纵断面设计路基设计
第4章纵断面设计
（三）凹形竖曲线最小半径和最小长度
设置凹竖曲线的主要目的是缓和行车时的离心力
Lmin
2．当L>ST:
h1
d12 2R
，则d1
2Rh1
h2
d
2 2
2R
，则d
2
2Rh2
ST d1 d2 2R ( h1 h2 )
R
ST2
2( h1 h2 )
最小长度：
Lmin 2(
S 2
S 2
h1 h2 )2 4
最小半径：
Rmin
Lmin
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 。
山区公路可缩短里程，降低造价。
各级公路最大纵坡的规定（表4-3）
设计速度 （km/h）
120 100 80 60 40 30 20
最大纵坡（%）
345
6
7
8
9
城市道路最大纵坡约为按公路设计速度计算的最大纵坡 减少1%
1. 设计速度为120km／h、l00km／h、80km／h 的高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时， 经技术经济论证，最大纵坡值可增加1％。
最小合成坡度不宜小于0.5%。
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。
3. 合成坡度指标的控制作用 ： 控制陡坡与急弯的重合； 平坡与设超高平曲线的配合问题。
当陡坡与小半径平曲线重合时，在条件许可的情 况下，以采用较小的合成坡度为宜。
▪ 特别是下述情况，其合成坡度必须小于8%。
一、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．为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵 坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。
道路纵断面设计的要求
道路纵断面设计的要求道路纵断面设计是道路设计的重要组成部分，它直接影响到道路的使用性能、行车安全、工程造价和养护维修等方面。
因此，在进行道路纵断面设计时，必须充分考虑各方面的要求和限制，确保设计合理、经济、安全、实用。
一、设计要求1.满足行车安全要求道路纵断面设计应满足行车安全要求，避免车辆在路上出现跳车、侧翻等情况。
为此，应合理设置纵坡和竖曲线，保证车辆在不同路段上的平稳行驶。
2.满足排水要求道路纵断面设计应满足排水要求，防止路面积水和地下水对路基的侵蚀。
为此，应合理设置纵坡和排水设施，确保路面和路基的排水畅通。
3.节约用地道路纵断面设计应尽量减少占用土地，节约用地。
为此，应在满足行车安全和排水要求的前提下，尽量采用较小的纵坡和竖曲线半径，以减少填挖方量和占地面积。
4.与周围环境相协调道路纵断面设计应与周围环境相协调，避免对周围环境和景观造成破坏。
为此，应充分考虑地形、地貌、水文、气候等因素，合理确定道路纵断面设计方案。
5.便于施工和养护维修道路纵断面设计应便于施工和养护维修，降低工程造价和养护维修成本。
为此，应合理确定填挖方量和材料用量，减少施工难度和养护维修工作量。
二、设计限制1.最大纵坡限制为了保证行车安全，道路纵断面设计必须满足最大纵坡限制。
最大纵坡是指车辆在道路上能够正常行驶的最大坡度，一般根据车型、路面类型、交通量等因素确定。
在设计过程中，必须遵守最大纵坡限制，不得随意超出规定范围。
2.最小竖曲线半径限制为了保证行车安全，道路纵断面设计必须满足最小竖曲线半径限制。
最小竖曲线半径是指在竖曲线上车辆能够正常行驶的最小半径，一般根据车型、车速等因素确定。
在设计过程中，必须遵守最小竖曲线半径限制，不得随意缩小规定范围。
3.最小坡长限制为了保证行车安全和路面排水要求，道路纵断面设计必须满足最小坡长限制。
最小坡长是指在同一坡度上车辆能够正常行驶的最小距离，一般根据车型、路面类型等因素确定。
在设计过程中，必须遵守最小坡长限制，不得随意缩短规定范围。
路基、线路平面、线路纵断面、铁路设计、铁路便线讲解
关资料的
图纸，叫
做线路纵
断面图，
如图2—7
所示。
如图2—7 铁路线路纵断面图
第三节 路基和桥隧建筑物
铁路路基是为满足轨道铺设和运营条件而修
建的土工构筑物。路基必须保证轨顶设计标高，
并与桥梁隧道连接组成完整贯通的铁路线路。
路基和桥隧建筑物都是轨道的基础，它们直
接承受轨道的重量，以及机车车辆及其荷载的
又增加了“客运专线”等级，时速200～
350km/h的铁路统称为客运专线，曲线半径一般
在2200m以上。
2．铁路主要技术标准
铁路主要技术标准根据远期动量或国家要求的
年输送能力、客车对数和确定的铁路等级在设计
中综合比选确定。包括：正线数目、牵引种类、
机车类型、牵引质量、限制坡度、最小曲线半径、
机车交路、到发线有效长度和闭塞类型等。
车每一吨重量所摊到的曲线附加阻力值；
R——曲线半径(m)，
ι——列车长度
α——列车长度内平面曲线偏角总和（°）
600——根据试验得出的常数。
我国《铁路线路设计规范》中规定，曲线半径宜
用以下序列值：12000、10000、8000、7000、
6000、5000、4500、4000、3500、3000、2800、
列车平均每单位质量所受到的坡道阻力，叫
做单位坡道阻力（wi），因此，
wi
Q·g·i‰ 1000 Qg
i
（牛/千牛）
这就是说，机车车辆每单位质量，上坡时所
受到的坡道阻力(牛顿数)等于用千分率表示的
这一坡道的坡度值。
简述纵断面设计的方法与步骤。
简述纵断面设计的方法与步骤。
纵断面设计是在指定的路线上根据需要规划、走向、高低及曲率来确
定道路路基横断面形状的一种设计方法。
纵断面设计的方法和步骤主要有：
（1）制定路线：根据道路的走向、地形等因素，制定出最终路线。
（2）根据道路类型确定纵断面参数：确定道路类型，根据道路的类
型确定纵断面的参数，如最长曲率半径、视界要求等。
（3）应用规划基本原则：在制定纵断面时，应该应用一些经验原则，将路面以合理的设计方式布置，以便达到更好的行车效果。
（4）控制曲率半径：该步骤要求路面曲率半径不能不小于规定的曲
率半径，以确保道路安全。
（5）视界设计：该步骤要求在路面处保持视距，同时设置护栏，以
确保行车安全。
（6）断面校核：该步骤要求对断面进行严格的验收，以确保路面的
质量。
公路勘测设计 纵断面设计
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。
公路纵断面
8 公路纵断面8.1 一般规定8.1.1本规定主要适用于各级公路标准横断面的情况。
若高速公路和一级公路的中央分隔带过宽，分离式路基或一般公路的超宽路基等，则公路纵断面和路基设计标高位置，在利于线形设计的要求下，可根据具体情况选用适宜的位置。
8.1.2本条针对路基设计标高与洪水位关系而定，其目的是要求路基高于洪水位某一高度，以保证基本的行车条件。
从路基横断面上看，路基边缘位置最低，故应以路基边缘控制与洪水位的关系。
公路纵断面设计中，以路基设计标高作为路基及相关部分设计的依据，当路基设计标高为路基边缘标高时，两者与洪水位的关系是一致的；若以中央分隔带边缘或路中心线为设计标高，两者将相差一个由路拱横坡(或由超高)引起的高差，在实际设计中，应考虑这个高差的影响。
由于我国幅员辽阔，南北和东西地理环境差别较大，本规范表8.1.2所列设计洪水频率仅针对一般情况，路基边缘标高与地下水位的关系也只作了一般性规定。
在具体设计中，应根据公路所在地区情况，充分考虑水文环境对路基的影响。
若遇特殊地质、地理、气候条件，尚应进行专项水文分析，并采取相应的设计措施。
8.2 纵坡8.2.1 各级公路的最大纵坡主要考虑载重汽车的爬坡性能和公路通行能力。
一般公路偏重于考虑爬坡性能，高速公路、一级公路偏重于考虑车辆的快速安全行驶。
根据交通部公路科学研究所1991年“关于纵坡与汽车运行速度和油耗之间关系研究”实验分析结论及2003年《公路纵坡坡度与坡长限制》专题结论，标准中各级公路的极限纵坡是可以成立的。
但随着纵坡增大，每提高速度1km/h的油耗和每增加一吨货物的油耗是急剧增加的，当纵坡坡度大于7%时尤其突出。
考虑到我国较长一段时间内像解放和东风这类的载重汽车仍占很大比例，所以当汽车交通量较大时，各级公路尽量采用较小的纵坡，最大纵坡应慎用。
8.2.2高原地区公路，随着海拔高度的增加，大气压力、空气温度密度都逐渐减小(见表8.2.2)。
空气密度的减小，使汽车发动机的正常操作状态受到影响，从而使汽车的动力性能受损。
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。
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。
简述纵断面设计的步骤
简述纵断面设计的步骤
纵断面设计是道路工程设计中的一个重要环节，其步骤主要包括以下几个方面：
1. 调查与分析：首先需要对道路所在区域进行调查和分析，了解地形地貌、土壤条件、水文地质情况等。
还需根据交通流量、车速要求等确定设计标准。
2. 确定纵断面线路：根据调查分析结果，确定道路纵向剖面的线路，包括起点、终点和中间控制点。
3. 建立纵断面模型：在道路设计软件中建立纵断面模型，根据设计标准和线路确定道路的纵向剖面示意图。
根据纵向坡度和弯道半径的要求，设计道路的坡度变化和道路曲线。
4. 设计纵断面要素：在纵断面模型中，根据设计要求设置路床宽度、交叉口、过水管、排水设施、路基坡度等要素，确保交通安全和道路使用的可行性。
5. 优化设计：对纵断面模型进行优化调整，确保道路符合设计要求和交通流量需求。
6. 完成设计报告：根据纵断面模型，编写详细的设计报告，包括纵断面的尺寸、标高、线型等信息，以便后续的施工施工。
总之，纵断面设计是道路工程设计的重要环节，通过调查分析、
线路确定、纵断面模型建立、要素设计、优化调整和报告编写等步骤，确保道路纵断面设计的合理性和可行性。
客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计
Ｗ ＥＩ Ｙｏ ｇ —Ｘｉ ｎ — ｎｇ
（ ｈｎ ａ ｗ ｙＥ ｙ ａ ｎ ｉｅｒ ｇＧ ｏ ｐＣ ．Ｌｄ Ｃ ｅ ｇｕ ｉ ｕ ｎ６ ０ ３ ， ｈｎ ） Ｃ ｉａＲ ｉ ａ ｒ ｎＥ ｇｎｅ ｎ ｒｕ ｏ ｔ ， ｈ ｎｄ ，Ｓｃ ａ １０ １ Ｃ ｉａ ｌ ｕ ｉ ｈ
ｐ ｅ ｅ ｔ ｈｅ ｆ ｎ ｔｏ ｎ ｉ ｎ ｆ ａ ｅ ｏ ｈ ｏ ｇｔ ｄ ｎ ｌｓ ｃ ｉｎ ｄ ｓｇ ｆｓ ｂ ｒ ｄ ｎ ｉｃ ｓｅ ｔ ｉ ｏ ｔ ｎ ｓａ ｄ ｒ ｓ ｎ ｓ ｔ ｕ ｃｉｎ ａ ｄ ｓｇ ｉ ｃ ｎｃ ｆｔ ｅ ｌ ｎ ｉｕ ｉ ａ ｅ ｔ ｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｇ ａ ｅ ａ ｄ ｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｉ ｍａｎ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｉ ｏ ｓ ｔｃ ｉａ ｉｔ． ｅ ｈｎ ｃ ｌｇｓｓ
客 运 专线 无 砟轨 道 铁 路 路基 纵 断面 设 计
魏永 幸 料
（ 中铁 二 院工程 集 团有 限责任 公 司 ， 成都 ６ ０ ３ ） １ ０ １
摘要 ： 研究 目的 ： 为有效控制客运专线无砟轨道铁路路基与桥梁 、 隧道连接处 的沉降差异 、 刚度差异 ， 有必要进 行路基纵断面面设计 。本文论 述了路基纵断 面设计 的作用和意义 ， 并讨论 了路基程纵断面设计的 内容 以及技
数量可以适当减少。
关键词 ： 客运专线 ； 无砟轨道 ； 下基 础 ； 沉降控制 ； 线 差异 刚度均匀化 ； 路基纵断面设计
中图 分 类 号 ：２ ２ ３ Ｕ １ ．４ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｌｏ ｇ ｔ ｄ ｎ ｌ ｅ ｔｏ Ｄｅ ｉ ｎ ｎ ｎ ｉｕ ｉ ａ Ｓ ｃ ｉ ｎ ｓｇ ｏ Ｂａ ｌ ｓｌ ｓ Ｔｒ ｃ Ｓ ｂ ｒ ｄ ｏ Ｐａ ｓ ｎ ｅ ｌ ｔｅ ｓ ａ ａｋ ｕ ｇａ ｅ ｆ ｓｅ ｇ ｒ
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纵断面设计：在路线纵断面图上研究路线线位高度 及坡度变化情况的过程。
任务：研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。
依据：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。
2020/4/29
港口机械液压与液力传动
（2）运动黏度
运动黏度是液体动力黏度μ与密度ρ的比值，用υ来表示，
即
运动黏度的法定计量单位是斯（m2／s），记作St。由于 该单位较大，故常采用非法定计量单位cSt（厘斯）来表示， 它们之间的换算关系为
1m2／s=106mm2／s=106cSt
《道路勘测设计》
模块二 液压流体力学基础
《道路勘测设计》
模块七 液压基本回路
港口机械液压与液力传动
2）限压、安全回路
工况：溢流阀手柄较紧，正常情况下无油通过，只有在 超载、制动、行程终了时溢流阀才有油通过。
《道路勘测设计》
模块七 液压基本回路
港口机械液压与液力传动
2）限压、安全回路
工况：溢流阀手柄较紧，正常情况下无油通过，只有在 超载、制动、行程终了时溢流阀才有油通过。
HM油并具有粘滑性，用于各类机床的导轨润滑。
HL油并改善其粘并改善其粘温性，适用于工程机械、农业机械和车辆液压 系统，也适用于寒冷地区作业的液压系统。
水多油少，适用于易燃易爆场合。
港口机械液压与液力传动
我国液压油的标号用油液40℃时的运动黏度平均值 来表示。
例如：牌号为L—HL32号的液压油，就是指这种油 液在40℃时的运动黏度平均值为32cSt。
（3）相对黏度
一般用恩氏粘度计来测定油液的相对黏度。
《道路勘测设计》
模块二 液压流体力学基础
港口机械液压与液力传动
3）黏度与温度的关系
4）黏度与压力的关系 黏度与压力成正比。
影响很小，一般忽略不计。
《道路勘测设计》
模块二 液压流体力学基础
港口机械液压与液力传动
二、液压油的选用
液压油既是传动介质，又兼具冷却、润滑、冲洗、防锈等 作用。
（一）对液压油的使用要求
l.具有适宜的黏度和良好的黏温特性； 2.具有良好的热稳定性和氧化稳定性； 3.具有良好的抗泡沫性和空气释放性； 4.闪点要高，凝点要低；
2020/4/29
《道路勘测设计》
第一节 概 述
• 一、基本概念 • 二、路线纵断面图的构成 • 三、路线纵断面图上的设计标
高——路基设计标高
2020/4/29
《道路勘测设计》
第一节 概 述
一、基本概念
纵断面(vertical)定义：沿着道路中线竖向剖面的展开 后展开在立面上的投影即为路线纵断面——上下起伏。
《道路勘测设计》
第一节 概 述
• 一、基本概念 • 二、路线纵断面图(vertical profile map)的
构成 • 三、路线纵断面图上的设计标高——路
基设计标高(design elevation of subgrade)
2020/4/29
《道路勘测设计》
模块二 液压流体力学基础
港口机械液压与液力传动
一、液压油的主要性质
1. 密度
密度指单位体积液体的质，ρ=m/v，单位为kg/m3。 密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大， 通常忽略不计。一般取液压油ρ=900kg/m 3。
2. 可压缩性
在温度不变的情况下，液体受压力作用而发生体积 缩小的性质。液体的可压缩性虽比钢材大100～150倍 左右，但在实际工程应用中一般不考虑。
L-HFDR
名称
组成与特性
全损耗系统用油 无抗氧剂的精制矿物油，只能用于简单设备或低压系统。
普通液压油
精制矿物油并改善其防锈性和抗氧性，常用于中、低压系统。
抗磨液压油 液压导轨油 高粘度指数液压油
低温液压油 水包油乳化液 油包水乳化液 水-乙二醇液
磷酸酯液
HL油并改善其抗磨性，适用于港口设备等露天、野外作业的高 压系统，以及其它有专门要求的低、中、高压系统。
5.具有良好的抗磨性和防锈性；
6.具有良好的抗乳化性； 7.质量要纯净。
《道路勘测设计》
模块二 液压流体力学基础
港口机械液压与液力传动
（二）液压油的品种
类型
矿 物 油 型 液 压 油
难 燃 型 液 压 液
品种代 号
L-HH L-HL
L-HM L-HG L-HR
L-HV L-HFAE L-HFB L-HFC
第三章 纵断面设计
第一节 概 述（introduction） 第二节 汽车的动力性能（dynamic force） 第三节 纵坡设计（longitudinal gradient design ） 第四节 竖曲线（vertical curve） 第五节 平纵线形组合设计（horizontal vertical alignment coordinated design ） 第六节 纵断面线形设计(vertical alignment design)
港口机械液压与液力传动
《道路勘测设计》
模块二 液压流体力学基础
港口机械液压与液力传动
2）黏度
黏性的大小用黏度来表示。
（1）动力黏度
动力黏度又称绝对黏度，用μ来表示，它反映了液体 接触层间内摩擦力的大小程度。由于μ与力有关，所以 称为动力黏度。动力黏度的单位为Pa·s（帕·秒）。
《道路勘测设计》
模块二 液压流体力学基础
黏度与温度成反比。
（1）油温变化原因
环境温度变化、液压系统发热。
（2）油温变化对系统的影响
若油温升高：油液黏度下降，泄漏增加，油液易氧 化变质。
若油温下降：油液黏度上升，流动阻力增加，易堵 塞狭小孔道。
《道路勘测设计》
模块二 液压流体力学基础
港口机械液压与液力传动
液压油的黏温特性常用黏温指数VI（其值详见有关技术 手册）来表示。VI越大，黏温特性越好。
《道路勘测设计》
模块七 液压基本回路
港口机械液压与液力传动
2）限压、安全回路
工况：溢流阀手柄较紧，正常情况下无油通过，只有在 超载、制动、行程终了时溢流阀才有油通过。
《道路勘测设计》
模块二 液压流体力学基础
3. 黏性 1）黏性的物理本质
液体受外力作用而流动时,由 于液体分子间的内聚力和液体 分子与壁面间的附着力,导致液 体分子间相对运动而产生的内 摩擦力,这种特性称为黏性.