道路交通第四章 城市道路纵断面线型规划设计
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。
第四章城市道路纵断面线形规划设计讲义
道路纵坡
富有挑战的“通天大 道”——张家界天门山盘 山公路。 张家界的天门山盘山 公路，全长10.77公里，海 拔从200米急剧提升到 1300米，大道两侧是悬崖 峭壁，共99个弯，似玉带 环绕，被誉为“天下第一 公路奇观”。对任何机动 车司机来说，都是个巨大 的挑战。
道路纵坡
一、最大纵坡
2. 考虑非机动车行驶的要求 非机动车以自行车为参考对象，一般要求坡度控制在2.5% 以下。
纵断面规划设计
澳大利亚的某段路线，就用了平曲线和竖曲线结合的设计 方式，这样的道路有助于司机行驶时看清前方路况，行驶更加 安全。
纵断面规划设计
纵断面规划设计的一般原则
2、参照城市规划控制标高，与相交道路、街坊、广场和沿 街建筑物出入口有平顺衔接，保证道路两侧街坊和路面雨 水的排除。 3、在保证路基稳定、工程经济前提下，力求设计线与地面 线接近，以减少土石方工程量。 4、在城市滨河地区起防洪堤作用的道路设计标高应在最高 洪水位以上。 5、机动车与非机动车混合行驶的车行道，最大纵坡宜不大 于 3%，以满足非机动车爬坡能力的要求。 6、道路纵断面设计必须满足城市各种地下管线最小覆土深 度的要求。
控制点是指路线起终点、路线交叉口、桥梁顶面或梁底、沿 线重要建筑物地坪以及依据横断面确定的填挖合理点等，这些 点往往在道路设计之前就因它因素而限定了其标高。
JD5 R= Ls=
JD6 R= Ls=
JD5 R=
Ls=
3．确定纵断面设计线：即所谓的“试坡”，俗称拉坡，在标
定全线的各控制点后，即可根据定线的意图，综合考虑有关技 术标准如最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等，以及和断面与平 面线形的组合和土石工程量大致平衡的要求，进行坡度线的设 计。
第4章 城市道路纵断面线形规划设计
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。
城市道路纵断面线形规划设计
2020/11/20
§4-4 纵断面线形规划设计的步骤
纵断面线形设计主要步骤如下：
一、勘测道路中心线的地面线
将平面设计中确定的道路中心线通过现场勘测， 准确移放到地面实际位置上去并埋桩，接着测量各 桩点高程（水准测量），按里程及地形起伏变化的 特征点加桩测记地面标高，最后按规定比例绘出道 路纵断面地面线。
– 在城市滨河地区起防洪堤作用的道路设计 标高应在最高洪水位以上。
– 山城道路应控制平均纵坡P73
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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二、最小纵坡要求
道路最小纵坡是指能适应路面上雨水排除，不 致于造成雨水管道淤塞所必需的最小纵向坡度。 一般应大于或等于0.5%，困难时可大于或等于 0.3%。
一般水平方向1：500——1：1000。 垂直方向1：50——1：100。
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二、标出道路沿线各控制点的标高
在纵坡设计之前，先将全线各控制点标高在图 上示出，作为拉坡（试定纵坡）的参照高度。所 谓控制点是指道路起终点、交叉口、桥梁顶面、 沿线重要建筑物地坪以及依据横断面确定的填挖 合理点等，这些点往往在道路设计之前就因其他 因素而限定了其标高。
第4章 城市道路纵断面线形规划设计
§4-1 概述 §4-2 道路纵坡 §4-3 竖曲线设计 §4-4 纵断面线形规划设计的步骤
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§4-1 概述
道路纵断面线形指道路中心线在垂直水平面方 向上的投影，它反映道路竖向的走向、高程、纵 坡的大小，即道路起伏状况。
• 纵断面规划设计的内容
– 确定沿线纵坡大小及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及桥涵构筑物的高度
第4章 城市道路纵断面线型规划设计2
第4章城市道路纵断面线形规划设计4.1 纵断面规划设计的内容和要求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，所确定的一组由竖向直线和曲线组成的设计。
在纵断面图上表示原地面起伏的标高线称为地面线，地面线上各点的标高称为地面标高（或称黑色标高）。
表示道路中线纵坡设计的标高线称为设计线，它一般多指路面设计线，设计线上各点的标高，成为设计标高（或称红色标高）。
设计线上各点的标高与原地面线上各对应点标高（即高程）之差，称为施工高度或填挖高度。
设计线高于地面线的需填土；低于地面线的需挖土；与地面线重合处可不填不挖。
当设计线为路面纵坡设计线时，确定路基实际施工高度或计算土方量需要考虑路面结构设计厚度及路槽型式、施工方法等予以修正。
从道路纵断面上可看出路线纵向大致的平衡程度与路基土石方填挖平衡概况。
在城市道路上，一般均以道路车道中心线的竖向线型作为基本纵断面。
当道路横断面为有高差的两幅路（俗称两块板）或设有专用的自行车道时，则应分别定出各个不同车行道中心线的纵断面。
当设计纵坡很小，在采用锯齿形边沟排泄路面水的路段，还需作出锯齿形边沟的纵断面设计线。
4.1.1 设计内容道路纵断面设计的主要内容是根据道路性质、类型、交通量和当地气候、地形、水文、土质条件、排水要求以及城市竖向设计要求、地物现状、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；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。
4.1.2 设计要求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。
道路纵断面课件
L
则
P1 P2
L 2Biblioteka R w 2S AP 1 BP 2 P1 P 2
d 1 d 2 Rw w 2
又因为
d 1 d 2
w
r min
2
d1 d2 w
R min
2
s
w
d1
d2
2
w 道路纵断面
第四章 道路纵断面
4-10公路竖曲线最小半径和最小长度
4-11城市道路竖曲线最小半径和最小长度
桩号 K 5 100 . 00 处
横距 x 2 K 5 120 K 5 100 20 m
竖距
h2
x2 2R
20 2 2 2000
0 .1m
切线高程 424 . 08 20 4 % 424 . 88 m
设计高程 424 . 88 道0路. 1纵断面424 . 78 m
第四章 道路纵断面
第四章 道路纵断面
公路等级
设计时速 （km/h)
合成坡度值 （%）
表4-4 各级公路的最大合成坡度
高速公路
一
二
三
四
120 100 80 100 80 60 80 60 40 30 20
10.0 10.0 10.5 10.0 10.5 10.5 9.0 9.5 10.0 10.0 10.0
表4-5 城市道路最大允许合成坡度
将代入， d1 d 2 w
min
2
d1 d2 w
当 min s规定的视距 ，即 w很小，视距可保证
min s, w
2
d1 d 2 即表示设计凸形竖曲线 s
道路纵断面
才能保证视距
第四章 道路纵断面
•
第四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城市道路纵断面线形规划设计对于城市的交通运输系统具有重要意义。
它涉及到城市道路的纵断面线形设计，即道路纵断面的形状和高程的规划设计。
城市道路纵断面线形规划设计的目标是实现交通的安全性、顺畅性和舒适性，同时考虑到城市的地理、环境和地貌特点。
在城市道路纵断面线形规划设计中，需要考虑以下几个因素：1.交通需求：根据道路流量、交通组织方式和交通行为特点，确定道路纵断面的车道数、车道宽度和道路横断面的设计速度等参数。
2.平面布局：根据城市的用地规划和地貌特点，确定道路的位置和走向。
对于城市主干道和次干道，考虑到交通量大和交通组织复杂的特点，需要采用较大的纵断面和更宽的车道。
3.道路横断面：根据道路的功能和位置，明确不同车辆类型的需求，确定道路纵断面的车道数、车道宽度和非机动车和行人的通行条件。
一般来说，城市主干道和次干道的纵断面应包括机动车道、非机动车道和人行道。
4.道路高程：根据城市的地貌特点和交通要求，确定道路的纵断面高程。
在城市道路的纵断面线形规划设计中，要考虑到道路的纵坡和横坡，以确保交通的安全性和舒适性。
一般来说，道路的纵坡应控制在较小的范围内，以克服车辆的重力和风阻等外力。
5.道路绿化：在城市道路的纵断面线形规划设计中，要考虑到道路绿化的需求。
绿化带的设置可以增加道路的美观性和舒适性，同时还可以改善城市的环境质量，减少大气污染和噪音污染。
通过城市道路纵断面线形规划设计，可以实现交通的安全性、顺畅性和舒适性，提高城市的交通效率和居民的出行体验。
同时，它还可以改善城市的环境质量，促进城市的可持续发展。
因此，在城市道路规划设计中，城市道路纵断面线形规划设计是不可或缺的一环。
第四章：城镇道路纵断面的设计(修改)资料
第一节 概 述
三、设计内容
（一）纵坡设计：包括坡度设计和坡长设计；
（二）竖曲线设计：在两条相邻坡度线的交汇处即变坡点处，设 计适当曲率和适当长度的竖向曲线，以缓和坡的变化，保证行车的 平稳和舒适；
（三）视距验算：纵断面上产生视距不足的情况主要在小半径的 凸形曲线处和设置立交桥的凹形曲线路段，在这些地方应进行视距 验算，避免出现视距不足的情况发生；
锯齿形街沟（或称偏沟）就是一种有效方法。
3.设置锯齿形街沟的条件 当道路中线纵坡小于0.3%时，就要采取措施保证路面排
水通畅。所以，《城规》规定：道路中线纵坡度小于0.3% 时，可在道路两侧车行道边缘1m～3m宽度范围内设置锯 齿形街沟。
第四节 锯齿形街沟设计
4.锯齿形街沟的设计
⑴ 设计方法 锯齿形街沟的设计方法就是保持缘石顶面线与道路中线纵坡设计 线平行的条件下，交替地改变缘石顶面线与路面边缘（或平石）之间 的高度，在最低处设置雨水进水口，使雨水口处锯齿形街沟范围内路 面横坡度增大，两雨水口之间分水点处的路面横坡减少，从而使路面 边缘（或平石）的纵坡度增大到0.3%以上，达到纵向排水要求。
第三节 竖曲线
纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车 用一段曲线来缓和，称为竖曲线。竖曲线的形式 可采用抛物线或圆曲线，在使用范围上二者几乎 没有差别，但在设计和计算上，抛物线比圆曲线 更为方便。所以，竖曲线一般采用抛物线者居多。
第三节 竖曲线
一、竖曲线基本要素
y
L
i1
x
x
第三节 竖曲线
四、 坡长限制
1．最短坡长限制
2．最大坡长限制
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城市道路交通规划（上）
第四章城市道路纵断面线型规划设计
第一部分数据
1一般情况下，机动车道的最大纵坡不超过8%。
2适合自行车行驶的道路坡度宜为2.5%以下；
① 适合平板三轮车骑行的纵坡宜为 2% 以下。
② 一般平原城市道路的纵坡应该尽可能的控制在2.5%以下（以非机动车的爬坡能力为主）；
③任意连续3000m长度范围内的平均纵坡坡度不宜大于4.5%
④ 积雪或冰冻地区的快速路最大纵坡不应大于3.5%，其他等级道路最大纵坡不应大于6.0%
3纵坡度数和坡长的关系
纵坡度数越小，设计坡长越长。
呈负相关。
4纵坡限制
① 若坡度大于4%，车速太快容易发生危险，坡长应该有所控制，及适宜短陡坡。
（不限制坡长）并且宜在坡段末尾增加一个不小于1%的缓坡段。
② 若坡长大于5%，需要对坡长限制。
并设置缓和坡段，缓和坡段纵坡不应大于3% 。
③城市干道的缓和坡段不宜小于100m，居住区及其他区干道（支路等级），不宜小于 50m 。
④居住区内道路对于坡度和坡长的要求：
机动车道。
iMax<＝8%。
L<＝200m
非机动车道。
iMax<＝3%。
L<＝50m
人行道。
iMax<＝8%。
5 自然条件对坡度设计的影响
对于高原城市，车辆的有效牵引力常常因为空气稀薄而减少，从而相应降低了汽车的升坡能力。
因此，从道路设计角度考虑，一般容许最大纵坡折减1%。
6 山城地形对平均纵坡的要求
① 越岭路段的相对高差为200~500m的时候，平均纵坡宜为4.5%
② 任意连续3000m长度范围内的平均纵坡度不宜大于4.5%
7 城市道路动车道最大纵坡限制值（了解）
8 非机动车道的纵坡宜小于2.5%。
大于或等于2.5% 时，应该限制坡长。
两竖曲线之间坡度的坡长一般不小于两相邻竖曲线切线长度之和。
当车速在20~50KM/H之间时，坡长不宜小于60~140M 。
9 最小坡度
① 一般希望道路最小纵坡度应该大于或等于0.5%，困难时可大于或等于0.3%。
② 遇到特殊困难，纵坡度小于0.3%时，应该设置锯齿形边沟或者其他排水措施。
（设置锯齿边沟的临界值是 0.3%）
③ 高级路面最小纵坡 0.3%
料石路面最小纵坡0.4
块石路面最小纵坡 0.5
沙石路面最小纵坡0.5
（补充：山区道路排水：山区道路排水曲线往往沿着山坡、冲坳设置，易受到暴雨、山洪冲刷，造成水毁，因此，宜尽可能的在曲线傍山一侧加大边沟或者设置截水沟，将水迅速排走。
）
10转坡角相关知识
定义：由两相交纵坡坡度的代数差求得
W=+ 为凸曲线
W=- 为凹曲线
凸曲线设置的目的在于缓和纵坡转折线，保证行车视距凹曲线设置的目的在于缓和行车时的颠簸与震动。
变坡角w≤0.5%时，可以不设竖曲线。
交叉口相交道路纵坡差不宜小于0.5%
交叉口的对角线坡度不得大于1%
11竖曲线半径
①一般竖曲线半径按照100的整数倍取值
②不同车速时的竖曲线值见下表：
补充：1、一般值为极限值的1.5倍
2、凹形曲线的半径比凸型曲线小
3、设计车速40 时，凹形曲线一般半径大于凸型曲线一般半径
4、“一般半径”以上取值均可，不得取极限半径值。
5、非机动车道的凸曲线半径与凹曲线半径最小值为500m
12 竖曲线的最小长度与竖曲线的连接
两者均要满足3S内的汽车行驶距离即不小于3V.
实际上竖曲线长度不得少于20m
补充：关于竖曲线之间直线的长度
一般来说，竖曲线可以之间连接成复曲线，但是若竖曲线之间要插入一段直线，则其应该满足以下要求：①满足3s内的汽车行驶距离；②至少要比两相邻竖曲线切线长之和要长。
13 纵断面比例尺问题
平面方向1:500~1:1000
立面坡段1:50~1:100
14 道路工程中对纵向线型的补充
① 纵断面上表现原地形起伏的线——标高线
② 城市道路的纵断面设计线为——路面设计线
③ 改建公路的纵断面设计线，通常指路中心线的路基设计线
④ 高速公路一级公路的纵断面设计线，是分隔带外侧边缘的标高线
⑤ 新建公路的路基标高即设计标高
⑥路基是一个平面的概念，公路上除了路基以外还有：边坡、护坡道、边沟；他们的纵向标高都是下降的。
⑦ 雨污水管是重力管，如果道路纵坡过大，为减少管道纵坡便要增加跌水井设备，而且会使最终排水口的标高过低。
第二部分简答填空
1 道路纵断面线型设计的主要内容
① 确定沿线纵坡大小以及坡段长度和变坡点位置
② 选定满足行车技术要求的竖曲线
③ 计算各桩点的施工高度，以及确定桥涵构筑物标高
2 设置最大纵坡需要考虑的因素
① 机动车的爬坡能力；
② 考虑非机动车行驶要求；
③ 考虑自然条件的影响
④ 考虑沿街建筑物与市政工程管线的布置
3 道路排水的方式
①明沟排水——乡镇公路
② 暗式系统——街沟、雨水口、连管、干管、检查井和出水口
③ 混合式系统——城市交通稀少地区或者郊区
4 为什么弯道与陡坡重合处的合成纵坡会小于直线纵坡？（理解）
当汽车在弯道与陡坡相重叠的路上上行驶时，行车条件非常不利。
从道路线性分析来看，小半径的弯道上行车，因弯道内侧行车轨迹半径较道路中心线的半径更小，故弯道内车车行道的圆弧长度较中心线短因而车行道内侧的纵坡就相应的大于道路中线段处的设计纵坡。
这个特点弯道半径越小越明显。
综上分析，为保证汽车在小半径弯道路段上安全而不降速行驶，必须使该处道路的设计坡度比直线允许的最大纵坡有所减少，使得该道路弯道超高的坡段与道路纵向坡度所组成的矢量和，即合成坡度在规定范围内。
5 竖曲线设置的目的
① 凸形竖曲线——缓和纵坡转折线；保证行车视距
（注意：当车辆通过城市桥梁时，由于其上下行车分道，标志清晰，且一般不允许超车，故此采用停车视距）
② 凹形竖曲线——缓和行车颠簸与振动
（注意：当车辆通过下穿铁路或者道路的通道时，凹型竖曲线半径的设置除了应该考虑上述要求外，还要保证桥下视距要求）
6 竖曲线的要素
曲线长度L ；切线长度T ; 外距 E.
7 纵断面线形设计的一般原则
① 保证行车的安全与迅速
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 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，并最少的破坏自然地理环境。
④ 应保证道路两侧街坊和路面上雨水的排出
⑤ 城市滨河地区，往往要求滨河道路起到防洪堤的作用，因此，其路面设计标高应该在最高洪水位之上
⑥ 道路设计线要为城市各种地下管线的埋设提供有力的条件
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。
8 纵断面设计的步骤
① 勘测道路中心线的地面线
具体步骤：平面线型——落实到具体位置——打桩——测定各桩点标高
② 确定道路纵断面的设计线
具体步骤：立面控制点标高——调整坡度、坡向、坡长——确定竖曲线三要素——将直线、竖曲线的重要位置标高与填挖高度标出
③ 绘制纵断面图。