纵断面设计技术指标
【道路勘测设计】第四章 纵断面设计(一)
(三)高原纵坡折减 1．高原为什么纵坡要折减？
✓ 在高海拔地区，因空气密度下降而使汽车发动机 的功率、汽车的驱动力降低，导致汽车的爬坡能力 下降。
✓ 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表4-3的规定予以 折减。折减后若小于4%，则仍采用4%。
第三章 纵断面设计
第一节 概 述 纵断面定义：沿着道路中线竖向剖面的展开图即为 路线纵断面。 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。 纵断面设计的任务：研究纵断面线形的几何构成及 其大小与长度。 纵断面设计的依据：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。
1. 理想的最大纵坡i1：是指设计车型（即载重车） 在油门全开的情况下，持续以理想速度V1等速行驶 所能克服的坡度。V1取值，对低速路为设计速度， 高速路为载重车的最高速度。
f
i1
D1
i1=λD1-f
容许速度V2：不同等级的道路容许速度应不同，其 值一般应不小于设计速度的1/2～2/3（高速路取低 限，低速路取高限）。
Lcz-BPDn-1 HT
Hn BPDn
HT
y
in-1
in
Lcz1
HSLcz2
in+1
BPDn-1 Hn-1
3. 逐桩设计高程计算
设计高程： HS = HT ± y
（凸竖曲线取“-”，凹竖曲线取“+”）
其中： y——竖曲线上任一点竖距； y x2 2R
路线纵断面图构成： 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； 设计线：路线上各点路基设计高程的连线。
路线纵断面图构成：
第三章纵断面设计
上式中驱动力 T 为节流阀全开的情况。如果节流阀部分开启时，要对驱动力 T 进行修正。 修正系数用 U 表示，称之为负荷率。即
T U
则汽车的运动方程式为
MT r
MT KAV 2 G U G ( f i) a r 21.15 g
2．汽车的行驶条件 汽车在道路上行驶，当驱动力等于各种行驶阻力之和时，汽车就等速行驶；当驱动力大 于各种行驶阻力之和时，汽车就加速行驶；当驱动力小于各种行驶阻力之和时，汽车就减速 行驶，直至停车。所以，要使汽车行驶，必须具有足够的驱动力来克服各种行驶阻力，即
4
T
即
M k MT n 0.377 MT r r V
(N )
T 0.377
n P MT 3600 T V V
5
(二)汽车的行驶阻力 汽车行驶时需要不断克服运动中所遇到的各种阻力。这些阻力有来自汽车周围空气介质 的阻力，有来自道路的路面不平整和上坡行驶所形成的阻力，也有来自汽车变速行驶时克服 惯性的阻力，分别称之为空气阻力、道路阻力和惯性阻力。 1．空气阻力 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。 由空气动力学的研究和试验可知，汽车在空气介质中运动时所产生的空气阻力 Rw 可以用 下式计算：
M k M T
此时，驱动轮上的转速 n k 为
ni0 i k
n 60 nr
1000
0.377
(km / h)
可以看出，通过变速箱和主传动器的二次降速，其主要目的在于增大扭矩和驱动力以克 服汽车的行驶阻力。 3．汽车的驱动力 把驱动轮上的扭矩 M k 用一对力偶 Ta 和 T 代替， Ta 作用在轮缘上与路面水平反力 F 抗衡， T 作用在轮轴上推动汽车前进，称为驱动力（或称牵引力） ，与汽车行驶阻力 R 抗衡。
【道路勘测设计】第四章 纵断面设计(二)
小纵坡不应低于0.3%～0.5%。 （二）关于最短坡长
坡长不宜过短，以不小于设计速度9秒（2.5V）的行 程为宜。对连续起伏的路段，坡度应尽量小，坡长和竖 曲线应争取到极限值的一倍或二倍以上，避免锯齿形的 纵断面。
一般情况下：竖曲线应选用较大半径为宜。 坡差小时：应尽量采用大的竖曲线半径。 条件受限制时：可采用一般最小值
特殊困难情况下：方可用 极限最小值。 有条件时：宜采用表4-20 规定的满足视觉要求的最 小半径。
（五）关于相邻竖曲线的衔接
同向曲线：相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是 同向凹形竖曲线之间，如直坡段不长应合并为单曲线 或复曲线，避免出现断背曲线。
山区道路的“经济点” 等。
JD5 R= Ls=
JD6 R= Ls=
JD5 R= Ls=
山区道路的“经济点”
3．试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。
JD5 R= Ls=
JD6 R= Ls=
JD5 R= Ls=
4．调整：按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。
R= Ls=
JD6 R= Ls=
JD5 R= Ls=
5、核对：典型横断面核对
核对主要在有控制意义的特殊横断面上进行。
如高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其 它重要控制点的断面等。
其做法是：在纵断面图上直接由厘米格读出相应桩号 的填挖高度，将此值用“路基横断面透明模板”套在相 应横断面地面线上，检查若有填挖过大、坡脚落空、挡 墙过高、桥涵填土不够以及其它边坡不稳现象，则需调 整坡度线.
JD5 R= Ls=
JD6 R= Ls=
(完整版)公路纵断面设计
公路纵断面设计一、概述1.纵断面设计定义沿道路中心线纵向垂直剖切的一个立面。
它表达了道路沿线起伏变化的状况。
道路纵断面设计主要是根据道路的性质和等级，汽车类型和行驶性能，沿线地形、地物的状况，当地气候、水文、土质的条件以及排水的要求，具体确定纵坡的大小和各点的标高。
为了适应行车的要求，各级公路和城市道路中的快速路、主干路及相邻坡度代数差大于1％的其他道路，在纵坡变更处均应设置竖曲线，因而，道路纵断面设计线是由直线和竖曲线所组成。
在纵断面图上，通过路中线的原地面上各桩点的高程，称为地面标高，相邻地面标高的起伏折线的连线，称为地面线。
设计公路的路基边缘相邻标高的连线，称为设计线，设计线上表示路基边缘各点的标高，称为设计标高。
在同一横断面上设计标高与地面标高之差，称为施工高度。
当设计线在地面线以上时，路基构成填方路堤；当设计线在地面线以下时，路基构成挖方路堑。
施工高度的大小直接反映了路堤的高度和路堑的深度。
2.纵断面设计原则2.1设计原则（1）纵坡设计必须符合《公路工程技术标准》中有关纵坡的各项规定，如各级公路的最大纵坡，按排水要求的最小纵坡等。
（2）为保证汽车以一定的车速安全顺利地通过，纵坡应具有一定的平顺性。
（3）对沿线的自然条件，应作通盘研究，依据不同的具体情况分别处理，使公路畅通和稳定。
（4）按路线起伏综合考虑农田水利方面的特殊要求。
（5）在水文条件不良或地下水位很高的路段，应考虑适当的路基高度。
（6）在保证路基的强度和稳定的前提下，争取填挖平衡，节省土石方及其他工程量，降低工程造价。
（7）考虑到今后公路改建时，尽量利用原有路面作为新路面的基层或面层的下层。
（8）纵坡设计应与平面设计密切配合协调。
2.2 城市道路纵断面设计原则除参照公路纵断面设计的原则外，尚须注意下列各点：（1）为使道路两侧街坊地面水的顺利排除，一般应使路缘石顶面标高低于两侧建筑物的地面标高。
（2）要为城市各种地下管线的埋设提供有利条件，并保证人防工程与各类管线有必要的最小覆土厚度。
公路纵断面设计
最小坡长限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑。如果坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏地段产生增重与减重的频繁变化，导致感觉不舒适，车速越高感觉越突出，而且路容美观、相邻两竖曲线的设置和纵断面的视距等也要求坡长不能太短。为使纵断面线形不至于因起伏频繁而呈锯齿形的状况，并便于平面线形的合理布设，应对纵坡的最小长度做出限制。最小坡长通常以设计速度行驶9～15s的行程作为规定值。
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。
根据对山区公路行车的实际调查发现，有时虽然公路纵坡设计完全符合最大纵坡、坡长限制及缓和坡长的规定，但也不能保证行车顺利安全。如果在长距离内，平均纵坡较大，汽车上坡用二挡时间较长，发动机长时间发热，易导致汽车水箱沸腾、气阻；同样，汽车下坡时，频繁刹车，易引起制动器发热，甚至烧毁制动片，加之驾驶员心理过分紧张，极易发生事故。因此，从汽车行驶方便和安全出发，合理运用最大纵坡、坡长限制及缓和坡段的规定，还应控制平均纵坡。
HZK2+253.96
3.75
3.75
0.00
0.08
0.00
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%；
合成坡度考虑的因素
汽车在有合成坡度的地段行驶，若合成坡度过大，当车速过慢或汽车停在弯道上时，汽车可能沿合成坡度的方向产生侧滑；同时若遇急弯陡坡，汽车可能沿合成坡度方向冲出弯道之外而造成事故；此外，当合成坡度较大时，还会造成汽车倾斜、货物偏重，致使汽车倾倒。 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。特别是在下述情况时合成坡度必须小于 8% 。 冬季路面有积雪、结冰地区； 自然横坡较陡峻的傍山路段； 非汽车交通量比率高的路段。
交通工程与实务 纵断面设计
4
合成坡度
纵坡设计的基本要求
纵坡设计满足设计规范规定的各项要求；设计纵坡应该具有一定的平顺性，起伏不宜过大或过于频繁。地下水位较高的平原微丘区，应该满足最小填土高度，保证路基稳定；纵坡设计在一般情况下考虑填挖平衡；
01
对沿线地形、地质、地下管线、水文、气候等条件综合考虑，以保证道路的畅通和稳定。
合成坡度
高速公路最大合成坡度将合成坡度控制在一定范围内，目的是尽可能的避急弯和陡坡的不利组合，防止合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险。
在下面的情况下合成坡度应该小于8%：
添加标题
添加标题
添加标题
非汽车交通比例较高的路段
自然横坡度较陡的傍山道路
冬季路面有积雪，结冰的地区
高原纵坡的折减
我国《公路工程技术标准》规定在海拔3000m以上的高原地区，对最大纵坡进行折减
PART 1
我国规范规定各级道路和城市道路均应在变坡处设计竖曲线，采用二次抛物线的形式。
竖曲线要素的计算
由于在纵断面上只计水平距离和竖向高度，因此竖曲线的切线长和曲线长是其在水平面上的投影。曲线长L=Rωω（坡差）=i2-i1ω>0 凹形竖曲线ω<0 凸形竖曲线切线长
2、平均纵坡
我国《公路工程技术标准》规定，为了合理运用最大纵坡、坡长和缓和坡段：
三、四级公路越岭线的平均纵坡，一般以接近5.5%（相对高差为200m）和5%(相对高差大于500m）为宜；并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5% 城市道路平均纵坡按上述规定减少1.0%
合成坡度指在设置超高的曲线上，道路的纵坡和超高横坡所组成的矢量和。
海拔高度
3000—4000
〉4000—5000
5000以上
纵断面设计-纵坡及坡长
纵断面设计-纵坡及坡长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。
纵坡度表征匀坡路段坡度的大小，用高差与水平长度之比量度，即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。
重载铁路线路平纵断面设计关键参数研究
重载铁路线路平纵断面设计关键参数研究随着社会经济的快速发展，铁路交通的重要性日益凸显。
而铁路线路的设计是保障铁路运输安全和效率的关键。
其中，平纵断面设计是铁路线路设计中的重要环节，其关键参数的研究对保障铁路线路的稳定性和舒适性具有重要意义。
一、引言铁路线路的平纵断面设计是指铁路线路在纵向上的设计，包括路基、沟渠、桥梁、隧道等各个要素的设计。
合理设计平纵断面可以保证铁路线路在运行过程中的稳定性、舒适性和安全性。
二、平纵断面设计的关键参数1. 路基高度：路基高度是指铁路线路与地面的相对高度。
合理选择路基高度可以保证铁路线路的稳定性和排水性能，并减少地质灾害的发生。
2. 路基宽度：路基宽度是指铁路线路的路基横截面宽度。
合理选择路基宽度可以保证铁路线路的稳定性和承载能力。
3. 铁轨高度：铁轨高度是指铁路线路的铁轨与路基表面之间的高度差。
合理选择铁轨高度可以保证铁路线路的舒适性和安全性。
4. 桥梁高度：桥梁高度是指铁路线路上的桥梁底部与路基表面之间的高度差。
合理选择桥梁高度可以保证铁路线路的通航性和安全性。
5. 隧道净高：隧道净高是指铁路线路隧道内部的净高度。
合理选择隧道净高可以保证铁路线路的通行能力和安全性。
三、关键参数的研究方法1. 实地调查：通过对铁路线路的实地调查，获取相关的地质、水文、气象等数据，为关键参数的选择提供依据。
2. 数值模拟：利用数值模拟方法，对不同关键参数进行模拟计算，评估其对铁路线路稳定性和舒适性的影响。
3. 经验总结：通过对已建成铁路线路的经验总结，总结出不同关键参数下的最佳实践，为新线路的设计提供参考。
四、关键参数研究的意义1. 提高铁路线路的运行效率：合理选择关键参数可以减少铁路线路的坡度和曲线半径，提高列车运行速度和运输能力。
2. 保障铁路线路的稳定性：合理选择关键参数可以保证铁路线路的承载能力和稳定性，减少地质灾害的发生。
3. 提升乘车舒适性：合理选择关键参数可以减少列车的颠簸和噪音，提升乘客的舒适感。
4.2 纵断面设计详解
路线纵断面的设计线就是路基边缘各点的连线。
相交之点称为转坡点（变坡点），两转坡点间坡段起伏的大小用纵 坡度表示。
在纵断面图上，通过路基中心线的原地面标高的连线称为地面线。
地面标高：地面线上的各点标高。
设计标高：对于新建公路，设计线所表示的路基各点的标高。在旧 路改建时设计标高系指路面中心线的标高。
➢合成坡度
公路在平曲线地段，若纵向有纵坡并横向有超高时，则最大坡度既 不在纵坡上，也不在横向超高上，而是在纵坡和超高的合成方向上.
在急弯与陡坡相重合时，将由路面上的超高横坡度与纵坡度按 合力方向所构成的最大坡度称为合成坡度，其计算公式如下：
I i2 j2
式中：I—弯道上的合成坡度，%； i—弯道超高横坡度，%； j—弯道上的纵坡度，%。
水平距离之比，用百分率表示，即
i平均
H L
《标准》规定：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％。 任意连续3km路段平均纵坡不应大于5.5％。 城市道路的平均纵坡按上述规定减少1.0%。对于海拔3000m以上 的高原地区，平均纵坡应较规定值减少0.5%～1.0%。
当连续纵坡度超过4%时，应按表4-11限制其坡长。限制的办法是 在规定的长度处设置缓和坡段，缓和坡段的坡度不大于3%，其长度 一般小于100m。
在实际设计纵坡时，有时某一坡段长还未达到限制长度时，需变 换另一坡度，其长度按坡长限制的规定进行折算。
例4-4：某三级公路，设计速度30公里/小时，先设纵坡8%长120 米，接着可设纵坡7%长多少米？
4.2.2.2 最大纵坡度
最大纵坡度是指在设计纵坡时各级公路允许采用的最大坡度值， 它是路线设计中的一项重要控制指标。
《道路勘测设计》14-4-3 纵断面设计
1. 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）
（2）平面直线与竖曲线组合要素
断背曲线
断背曲线的改善
(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 纵断面上：避免能看到纵坡起伏三次以上。
驼峰
波浪形
2. 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。 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平曲线与竖曲线大小应保持均衡 半径：竖曲线半径大约为平曲线半径的10～20倍时 长度：平曲线应稍长于竖曲线 平曲线和竖曲线其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多 而小。一个长的平曲线内有两个以上竖曲线，或一个大的竖曲 线含有两个以上平曲线，看上去非常别扭。
一个平曲线上连续多个竖曲线
②平曲线与竖曲线大小应保持均衡
④平、竖曲线应避免的组合
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。 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。 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。 在长平曲线内，要尽量设计成直坡线，避免设置短的、半径小 的竖曲线。避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线。
(1)应在视觉上能自然引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
(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。 (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)应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。
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纵断面设计技术指标
纵断面设计是道路工程中的重要环节，它是指在道路设计过程中根据地形条件和交通需求，确定道路纵向剖面的宽度、高程和坡度等参数的过程。
纵断面设计直接关系到道路的安全性、舒适性和经济性，因此，合理的纵断面设计技术指标对道路工程的质量和效益至关重要。
一、纵断面设计的基本原则
1. 安全性原则：纵断面设计应保证道路的安全性，避免出现过陡、过陡的坡度，以及急转弯等危险情况。
2. 舒适性原则：纵断面设计应考虑到道路使用者的舒适感，避免过大的坡度变化和颠簸。
3. 经济性原则：纵断面设计应尽量减少工程造价，避免过大的挖填量和土方开挖。
二、纵断面设计的技术指标
1. 车行道设计宽度：根据道路的交通量和车辆类型确定车行道的设计宽度。
一般来说，城市道路的车行道宽度要比乡村道路宽度大。
2. 道路坡度：道路的坡度是指道路纵向剖面的坡度，主要分为上坡、下坡和平坡。
上坡和下坡的坡度应根据车辆行驶的安全性和舒适性
要求确定，一般不超过6%。
平坡的坡度一般不超过3%。
3. 道路横坡：道路的横坡是指道路纵断面横向剖面的坡度，主要分为横坡和纵坡。
横坡的坡度应根据道路的排水条件和车辆行驶的安全性要求确定，一般不超过2%。
纵坡的坡度根据道路的纵向剖面要求确定，一般不超过3%。
4. 路肩宽度：路肩是指道路两侧的辅助部分，一般用于停放车辆和行人通行。
路肩的宽度应根据道路的交通量、车辆类型和路段的特殊要求确定。
5. 排水设施：纵断面设计应考虑到道路的排水问题，避免出现积水和水患。
根据地形条件和降水情况，设计合理的排水沟、雨水口和排水管道等设施。
6. 边坡稳定：边坡稳定是指道路边坡的稳定性，主要考虑边坡的坡度、土质和保护措施等因素。
根据地质条件和施工要求，设计合理的边坡坡度和边坡防护措施，确保道路边坡的稳定性。
7. 绿化带设计：绿化带是指道路两侧的绿化区域，可以提供美化环境、净化空气和保护生态的功能。
根据道路的用途和环境要求，设计合理的绿化带宽度和植被类型。
8. 隧道和桥梁设计：在纵断面设计中，如果遇到河流、山谷或其他特殊地形，需要设计隧道或桥梁。
隧道和桥梁的设计应考虑到地质
条件、交通需求和工程经济性等因素。
纵断面设计技术指标是道路工程中的重要内容，合理的设计指标可以保证道路的安全性、舒适性和经济性。
在实际工程中，设计师应根据具体的地形条件和交通需求，综合考虑各种因素，确定合理的纵断面设计技术指标，为道路工程的顺利实施提供可靠的依据。
同时，纵断面设计也是一个不断改进和优化的过程，需要与时俱进，不断提高设计水平，为人们提供更好的道路出行环境。