纵断面最小坡长
纵坡设计的一般规定与要求
纵坡设计的一般规定与要求一、纵坡设计的一般要求1．纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》中的各项规定。
2．为保证汽车能以一定的车速安全舒顺地行驶，纵坡应具有—定的平顺性，起伏不宜过大及过于频繁。
尽量避免采用极限纵坡值．缓和坡段应自然地配合地形设置，在连续采用极限长度的陡坡之间，不宜插入最短的缓和坡段，以争取较均匀的纵坡。
垭口附近的纵坡应尽量放缓一些。
连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡。
3．纵坡设计时，应对沿线的地形、地质、水文、气候等自然条件综合考虑，根据不同的具体情况妥善处理，以保证公路的畅通和稳定。
4．地下水位较高的平原微丘区和潮湿地带的路段，应满足最小填土高度的要求，以保证路基稳定。
5．纵坡设计在一般情况下应考虑填挖平衡，并尽量利用挖方运作就近路段填方，减少借方和废方，以降低工程造价。
民间运输工具、农业机械、农田水利等方面的特殊要求。
(一)最大纵坡最大纵坡是指各级公路容许采用的最大坡度值，它是公路纵断面设计的重要控制指标。
1．确定最大纵坡应考虑的因素(1) 汽车的动力特性：要根据公路上主要行驶车辆的牵引性能确定。
在一定的行驶速度条件下确定(2) 公路等级愈高，要求行车速度愈快，但从汽车的动力特性可知其爬坡能力愈低，因此不同等级的公路有不同的最大纵坡值。
(3)自然因素：公路所经地区的地形、气候、海拔高度等自然因素，对汽车行驶条件和爬坡能力也有很大的影响。
2．最大纵坡的确定最大纵坡的确定主要取决于汽车的动力性能、公路等级和自然因素，但另一方面还必须保证行车安全。
高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时．经技术经济论证合理．最大纵坡可增加1％。
在非汽车交通比例较大的路段，可根据具体情况将纵坡适当放缓，平原、微丘区一般不大于2％~3％；山岭、重丘区一般不大于4％~5％。
小桥涵处的纵坡可按表1-3-1的限值设计，但大、中桥上的纵坡不宜大于4％，桥头引道纵坡不大于5％；位于城镇附近非汽车交通量较大的路段，桥上及桥头引道纵坡均不得大于3％；紧接大、中桥桥头两端的桥头引道纵坡应与桥上纵坡一致。
公路设计 纵断面设计 坡度、坡长的应用及竖曲线半径的选取及设计高程的计算
五、纵坡设计的一般要求（P139）
1、纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》中的各项 规定。
2、为保证汽车能以一定的车速安全舒顺地行驶，纵坡 应具有一定的平顺性，起伏不宜过大及过于频繁。 尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不 宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓和坡段。 连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。越岭线 垭口附近的纵坡应尽量放缓一些。
（一）坡长限制 坡长－－指变坡点与变坡点之间的水平长度。
坡长
➢坡长限制，主要是对较陡纵坡的最大长度和一 般纵坡的最小长度加以限制。
最小坡长限制：任何路段 最大坡长限制：陡坡路段
1．最小坡长限制 :
（1）规定最小坡长的原因
①纵断面上若变坡点过多，纵向起伏变化频繁影响了行车的 舒适和安全；
②相邻变坡点之间的距离不宜过短，以便插入适当的竖曲线 来缓和纵坡的要求，同时也便于平、纵面线形的合理组合与 布置。
最大纵坡（％）
3
456 7 8
9
➢ 设计速度为120km/h、100km/h、80km/h的高速公路受地 形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证合理，最大纵 坡可增加1％。
➢ 公路改建中，设计速度为40km/h、30km/h、20km/h的利 用原有公路的改建路段，经技术经济论证合理，最大纵坡可增 加1%。
(3) 自然因素：海拔高程、气候（积雪寒冷等）。 ➢ 纵坡度大小的优劣： 坡度大，行车困难，上坡速度低，下坡较危险。 山区公路可缩短里程，降低造价。
2．最大纵坡的确定
我国《公路工程技术标准》规定各级公路的最大纵坡 规定如表3-9所示。
最大纵坡
表3-9
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。
公路勘测设计 3纵断面
四、公路平、纵线形(xiàn xínɡ)组合
2、公路(gōnglù)平、纵线形组合设计
（1）组合(zǔhé)原则 1）保持视觉的连续性。
2）保持平、纵线形的技术指标大小应均衡
3）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排
水和行车安全
4）注意与周围环境相配合
（2）组合方式 1）平曲线和竖曲线组合
绘出平面直线和平曲线的位置(wèi zhi)、转向并注明平曲线 有关资料 ; 7）纵坡和竖曲线确定后，将设计线变坡点处的竖曲线
绘出，并注明纵坡度、坡长 ,在各竖曲线范围内分别 注明各竖曲线的基 本要素 ; 8）填注资料表中的内容及其它各有关资料。
第二十七页，共36页。
六、纵断面设计(shèjì)成果
7）沿线跨越河流名称、桩号、现有水位及最高洪水位；
8）水准点位置、编号和高程
9）断链桩位置、桩号及长短链关系。
第二十五页，共36页。
六、纵断面设计(shèjì)成果
）绘制(huìzhì)纵断面设计图的步骤
1）按一定的比例(bǐlì)，在毫米方格图纸上标出与本图适应的
横向和纵向坐标，横向坐标标出百米桩号，纵向坐标 标出整十米高程； 2）在坐标系中按水准测量提供的各桩号地面高程与相应 的桩号配合点绘各桩号地面点，并将各地面标高点用 直线依次连接，成为纵断面图的地面线；
在其后面是否还能接 7% 的陡坡？坡长最长为多少？
3. 填满所有空格（路肩宽 a=0.75m, 路面宽 b=7m ，路
拱坡度 2%，路肩坡度 =3% ，超高横度 =6%；
第三十页，共36页。
桩号
ZHk2+094.68
+100
+120 Hyk2+134.68
路线纵断面线形组成分析 路线纵断面坡长限制
表4 城市道路纵坡长度限制
设计速度（km/h）
80
60
50
40
纵坡坡度（%）
5 5.5 6 6.5 7 6 6.5 7 6.5 7 8
纵坡长度限制（m） 600 500 400 350 300 350 300 250 300 250 200
路线纵断面最小坡长限制：任何路段。 路线纵断面最大坡长限制：陡坡路段。
《标准》规定，各级公路最短坡长不应小于2.5Vm。
城市道路最小坡长按表2选用。
表1 最小坡长
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
一般值
400
350
250 200 160
130
80
最短坡长（m）
最小值
300
250
200 150 120
100
60
表2 城市道路最小坡长
设计速度（km/h）
–
–
–
700 800 900 1000 1100 1100 1200
–
600 700 800 900 900 1000
–
–
500 600 700 700 800
–
–
–
–
500 500 600
–
–
–
–
300 300 400
–
–
–
–
–
200 300
–
–
–
–
–
–
200
路线纵断面最大 坡长限制
城市道路最大坡长按表4选用。
80
60
50
40
30
20
最短坡长（m）
纵坡设计的一般规定与要求
纵坡设计的一般规定和要求一、纵坡设计的一般要求1．纵坡设计必需满足《公路工程技术标准》中的各项规定。
2．为保证汽车能以确定的车速平安舒顺地行驶，纵坡应具有—定的平顺性，起伏不宜过大及过于频繁。
尽量避开接受极限纵坡值．缓和坡段应自然地协作地形设置，在连续接受极限长度的陡坡之间，不宜插入最短的缓和坡段，以争取较匀整的纵坡。
垭口旁边的纵坡应尽量放缓一些。
连续上坡或下坡路段，应避开设置反坡。
3．纵坡设计时，应对沿线的地形、地质、水文、气候等自然条件综合考虑，依据不同的具体状况妥当处理，以保证公路的畅通和稳定。
4．地下水位较高的平原微丘区和潮湿地带的路段，应满足最小填土高度的要求，以保证路基稳定。
5．纵坡设计在一般状况下应考虑填挖平衡，并尽量利用挖方运作就近路段填方，削减借方和废方，以降低工程造价。
民间运输工具、农业机械、农田水利等方面的特殊要求。
(一)最大纵坡最大纵坡是指各级公路容许接受的最大坡度值，它是公路纵断面设计的重要限制指标。
1．确定最大纵坡应考虑的因素(1) 汽车的动力特性：要依据公路上主要行驶车辆的牵引性能确定。
在确定的行驶速度条件下确定(2) 公路等级愈高，要求行车速度愈快，但从汽车的动力特性可知其爬坡实力愈低，因此不同等级的公路有不同的最大纵坡值。
(3)自然因素：公路所经地区的地形、气候、海拔高度等自然因素，对汽车行驶条件和爬坡实力也有很大的影响。
2．最大纵坡的确定最大纵坡的确定主要取决于汽车的动力性能、公路等级和自然因素，但另一方面还必需保证行车平安。
高速公路受地形条件或其他特殊状况限制时．经技术经济论证合理．最大纵坡可增加1％。
在非汽车交通比例较大的路段，可依据具体状况将纵坡适当放缓，平原、微丘区一般不大于2％~3％；山岭、重丘区一般不大于4％~5％。
小桥涵处的纵坡可按表1-3-1的限值设计，但大、中桥上的纵坡不宜大于4％，桥头引道纵坡不大于5％；位于城镇旁边非汽车交通量较大的路段，桥上及桥头引道纵坡均不得大于3％；紧接大、中桥桥头两端的桥头引道纵坡应和桥上纵坡一样。
纵坡介绍
\
纵坡坡度（%）
120
100
80
60
40
30
20
3
900
1000
1100
1200
-
-
-
4
700
800
900
1000
1100
1100
1200
5
-
600
700
800
900
1000
1000
6
-
-
500
600
700
700
800
7
-
-
-
-
500
500
600
8
-
-
-
-
300
300
400
9
-
-
-
-
-
2003Βιβλιοθήκη 010标准为了确保汽车的动力特性和安全正常，我国对道路的最大纵坡、坡长都作了具体规定。
在一级公路、高速公路上，为确保主线车道车辆的正常行驶，我国规定的最大纵坡为3%(山岭重丘区4—5%)，这是根据小汽车用正常速度，载重汽车用0.5设计速度可以爬上去的条件设定的。当规定的纵坡条件很难满足，交通量又大时，可采用设置专门的爬车坡道。我国规定当纵坡大于4%时，可设置爬坡车道(设在右侧)，宽度一般为3.5米，其长度为500米，专供大卡车及爬坡性能差的车辆使用。
纵断面设计竖曲线
0.90
切线高程 HT = H1 + i1（ Lcz - BPD） = 427.68 + 0.05×(5000.00 - 5030.00)
= 426.18m 设计高程 HS = HT - y1 = 426.18 - 0.90=425.18m （凸竖曲线应减去改正值）
K5+100.00：位于下半支
①按竖曲线终点分界计算：
横距x2= Lcz – QD = 5100.00 – 4940.00＝160m
竖距
y2
x22 2R
1602 6.40 2 2000
切线高程 HT = H1 + i1（ Lcz - BPD）
= 427.68 + 0.05×(5100.00 - 5030.00)
= 431.18m 设计高程 HS = HT – y2 = 431.18 – 6.40 = 424.78m
设3、计。坡长限制
大于i1为陡坡，汽车减速行驶，初速为V1，终速不低于V2，大于i2 的纵坡要限制其长度。 （1）最小坡长的限制
小坡长限制主要是指从汽车行驶平顺陛、路容美观、相邻竖曲线 设置、纵面视距等考虑．通常以计算行车速度9～15s的行程作为规 定值。《标准》规定值见表
（2）最大坡长限制 当汽车在坡道上行驶，车速下降到最低容许速度时所行驶的距离
路线纵断面图构成：
地面线：根据中桩点的高程绘的一条折线； 设计线：路线上各点路基设计高程的连线。 变坡导线：变坡点间的连线
一、纵断面设计的一般要求
1、满足设计标准 2、尽量避免使用极限值 3、纵断面和地形协调 4、填挖平衡 5、满足最小填土高度和排水要求 6、桥头和交叉口处应该平缓 7、考虑通道和农田的要求
K5+100.00：位于下半支
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第三章纵断面设计
第一节概述第二节纵坡及坡长设计
教学内容：1.初步了解纵断面图的内
容；
2.理解公路最大、最小纵坡和最大、最小坡长确定所考虑的因素，在纵断面设计中能正确运用最大（小）纵坡、最大（小）坡长、平均纵坡、合成纵坡及缓和坡段、纵坡折减等
重点：《标准》对公路最大、最小纵坡和最大、最小坡长的确定及考虑的因素。
难点：最大（小）纵坡、最大（小）坡长、平均纵坡、合成纵坡、缓和坡段。
第一节概述
路线纵断面图：沿着公路中线竖直剖切然后展开即为公路的纵断面。
纵断面图是公路纵断面设计的主要成果，也是公路设计的重要技术文件之一。
把公路的纵断面图与平面图结合起来，就能准确地定出公路的空间位置。
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。
纵断面设计的主要任务：根据汽车的动力特性、公路等级、地形、地物、水文地质，综合考虑路基稳定、排水以及工程经济性等，研究纵坡的大小、长短、竖曲线半径以及与平面线形的组合关系，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。
路线纵断面图的构成：
纵断面图上由两条主要的线和文字资料两部分构成；
（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，反映了沿着中线地面的起伏变化情况；
（2）设计线：路线上各点路基设计高程的连续线，是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线，反映了公路路线的起伏变化情况；
纵断面设计线是由直线和竖曲线两种线形要素所组成。
直线（即均坡度线）有上坡和下坡，是用水平长度及纵坡度表示的。
纵坡度i表征匀坡路段
坡度的大小，用高差h与水平长度l之比量度，即
(%)
l
h
i
路线纵断面图上的标高：
（1）设计标高，即路基设计标高，《规范》规定如下：
1、新建公路的路基设计标高：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、四级公路采用路基边缘标高，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边
缘标高。
2、改建公路的路基设计标高：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标高。
第二节纵坡及坡长设计
一、最大纵坡、最小纵坡和坡长限制
（一）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。
纵坡大小的取值必须要通过全面分析，综合考虑后合理确定。
1.确定最大纵坡应考虑的因素
（1）汽车的动力性能：考虑公路上行驶的车辆，按汽车行驶的必要条件和充分条件来确定。
（2）公路等级：不同的公路等级要求的行车速度不同；公路等级越高、行车速度越大，要求的纵坡越平缓。
（3）自然因素：公路所经过的地形、海拔高度、气温、雨量、湿度和其它自然因素，均影响汽车的行驶条件和上坡能力。
2.最大纵坡的确定
最大纵坡是公路纵断面设计的重要控制指标，特别是在山岭区，纵坡的大小直接影响到路线的长短、使用质量、运输成本和工程造价。
最大纵坡是各级公路纵坡限制值，只有在山岭区路线特别困难时采用。
我国《公路工程技术标准》规定的各级公路最大纵坡值如
下：
（1）高原纵坡
在海拔3000米以上的高原地区，因为空气稀薄而使汽车输出功率降低，相应降低了汽车的爬坡的性能；此外，在高原地区行车，大气压强低水箱易开锅；所以，各级公路的最大纵坡应按下表的规定折减；最大纵坡折减后，如小于4%时，仍采用4%。
（2）桥梁隧道纵坡
大、中桥上的纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%；位于市镇附近非汽车交通量较大的地段，桥上及桥头引道纵坡均不得大于3%；小桥涵纵坡随路线。
隧道内的纵坡不应大于3%，并不得小于0.3%；独立的明洞和长度小于50米的隧道可不受上述限制。
（3）非汽车交通量较大的路段纵坡
非汽车交通量较大的路段纵坡，应根据具体情况将纵坡放缓；平原微丘区一般不大于2%—3%，山岭重丘区一般不大于4%—5%。
(二)最小纵坡
为使公路上行车快速、安全和畅通，希望公路纵坡设计的小一些，但是，在长路堑低填方以及其它横向排水不畅通的地段，防止积水渗入路基而影响其稳定，规定各级公路的长路堑路段、以及其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡。
当必须设计水平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，边沟排水设计应与纵坡设计一起综合考虑，其边沟应作纵向排水设计。
(三)坡长限制
坡长限制包括最小坡长和最大坡长两个方面的内容。
1.最大坡长的限制
最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。
纵坡越陡，坡长越长，对行车的影响越大。
《标准》对各级公路不同陡坡的最大坡长均进行了限制，如下表。
各级公路纵坡长度限制值表
2.陡坡组合坡长
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；其连续陡坡最短坡长应大于规范规定最小坡长。
例：某三级公路，第一坡段纵坡度为7%，长度为200m，第二坡段纵坡度为6%，长度为200m，若第三坡段采用4%的坡度，其坡长最多可设多长？
解；第一坡段占坡长限制的2/5（200/500）；第二坡段占坡长限制的2/7（200/700）；则第三坡段可设置：（1－2/5－2/7）×1100 = (31.43/ 100)×1100=345.71m。
3.最小坡长限制
最小坡长的限制主要是从汽车行驶的平顺性的要求考虑。
最小坡长通常以设计行车速度行驶9～15s的行程作为规定值。
《标准》规定，各级公路最短坡长如表所示。
二、缓和坡段
当陡坡长度达到限制坡长时，应安排一段缓坡，用以恢复在陡坡上降低的速度。
缓和坡段的作用主要是为了改善汽车在连续陡坡上行驶的紧张状况，避免汽车长时间低速行驶或汽车下坡产生不安全因素。
不同等级的公路其缓和坡度不同，对于越岭公路《标准》规定缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应不得小于最小坡长要求。
三、平均纵坡
平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差与该路段长度的比。
平均纵坡是衡量路线线形设计质量的重要指标之一。
平均纵坡与坡道长度有关，还与相对高差有关。
《标准》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200m ～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%。
并注意任意连续3km 路段的平均纵坡不宜大于
5.5% 。
四、合成坡度
合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。
合成坡度可按矢量关系或勾股定理关系导出：
i 合 =22b i i
式中： i 合—合成坡度%；i —公路平曲线处的纵坡%；i b —公路平曲线处的超高横坡度% 。
我国《标准》规定了各级公路的最大容许合成坡度见教材。
当陡坡与小半径平曲线相重叠时，在条件许可的情况下，以采用较小的合成坡度为宜。
特别是在下述情况的合成坡度必须小于 8% ：
1.冬季路面有积雪、结冰地区；
2.自然横坡较陡峻的傍山路段；
3.非汽车交通量比率高的路段。
各级公路的最小合成坡度不宜小于 0.5% 。
在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计成 0% 。
当合成坡度小于 0.5% 时，则应采取综合排水措施，以保证路面排水畅通。