纵断面设计原理和要求
K14-第5章 道路路线工程图识读
路线横断面图样
共页 第页
K2+078
由
下
至
K2+061
上
K2+131 K2+115
K2+040
K2+100
由左至右
图标
课后作业
练习册中路线部分的练习。
3）平面图应从左向右绘，桩号左小右大，右百米标、左公里桩；
4）画地物及植物图例，图例应朝上或向北绘制，右上角加角标；
共17页第3
K4 竹坪村
K5
曲线表
NO
α
Z
Y
R
T
L
E
JD6
58°25′10″ 500 279.55 509.81 72.84
JD7 23°41′05″
600 125.81 248.03 13.05
1.75
4.49
4.60
4.59
5.32 5.70 6.10
0 600 57.2562.24 4.99
0 70061.8261.99 0.17
0 80065.30 61.503.80
0 90059.0057.002.00
1 000 54.5060.50 1 05050.02
1 10054.40 1 130 54.80
（2）设计线和地面线 设计线（粗实线），由直线和竖曲线构成，代表
路基边缘点设计高程。 地面线（细实线），是设计中心线（中心桩）原
地面高程连线。 比较设计线与地面线的相对位置，可确定填挖地
段和填挖高度。
（3）竖曲线
分为凸形曲线（ ）和凹形曲线（ ）。
符号中部的竖线应对准变坡点，竖线两侧标注变 坡点的里程桩号和变坡点的高程。
水平1:5000 比例尺 垂直1:500 粉质中粗黏土
AU-Civil3D的纵断面设计
当我们设计完路线之后，就要进行纵断面设计了。
Civil3D的纵断面可以分为快速纵断面和一般纵断面。
快速纵断面是一种临时纵断面，当你存盘的时候，它会自动消失。
并且快速纵断面的编辑功能很弱。
快速纵断面相当于草图，在设计的时候做为快速参考之用。
一般纵断面有非常强大的编辑功能和标签标注功能，供我们实际设计纵断面的时候应用。
无论哪种纵断面，Civil3D都有两个概念，一个是纵断面图（Profile View），一个是纵断面线（Profile）。
纵断面线就是我们常说的设计纵断面，原始地面线等。
而纵断面图包括了纵断面各种标注的栏目，纵断面的网格，标尺等。
所以，标签就可以对这两种对象进行标注。
Civil3D有一个概念是和传统软件有很大不同的，在Civil3D中，可以同时设计多个路线、纵断面，而传统的以文件为中心的设计软件，一般一次只能操作一条路线，设计纵断面等。
因此，在使用Civil3D的时候，这种设计的思路就更加灵活，当然有时也会让人感觉有些困惑。
Civil3D的设计初衷是为了解决从简单到异常复杂项目的，并且有多个土木专业在一起协同工作。
关于这个观点，先记下了，后面会慢慢阐述。
快速纵断面创建快速纵断面，可以使用这个命令。
可以对于PL线，放坡要素线等获得快速纵断面。
我们经常使用的是PL线，实际上，放坡要素线的作用会更大。
首先放坡要素线的编辑命令要比PL线丰富，另外随时可以基于放坡要素线进行放坡设计或者添加到曲面中做为特征线，而这些在实际工程设计中是非常有帮助的。
使用2D PL线创建的快速纵断面如下图。
另外还有一个非常好的特点是，这个快速纵断面是自动更新的，当你修改PL线的位置，快速纵断面也是实时变化的。
如果使用3D的放坡要素线或者3D PL线，除了有地面线以外，快速纵断面还会包含放坡要素线的高程在纵断面上的投影。
正是因为有了快速纵断面和动态更新的特性，我们才可以使用放坡要素线的高程编辑器直观的编辑放坡要素线的高程，甚至如果将这个放坡要素线作为特征线添加到曲面中后，我们还可以直观的编辑曲面。
桥梁纵断面设计的主要内容
桥梁纵断面设计的主要内容1.引言1.1 概述概述桥梁纵断面设计是指在桥梁建设过程中，根据桥梁所要承载的荷载、通行的车辆类型以及所处地理环境等因素，确定桥梁纵断面的形状和尺寸，以保证桥梁的稳定和安全性能。
本文将从桥梁纵断面设计的基本原理和考虑因素两个方面进行详细阐述。
在桥梁纵断面设计的基本原理部分，我们将介绍桥梁纵断面设计的基本概念和原则。
这包括确定桥墩高度和位置、确定桥面高程和坡度、确定桥梁可通行高度等。
通过了解这些基本原理，我们可以更好地理解桥梁纵断面设计的核心内容。
在桥梁纵断面设计的考虑因素部分，我们将详细讨论影响桥梁纵断面设计的各种因素。
这包括通行车辆类型和荷载要求、地震和风荷载、地理环境和河流水位变化等因素。
通过综合考虑这些因素，我们可以制定出符合实际需求的桥梁纵断面设计方案。
通过本文的阐述，读者将了解到桥梁纵断面设计的主要内容，包括其基本原理和考虑因素。
同时，本文还将对未来桥梁纵断面设计的发展进行展望，以期能为相关领域的研究和实践提供一定的参考和启示。
在接下来的章节中，我们将详细介绍桥梁纵断面设计的基本原理和考虑因素，以期为读者提供一份全面且具有实践指导意义的参考资料。
文章结构是指文章内容的整体组织形式和布局。
在本文中，我们将采用以下结构来组织桥梁纵断面设计的主要内容：一、引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的二、正文2.1 桥梁纵断面设计的基本原理2.2 桥梁纵断面设计的考虑因素三、结论3.1 总结桥梁纵断面设计的主要内容3.2 对未来桥梁纵断面设计的展望通过以上结构的安排，我们将详细介绍桥梁纵断面设计的基本原理和考虑因素。
在引言部分，我们将对桥梁纵断面设计进行概述，说明文章的目的和意义。
接着，在正文部分，我们将重点讲解桥梁纵断面设计的基本原理，包括设计方法、原则和流程等。
同时，还将详细说明桥梁纵断面设计时需要考虑的因素，如交通要求、地理环境、水文条件等。
最后，在结论部分，我们将对桥梁纵断面设计的主要内容进行总结，并展望未来桥梁纵断面设计的发展方向。
铁路线路纵断面
响桥梁的应力与稳定性。当抬高值较大时，则需要加高
墩台顶面高程，施工困难。墩台顶面加高值大于0.4m时
应进行强度和稳定性检算。
明桥面桥梁上，轨面高程的变动必将引起抬降墩
台顶面高程等困难高程，因此应根据既有轨面高程设计
纵断面。
涵洞处所允许适当抬降既有轨面高程。但抬降值
过大时，往往需要改建涵洞的端墙与翼墙，甚至接长涵
不使其填土坡脚盖过挡土墙或护坡，必要时，可用干
砌片石加陡坡度。
路基病害地段，如沙害、雪害，以及因毛细水上
升引起的冻害或翻浆冒泥地段均应结合抬道整治病害。
路基基床土质不良及道床排水不畅引起的道碴陷
囊，一般可结合落道给予整治。
路堑地段落道时，应考虑施工扩堑对行车的干扰，
特别是石质路堑需要爆破施工的地段，干扰更为严重。
时，因为附加阻力增到、粘着系数降低，而需将最
大坡度值减缓。具体折减方法在资料中可查。
铁路线路纵断面
铁路线路纵断面
（三）桥涵
有碴桥涵梁上，一般应该按计算轨面高程设计纵
断面。通常不允许落低既有线高程，以免因降低墩台顶
面高程引起施工困难，此时需加高粱的边墙，以免道碴
溢出。轨面抬高值一般在10～15cm ,以免加厚道碴后影
铁路线路纵断面
铁路线路纵断面
铁路线路纵断面
一、放大纵断面设计注意事项
（一）竖曲线
竖曲线的坡度代数差，一、二级铁路差值超过 3‰，三级铁路差值超过4‰时需设竖曲线，且竖曲 线不应与缓和曲线重合，竖曲线不应设在明桥面上， 竖曲线不应与道岔重叠。
（二）最大坡度的折减
由于平面上出现曲线和遇到长于400米的隧道
洞。若大量降低既有轨面高程并挖低路基时，应保证涵
《高速铁路概论》教案第2课 认识高速铁路线路的平面和纵断面
1课题 认识高速铁路线路的平面和纵断面课时2课时（90 min ） 教学目标知识技能目标：（1）熟悉高速铁路线路平面和纵断面相关的技术参数 （2）了解高速铁路线路的平面和纵断面设计要求（3）能够根据公式计算高速铁路线路平面和纵断面相关的技术参数 思政育人目标：养成脚踏实地、认真负责的工作作风教学重难点 教学重点：高速铁路线路平面和纵断面相关的技术参数教学难点：根据公式计算高速铁路线路平面和纵断面相关的技术参数 教学方法 讲授法、问答法、案例分析法、分组讨论法 知识竞赛法 教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材、地图教学设计课前任务→考勤（2 min ）→互动导入（8min ）→传授新知（60 min ）→拓展训练（15 min ）→课堂小结（3 min ）→作业布置（2 min ）教学过程 主要教学内容及步骤设计意图课前任务 ⏹ 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学完成课前任务请大家以3～5人为一组，通过网络学习高速铁路平面和纵断面相关知识并复习整理后，完成任务工单1.1中的表1-1及相关的引导问题（详见教材）。
⏹【学生】完成课前任务通过课前任务，让学生对高速铁路平面和纵断面相关知识有初步了解，以便做好教学准备考勤 （2 min ）⏹ 【教师】使用文旌课堂APP 进行签到 ⏹ 【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况互动导入 （8 min ）⏹【教师】通过向学生展示案例——中国“新四大发明”之“高铁”（详见教材），让学生思考：你认为为什么高铁被称为中国“新四大发明”之一？⏹【学生】每5～6人一组，并以小组为单位，各小组成员在组内轮流发言，阐述自己对案例的理解并讨论 ⏹ 【教师】参与到每组的讨论中，及时为学生答疑解惑 ⏹ 【学生】分小组阐述观点⏹【教师】总结学生的回答，导入本节课课题并板书：任务1.1 认识高速铁路线路的平面和纵断面通过案例分析讨论，让学生认识到中国高铁发展迅速，在世界上获得了较高的声誉，激发学生的学习兴趣传授新知（60 min）【教师】讲授新知：高速铁路线路的平面、高速铁路线路的纵断面、高速铁路线路的平面和纵断面设计要求1.1.1、高速铁路线路的平面线路中心线在水平面上的投影称为线路的平面，它能够反映线路的直、曲变化情况。
机工社道路勘测设计教学课件第三章3-1概述3-2纵坡设计
30
3.2 纵坡设计
10、 其它有关纵坡的规定
（2）隧道部分路线的纵坡
避险车道应设置在车辆可能失控的连续长陡下坡路段，一般情况， 当平均纵坡≥4％，陡坡长度≥3km，交通组成中大、中型车辆比例偏高 时，应考虑设置避险车道。
29
3.2 纵坡设计
10、 其它有关纵坡的规定
（1）桥上及桥头路线的纵坡：
1）小桥处的纵坡应随路线纵坡设计。 2）桥梁及其引道的平、纵、横技术指标应与路线总体布设相协调。各项技术指
40
25
2）单一纵坡坡长超过不同纵坡的最大坡长或上坡路段的设计通行能力小 于设计小时交通量。
3）经设置爬坡车道与改善主线纵坡不设爬坡车道技术经济比较论证 ，设置爬坡车道的效益费用比、行车安全性较优。
25
3.2 纵坡设计
8、爬坡车道
（4）爬坡车道的设计： 1）横断面组成： 爬坡车道设于上坡方向正线行车道右侧，宽度一般 为3.5m，包括设于其左侧路缘带的宽度0.5m。
26
3.2 纵坡设计
8、爬坡车道
（4）爬坡车道的设计： 2）平面布置与长度
公路等级
分流渐变段长度（m）
合流渐变段长度（m）
高速公路、一级公路
100
150~200
二级公路
50
90
27
3.2 纵坡设计
8、爬坡车道
（4）爬坡车道的设计： 3）爬坡车道的起、终点
爬坡车道起点应位于陡坡路段上载重汽车运行速度降低至“容许最低速度”之 处；爬坡车道的终点，应设于载重汽车爬经陡坡路段后恢复至“容许最低速度” 处，或陡坡路段后延伸的附加长度的端部。该陡坡路段后延伸的附加长度规定如 表。
线路纵断面的设计原则
横断面的设计要求，是使道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、用地经济、城市面貌等要求。
路基是支承路面，形成连续行车道的带状土、石结构物。
它既要承受由路面传来的车辆荷载，又要承受大自然因素的作用。
因此，路基横断面设计必须满足以下基本要求：
1、路基的结构设计应根据其使用要求和当地自然条件（包括水文地质和材料情况），并结合施工条件进行设计。
设计前应充分收集沿线地质、水文、地形、气象等资料，在山岭重丘区要特别注意地形和地质条件的影响，选择适当的路基断面形式、边坡坡度及防治病害的措施。
在平原微丘区应注意最小填土高度，并设置必要的排水设施。
2、路基的断面型式和尺寸应根据道路的等级、设计标准和设计任务书的规定以及道路的使用要求，结合具体条件确定。
一般路基可参照典型横断面设计。
特殊路基则应进行单独设计计算。
3、路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。
在取土、弃土、取土坑设置、排水设计等方面与农田改土、农田水利、灌溉沟渠等相配合，尽量减少废土占地、防止水土流失和淤塞河道。
道路勘测第4章 纵断面设计
三、高原纵坡折减
1．高原为什么纵坡要折减？
在高海拔地区，困空气密度下降而使汽车发动机的功率、汽车
的驱动力以及空气阻力降低，导致汽车的爬坡能力下降。另外， 汽车水箱中的水易于沸腾而破坏冷却系统。
2．《规范》规定：位于海拔3000m以上的高原地区，各级公路
的最大纵坡值应按规定予以折减。折减后若小于4%，则仍采用
则 Rmin
V 1.2
L min
3．满足视距的要求： 凸形竖曲线：坡顶视线受阻
凹形竖曲线：下穿立交
4. 凸形竖曲线主要控制因素：行车视距。
凹形竖曲线主要控制因素：缓和冲击力。
凸形竖曲线最小半径和最小长度 :
竖曲线最小长度相当于各级道路计算行车速度的3秒行程 。
（三）凹形竖曲线最小半径和最小长度
1．定义：
第三节 竖曲线
纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车用一段曲线来缓和， 称为竖曲线。
变坡点：相邻两条坡度线的交点。
变坡角：相邻两条坡度线的坡角差，通常用坡度值之差代替， 用ω表示，即
ω=α2-α1≈tgα2- tgα1=i2-i1
i3 凹型竖曲线 ω >0 α i1
1
i2 ω
凸型竖曲线
α
4．山岭重丘区纵坡设计应考虑填挖平衡，减少借方和废 方——即纵向填挖平衡设计。 5．平原微丘区地下水埋深较浅，池塘、湖泊分布较广，纵坡 满足最小纵坡要求，最小填上高度要求，保证路基稳定。
6．连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应 和缓、避免产生突变。
7．充分考虑通道、农田水利等方面的要求。
临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力
Gsinα＝Gk
因为sinα tgα= i，则纵向滑移临界状态条件：
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(3)直线与纵断面应避免的组合 暗凹
(3)直线与纵断面应避免的组合 n 纵断面上：避免能看到纵坡起伏三次以上。
3. 平曲线与纵断面的组合
• （1）平曲线与纵面直线组合 • 组合时要注意平曲线半径与纵坡度协调，要避免急弯与陡坡
相重合。
• （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。
2．视觉与车速的动态规律
n(1)驾驶员的注意力集中和心理紧张的程度随着车速的增加而 增加。
n(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 速增加97km／h时，他的注意力集中点在前方600m以外的某一 点。
n(3)当车速超过97km／h时，对前景细节的视觉开始模糊起来。
n(4)驾驶者的周界感随车速的增加而减少。当车速达到72km/h 时，驾驶者可以看到公路两侧视角30～40°的范围，而当车 速增加到97km/h时，视角减至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。
二、道路平、纵线形组合设计
n 适用条件： n （1）当设计速度大于或等于60km/h时，必须注重平、纵的 合理组合； n （2）当设计速度小于或等于40km/h时，在条件允许情况下 力求做到各种线形要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利 组合。 n （一）平、纵组合的设计原则
n 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。
其总长度由分流渐变长度、爬坡车道长 度和合流渐变段长度组成。
第五节 避险车道
• 一 避险车道的作用及组成 在长陡坡下坡路段行车道外侧增设的供速
度失控车辆驶离正线安全减速的专用车 道。
其由引道、制动车道、服务车道及辅助设 施组成。
• 二 避险车道的类型
上坡道型、下坡道型、水平坡道型、砂 堆型。
• 三 避险车道的设置
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。
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。
④平、竖曲线应避免的组合 n 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。
n 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. 平曲线与纵断面的组合
• （1）平曲线与纵面直线组合要素 • 组合时要注意平曲线半径与纵坡度协调，要避免急弯与陡坡
相重合。
• （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。 • 平竖曲线顶点重合，且平包竖。竖曲线的起终点最好分别放
n 2．注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡,使线形在视 觉上、心理上保持协调。
n 3．选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。
n 4．应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。
（二）平、纵线形组合设计要点：
（二）平、纵线形组合要点：
2. 直线与纵断面的组合
（1）平面直线与纵面直线组合（纵坡不变的直线）
为3.5m，此宽度包括路线正线右侧的 0.5m。 高速公路，一级公路、二级公路设置此车 道时各不相同。
正线的超高坡度与爬坡车道的超高坡度 对应关系如下表
正线的超高坡度
10 9 8 7 6 5 4 3 2
爬坡车道的超高坡度 5
4
32
• 3 平面布置与长度
• 平竖曲线顶点重合，且平包竖。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。
（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。
（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。
（2）平面直线与竖曲线组合要素 （凸凹型直线、凹型直线） ▪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“驼峰”和 “凹陷”。
（2）平面直线与竖曲线组合要素 （凸凹型直线、凹型直线）
断背曲线
断背曲线的改善
凸形竖曲线与反向平曲线拐点重合
跳跃
n 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。 n 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。
n 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。 n 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。
纵断面设计原理和 要求
一 设置爬坡车道的条件
• 1 沿上坡方向载重车的行驶速度降低较大 时。
• 2 上坡路段的设计通行能力小于设计小时 交通量时
• 3 经设置爬坡车道与改善主线纵坡不设爬 坡车道技术经济比较认证，设置爬坡车 道的效益费用比、行车安全性较优时
二 爬坡车道的设计
• 1 横断面组成 设于上坡方向正线行车道右侧，宽度一般
1 制动器温度 2 正线平面线形 3 沿线地形
• 四 避险车道的设计 1 平纵面设计 2 避险车道的宽度 3 避险车道长度 4 制动车道的长度 5 坡床材料和厚度 6 避险车道的其它设施
第六节 视觉分析及道路平、纵线形组合设计
一、视觉分析
n 1．视觉分析的意义 n 视觉分析：从视觉心理出发，对道路的空间线形及其与周 围自然景观和沿线建筑的协调等进行研究分析，以保持视觉的 连续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视 觉分析。
3．视觉评价方法
n视觉评价方法：利用视觉印象随时间变化的道路透视图 n道路透视图：是按照汽车在道路上的行驶位置，根据线形的 几何状况确定的视轴方向以及由车速确定的视轴长度，利用坐 标透视的原理绘制的。
n通过透视图，可直观地看出立体线形是否顺适，有否易产生 判断错误或茫然的地方，路旁障碍是否有妨碍视线的地方等等。 若存在上述缺陷则要在设计阶段进行修改，然后再绘出透视图 分析研究，直至满意为止。