(R?p)tan曲线长 L?R??2?q?222.367m

?180?Ls?441.749m

外距E?(R?p)sec?2?R?13.689m

（4）交点JD7处要素计算

综合考虑JD6、JD7处偏角，半径取R=1500m，插入圆曲线取对称基本型设置缓和曲线计算缓和曲线长度：

1)按离心加速度变化率计算:Lsmin2）按驾驶员放映时间计算=Lsmin?3）按视觉条件计算Lsmin?v3?0.036??45m

Rv?83.33m 1.2R?88.89m 9综上各项 Lsmin=88.89m 取5的倍数 所以Lsmin=120m

加入回旋先后各平曲线要素计算: 切线长T?(R?p)tan曲线长 L?R??2?q?237.655m

?180?Ls?469.340m

外距E?(R?p)sec?2?R?20.223m

(5)桩号计算

ZH桩号=JD桩号-T HY桩号=JD桩号+Ls QZ桩号= ZH桩号+L/2 YH桩号=HY桩号+Ly HZ桩号=HY桩号+Ls

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5 纵断面设计

沿着道路中线竖直剖切然后展开得到的断面即为路线纵断面。纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，确定起伏空间线的位置，以便达到行车安全迅速、运输经济合理以及乘客感觉舒适的目的。 5.1纵坡及坡长设计

5.1.1概述

纵断面是道路纵断面设计的主要成果，也是道路设计的重要技术文件之一，见纵断面设计图。

在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，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，反映了沿着中线地面的起伏变化情况；另一条是设计线，它是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直线和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。

在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。

5.1.2最大纵坡

最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。本次设计一级公路设计速度为100km/h，最大纵坡取1.4%，符合设计要求。

表5.1各级公路最大坡度

设计速度（km/h） 最大 坡度 （%）

120 100 80 60 40 30 20

3 4 5 6 7 8 9

5.1.3最小纵坡

挖方路段以及其他横向排水不良的路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。在长路堑以及其他横向排水不利地段，为了防止积水渗入路基而影响其稳定性，各级公路均应设置不小于0.3％的最小纵坡，一般情况不小于0.5％。当必须设计平坡或纵坡小于0.3％的路段时，边沟应作纵向排水设计，本设计最小坡度为0.3%符合要求。

5.1.4坡长限制 （1）最小坡长限制

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最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。100km/h时规定最小为250m。

（2）最长坡长限制

所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶时，当车速下降到最低允许速度时所行驶的距离。《规范》规定的最大坡长如表5.1所示。

本次设计中设计坡度1.4%时坡长为369m，设计坡度为0.3%时坡长为478.786m，均符合设计要求。

表5.2 各级公路最长坡长

设计速度/(km/h)

坡 度 / ％

3 4 5 6 7 8 9 10

120 900 700 － － － － － －

100 1000 800 600 － － － － －

80 1100 900 700 500 － － － －

60 1200 1000 800 600 － － － －

40 － 1100 900 700 500 300 － －

30 － 1100 900 700 500 300 200 －

20 － 1200 1000 800 600 400 300 200

5.1.5缓和坡段

当连续纵坡大于坡长限制时，应在不大于表5.1所规定长度处设缓和坡段，用以恢复在陡坡上降低的速度和保证安全。《标准》规定缓和坡段的纵坡度应不大于3％，其长度应不小于该级公路相应的最短坡长。在必须设置缓和坡段而地形又困难的地段，可将缓和坡段设置于半径较小的平曲线上，但应适当增加缓和坡段的长度。此时缓和坡段的长度应予增加，所增加的长度为该平曲线的半径值。

5.1.6平均纵坡

平均纵坡是指由若干坡段组成的路段所克服的高差与路现长度之比，是衡量线形质量的重要指标，目的是为了合理运用最大纵坡、坡长及缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利地行驶的限制性指标。本公路的相对高差小于200m，顾可以不考虑平均纵坡。

5.1.7合成坡度

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，其方向即为流水线方向。合成坡度的计算公式为：

22 I?ih?i

式中 ， I――合成坡度，％；

ih――超高横坡或路拱横坡，％；

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i――路线设计纵坡坡度，％。

一级公路最大允许合成坡度值的规定为小于10.5％

2222本次设计中最大合成坡度为：Imax?ih?i?0.02?0.014?2%，2％＜10.5％，

符合设计要求。

各级公路最小合成纵坡不宜小于0.5％。当合成纵坡小于0.5％时，应采用综合排水措施，以保证路面排水畅通。 5.2道路平纵组合

5.2.1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，并保证视觉的连续性。 （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，以利于路面排水和行车安全。 （4）注意与道路周围的环境的配合。 5.2.2平曲线与竖曲线的组合

（1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。最好是使竖曲线的起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）平曲线与竖曲线的大小应保持均衡。

（3）暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合。 5.3纵断面设计方法及步骤

纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车的方便用一段曲线来缓和，称为竖曲线。竖曲线的形式可采用抛物线型或圆曲线型。由于在纵断面上只计水平距离和垂直高度，斜线不计角度而计坡度，因此，竖曲线的切线长与曲线长是其在水平面上的投影，切线支距是竖直的高程差，相邻两坡度线的交角用坡度差表示。

5.3.1竖曲线最小半径

设计车速为v?100Km/h时，凸形竖曲线极限最小半径为1400m，一般值为2000m；凹形竖曲线极限最小半径为1000m，一般值为1500m。竖曲线最小长度为50m。见表5.2。

表5.3 竖曲线最小半径与竖曲线长度

设计速度(km/h)

凸形竖曲线最小半径 (m)

凹形竖曲线最小半径 (m)

竖曲线长度 (m)

一般值 极限值 一般值 极限值 一般值 最小值

120 17 000 11 000 6 000 4 000 250 100 100 10 000 6 500 4 500 3 000 210 85 80 4 500 3 000 3 000 2 000 170 70 60 2 000 1 400 1 500 1 000 120 50 40 700 450 700 450 90 35 30 400 250 400 250 60 25 20 200 100 200 100 50 20

本设计中竖曲线为凹型，半径为10000m、4500m，符合要求。

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总之，无论是凸形竖曲线还是凹形竖曲线都要受到以上三种因素的限制。在进行设计时，必须明确那一种限制因素最为不利，这样才能最为有效的控制。

5.3.2纵断面设计要点及计算

（1）纵坡极限值的运用：一般来讲，纵坡缓一些为好，但为了路面和边沟排水，最小纵坡不应低于0.3％～0.5％。

（2）最短坡长：坡长是指纵断面上两变坡点之间的距离。坡长不宜过短，一般以不小于计算行车速度9s的行程为宜。

（3）纵坡的设计：本设计地形为平原微丘地形，所以其纵坡应均匀平缓，注意保证最小纵坡的要求。

（4）竖曲线半径的选用：竖曲线半径应以较大为宜，当受到限制时可采用一般最小值，特殊困难方可采用极限最小值。

在xoy坐标系中，如图5.1所示，设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1和i2，他们的代数差用?表示，即?＝ i1－i2，当?为“＋”时，表示为凹形竖曲线，?为“－”时，为凸形竖曲线。

本设计中的竖曲线要素计算如下：

图5.1竖曲线要素示意图

曲线长:

L1?R1??21.216m L2?R2??42.428m

切线长:

T1?L1?10.608m 216

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