公路纵断面设计
交通类—路线纵断面图(工程制图课件)
03 资料表部分
➢ 路线纵断面图的测设数据表与图样上下对齐布 置,以便阅读。这种表示方法较好地反映出纵 向设计在各桩号处的高程、填挖方量、地质条 件和坡度，以及平曲线与竖曲线的配合关系。
03 注意事项
➢ (1)线型 从左向右按桩号大小绘制，设计线用粗实线，地面线用细实线，地下水位线应采用双点划
线及水位符号表示。 ➢ (2)变坡点
当路线坡度发生变化时，变坡点应用直径2mm 的中粗线圆圈表示，切线用细实线表示,竖曲 线用粗实线表示。
图5 道路变坡点处的图示方法
凸曲线
凹曲线 水准点
圆管涵
图4 纵断面图中的凹曲线与凸曲线
02 图样部分
4、工程构筑物
道路沿线的工程构筑物如桥 梁、涵洞等，应在设计线的上方 或下方用竖直引出线标注,竖直引 出线应对准构筑物的中心位置， 并注出构筑物的名称、规格和里 程桩号。
02 图样部分
5、水准点
沿线设置的测量水准点也应 标注，竖直引出线对准水准点,左 侧注写里程桩号，右侧写明其位 置,水平线上方注出其编号和高程。
分，一般图样画在图纸的上部，资料表 布置在图纸的下部。
02 图样部分
图2 某公路路线纵断面图
1线和地面 的高程。
绘制时一般竖向比例要比水平比例放 大10倍。
为了便于画图和读图，一般还应在 纵断面图的左侧按竖向比例画出高程标尺。
02
图样部分
2、设计线和地面线
道路的设计线用粗实线表示，原地面线用细实线表示。 设计线上各点的标高通常是指路基边缘的设计高程。 原地面线是根据原地面上沿线各点的实测中心桩高程绘制的。
设计线 原地面线 图3 设计线、原地面线示意图
02
图样部分
3、竖曲线
道路纵断面设计
二、纵断面图及常用术语
某新建路K0+000---K0+350纵断面图 纵断面图 某新建路
桂林市新建路纵断面图
路线纵断面图构成： 路线纵断面图构成： 地面线：根据各中桩地面高程而点绘成的一条不规则的折线。 地面线：根据各中桩地面高程而点绘成的一条不规则的折线。 它反映了原地面的起伏情况； 它反映了原地面的起伏情况； 设计线： 设计线：它是根据设计计算后确定出来的一条形状规则的几何 线形。它反映了道路的起伏和高程，由直线和竖曲线构成。 线形。它反映了道路的起伏和高程，由直线和竖曲线构成。
三、道路设计高程所指向位置的规定
①
②
一块板、三块板： 一块板、三块板： 路面中心线处——城市道路、改建公路（二级、三级、四级 城市道路、 ① 路面中心线处 城市道路 改建公路（二级、三级、 公路） 公路） 路基边缘——新建公路（二级、三级、四级公路）。在平曲 新建公路（ ）。在平曲 ② 路基边缘 新建公路 二级、三级、四级公路）。 线段指设立超高、加宽前的路基边缘标高。 线段指设立超高、加宽前的路基边缘标高。
i3 凹型竖曲线 ω>0 i2 ω α2 凸型竖曲线 ω<0
α1
i1
二、竖曲线几何要素计算 代数差) 代数差 坡度差 ω = i2 − i1 (代数差 曲线长 切线长
L= R ω L T= 2
2
L T ω y E y i2 T
外 距
T E= 2R
2
i1
x R ω
x 竖曲线上任意点纵距 y = 2R （改正值） 改正值）
Ｒ——竖曲线半径 (m) 竖曲线半径
x
x——计算点桩号与竖曲线起点 或竖曲线终点 的桩号差 计算点桩号与竖曲线起点(或竖曲线终点 计算点桩号与竖曲线起点 或竖曲线终点)的桩号差
第四章-道路纵断面设计
二、行驶力学 1.汽车的行驶阻力
汽车行驶阻力：空气阻力、道路阻力（滚动阻力、坡度阻力） 和惯性阻力。
空气阻力Rw(N)：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：
Rw = K·A·V2/21.15
道路阻力RR (N)：由弹性轮胎变形和道路的不同路面类型及纵坡 度而产生的阻力，包括滚动阻力和坡度阻力。
RR=G·（f + i） 汽车在坡度i（倾角α）的道路上行驶时，车重G在平行于路面 方向的分力为G·sinα=G·i，上坡时它与汽车前进方向相反，阻 碍汽车行驶；而下坡时与前进方向相同，助推汽车行驶。
2、纵坡一般值（不限长度纵坡） 小客车能以平坦地形路段小客车的平均行驶速度匀速 上坡 普通载重车能以设计速度的1/2速度上坡（匀速）
汽车在大于不限长度的纵坡上行驶，必然减速，减速 值的大小不仅与坡度大小有关，也V＝与V0＝.5其VV平d长（均 设度计有速关度），需 要研究汽车的动力性能、爬坡过程中速度与坡度大小 及坡长的关系。
距离（m） 标准载重车（120kg/kw）加速行驶速度－距离曲线图（上、下坡）
七、平均纵坡
平均纵坡：一定长度的路段纵向所克服的高差与路线长度之比
它是衡量纵面线形质量的一个重要指标
ip
H L
1、限制平均纵坡的意义
水 平 距 离
4、关于设计标高
（1）新建公路设计标高 高速公路和一级公路的设计高程以中央分隔带的外侧边 缘标高为基准
二、三、四级公路采用路基边缘高程（在设置超高、 加宽地段为设超高、加宽前该处边缘高程）
（2）改建公路的设计高程 一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采 用行车道中线处的高程。
机工社道路勘测设计教学课件第三章3-1概述3-2纵坡设计
30
3.2 纵坡设计
10、 其它有关纵坡的规定
（2）隧道部分路线的纵坡
避险车道应设置在车辆可能失控的连续长陡下坡路段，一般情况， 当平均纵坡≥4％，陡坡长度≥3km，交通组成中大、中型车辆比例偏高 时，应考虑设置避险车道。
29
3.2 纵坡设计
10、 其它有关纵坡的规定
（1）桥上及桥头路线的纵坡：
1）小桥处的纵坡应随路线纵坡设计。 2）桥梁及其引道的平、纵、横技术指标应与路线总体布设相协调。各项技术指
40
25
2）单一纵坡坡长超过不同纵坡的最大坡长或上坡路段的设计通行能力小 于设计小时交通量。
3）经设置爬坡车道与改善主线纵坡不设爬坡车道技术经济比较论证 ，设置爬坡车道的效益费用比、行车安全性较优。
25
3.2 纵坡设计
8、爬坡车道
（4）爬坡车道的设计： 1）横断面组成： 爬坡车道设于上坡方向正线行车道右侧，宽度一般 为3.5m，包括设于其左侧路缘带的宽度0.5m。
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3.2 纵坡设计
8、爬坡车道
（4）爬坡车道的设计： 2）平面布置与长度
公路等级
分流渐变段长度（m）
合流渐变段长度（m）
高速公路、一级公路
100
150~200
二级公路
50
90
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3.2 纵坡设计
8、爬坡车道
（4）爬坡车道的设计： 3）爬坡车道的起、终点
爬坡车道起点应位于陡坡路段上载重汽车运行速度降低至“容许最低速度”之 处；爬坡车道的终点，应设于载重汽车爬经陡坡路段后恢复至“容许最低速度” 处，或陡坡路段后延伸的附加长度的端部。该陡坡路段后延伸的附加长度规定如 表。
公路设计中对纵断面设计遇到的问题及其策略
公路设计中对纵断面设计遇到的问题及其策略摘要：公路是我国交通基础设施，在设计建设过程中首先应保障公路的合理性，综合考虑当地地势、气候条件、资金投入、使用频率等因素，保障公路设计的安全性与合理性。
公路纵断面线形设计在保障车辆安全行驶的基础上，应尽可能做到顺畅、连续、协调，避免车辆频繁换挡或造成驾驶员出现视觉误差。
本文首先分析了纵断面设计中遇到的问题，并在此基础上提出了几点优化策略。
关键词：公路设计；纵断面；优化策略公路纵断面设计是公路道路设计中的重点内容，纵断面直接影响到车辆的行车速度及行车安全，不仅应考虑道路的实际走向及经济价值，还需通过道路纵断面保障行驶安全，设计出高效、经济、安全的道路，为我国公路事业的发展添砖加瓦。
本文以公路纵断面设计为切入点，研究了设计过程中的常见问题并提出几点优化策略。
一、纵断面设计遇到的问题（一）行使安全问题纵断面的设计必须保障车辆行驶安全性，并考虑到车辆制动性能在长度及坡度变化中的发挥效果[1]。
设计师应认识到不同气候状态下车辆制动影响因素，例如雨雪天气路面与轮胎间水膜的形成对车辆附着力影响、车辆高速行驶时附着系数下滑因素等。
另外，纵断面的坡度变化可能让驾驶员出现上坡、下坡的错觉，若缺乏参照物或有效标志，驾驶员误将仍然持续的下坡作为上坡而加快速度易造成行驶危险[2]。
换言之，部分公路坡度变化较大，当下坡坡度变缓（但仍属于下坡路段）时，驾驶员可能误解为开始上坡而提速、换挡，加大交通意外发生率。
（二）地势环境问题不少公路纵断面设计中会受到地形条件影响，例如局部路段存在陡坡急弯情况，纵断面配合难度明显增高。
部分地区存在连续下坡、连续上坡情况，按照《公路路线设计规范》，在这种情况下，纵坡长度之间应设置合适的缓和坡度并且纵坡在3%以内[3]。
条件限制影响下部分路段缓和坡度较短或尚未设置缓和坡度，影响了公路的行驶安全性。
部分路段处于山区，一些公路位置在地形地貌条件限制下需翻越一座大山，平面展线设计中安插了回头曲线来缓解自然高差，因此更容易出现平均纵坡超限或连续坡长超限情况[4]。
道路勘测第4章 纵断面设计
三、高原纵坡折减
1．高原为什么纵坡要折减？
在高海拔地区，困空气密度下降而使汽车发动机的功率、汽车
的驱动力以及空气阻力降低，导致汽车的爬坡能力下降。另外， 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
的最大纵坡值应按规定予以折减。折减后若小于4%，则仍采用
则 Rmin
V 1.2
L min
3．满足视距的要求： 凸形竖曲线：坡顶视线受阻
凹形竖曲线：下穿立交
4. 凸形竖曲线主要控制因素：行车视距。
凹形竖曲线主要控制因素：缓和冲击力。
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 。
（三）凹形竖曲线最小半径和最小长度
1．定义：
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。
变坡点：相邻两条坡度线的交点。
变坡角：相邻两条坡度线的坡角差，通常用坡度值之差代替， 用ω表示，即
ω=α2-α1≈tgα2- tgα1=i2-i1
i3 凹型竖曲线 ω >0 α i1
1
i2 ω
凸型竖曲线
α
4．山岭重丘区纵坡设计应考虑填挖平衡，减少借方和废 方——即纵向填挖平衡设计。 5．平原微丘区地下水埋深较浅，池塘、湖泊分布较广，纵坡 满足最小纵坡要求，最小填上高度要求，保证路基稳定。
6．连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应 和缓、避免产生突变。
7．充分考虑通道、农田水利等方面的要求。
临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力
Gsinα＝Gk
因为sinα tgα= i，则纵向滑移临界状态条件：
道路纵断面设计通用课件
城市道路工程设计规范（CJJ 37）
公路路基设计规范（JTG D30 ）
设计标准与规范
02
01
03
纵断面设计原则与要求 满足行车安全与舒适性要求 考虑排水与防洪要求
设计标准与规范
考虑视觉与景观要求 坡度、坡长、竖曲线半径、竖曲线长度等
纵断面要素与参数 考虑车辆性能与交通流特性
行业标准与参考书籍
与国际标准的接轨与交流
我国道路纵断面设计规范与国际 标准存在一定差异，但也在逐步
接近。
国际标准的引入和应用将有助于 提高我国道路设计的水平和竞争
力。
加强与国际标准的接轨和交流， 将有助于推动我国道路设计行业
的进步和发展。
THANK YOU
感谢聆听
平原纵断面设计
在平原地区，纵断面设计应着重考虑土地利用、排水、视觉和安 全因素，并尽量保持地形原貌。
山区纵断面设计
在山区，纵断面设计应着重考虑地形起伏、岩土工程、环境保护和 景观因素，同时应注重排水系统的设置。
水网地区纵断面设计
在水网地区，纵断面设计应着重考虑水文、工程地质、交通和景观 因素，并注重防洪和排水系统的设置。
《城市道路设计规范》 CJJ 37-90
《城市道路工程设计规范》 CJJ 37-2012
《公路工程技术标准》 JTG B01-2014
《公路路基设计规范》 JTG D30-2015
《城市道路设计指南》 CJJ 48-92
《城市道路路基设计规范》 CJJ 1995
06
总结与展望
纵断面设计总结
纵断面设计是道路设计的重要环节，需要考虑地形 、排水、视觉效果等多方面因素。
设计中需要遵循规范和标准，同时结合实际情况进 行灵活运用。
道路勘测设计-纵断面设计
公路：从排水角度考虑，路堑以及其它横向排水不畅路段，纵坡应不小于0.3％。否则，边沟应作纵向排水设计。 城市道路：最小纵坡度应不小于0.5%，困难时可大于或等于0.3%；否则，应设置锯齿形偏沟或采取其他排水措施。
2. 纵坡及坡长设计
为保证车辆纵向行驶的稳定性，避免出现纵向滑移。 与道路设计速度、所在地区自然条件有关。
道路勘测设计
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交通工程教研室
第四章 纵断面设计
内容提要
项目背景
单击此处添加正文
02.
项目概况
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1. 纵断面及设计高程
（1） 纵断面 设计线 地面线 规定：填挖高（施工高度）=设计高程-地面高程 “+”值为填 “-”值为挖
（5）平均纵坡
（车连续行驶在较大陡坡上，将影响汽车发动机的正常使用，并危及行车安全，故当连续纵坡大于5％时，应在其间设置纵坡不大于3％的缓和路段，其长度不应小于100m。
2. 纵坡及坡长设计
平均坡度，是指在一定长度范围内，路线上两点间的高差值与相应水平距离之比，用 i平均（%）表示，其计算公式为： i平均=h/L （相对高差/路线长度） 越岭路段，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%； 任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。
② 考虑夜间行车前灯照射角的影响
在竖曲线上，设竖曲线长大于视距长，知竖距Y=S2/2R且Y= h0+ S·tanα
取h0=0.75m，α=1°，则Rmin=S2/（1.5+0.0349S）
简述道路纵断面设计步骤及要点
简述道路纵断面设计步骤及要点说到道路纵断面设计，说简单也简单，说复杂也确实复杂。
纵断面就是指我们在看一条路的时候，从侧面看到的它的“高低起伏”。
想象一下，你站在路边看那条公路，眼睛往远处一瞅，看到的就是一条弯弯曲曲，上上下下的路。
好像大山里的山路，或是城市里那种环绕的坡道。
这些“高低”就构成了纵断面设计的核心。
这个设计，必须得从了解地形地貌开始。
毕竟，这路不是你随便铺一铺就能走的。
地面是什么样的，土质如何，这些都要清清楚楚。
你得想，怎么利用地形来设计出既方便又安全的路？比如有些地方地势很低，可能得做填土，填得过高可能路面就不稳；有些地方地势太高，得挖个坑才能让路平平稳稳地铺开。
所以，设计前就得好好研究这个地形，打好基础。
说到纵断面设计，最重要的一点就是坡度的控制。
坡度，哎呀，这可是很关键的。
如果路面太陡，车子上坡就费劲，下坡又怕刹不住。
坡度设计得不好，驾车的舒适性和安全性就会大打折扣。
你想啊，车子爬坡时，油门得踩得很重，刹车时又得小心翼翼，万一不小心车速过快，危险可大了。
所以，坡度的设计必须既考虑到车辆的运行，也得顾及到天气因素。
比如说，雨天或是冰雪天，坡度过陡容易滑，危险系数那可就大了。
然后，纵断面的设计还得考虑排水问题。
这个真的是经常被大家忽视了。
你想，如果下雨了，水流不出去，积水一旦成灾，路面就容易被损坏，甚至引发交通事故。
所以，在纵断面设计时，得有个“精心安排”。
比如说，路面必须有适当的横向坡度，把雨水引导到路边的排水沟，确保水流畅通无阻。
要不然，万一积水成河，车子一滑，别提多可怕了。
再说了，纵断面的设计还得考虑到道路的弯曲度。
有些地方的路要转个弯，特别是在山路或者城市复杂地带，怎么转弯才能保证车速和安全性，是设计中需要特别注意的问题。
如果弯道设计得不好，弯太急，车辆行驶起来就非常危险。
很多交通事故就发生在那种急弯处。
为了避免这种情况，设计师得计算好半径、超高等，做到转弯平稳，让司机能稳稳当当地过弯。
三级公路纵断面设计半径规范
三级公路纵断面设计半径规范1、直线它是最常用的线形，有方向明确、距离短捷的优点。
但研究表明，无论是一般公路还是高速公路，过长的直线段易使驾驶员因景观单调而产生疲劳，导致注意力分散、反应迟缓，一旦遇见紧急情况，常因措不及而肇事;另外，驾驶员在长直线路段容易开快车，致使车辆在进入直线路段末段后的曲线部的速度仍然比较高，若遇到平面线形组合不好、弯道超高不足或其偶然干扰，往往导致车辆倾覆或其它类型的交事故。
所以在运用直线线形并决定其长度时，必须持谨慎态度，不宜采用过长的直线。
国外有资料指出：一次直线的最大长度小于3min 行程对交通安全比较有利。
对于高速公路，若以最大允许时速km/h 计，3min 的行程为6km。
据调查，我国平原地区高速公路许多路段的一次直线长度都超过6km，有的长达10km 以上。
《公路路线设计规范》(jtg d20-)对长直线没有量化，从理论上讲，合理的直线长度应根据驾驶员的心理和视觉效果等方面来确定，各国对长直线的限制都是从经验出发，通过调查来确定的。
针对我国的实际情况，定线时要避免追求长直线，又要因地制宜，灵活运用。
2、曲线它也是道路路线最常用的一种线形，一定的曲率半径可以使驾驶员产生适当的紧张感，从而有效减少交通事故。
平曲线线型应适合地形的变化，曲线半径不可过大或过小。
据相关统计表明，10%～12%的交通事故发生在平曲线处，并且半径愈小的路段上，发生交通事故也愈多。
英国学者格兰维尔通过实验调查研究了道路平曲线的曲率和道路交通事故率的关系，并制作出一张矩形关系图，我们可以从中看出，曲率半径在10- 米范围时，事故率随曲率的增大而急剧增高。
《公路项目安全性评价指南》(jtgtb05-)对平曲线半径对事故的影响进行调查与分析。
综合分析几条高速公路事故率与平曲线半径的关系可以看出，当平曲线半径低于m 时，曲线半径越小事故率越高。
特别是当半径<m 时，事故率几乎是同类几何线形元素和全路事故率的1.5 倍，<m 时，事故率大约是其事故率的2 倍。