第4章 城市道路纵断面线形规划设计

第四章城市道路纵断面线形规划设计纵断面规划设计的内容道路纵坡竖曲线纵断面线形规划设计第一节纵断面规划设计的内容道路纵断面线形指道路中线在垂直水平面方向上的投影，它反映道路竖向地走向、高程、纵坡的大小，即道路起伏情况。

城市道路的纵断面设计，是结合城市规划要求、地形、地质情况，以及路面排水、工程管线埋设等综合因素考虑，所确定的一组由直线和曲线组成的线形设计。

道路纵断面设计的主要内容是根据道路性质、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（或特征点）的平顺起伏线形。

它具体包括：确定沿线纵坡大小及坡段长度以及变坡点的位置；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。

第二节道路纵坡y最大纵坡y最小纵坡y道路排水第二节道路纵坡道路纵坡指道路中心线（纵向）坡度，坡长则指道路中心线上某一特定纵坡路段的起止长度。

一、最大纵坡1、影响因素一条道路的容许最大设计纵坡，要考虑行车技术要求、工程经济等因素，同时还必须根据道路类型、交通性质、当地自然环境以及临街建筑规划布置要求等，来拟定相应的技术标准。

第二节道路纵坡（1）考虑各种机动车辆的动力要求从对汽车的动力因数的分析可知，当车辆驶上较大的纵坡时，必然要降低车速，增加车流密度。

因此，为了保证一定的设计行车速度，道路的纵坡就不能过大。

在一般情况下，机动车道的最大纵坡多不超过8%。

（2）考虑非机动车行驶的要求根据第一章对自行车爬坡能力的分析，适合自行车骑行的道路坡度宜为2.5%以下；适合平板三轮车骑行的纵坡宜为2%及以下。

我国山城重庆、贵阳等地由于受地形条件限制，道路纵坡均较大。

如重庆市中心区的北区干道最大纵坡达7%以上；贵阳的市区干道中华路、延安路纵坡多在3.5～4.0%以上，甚至达5.1%。

一般平原城市道路的纵坡应尽可能控制在2.5%以下，城市机动车道的最大纵坡宜控制在5%以下。

道路纵坡第二节同时，当纵坡较大时，对坡长也应有所控制。

因为，当纵坡大于2%时，自行车上坡速度会降低。

若纵坡是3%，则上坡速度会降到7～8公里/小时。

根据自行车实际爬坡情况，可以找出一条比较省力的功率—时间曲线，再根据骑车爬坡速度换算成一条坡度与坡长的关系曲线如图:第二节道路纵坡（4）考虑沿街建筑物的布置与地下管道敷设要求纵坡过大，不仅将增加地下管道埋设的困难，如需要增加跌水井的设备，或不必要的管道埋深，而且还会给临街建筑及街坊内部的建筑布置带来不便，并影响街景美观。

因此，选择纵坡最大值，应在干道网规划布局基础上，结合城市规划、管线综合的状况慎重考虑。

第二节道路纵坡3、坡长限制道路纵坡一定时，尚需对陡坡路段的坡长适当限制。

这是因为坡长甚短时，汽车往往可借行驶中原有动能的辅助，不变排挡而升坡；但若坡道过长，则往往需要换挡降速形式来爬坡，结果会增加燃料消耗和机件磨损，并使车流密度加密。

根据一般载重汽车的性能，当道路纵坡大于5%时，需对坡长宜加以限制，并相应设置坡度不大于2～3%的缓和坡段，当城市交通干道的缓和坡段长度不宜小于100m，对居住区道路及其他区干道，亦不得小于50m。

道路纵坡的坡长限制可参见下表:第二节道路纵坡三、道路排水1、排水方式概述城市道路路面排水系统，根据构造特点可以分为明式系统、暗式和混合式三种。

（1）明式系统公路和一般乡镇道路采用明沟排水，在街坊出入口、人行横道处增设一些盖板、涵管等构造物。

明沟可设在路面的两边或一边，也可在车行道的中间。

当道路处于农田区时，边沟要处理好与农田排灌的关系。

第二节道路纵坡（2）暗式系统包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出水口等主要部分。

道路上及其相邻地区的地面水依靠道路设计的纵横坡度，流向车道两侧的街沟，然后顺街沟的纵坡流入沿街沟设置的雨水口，再由地下的连管通到干管，排入附近河流或其他水体中去。

（3）混合式系统这是明沟和暗管相结合的一种形式。

城市中排除雨水可用暗管，也可用明沟。

采用明沟可以降低造价。

但在建筑物密度较高和交通频繁的地区，采用明沟往往引起生产、生活和交通不便，桥涵费用增加，占用土地较多，并影响环境卫生。

因此，这些地区应采用暗式系统。

而在城镇的郊区或其他建筑物密度较小，交通稀少的地区应首先考虑采用明沟。

2、锯齿形街沟道路最小纵坡不应小于0.3%；当遇特殊困难纵坡小于0.3%时，为利于路面雨水的排除，将位于街沟附近的路面横坡在一定宽度内变化，提高街沟的纵坡，使其大于0.3%～0.5%，从而形成锯齿形边沟如图所示.第二节道路纵坡（a）纵断面（b）横断面（c）轴侧图锯齿形街沟示意图锯齿形街沟设计中，首先要确定好街沟纵坡转折点间的距离，以便布置雨水口。

雨水口位置布设的关系因素如右图:图中、分别为雨水口、分水处的侧石高度；为雨水井的间距；为道路中线纵坡；及为锯齿形街沟设计纵坡。

从图中可知分水点距两边的雨水口距离将分别为及。

x L −1h 2h l 中i 1i 2i 锯齿形街沟雨水口布置计算第二节道路纵坡第二节道路纵坡3、山区道路排水坳设置；易于受暴雨，山洪冲刷，造成水毁；因此，宜尽可能在曲线傍山一侧加大边沟或设置截水沟，将水迅速排走；至于曲线内侧的雨水，若流量也较大，则可在水流汇集地点增设跌水井和涵洞，引水从曲线上首路基内侧穿过曲线下首路基排除。

山区道路排水措施示意第三节竖曲线y竖曲线的作用y竖曲线基本要素y竖曲线半径的计算与确定第三节竖曲线一、竖曲线的作用道路纵断面上的设计坡度线，系由许多折线所组成，车辆在这些折线处行驶时，会产生冲击颠簸。

当遇到凸形转折的长坡段处，易使驾驶人员视线受阻；当遇到凹形转折处，由于行车方向突然改变，不仅会使乘客感到不舒服，而且由于离心力的作用，会引起车辆底盘下的弹簧超载。

因此，为了使路线平滑柔顺，行车平稳、安全和舒适，必须在路线竖向转坡点处设置平滑的竖曲线，将相邻直线坡段衔接起来。

竖曲线因坡段转折处是凸形或凹形的不同而分为凸形竖曲线和凹形竖曲线两种:纵断面各转坡点的布置示意凸形转坡点处转坡角与视距的关系第三节竖曲线第三节竖曲线三、竖曲线半径的计算与确定竖曲线设计，关键在半径的选择。

一般而言，应根据道路交通要求、地形条件，力求选用较大半径，至于凸形、凹形竖曲线的容许最小半径值，则分别按视距要求及行车不产生过分颠簸来控制。

1、凸形竖曲线半径凸形竖曲线半径的确定，是以在凸形转坡点，前进的车辆能看清对面的来车、前方的车尾或地面障碍物为原则，按以下两种情况分析：L>S（2）竖曲线长L小于行车容许最小安全视距S的情况，即L<S，见下图：第三节竖曲线L<S当车辆通过下穿道路或铁路的通道时，凹形竖曲线半径的设置除了应考虑上述要求外，还需保证桥下视距要求（见下图）。

若上下行分车道，为停车视距，若双向车辆混用车道时应采用。

汽车通过桥洞时的最小安全视距S 停S S 会S 第三节竖曲线第三节竖曲线一般竖曲线半径应按100的整数倍取设计值。

不同车速时的竖曲线最小半径值如下表所示。

竖曲线半径一般应尽量采用大于竖曲线一般最小半径的数值，其值约为极限最小半径的1.5倍；特殊困难时，应大于或等于极限最小半径值。

3、应用举例【例一】某城市大学园区内主干路，计算行车速度为40km/h。

图中，=326m，=270m，=185m，=1.0%，=3.0%，=3.24%。

试根据给出的坡度、坡长分别求出A、B两转折点处的竖曲线半径及竖曲线各要素。

1l 2l 3l 1i 2i 3i 例一之简图第三节竖曲线第四节纵断面线形规划设计y纵断面线形设计的一般原则y纵断面线形设计步骤第四节纵断面线形规划设计一、纵断面线形设计的一般原则城市道路纵面的线性设计一般要满足以下要求：1.保证行车的安全与迅速。

一般要求路线转折少、纵坡平缓，在纵坡转折处尽可能用较大半径的竖曲线衔接，以适应行车视距与舒适的要求；2.与相交道路、街坊、广场以及沿街建筑物的出入口有平顺的衔接；3.在保证路基稳定、工程经济的条件下，力求设计线与地面线相接近，以减少路基土石方工程量，并最少地破坏自然地理环境。

在地形起伏较大或系主要道路时，应适当拉平设计线，以消除过大纵坡与过多坡度转折，即使这样会增加一些填挖土量和其他工程构筑物工作量，也往往是适当的；第四节纵断面线形规划设计4.应保证道路两侧街坊和路面上雨水的排除。

为此，道路侧石顶面一般宜低于街坊地面和沿街建筑物的地坪标高，在多雨的南方地区更应如此。

当地形复杂，街坊建筑群排水规划方向系背离道路时，则侧石顶面可高于街坊建筑群地面，但应在街坊出入口处增设雨水口（亦称进水井）截流地面雨水。

对可能有渍水的城市用地，尚应注意使道路设计标高距渍水位有足够高度（一般宜≥1.0m），以保证路基的稳定；5.在城市滨河地区，往往要求滨河道路起防洪堤的作用。

因此，其路面设计标高应在最高洪水位以上。

同时，对于同滨河路相衔接的道路，由于其标高也均被提高，故也应协调滨河地区道路之间的坡度与坡长；第四节纵断面线形规划设计6.道路设计线要为城市各种地下管线的埋设提供有利条件。

因此，设计纵坡应综合考虑管线布置的要求，并保证各类管线有必要的最小覆土深度；7.综合纵断面设计线形，妥善分析确定各竖向控制点的设计标高。

对影响纵断面设计线标高、坡度和位置的各竖向控制点：如相交道路的中线标高、城市桥梁的桥面设计标高、铁路平交点处的轨顶标高、沿街重要建筑物的底层地坪标高、滨河路的河流最高洪水位以及人防工程的顶面标高等，在定线时，需要对纵断面线形上的相关控制点综合考虑，一并分析，经统一协调后再具体确定竖向控制点处的设计标高。

第四节纵断面线形规划设计二、纵断面线形设计步骤纵断面线形设计步骤包括：勘测道路中心线的地面线、确定道路纵断面的设计线、计算填挖高度、标明构筑物及有关特征点位置、高程，以及绘制纵断面图等。

1、勘测道路中心线的地面线首先，根据规划拟定的、经道路平面设计确定的路线每一段落的具体走向、转折点坐标、曲线半径，以及直线段与曲线段的衔接等，将图纸上确定的道路中心线通过现场勘测，准确地移放到地面的实际位置上去并埋桩；接着，进行道路中线各桩点的水准测量，并按里程桩号及地面自然地形起伏变化处补设的特征点加桩，测记各桩点地面标高；然后，按规定比例尺在厘米方格纸（或电脑）上绘出地面线。

2、确定道路纵断面的设计线在定设计线前先根据路网规划要求，结合地形、地物现状、排水、工程地质水文条件分析，拟定各立面控制点的标高，并标注在图纸上；然后试定设计纵坡线（习惯上称“拉坡”）。

此过程要求根据纵坡设计的技术要求，注意土石方填挖量的平衡，特别要从沿路两侧街坊竖向规划的土石方综合平衡来考虑整个道路、街坊土石方调配、运输的经济合理性。