道路纵断面设计
(5).平原微丘地区地下水埋藏较浅，池塘、湖泊分布较广， 纵坡除应满足最小坡度要求外，还应满足最小填土高 度的要求，以保证路基稳定。
(6).对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端引线等， 纵坡应小些，避免产生突变。路线交叉处前后的纵坡 也平缓一些。
(7).在实地调查的基础上，充分考虑通道、农田水利等方 面的要求。
150 120
100
60
(m)
二.坡长设计
2、最大坡长的限制
道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响 很大。纵坡越陡、坡长越长，对汽车影响也越大。 主要表现在：上坡时使汽车行驶速度显著下降，需 换较低排挡以克服坡度阻力，同时，坡长太长，易 是水箱“开锅”，导致汽车爬坡无力，甚至熄火； 下坡时制动次数频繁，易使制动器发热而失效，甚 至造成车祸。因此，为保证行车的正常与安全，应 对陡坡的坡长加以限制。
3.1 概述
（1）直线（均匀坡度线） 直线有上坡和下坡之 分，是用高差和水平长度表示的。
（2）竖曲线 在直线的坡度转折处为平顺过渡要 设置竖曲线，按坡度转折形式不同，竖曲线有 凹有凸，其大小用半径和水平长度(曲线长度)表 示。
3.1 概述
地面标高：中线上各桩点的高程连线，反映地面的 起伏变化情况。
一.坡度设计 2、最大纵坡
最大纵坡是指在纵断面设计中，各级道路容许采用的最 大坡度值。它是路线设计中一项重要的控制指标。在地 形起伏较大的地区，它直接影响路线的长短、使用质量 的好坏、行车的安全、运输的成本和工程造价。
各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、 道路等级、自然条件以及工程、运营、经济等因素， 通过综合分析，全面考虑，合理确定的。
二.坡长设计——最小坡长和最大坡长 1、最短坡长的限制
最短坡长是指纵断面上两个变坡点之间的最小长度。
最短坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的 如果长度过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起
伏的路段会产生增重与减重的频繁变化，导致乘客感到 极不舒适，车速越高பைடு நூலகம்感突出。
二.坡长设计——最小坡长和最大坡长 1、最短坡长的限制
合成坡度－是指在有超高的路段上，由路线纵坡和 超高横坡所构成的坡度。
一.坡度设计 5、合成坡度
ih iz2 ic2
式中： ih —— 合成坡度（%） ic ——超高横坡或路拱横坡（%） iz——路线设计纵坡度（%）
一.坡度设计 5、合成坡度
（1）、最大允许合成坡度值
（2）、最小合成坡度：
最小合成坡度不宜小于0.5%。 超高过渡变化处，合成坡度不应设计为0。 当合成坡度小于0.5时，应采取综合排水措施，以保 证路 面排水畅通。
一.坡度设计 2、最大纵坡
一.坡度设计 3、最小纵坡
在挖方路段、低填方路段和横向排水不畅通的路段，为保证 排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不 小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于 0.5%为宜。
当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时，边沟应单独作排水设 计。在弯道路段，为使行车道外侧边缘不出现反坡，设计最 小纵坡不宜小于超高允许渐变率。
设计标高：所设计道路的标高，反映道路路线的起 伏变化情况。
路基高度：纵断面上设计高程与地面高程之高差。
3.1 概述
路基设计标高的规定： 公路：高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘 标高；二、三、四级公路宜采用路基边缘标高。 城市道路：行车道中线路面标高或中央分隔带中线标高.
3.2 道路纵断面设计－纵坡及坡长设计
干旱少雨地区最小纵坡不受限制。
一.坡度设计 4、高原纵坡折减
《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下表的规定予以折 减。折减后若小于4%，则仍采用4%。
高原纵坡折减值
海波高度(m) 3000~4000 4000~5000
折减值(%)
1
2
>5000 3
一.坡度设计 5、合成坡度
第3章
道路纵断面设计
3.1 概述
沿着道路中线竖直剖开，然后再展开即为路线纵断面
3.1 概述
1 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，反映了地面的起伏与 变化情况。
2 设计线 它是综合考虑技术、经济和美学等 诸因素之后，人为定出的一条具有规则形状的 几何线，反映了道路的起伏变化情况。纵断面 设计线是由直线和竖曲线组成的。
一.坡度设计 1、纵坡设计的一般要求 (1). 纵坡设计必须满足《标准》的各项规定；
(2).应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁.
(3).纵坡设计应对沿线的地形、地下管线、地质、水 文、气候、排水等方面综合考虑，视具体情况妥 善处理.
一.坡度设计
1、纵坡设计的一般要求
(4).纵坡设计应考虑填挖平衡，减少借方和废方，以降低 工程造价和节省用地。
一、坡度设计
6、平均坡度
在公路设计中，平均纵坡是指一定路线长度范围 内，路线两端点的高差与路线长度的比值。
平均纵坡是衡量路线线性设计质量的重要指标之一。
一、坡度设计
6、平均坡度
《公路路线设计规范》规定：二、三、四级公路越岭 路线连续上坡（或下坡）路段：
相对高差为200~500m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5.5%。
三.缓和坡段
缓和坡段的具体位置应结合纵向地形的起伏情况， 尽量减少填挖方工程数量来确定。一般情况下，缓和 坡段宜设置在平面的直线或较大半径的平曲线上，以 便充分发挥缓和坡段的作用，提高道路的使用质量。 在极特殊的情况下，可以将缓和坡段设于半径比较小 的平曲线上，但应适当增加缓和坡段的长度。
二.坡长设计 2、最大坡长的限制
二.坡长设计 2、最大坡长的限制
三.缓和坡段
当连续陡坡的长度超过最大坡长限制的规定值时， 应在不大于最大坡长所规定的长度处设置缓坡路段，用以 恢复汽车上陡坡时已降低的车速。同时，从下坡安全考虑， 缓坡也是需要的。根据实际观测，《标准》规定缓和坡段 的纵坡应不大于3％，其长度应不小于最短坡长。
当坡度差较大时，还容易造成视线的中断、视距不 良，从而影响行车的平顺性和安全性。
坡长太短，不能满足设置最短竖曲线这一几何条 件的要求。
考虑上述因素，应对最小坡长加以限制。
二.坡长设计 1、最短坡长的限制
公路最小坡长
设计速度 120 100
80
60
40
30
20
(km/h)
最短坡长 300 250
200
(6).对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端引线等， 纵坡应小些，避免产生突变。路线交叉处前后的纵坡 也平缓一些。
(7).在实地调查的基础上，充分考虑通道、农田水利等方 面的要求。
150 120
100
60
(m)
二.坡长设计
2、最大坡长的限制
道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响 很大。纵坡越陡、坡长越长，对汽车影响也越大。 主要表现在：上坡时使汽车行驶速度显著下降，需 换较低排挡以克服坡度阻力，同时，坡长太长，易 是水箱“开锅”，导致汽车爬坡无力，甚至熄火； 下坡时制动次数频繁，易使制动器发热而失效，甚 至造成车祸。因此，为保证行车的正常与安全，应 对陡坡的坡长加以限制。
3.1 概述
（1）直线（均匀坡度线） 直线有上坡和下坡之 分，是用高差和水平长度表示的。
（2）竖曲线 在直线的坡度转折处为平顺过渡要 设置竖曲线，按坡度转折形式不同，竖曲线有 凹有凸，其大小用半径和水平长度(曲线长度)表 示。
3.1 概述
地面标高：中线上各桩点的高程连线，反映地面的 起伏变化情况。
一.坡度设计 2、最大纵坡
最大纵坡是指在纵断面设计中，各级道路容许采用的最 大坡度值。它是路线设计中一项重要的控制指标。在地 形起伏较大的地区，它直接影响路线的长短、使用质量 的好坏、行车的安全、运输的成本和工程造价。
各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、 道路等级、自然条件以及工程、运营、经济等因素， 通过综合分析，全面考虑，合理确定的。
二.坡长设计——最小坡长和最大坡长 1、最短坡长的限制
最短坡长是指纵断面上两个变坡点之间的最小长度。
最短坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的 如果长度过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起
伏的路段会产生增重与减重的频繁变化，导致乘客感到 极不舒适，车速越高பைடு நூலகம்感突出。
二.坡长设计——最小坡长和最大坡长 1、最短坡长的限制
合成坡度－是指在有超高的路段上，由路线纵坡和 超高横坡所构成的坡度。
一.坡度设计 5、合成坡度
ih iz2 ic2
式中： ih —— 合成坡度（%） ic ——超高横坡或路拱横坡（%） iz——路线设计纵坡度（%）
一.坡度设计 5、合成坡度
（1）、最大允许合成坡度值
（2）、最小合成坡度：
最小合成坡度不宜小于0.5%。 超高过渡变化处，合成坡度不应设计为0。 当合成坡度小于0.5时，应采取综合排水措施，以保 证路 面排水畅通。
一.坡度设计 2、最大纵坡
一.坡度设计 3、最小纵坡
在挖方路段、低填方路段和横向排水不畅通的路段，为保证 排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不 小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于 0.5%为宜。
当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时，边沟应单独作排水设 计。在弯道路段，为使行车道外侧边缘不出现反坡，设计最 小纵坡不宜小于超高允许渐变率。
设计标高：所设计道路的标高，反映道路路线的起 伏变化情况。
路基高度：纵断面上设计高程与地面高程之高差。
3.1 概述
路基设计标高的规定： 公路：高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘 标高；二、三、四级公路宜采用路基边缘标高。 城市道路：行车道中线路面标高或中央分隔带中线标高.
3.2 道路纵断面设计－纵坡及坡长设计
干旱少雨地区最小纵坡不受限制。
一.坡度设计 4、高原纵坡折减
《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下表的规定予以折 减。折减后若小于4%，则仍采用4%。
高原纵坡折减值
海波高度(m) 3000~4000 4000~5000
折减值(%)
1
2
>5000 3
一.坡度设计 5、合成坡度
第3章
道路纵断面设计
3.1 概述
沿着道路中线竖直剖开，然后再展开即为路线纵断面
3.1 概述
1 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，反映了地面的起伏与 变化情况。
2 设计线 它是综合考虑技术、经济和美学等 诸因素之后，人为定出的一条具有规则形状的 几何线，反映了道路的起伏变化情况。纵断面 设计线是由直线和竖曲线组成的。
一.坡度设计 1、纵坡设计的一般要求 (1). 纵坡设计必须满足《标准》的各项规定；
(2).应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁.
(3).纵坡设计应对沿线的地形、地下管线、地质、水 文、气候、排水等方面综合考虑，视具体情况妥 善处理.
一.坡度设计
1、纵坡设计的一般要求
(4).纵坡设计应考虑填挖平衡，减少借方和废方，以降低 工程造价和节省用地。
一、坡度设计
6、平均坡度
在公路设计中，平均纵坡是指一定路线长度范围 内，路线两端点的高差与路线长度的比值。
平均纵坡是衡量路线线性设计质量的重要指标之一。
一、坡度设计
6、平均坡度
《公路路线设计规范》规定：二、三、四级公路越岭 路线连续上坡（或下坡）路段：
相对高差为200~500m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5.5%。
三.缓和坡段
缓和坡段的具体位置应结合纵向地形的起伏情况， 尽量减少填挖方工程数量来确定。一般情况下，缓和 坡段宜设置在平面的直线或较大半径的平曲线上，以 便充分发挥缓和坡段的作用，提高道路的使用质量。 在极特殊的情况下，可以将缓和坡段设于半径比较小 的平曲线上，但应适当增加缓和坡段的长度。
二.坡长设计 2、最大坡长的限制
二.坡长设计 2、最大坡长的限制
三.缓和坡段
当连续陡坡的长度超过最大坡长限制的规定值时， 应在不大于最大坡长所规定的长度处设置缓坡路段，用以 恢复汽车上陡坡时已降低的车速。同时，从下坡安全考虑， 缓坡也是需要的。根据实际观测，《标准》规定缓和坡段 的纵坡应不大于3％，其长度应不小于最短坡长。
当坡度差较大时，还容易造成视线的中断、视距不 良，从而影响行车的平顺性和安全性。
坡长太短，不能满足设置最短竖曲线这一几何条 件的要求。
考虑上述因素，应对最小坡长加以限制。
二.坡长设计 1、最短坡长的限制
公路最小坡长
设计速度 120 100
80
60
40
30
20
(km/h)
最短坡长 300 250
200
合集下载
Ch3道路线形设计纵断面
2 坡长限制
1）最小坡长 《标准》规定的各级公路最小坡长
设计速度 （Km/h) 120 100 80 60 40 30 20
最小坡长(m)
300 250 200 150 120 100 60
《城规》规定各级城市道路最小坡长如4-8
《道路工程》Ch3纵断面设计
2）最大坡长 《标准》规定的各级公路不同纵坡最大坡长（如表4-10）
注意：1）避免采用较短的凹形竖曲线 2）两个凹形竖曲线间不要插入短直线 3）长直线的末端不宜插入小半径凹形竖曲线。
《道路工程》Ch3纵断面设计
2.3平面直线与凸形竖曲线组合
特点：视距条件差，线形单调，应尽量避免 注意：采用较大的竖曲线半径，以保证有较好的视距
《道路工程》Ch3纵断面设计
2.4平曲线与纵面直线
《道路工程》Ch3纵断面设计
§3-5 纵断面设计方法及纵断面图
1 纵断面设计方法及步骤
1.1纵坡设计 1.2竖曲线设计
《道路工程》Ch3纵断面设计
2 纵断面图的绘制
2.1比例： 水平比例1：1000（1：2000） 垂直比例1：100或1：200
2.隧道、水 准点编号、位置、高程等
4）纵坡设计应结合沿线自然条 件综合考虑
5）纵坡设计应力争填挖平衡
凹凸连续路段 凹陷路段
《道路工程》Ch3纵断面设计
3.2纵坡设计的方法和步骤
1）准备工作
标出：地面线；平面 直线、曲线示意图；桩号、 地面标高及土壤地质说明 资料
掌握全线有关勘测设 计资料、设计意图和要求 2）标出纵面控制点
路线起、终点、桥梁、 涵洞、地质不良路段的最 小填土高度，最大挖深， 沿溪线的洪水位、平面交 叉和立体交叉等 3）试坡
1）最小坡长 《标准》规定的各级公路最小坡长
设计速度 （Km/h) 120 100 80 60 40 30 20
最小坡长(m)
300 250 200 150 120 100 60
《城规》规定各级城市道路最小坡长如4-8
《道路工程》Ch3纵断面设计
2）最大坡长 《标准》规定的各级公路不同纵坡最大坡长（如表4-10）
注意：1）避免采用较短的凹形竖曲线 2）两个凹形竖曲线间不要插入短直线 3）长直线的末端不宜插入小半径凹形竖曲线。
《道路工程》Ch3纵断面设计
2.3平面直线与凸形竖曲线组合
特点：视距条件差，线形单调，应尽量避免 注意：采用较大的竖曲线半径，以保证有较好的视距
《道路工程》Ch3纵断面设计
2.4平曲线与纵面直线
《道路工程》Ch3纵断面设计
§3-5 纵断面设计方法及纵断面图
1 纵断面设计方法及步骤
1.1纵坡设计 1.2竖曲线设计
《道路工程》Ch3纵断面设计
2 纵断面图的绘制
2.1比例： 水平比例1：1000（1：2000） 垂直比例1：100或1：200
2.隧道、水 准点编号、位置、高程等
4）纵坡设计应结合沿线自然条 件综合考虑
5）纵坡设计应力争填挖平衡
凹凸连续路段 凹陷路段
《道路工程》Ch3纵断面设计
3.2纵坡设计的方法和步骤
1）准备工作
标出：地面线；平面 直线、曲线示意图；桩号、 地面标高及土壤地质说明 资料
掌握全线有关勘测设 计资料、设计意图和要求 2）标出纵面控制点
路线起、终点、桥梁、 涵洞、地质不良路段的最 小填土高度，最大挖深， 沿溪线的洪水位、平面交 叉和立体交叉等 3）试坡
道路纵断面设计
速度（km/h)
距离（m） 标准载重车（120kg/kw）加速行驶速度－距离曲线图（上、下坡）
根据加减速行程图可以确定载重车以任意起始速度（最高 110km/h），在不同的坡度或坡度组合路段上坡行驶时，达 到一定（或均匀）的速度所行驶的距离。
如，载重车V＝110km/h，驶入6％的上坡路段，速度降到 60km/h时，行驶距离为750m。
第二节 汽车行驶特性与纵坡
一、速度与纵坡 公路的同一设计速度区间内，能给汽车提供同一行驶状 态（速度基本相同）—理想的设计 平面线形要素依设计速度都有一定值，可以保证按设计 速度行驶。 在纵坡路段行驶，受汽车性能限制车速受纵坡影响大， 制定一个能保证车辆都达到设计速度的纵坡标准，在经 济上是不可能的。 必须允许汽车在上坡时车速有所降低。
VV＝＝V0平.5均Vd（设计速度）
二、行驶力学 1.汽车的行驶阻力
汽车行驶阻力：空气阻力、道路阻力（滚动阻力、坡度阻力） 和惯性阻力。
空气阻力Rw(N)：汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力， 车后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进， 总称为空气阻力。由空气动力学：
Rw = K·A·V2/21.15
降低多少？ 降低过多，运行效率低，小车与大车车速差别大，大车妨 碍小车通行，频繁超车造成事故。 在经济允许范围内，尽量少降低车速，设法保证车辆在纵 坡路段与其他区间一样能接近设计速度运行。
下坡情况如何？
平面设计以行驶稳定性控制平面指标设计
纵断面设计以汽车行驶状态控制纵坡设计
汽车行驶状态（坡底速度，坡顶速度）
道路阻力RR (N)：由弹性轮胎变形和道路的不同路面类型及纵坡 度而产生的阻力，包括滚动阻力和坡度阻力。
RR=G·（f + i） 汽车在坡度i（倾角α）的道路上行驶时，车重G在平行于路面 方向的分力为G·sinα=G·i，上坡时它与汽车前进方向相反，阻 碍汽车行驶；而下坡时与前进方向相同，助推汽车行驶。
城市道路纵断面线形设计
第4章城市道路纵断面线形设计4.1 纵断面设计的内容4.2 道路纵坡4.3 竖曲线4.4 纵断面线形设计4.5 无障碍步道体系道路纵断面——道路中线在垂直水平面方向上的投影。
反映道路竖向的走向、高程、纵坡大小，即道路起伏情况。
城市道路一般以车道中心线的竖向线形作为基本纵断面。
道路纵断面设计的主要内容：☐根据根据道路性质、等级、行车技术要求和当地气候、地形、水文、地质条件、排水要求以及城市竖向设计要求、现状地物、土方平衡等，合理地确定连接有关竖向控制点的平顺起伏线形。
☐具体内容——沿线纵坡大小及坡段长度以及变坡点位置；选定满足行车技术要求的竖曲线；计算各桩点的施工高度，以及确定桥涵构筑物的标高等。
纵断面设计之《规范》规定：☐道路纵断面上的设计高程一般采用道路中心线处路面设计标高，有中央分隔带时可采用中央分隔带的外侧边缘处路面设计标高。
改建道路设计高程视具体情况也可采用行车道中线标高。
☐道路纵断面设计应满足城市竖向规划要求，与临街建筑立面布置相适应，有利于沿线范围内地面水的排除。
☐机动车与非机动车混合行驶的车行道，宜按非机动车设计纵坡度标准控制。
☐纵断面设计还应考虑下列因素：1路线经过水文地质条件不良地段时，应提高路基标高以保证路基稳定。
当受规划标高限制不能提高时，应采取稳定路基措施。
2旧路改建应做到宁填勿挖，在旧路面上加铺结构层时，不得影响沿路范围的排水。
3沿河改建道路应根据路线位置确定路基高程。
位于河堤顶的路基边缘应高于河道防洪水位0.5m。
但岸边设置拦水设施时，不受此限。
位于河岸外侧道路的标高应按一般道路考虑，符合规划控制高程要求，并应根据情况解决地面水及河堤渗水对路基稳定的影响。
4道路纵断面设计要妥善处理各类地下管线最小覆土厚度的要求。
道路纵坡——道路中心线（纵向）坡度（包括坡长、坡度和竖曲线）。
纵坡坡长——道路中心线上某一特定纵坡路段的起止长度。
4.2.1 最大纵坡—纵坡设计时，各级道路允许采用的最大坡度值各种机动车的动力要求：纵坡过大(8%)，爬坡困难，下坡易造成事故。
道路纵断面基本概念与设计
位高度及坡度变化情况的过程。
二、路线纵断面图构成：
地面线：根据中线上各桩点的高程点绘的一条不规则的折线； 设计线：路线上各点路基设计高程的连线。
三、路基设计标高(design elevation of subgrade) 1.新建公路：
① 高速、一级公路采用中央分隔带外侧边缘标 高；
② 二、三、四级公路采用路基边缘标高，在 设置超高和加宽路段时则是指设置超高加宽之前 该处标高；
1100 900 700 500
30
1100 900 700 500 300
20
1200 1000 800 600 400 200
连续上坡或下坡时，应在不大于规定的限制纵坡长度范围 内，设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3% ，其长度 应符合最小纵坡长度的规定。
3.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。
3.平均纵坡
1.定 义
一定长度的路段纵向所克服的高差与路线长度之比。 它是衡量纵面线形质量的一个重要指标。
2.作 用
ip
H L
（1）在山区高差较大地区，为了防止交替最大纵坡 和最短长度的缓坡形成“台阶式”纵断面线形，应对路线最 高点与最低点之间的平均坡度加以限制，以提高行车质量。
（2）汽车在长上坡上行驶，会长时间地使用二档，造成 发动机长时间发热，导致车辆水箱沸腾；下坡则频繁刹车， 司机驾驶紧张，也易引起不良后果。
例：三级公路 8%纵坡 长度120米 最大坡长限制300米 120/300=2/5 ✓ 相邻坡段纵坡7%（最大坡长限制500米） 坡长500×（1－2/5)=300米 ✓ 或相邻坡段纵坡6%（最大坡长限制700米） 坡长700× （1－2/5)=420米
二、路线纵断面图构成：
地面线：根据中线上各桩点的高程点绘的一条不规则的折线； 设计线：路线上各点路基设计高程的连线。
三、路基设计标高(design elevation of subgrade) 1.新建公路：
① 高速、一级公路采用中央分隔带外侧边缘标 高；
② 二、三、四级公路采用路基边缘标高，在 设置超高和加宽路段时则是指设置超高加宽之前 该处标高；
1100 900 700 500
30
1100 900 700 500 300
20
1200 1000 800 600 400 200
连续上坡或下坡时，应在不大于规定的限制纵坡长度范围 内，设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3% ，其长度 应符合最小纵坡长度的规定。
3.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。
3.平均纵坡
1.定 义
一定长度的路段纵向所克服的高差与路线长度之比。 它是衡量纵面线形质量的一个重要指标。
2.作 用
ip
H L
（1）在山区高差较大地区，为了防止交替最大纵坡 和最短长度的缓坡形成“台阶式”纵断面线形，应对路线最 高点与最低点之间的平均坡度加以限制，以提高行车质量。
（2）汽车在长上坡上行驶，会长时间地使用二档，造成 发动机长时间发热，导致车辆水箱沸腾；下坡则频繁刹车， 司机驾驶紧张，也易引起不良后果。
例：三级公路 8%纵坡 长度120米 最大坡长限制300米 120/300=2/5 ✓ 相邻坡段纵坡7%（最大坡长限制500米） 坡长500×（1－2/5)=300米 ✓ 或相邻坡段纵坡6%（最大坡长限制700米） 坡长700× （1－2/5)=420米
道路勘测设计-纵断面设计
F/G为单位车重所受到的离心力，参考有关资料取F/G=0.028，代
入得
Rmin=V2/3.6
② 考虑夜间行车前灯照射角的影响
在竖曲线上，设竖曲线长大于视距长， 知竖距Y=S2/2R且Y= h0+ S·tanα
S2 R
2(h0 S tan)
取h0=0.75m，α=1°，则Rmin=S2/（1.5+0.0349S） 1
O
因变坡角很小，近似认为折线CP1P2D的总长度等于竖曲线长度L，则 P1P2=L/2，而L= R·ω，则
S
AP1
P2 B
P1 P2
d1
d2
R 2
( S
d1
d 2 )2 R
2
R凸
2
S
(
d1
d
2
)
2
3. 竖曲线
（4）竖曲线设计示例
▪ 设计速度为80km/h的某公路一变坡点桩号为K20+100，变
公路 设计速度（km/h）
120 100
80
60
40
30
20
最小坡长（m）
300 250 200 150 120 100
60
城市 设计速度（km/h）
80
60
50
40
30
20
道路
最小坡长（m）
290 170 140 110
85
60
标准中规定坡长限制指的是变坡点间的直线距离。
2. 纵坡及坡长设计
（8）最大坡长限制
(z A
l i1 )
1 2R
(
x
2 A
2xA
l
l
2
)
城市道路纵断面设计
• 隧道内纵坡不应大于3％，并不小于0.3％ 。
7
公路最大合成坡度
公路等 级
高速公路
一
二
三
四
计算行车速 度(km∕h) 120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20
合成坡度 （％） 10.0 10.0 10.5 10.5 10.0 10.5 9.0 10.0 9.5 10.0 9.5 10.0
12
3)暗弯、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
合理的组合。 • 对暗与凹、明与凸的组合，当坡差较大时，会给
人以错觉：舍弃平坦坡道及近路不走，而故意爬 坡、绕弯的感觉。此种组合在山区难以避免，只 要坡差不大，矛盾也不很突出。
13
4)平、竖曲线应避免的组合
• 设计车速≥40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和 凹形竖曲线的底部，不得插入小半径平曲线。
• 对于等级较高的道路应尽量做到这种组合，并使 平、竖曲线半径都大一些才显得协调，特别是凹 形竖曲线处车速较高，二者半径更应该大一些。
10
平曲线与竖曲线的组合
11
2)平曲线与竖曲线大小应保持均衡 • 所谓均衡，是指平、竖曲线几何要素要大体平衡
、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短 的平曲线和竖曲线组合在一起。 • 根据德国计算统计，若平曲线半径小于1000m， 竖曲线半径大约为平曲线半径的10～20倍时，便 可达到均衡的目的。
27
• 道路的纵坡设计是在全面掌握设计资料的基础上 经过多次方案比较，精心设计才能完成。除以上 提到的设计要求外，纵坡设计还要注意：
• ①与平面线形的合理组合，以得到较佳的空间组 合线形；
• ②回头曲线路段纵坡的特殊要求； • ③大中桥上不宜设置竖曲线，即不宜设变坡点； • ④注意交叉口、大中桥、隧道等地段路线纵坡的
7
公路最大合成坡度
公路等 级
高速公路
一
二
三
四
计算行车速 度(km∕h) 120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20
合成坡度 （％） 10.0 10.0 10.5 10.5 10.0 10.5 9.0 10.0 9.5 10.0 9.5 10.0
12
3)暗弯、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
合理的组合。 • 对暗与凹、明与凸的组合，当坡差较大时，会给
人以错觉：舍弃平坦坡道及近路不走，而故意爬 坡、绕弯的感觉。此种组合在山区难以避免，只 要坡差不大，矛盾也不很突出。
13
4)平、竖曲线应避免的组合
• 设计车速≥40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和 凹形竖曲线的底部，不得插入小半径平曲线。
• 对于等级较高的道路应尽量做到这种组合，并使 平、竖曲线半径都大一些才显得协调，特别是凹 形竖曲线处车速较高，二者半径更应该大一些。
10
平曲线与竖曲线的组合
11
2)平曲线与竖曲线大小应保持均衡 • 所谓均衡，是指平、竖曲线几何要素要大体平衡
、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短 的平曲线和竖曲线组合在一起。 • 根据德国计算统计，若平曲线半径小于1000m， 竖曲线半径大约为平曲线半径的10～20倍时，便 可达到均衡的目的。
27
• 道路的纵坡设计是在全面掌握设计资料的基础上 经过多次方案比较，精心设计才能完成。除以上 提到的设计要求外，纵坡设计还要注意：
• ①与平面线形的合理组合，以得到较佳的空间组 合线形；
• ②回头曲线路段纵坡的特殊要求； • ③大中桥上不宜设置竖曲线，即不宜设变坡点； • ④注意交叉口、大中桥、隧道等地段路线纵坡的
第四章-道路纵断面设计
VV＝＝V0平.5均Vd（设计速度）
二、行驶力学 1.汽车的行驶阻力
汽车行驶阻力：空气阻力、道路阻力（滚动阻力、坡度阻力） 和惯性阻力。
空气阻力Rw(N)：汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力， 车后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进， 总称为空气阻力。由空气动力学：
Rw = K·A·V2/21.15
道路阻力RR (N)：由弹性轮胎变形和道路的不同路面类型及纵坡 度而产生的阻力，包括滚动阻力和坡度阻力。
RR=G·（f + i） 汽车在坡度i（倾角α）的道路上行驶时，车重G在平行于路面 方向的分力为G·sinα=G·i，上坡时它与汽车前进方向相反，阻 碍汽车行驶；而下坡时与前进方向相同，助推汽车行驶。
2、纵坡一般值（不限长度纵坡） 小客车能以平坦地形路段小客车的平均行驶速度匀速 上坡 普通载重车能以设计速度的1/2速度上坡（匀速）
汽车在大于不限长度的纵坡上行驶，必然减速，减速 值的大小不仅与坡度大小有关，也V＝与V0＝.5其VV平d长（均 设度计有速关度），需 要研究汽车的动力性能、爬坡过程中速度与坡度大小 及坡长的关系。
距离（m） 标准载重车（120kg/kw）加速行驶速度－距离曲线图（上、下坡）
七、平均纵坡
平均纵坡：一定长度的路段纵向所克服的高差与路线长度之比
它是衡量纵面线形质量的一个重要指标
ip
H L
1、限制平均纵坡的意义
水 平 距 离
4、关于设计标高
（1）新建公路设计标高 高速公路和一级公路的设计高程以中央分隔带的外侧边 缘标高为基准
二、三、四级公路采用路基边缘高程（在设置超高、 加宽地段为设超高、加宽前该处边缘高程）
（2）改建公路的设计高程 一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采 用行车道中线处的高程。
二、行驶力学 1.汽车的行驶阻力
汽车行驶阻力：空气阻力、道路阻力（滚动阻力、坡度阻力） 和惯性阻力。
空气阻力Rw(N)：汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力， 车后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进， 总称为空气阻力。由空气动力学：
Rw = K·A·V2/21.15
道路阻力RR (N)：由弹性轮胎变形和道路的不同路面类型及纵坡 度而产生的阻力，包括滚动阻力和坡度阻力。
RR=G·（f + i） 汽车在坡度i（倾角α）的道路上行驶时，车重G在平行于路面 方向的分力为G·sinα=G·i，上坡时它与汽车前进方向相反，阻 碍汽车行驶；而下坡时与前进方向相同，助推汽车行驶。
2、纵坡一般值（不限长度纵坡） 小客车能以平坦地形路段小客车的平均行驶速度匀速 上坡 普通载重车能以设计速度的1/2速度上坡（匀速）
汽车在大于不限长度的纵坡上行驶，必然减速，减速 值的大小不仅与坡度大小有关，也V＝与V0＝.5其VV平d长（均 设度计有速关度），需 要研究汽车的动力性能、爬坡过程中速度与坡度大小 及坡长的关系。
距离（m） 标准载重车（120kg/kw）加速行驶速度－距离曲线图（上、下坡）
七、平均纵坡
平均纵坡：一定长度的路段纵向所克服的高差与路线长度之比
它是衡量纵面线形质量的一个重要指标
ip
H L
1、限制平均纵坡的意义
水 平 距 离
4、关于设计标高
（1）新建公路设计标高 高速公路和一级公路的设计高程以中央分隔带的外侧边 缘标高为基准
二、三、四级公路采用路基边缘高程（在设置超高、 加宽地段为设超高、加宽前该处边缘高程）
（2）改建公路的设计高程 一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采 用行车道中线处的高程。
公路勘测设计 纵断面设计
《公路勘测设计》
三、公路竖曲线设计
(一)竖曲线设计基本知识
1、纵断面上相邻两条纵坡线相交的转折处，为了行车
平顺用一段曲线来缓和，这条连接两纵坡线的曲线叫竖曲 线。
2、为方便设计和计算，竖曲线的形状一般采用二次 抛物线形式。
《公路勘测设计》
三、公路竖曲线设计
3、转坡角
纵断面上相邻两条纵坡线相交形成转坡点，其相交角 用转坡角表示。
Q
l
xA
h
Y L
TB M
O E ω t
xB
i2
B
X
《公路勘测设计》
三、公路竖曲线设计
2、竖曲线曲线长： L = Rω
3、竖曲线切线长：
T=
TA
=TB
≈
L/2
= R
2
4、竖曲线的外距： E = T 2
2R
5、竖曲线上任意点至相应切线的距离： y x2
2R
式中：x —为竖曲任意点至竖曲线起点（终点）的距离, m；
R—为竖曲线的半径，m。
《公路勘测设计》
三、公路竖曲线设计
(三)竖曲线的最小半径 1、竖曲线最小半径的确定
（1） 凸形竖曲线极限最小半径确定考虑因素： 缓和冲击； 经行时间不宜过短； 满足视距的要求。
《公路勘测设计》
三、公路竖曲线设计
（2）凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素 缓和冲击； 前灯照射距离要求； 跨线桥下视距要求； 经行时间不宜过短。
《公路勘测设计》
二、纵坡及坡长设计
2、最大纵坡、最小纵坡和坡长限制 （1）最大纵坡
最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡 度值。
①确定最大纵坡应考虑的因素 （ⅰ）汽车的动力性能； （ⅱ）公路等级； （ⅲ）自然因素。
三、公路竖曲线设计
(一)竖曲线设计基本知识
1、纵断面上相邻两条纵坡线相交的转折处，为了行车
平顺用一段曲线来缓和，这条连接两纵坡线的曲线叫竖曲 线。
2、为方便设计和计算，竖曲线的形状一般采用二次 抛物线形式。
《公路勘测设计》
三、公路竖曲线设计
3、转坡角
纵断面上相邻两条纵坡线相交形成转坡点，其相交角 用转坡角表示。
Q
l
xA
h
Y L
TB M
O E ω t
xB
i2
B
X
《公路勘测设计》
三、公路竖曲线设计
2、竖曲线曲线长： L = Rω
3、竖曲线切线长：
T=
TA
=TB
≈
L/2
= R
2
4、竖曲线的外距： E = T 2
2R
5、竖曲线上任意点至相应切线的距离： y x2
2R
式中：x —为竖曲任意点至竖曲线起点（终点）的距离, m；
R—为竖曲线的半径，m。
《公路勘测设计》
三、公路竖曲线设计
(三)竖曲线的最小半径 1、竖曲线最小半径的确定
（1） 凸形竖曲线极限最小半径确定考虑因素： 缓和冲击； 经行时间不宜过短； 满足视距的要求。
《公路勘测设计》
三、公路竖曲线设计
（2）凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素 缓和冲击； 前灯照射距离要求； 跨线桥下视距要求； 经行时间不宜过短。
《公路勘测设计》
二、纵坡及坡长设计
2、最大纵坡、最小纵坡和坡长限制 （1）最大纵坡
最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡 度值。
①确定最大纵坡应考虑的因素 （ⅰ）汽车的动力性能； （ⅱ）公路等级； （ⅲ）自然因素。
道路纵断面设计
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２.１ 概述
• ３. 注重路线平面和纵断面设计的配合 • 为设计方便,路线平面设计和纵断面设计一般是分开进行的,但必须注
意平面设计和纵断面设计要互相配合,设计中要发挥设计人员对平、 纵组合的空间想象力,否则,不可避免地会在技术上、经济上和美学上 产生缺陷.
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２.２ 道路纵断面设计
• 汽车沿陡坡行驶时,因升坡阻力增加而需要增大牵引力,从而降低车速, 若长时间爬陡坡,不但会引起汽车水箱沸腾、气阻,使行驶无力以至发 动机熄火,驾驶条件恶化,而且在爬陡坡时汽车的机件磨损也将增大.因 此,应从汽车爬坡能力考虑对最大纵坡加以限制.与上坡相比,汽车下坡 时的安全性更为重要.
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任务二 道路纵断面设计
• 2.1 概述 • 2.2 道路纵断面设计 • 2.3 道路平、纵线形组合设计 • 2.4 爬坡车道设计 • 2.5 纵断面设计方法和成果
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２.１ 概述
• 路线纵断面是沿着道路中线竖直剖切然后展开得到的断面,如图２-１ 所示.反映路线在纵断面上的形状、位置及尺寸等的图形叫作路线纵 断面图.把道路的纵断面图与平面图、横断面图结合起来,就能完整地 表达出道路的空间位置和立体线形.
• 在进行具体路线纵断面设计时,应先弄清楚以下几个问题: • １. 对路基设计高程的规定
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２.１ 概述
• (１)公路纵断面上的设计标高即指路基设计标高(包含路面厚度).新建 公路的路基设计标高:高速公路和一级公路宜采用中央分隔带的外侧 边缘标高;二级公路、三级公路、四级公路宜采用路基边缘标高,在设 置超高、加宽路段为设超高、加宽前该处边缘标高.改建公路的路基 设计标高:宜按照新建公路的规定执行,也可以视具体情况而采用中央 分隔带中线或行车道中线处标高.
２.１ 概述
• ３. 注重路线平面和纵断面设计的配合 • 为设计方便,路线平面设计和纵断面设计一般是分开进行的,但必须注
意平面设计和纵断面设计要互相配合,设计中要发挥设计人员对平、 纵组合的空间想象力,否则,不可避免地会在技术上、经济上和美学上 产生缺陷.
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２.２ 道路纵断面设计
• 汽车沿陡坡行驶时,因升坡阻力增加而需要增大牵引力,从而降低车速, 若长时间爬陡坡,不但会引起汽车水箱沸腾、气阻,使行驶无力以至发 动机熄火,驾驶条件恶化,而且在爬陡坡时汽车的机件磨损也将增大.因 此,应从汽车爬坡能力考虑对最大纵坡加以限制.与上坡相比,汽车下坡 时的安全性更为重要.
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任务二 道路纵断面设计
• 2.1 概述 • 2.2 道路纵断面设计 • 2.3 道路平、纵线形组合设计 • 2.4 爬坡车道设计 • 2.5 纵断面设计方法和成果
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２.１ 概述
• 路线纵断面是沿着道路中线竖直剖切然后展开得到的断面,如图２-１ 所示.反映路线在纵断面上的形状、位置及尺寸等的图形叫作路线纵 断面图.把道路的纵断面图与平面图、横断面图结合起来,就能完整地 表达出道路的空间位置和立体线形.
• 在进行具体路线纵断面设计时,应先弄清楚以下几个问题: • １. 对路基设计高程的规定
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２.１ 概述
• (１)公路纵断面上的设计标高即指路基设计标高(包含路面厚度).新建 公路的路基设计标高:高速公路和一级公路宜采用中央分隔带的外侧 边缘标高;二级公路、三级公路、四级公路宜采用路基边缘标高,在设 置超高、加宽路段为设超高、加宽前该处边缘标高.改建公路的路基 设计标高:宜按照新建公路的规定执行,也可以视具体情况而采用中央 分隔带中线或行车道中线处标高.
道路纵断面设计的主要内容
道路纵断面设计的主要内容
1. 纵坡设计：确定道路纵坡的变化规律，使道路能够顺利排水和提供合适的水平净空距离，确保车辆安全行驶。
纵坡设计还需要考虑土壤稳定性、便于排水和排泥、降低耕地损失等因素。
2. 纵断面曲线设计：根据道路设计标准和交通要求，设计合适的曲线，以提供行车的平稳度和安全性。
常见的曲线形状包括圆曲线、抛物线、混合曲线等。
3. 纵断面宽度设计：根据道路等级、交通流量和车速等因素，确定道路纵断面的宽度，以满足车辆通过和安全需求。
道路宽度设计还需要考虑路肩、人行道、自行车道等附属设施的需求。
4. 路堤和路基设计：根据地面地形和地质条件，设计合适的路堤和路基高度和形状，以提供道路稳定性和排水功能。
路堤和路基的设计还需要考虑土壤的稳定性和加固措施。
5. 路面结构设计：确定道路的路面结构，包括路基、基层、面层等材料的选择和厚度设计，以满足预期的使用寿命、承载能力和驾驶舒适度。
6. 边坡设计：根据路段的地形和地质条件，设计合适的边坡形状和坡度，以保证边坡的稳定性和防止坡体滑动或塌落。
7. 排水设计：确定道路纵断面的排水系统，包括沟渠、排水管道、坡面排水设施等，以确保道路干燥、无积水，并防止水流对道路结构的破坏。
总之，道路纵断面设计是为了确保道路的交通功能、安全性和持久性，需要综合考虑地形、地质条件、交通需求和环境影响等因素，以制定合理的设计方案。