第二节、讲义道路纵坡设计
《道路纵坡设计》课件
道路设计的原则和要求
1
流畅性
2
纵坡设计应确保车辆在不同速度下的平
稳行驶，减少交通阻塞和行车时间。
3
安全性
道路设计必须考虑车辆和行人的安全。 合理设置纵坡可以减少事故风险。
舒适性
纵坡过大或过小对驾驶员和乘客的舒适 性都会产生负面影响，应尽量保证平顺 过渡。
纵坡设计的目的和意义
提高交通效率
合理的纵坡设计能够提高交通流畅性，减少能耗和交通拥堵。
山区隧道
山区隧道的纵坡设计需要考虑车辆爬升和下坡的特 殊需求，确保行车安全。
结论和总结
《道路纵坡设计》是道路设计中不可忽视的重要环节。合理的纵坡设计能够提高交通安全、流畅性和舒适性。 通过本课程的学习，希望能为大家提供有价值的知识和实用的方法。
增加道路安全
良好的纵坡设计可以减少事故发生的可能性，提高道路使用者的安全感。
纵坡设计的基本步骤和方法
1
调研和数据收集
收集和评估道路现状数据，包括地形、
确定设计参数
2
交通流量和用地情况。
根据道路等级、水平曲线和交通要求，
确定合适的纵坡参数。
3
进行纵坡设计
根据设计参数和标准，进行纵坡的绘制 和计算。
纵坡设计中会遇到的常见问题
《道路纵坡设计》PPT课 件
欢迎参加今天的《道路纵坡设计》课程！本课程将全面介绍道路纵坡设计的 概述、原则和要求、目的和意义、基本步骤和方法、常见问题，以及案例分 析。让我们坡设计是指在道路设计中考虑纵向坡度的过程。它影响交通安全、舒 适性和可持续性。这一部分将介绍纵坡设计的基本概念和原则。
1 坡度过陡
过陡的坡度会增加车辆滑坡和刹车距离，降低行车安全性。
2 坡度过缓
道路纵断面设计
43
（一）设计方法与步骤
1、准备工作：绘地面线，熟悉沿线地质资料 2、标准控制点：影响纵坡设计标高控制点 3、试坡：初步定纵坡设计线 4、调整：使调整后的纵坡与试定纵坡基本符合 5、核对：用横断面检测纵坡是否合理 6、定坡：把坡度值、变坡点桩号、高程确定下来 7、设计竖曲线：
31
第六节 道路平纵线形组合
（一）组合原则 （二）平曲线与竖曲线的组合 （三）直线与纵断面的组合 （四）与景观的协调配合
32
（一） 组合原则
1、引导驾驶员视线保持视觉的连续性，不 产生错觉 2、保持平纵线形设计指标大小的均衡 3、选择合适的合成坡度，保证排水和行车 安全 4、与周围环境的配合
33
（一）各种地形下的纵坡设计
41
（一）各种地形下的纵坡设计
1、平原微丘：均匀平缓，注意保持最小填土高度， 最小纵坡的要求 2、山岭重丘：沿河线尽量平缓，注意最大值极限 值的运用 3、越岭线：坡高均匀，注意各种极限值的运用 4、山脊和山腰坡尽量缓和不得已时采用较大纵坡
42
二 纵断面设计方法、步骤及注意问题
6
二 最大纵坡
1、最大纵坡是指纵坡设计时，各级公路所允 许采用的最大坡度
2、确定最大纵坡要以典型的载重汽车作为 标准车型 3、确定最大纵坡时不能只考虑汽车的爬坡 性能，还要看汽车行驶速度及安全性能。
7
8
三 最小纵坡
各级公路，为满足排水要求而设置不小于 0.3%的 最小纵坡，城市道路应 不小于0.５%的最小纵坡。
12
13
? 合成坡度：在有超高的路段上，由路线纵坡 和超高横坡所构成的坡度。
14
15
第三节 竖曲线
道路纵坡设计
1.纵坡(坡度)
道路中线两点间的高差与水平距离的比值（以 %计） 称为纵坡或坡度。 从路线起点至止点的方向看，路线升高为上坡，降低 为下坡。 规定：纵坡上坡为“+”，下坡为“—”。
例如：5.3%为上坡， — 2.8%为下坡。
i
H
α L
H i L
第二节、道路纵坡设计
二、最小纵坡 定义：长路堑地段以及其它横向排水不畅的路段，为了保证排 水，均应设置不小于0.3％的纵坡。 1、3%以下纵坡的对卡车行驶不存在困难，即上坡不必换挡， 下坡不必制动，≤3%的纵坡不作为设计坡度；
②下坡安全（≥8%+ 事故多发 ）
③道路等级 ④自然条件
•
第二节、道路纵坡设计
第二节、道路纵坡设计
•
2、缓和坡段－－当连续陡坡长度大于最大坡长限制的规定值时， 应在不大于最大坡长所规定的长度处设置纵坡不大于3％的坡段， 称为-----缓和坡段
说明：对于大于有坡长最大限制的坡度，如二、三、四级公
圆滑的线形，并重视平纵面线形的组合。 • 3、纵坡设计为保证路基稳定，应尽量减少深路堑和高填 方，在设计中争取填挖平衡。
第二节、道路纵坡设计
第三节、 同坡度线的交点称为 变 坡 点 （ grade change point）。 SJD
• 为保证行车安全、舒适以及视距的需要，而在变坡 处设置的纵向曲线，即为竖曲线（vertical curve）。 • 坡度角ω=i2-i1
2、最小纵坡为5%以上，但在露天矿坑内尽量提高坡度以提高
运输效率和减少三角台阶的土方工程量； 3、如果台阶并段采用了5%的纵坡大坡道，夜间行驶时司机易 出现骤睡而引发重大事故，同时长大坡道也易造成发动机过热 现象。
第3.1-2节 纵断面设计1
《标准》和《城市道路设计规范》对各级公路和城市道路 的最小坡长规定见表3－7和表3－8。 各级公路最小坡长 表3－7
120 300 100 250 80 200 60 150 40 120 30 100 20 60
城市道路纵坡坡段最小长度
设计车速 （km∕h） 坡段最小长度 （m） 80 290 60 170 50 140 40 110
表3－10
30 20
合成坡度（%）
7
6.5
7
8
注：积雪地区各级道路的合成坡度应小于或等于6%。
在路线的平面和纵坡设计基本完成以后，检查合成坡度。如果 超过最大容许合成坡度时，可减少纵坡或者加大平曲线半径以 减小横坡，或者两方面同时减小。
iH
ih
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
iz
2
用合成坡度临界图或者公 式验算最大允许合成坡度。
*2、标注控制点
公路控制性控制点主要有： 重要桥梁及特殊涵洞
*2、标注控制点
公路控制性控制点主要有： 重要桥梁及特殊涵洞
*2、标注控制点
公路控制性控制点主要有： 隧道的高程
*2、标注控制点
公路控制性控制点主要有： 重要城镇通过位置的高程
*2、标注控制点
公路控制性控制点主要有： 受其它因素限制而使路线必须通 过的控制点标高等
道路的平面、纵断面及横断面
*二、路基设计标高的规定
1 、对于新建公路，高速公路和一级公路采用中 央分隔带外侧边缘标高; 2 、新建二、三、四级公路采用路基边缘高程， 在设置超高和加宽路段则是指在设置超高加宽 之前该处标高; 3 、对于改建公路，一般按新建公路的规定办理， 也可以采用中央分隔带中线或行车道中线高程; 4 、对城市道路而言，路基设计标高一般是指车 行道中心。
第二节道路纵坡设计
竖曲线的最小半径
（3）竖曲线设计限制因素 1． 凹形竖曲线的主要控制因素：缓和冲击力。 汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度为:
a v2
R
2．时间行程不得过短：最短应满足3s行程。
L min V t 3.6
3．满足视距的要求： 凸形竖曲线：坡顶视线受阻，同时存在失重状态，制动力下降。
• 3、坡度大小还与车速有关联。 • 4、坑上的地表道路设计与地形、地貌有关。
谢谢大家！
路漫漫多风雨，背负着梦想继续前行。
Thank you for coming, send this sentence to you, the road is long and stormy, carrying a dream to move on.
第三章、道路的纵断面设计
第二节、道路纵坡设计
纵坡设计
1.纵坡(坡度)
道路中线两点间的高差与水平距离的比值（以 %计） 称为纵坡或坡度。
从路线起点至止点的方向看，路线升高为上坡，降低 为下坡。 规定：纵坡上坡为“+”，下坡为“—”。
例如：5.3%为上坡， — 2.8%为下坡。
i H
α L
i H L
第二节、道路纵坡设计
代入得： R V 2 3.6
第三节、 竖曲线设计
2.竖曲线设计标准
2)凸型竖曲线极限最小半径
①从失重不致过大考虑 ②从保证纵面行车视距考虑：
RV2 3 .6
(4 -14)
a． 视距s≤L（竖曲线长度）
Rmin
S2 3.98
( 4 -16)
b．s>L
R min
2s
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
•
公路纵坡设计
公路纵坡设计纵坡设计的一般要求：①纵坡设计必须满足《标准》的有关规定，一般不轻易使用极限值②纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反坡③纵断面线形应连续，平顺，均衡，并重视平纵面线形的组合从行车安全，舒适和视觉良好的要求来看，要求纵断面线形注意有以下几点：在短距离内应避免线形起伏，易使纵断面线形发生中断，视觉不良；避免凹陷路段，若线形发生凹陷出现隐蔽路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全；在较大的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓些；纵坡变化小的，宜采用较大的竖曲线半径；纵断面线形设计应注意与平面线形的关系，汽车专用公路应设计平、纵面配合良好协调的立体线形；纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑，为利于路面和边沟排水，一般情况下最小纵坡以不小于0.5%为宜，在受洪水影响的沿河路线及平原区低速路段应保证路线的最低标高，以免遭受洪水冲刷，而确保路基的稳定；纵坡设计应争取填、挖平衡，尽量利用挖方作就近填方，以减少借方和废方，接生土石方量，降低工程造价；纵坡设计时，还应结合情况，适当照顾当地民间运输工具，农业机械、农田水利等方面的要求。
纵坡设计的方法和步骤：①准备工作纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。
②标注纵断面控制点纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控梁标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。
③试坡试坡主要是在已标出控制点的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。
试坡的要点，可归纳为前面照顾，以点定线，反复比较，以线交点几句话。
纵坡规范
第二节纵断面设计第５。
２.１条纵断面设计原则如下:一、纵断面设计应参照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水得排除。
二、为保证行车安全、舒适、纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁。
三、山城道路及新辟道路得纵断面设计应综合考虑土石方平衡，汽车运营经济效益等因素,合理确定路面设计标高.四、机动车与非机动车混合行驶得车行道,宜按非机动车爬坡能力设计纵坡度。
五、纵断面设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候与排水要求综合考虑。
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。
当受规划控制标高限制不能提高时，应采取稳定路基措施。
2。
旧路改建在旧路面上加铺结构层时，不得影响沿路范围得排水。
3．沿河道路应根据路线位置确定路基标高。
位于河堤顶得路基边缘应高于河道防洪水位０。
５m。
当岸边设置挡水设施时，不受此限。
位于河岸外侧道路得标高应按一般道路考虑,符合规划控制标高要求,并应根据情况解决地面水及河堤渗水对路基稳定得影响。
４.道路纵断面设计要妥善处理地下管线覆土得要求。
5．道路最小纵坡度应大于或等于０.５％,困难时可大于或等于0.３％，遇特殊困难纵坡度小于０.3％时,应设置锯齿形偏沟或采取其她排水措施。
六、山城道路应控制平均纵坡度。
越岭路段得相对高差为2０0~500m时，平均纵坡度宜采用4.５%;相对高差大于5０0ｍ时,宜采用4％,任意连续３000m长度范围内得平均纵坡度不宜大于4。
5%.第5.２.２条机动车车行道最大纵坡度推荐值与限制值见表5。
２.2。
第５.2。
3条坡长限制规定如下:一、设计纵坡度大于表5。
２．2所列推荐值时,可按表5.２.3—１得规定限制坡长.设计纵坡度超过5%,坡长超过表5。
2。
３－１规定值时，应设纵坡缓与段。
缓与段得坡度为3％,长度应符合本条第二款规定。
二、各级道路纵坡最小长度应大于或等于表５.２.3-2得数值，并大于相邻两个竖曲线切线长度之与。
第5．２.４条在设有超高得平曲线上,超高横坡度与道路纵坡度得合成坡度应小于或等于表５。
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SJD
• 为保证行车安全、舒适以及视距的需要，而在变坡 处设置的纵向曲线，即为竖曲线（vertical curve）。
• 坡度角ω=i2-i1 • ω为“+”，凹形竖曲线（concave vertical curve）
• ω为“-”， 凸形竖曲线（convex vertical curve）
第三节、 竖曲线设计
骤睡而引发重大事故，同时长大坡道也易造成发动机过热现象。持续下 坡刹车频繁危及安全。
⑵采用调查法确定一个坡长，一般尽量不要连续台阶连接。
⑶影响因素
①动力特性——爬坡能力
②下坡安全（≥8%+ 事故多发 ）
③道路等级
④自然条件 •
第二节、道路纵坡设计
第二节、道路纵坡设计
• 2、缓和坡段－－当连续陡坡长度大于最大坡长限制的规定值时， 应在不大于最大坡长所规定的长度处设置纵坡不大于3％的坡段， 称为-----缓和坡段
（2）标准规定 • 以计算行车速度行驶９～１５s的行程作为规定值。
第二节、道路纵坡设计
• 四、地表道路纵坡设计一般要求 • 1、平原、微丘地形的纵坡应均匀、平缓；丘陵地形的纵
坡应避免过分迁就地形而起伏过大；山岭、重丘地形的沿 河线，应尽量采用平缓的纵坡，坡度不宜大于6％；越岭 线的纵坡应力求均匀，越岭展线不应设置反坡。
• 2、纵面线形应与地形相适应，设计成视觉连续、平顺而 圆滑的线形，并重视平纵面线形的组合。
• 3、纵坡设计为保证路基稳定，应尽量减少深路堑和高填 方，在设计中争取填挖平衡。
第二节、道路纵坡设计
第三节、 竖曲线设计
（1）基本概念
• 纵断面上两相邻不同坡度线的交点称为变坡点（
grade change point）。
（2）竖曲线最小长度限制原则 以汽车在竖曲线上行程3s控制曲线长度
竖曲线的最小半径
（3）竖曲线设计限制因素 1． 凹形竖曲线的主要控制因素：缓和冲击力。 汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度为:
a v2 R
2．时间行程不得过短：最短应满足3s行程。
L min V t 3.6
3．满足视距的要求： 凸形竖曲线：坡顶视线受阻，同时存在失重状态，制动力下降。
1.竖曲线的计算
（2）竖曲线几何要素计算
i2 i1
L R
T L 2
E T2 2R
（3）竖曲线上任意点纵距 y 的计算
x2 y
2R
（4）竖曲线上任意点设计标高的计
算
1）计算切线高程
2）计算设计标高 H H1 y
第三节、 竖曲线设计
2.竖曲线设计标准
（1）竖曲线最小半径限制 1）凹型竖曲线极限最小半径 2）凸型竖曲线极限最小半径
• 说明：对于大于有坡长最大限制的坡度，如二、三、四级公 路，i ≥5％的坡度称为陡坡，一般在陡坡之间要设置缓和 坡度，缓坡没有坡长最大限制。
•
第二节、道路纵坡设计
3、最小坡长限制
（1）理由： ①过短，则变坡点个数增加，行车时颠簸频繁，影响行车平顺性； ②过短，则不能满足设置最短竖曲线这一几何条件的要求。
2.竖曲线设计标准
2)凸型竖曲线极限最小半径
①从失重不致过大考虑 ②从保证纵面行车视距考虑：
RV2 3.6
(4 -14)
a． 视距s≤L（竖曲线长度）
Rmin
S2 3.98
( 4 -16)
b．s>L
2s 3.98
Rmin 2
(4 -17)
经比较，式（4－16）的计算结果较小，故作为标准的制定依据。
二、最小纵坡 定义：长路堑地段以及其它横向排水不畅的路段，为了保证排 水，均应设置不小于0.3％的纵坡。 1、3%以下纵坡的对卡车行驶不存在困难，即上坡不必换挡， 下坡不必制动，≤3%的纵坡不作为设计坡度； 2、最小纵坡为5%以上，但在露天矿坑内尽量提高坡度以提高 运输效率和减少三角台阶的土方工程量；
第三节、 竖曲线设计
2.竖曲线设计标准
1)凹型竖曲线极限最小半径
①从限制离心力不致过大考虑
RV2 3.6
(4 -11)
②从汽车夜间行驶前灯照射距离考虑 ③从保证跨线桥下的视距考虑
s2 R
1.5 0.0349s
ⅰ视距s≤L（竖曲线长度）
Rm in
s2 26.93
ⅱ s>L
Rmin
2R
13.5
经分析，得技术标准以限制凹型竖曲线离心力条件为依据。
• 3、坡度大小还与车速有关联。 • 4、坑上的地表道路设计与地形、地貌有关。
谢
谢
观
看
3、如果台阶并段采用了5%的纵坡大坡道，夜间行驶时司机易 出现骤睡而引发重大事故，同时长大坡道也易造成发动机过热 现象。
第二节、道路纵坡设计
• 三、坡长限制（grade length limitation）与缓和坡段
• 坡长定义－－指变坡点与变坡点之间的水平长度。
1、最大坡长限制 • ⑴限制理由：如果台阶并段采用了纵坡大坡道，夜间行驶时司机易出现
第三节、 竖曲线设计
• （4）、竖曲线设计的一般要求 • ①、尽量选用较大的竖曲线半径，利于平顺行车。 • ②、反向曲线间应有一段直线连接，其长度能保持按设计
车速3秒的车程。
课程小结
• 1、道路纵坡设计存在最大纵坡和最小纵坡限坡和 限长。
• 2、当出现连续坡度时必须中间设制缓和坡度和最 小坡长。
规定值，如表4－11、4-12。
第三节、 竖曲线设计
2.竖曲线设计标准
推导式4-11：
F G v 2 GV 2
(N)
g R 127R
则：
R V2
(m)
127( F )
G
其中 F / G 是单位车重受到的离心力， 根据日本资料限制为 F / G =0.028
代入得： R V 2
3.6
第三节、 竖曲线设计
此处加标题
第二节、道路纵坡设 计
眼镜小生制作
纵坡设计
1.纵坡(坡度)
道路中线两点间的高差与水平距离的比值（以 %计） 称为纵坡或坡度。
从路线起点至止点的方向看，路线升高为上坡，降低 为下坡。 规定：纵坡上坡为“+”，下坡为“—”。
例如：5.3%为上坡， — 2.8%为下坡。
i H
α L
i H L
第二节、道路纵坡设计