纵断面设计说明

第3章路线纵断面设计

纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置、形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。纵断面设计应根据公路的性质、任务、等级和地形地物、地质等情况，考虑路基排水等的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平曲线线形组合关系进行设计。

3.1本路段纵断面概况

《公路工程技术标准》JTG B01-2003对纵坡所作规定如下：

1.最小坡长：150 m

2.最大纵坡：6.0%

3.纵坡长度限制：i=3% 最大坡长1200m

i=4% 最大坡长1000m

i=5% 最大坡长800m

i=6% 最大坡长600m

4.竖曲线最小半径和最小长度：

凸形竖曲线半径（m）：一般值:2000

极限值:1400

凹形竖曲线半径（m）: 一般值:1500

极限值:1000

竖曲线最小长度（m）: 50

当连续上坡（或下坡）时，应在不大于上述最大坡长所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应符合上述规定。

长路堑路段及其它横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的坡。

本路段共设变坡点3个，最大纵坡-4.54%，最小纵坡 0.52%，两个凹形竖曲线及一个凸型曲线，半径均满足要求。

3.2纵坡设计

3.2.1设计的基本原则

1.纵坡设计必须满足《标准》的有关规定，一般不轻易采用极限值。

2.纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反坡。

3.纵面线形应连续、平顺、均衡，并重视纵面线形的组合，在纵面线形的组合上应注意以下几点：

（1）在短距离内应避免线形起伏过于频繁，由于纵面线形连续起伏使纵面线形发生中断，视距不良。

（2）避免“凹陷”路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全。

（3）在较长的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓。

（4）纵坡变化小时，宜采用较大的竖曲线半径。

（5）纵面设计时应注意与平面线形相协调，尽量作到“平包竖”，“竖包圆”。

4. 纵坡设计应争取填挖平衡，尽量做到利用挖方作就近填方，以减少借方和废方。节省土石方数量，降低过程造价。

3.2.2纵坡设计步骤

1.加桩及地面标高的读取

关于地面高程的读取，采用等高线内插法读取，结果保留一位小数。

2.点绘地面线

根据各中桩所对应的地面高程，在规定图纸或计算机上点绘地面线，具体采用的比例分别为：横向（里程方向） 1:2000 ，纵向（高程方向） 1:200。同一张图纸中可以采用不同的高程坐标系，以有利于绘图。绘出平面直线、曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面高程、设计高程、填挖高、坡度、坡长、以及土壤地质说明。

3. 标注纵断面控制点

本路段的主要控制点有：起点、终点、两座中桥。在起点和终点处的填挖值均为0。

4. 试坡

按满足控制点，照顾经济点的原则，用三角板推平行线的办法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准、又能保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点的位置。

5. 调坡

将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者基本相符。根据初定变坡点的位置，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要求，特别是注意陡坡与平曲线、桥头接线等的地方是否一致，如不符合，将对其进行修正和调整，同时考虑选线的意图。

6. 核对

主要核对曲线的合成纵坡，检查是否满足要求，同时检查填挖值是否超过20米。

7. 定坡度线

经调整核对合理后，把坡度值、变坡点桩号确定下来，将变坡点桩号调整到整10米桩号处，变坡点的高程是根据路线起点的设计高程由以确定的坡度、坡长依次推算出来。

在设计纵坡时还应注意：平竖曲线重合时，要注意保持技术指标均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况；大中桥上不不宜设置竖曲线，如在桥头路线有竖曲线，其起（终）点应在桥头两端10m 以外，并注意桥上线形与桥头线形变化均匀，不宜突变，同时还应注意桥上纵坡不大于4％。

8. 设计竖曲线

（1） 半径的选择

竖曲线半径的选择主要考虑以下因素：

1）选择半径应符合《标准》所规定的竖曲线最小半径和最小长度的要求。

2）在不过分增加土石方工程的情况下，为使行车舒适，应采用较大半径。

3）结合纵断面起伏情况和标高控制要求：确定合适的外距，按外距控制反算半径： R=28?E

（m ） (3.1)

4）考虑相邻竖曲线的连接（即保证最小坡段长度或不发生重叠），限制曲线的长度，按切线长选择半径： R=?T

2（m ） (3.2)

5）过大的竖曲线半径将使竖曲线过长，从施工和排水来看都不利，选择应注意。

（2） 几何要素的计算：

ω=i 2-i 1

L=R ×ω

T=L/2 E=R

T 22

y= R x 22 (3.3)

其中R----竖曲线半径（m ）

T----切线长度 （m ）

L----竖曲线长度（m ）

E----竖曲线变坡点的外距（m ）

x----竖曲线上任意一点P 距竖曲线起点或终点的水平距离 y----竖曲线上任意一点P 距竖曲线起点或终点的纵距（m ）

（3）计算竖曲线上任意一点的纵距y 。 y = R

x 22

（3.3） 式中 y----计算点纵距；

x----计算点桩号与竖曲线起点（或竖曲线终点）的桩号差。

（4）计算竖曲线后各桩号的设计标高

起点桩号=变坡点桩号-T

起点高程=变坡点高程±Ti

设计标高=切线高程 + y

（

3.4） （5）点绘竖曲线。

（6）计算施工高度，填绘有关资料，完成纵断面图，

施工高度为地面高与设计高之差。

3.4纵坡设计成果

详见路线纵断面图。