道路工程第四章 路线几何设计.ppt

1、第五章 路线几何设计第一节第一节 道路平面设计道路平面设计一、平面一、平面 （是指道路中心线在水平面上的投影）二、二、平面线形要素平面线形要素三、三、直线直线四四 圆曲线圆曲线五、缓和曲线五、缓和曲线六、平曲线测设六、平曲线测设七、平曲线视距的保证七、平曲线视距的保证 二、平面线形要素二、平面线形要素1、直线 曲率为0的线形。2、圆曲线 曲率为常数的线形。3、缓和曲线 曲率为变数的线形。 三、直线三、直线1、直线的特点路线短捷，缩短里程，行车方向明显；线形简单，易测设；长直线、行车安全性差；直线只能满足两个控制点的要求，难以与地形及周围环境协调。二、直线的运用二、直线的运用宜采用直线线形的路段

2、：（1）不受地形、地物限制的平坦地区或山 间的开阔谷地；（2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；（3）长的桥梁、隧道等构造物路段； （4）路线交叉点及其前后；（5）双车道公路提供超车的路段。采用长直线应注意的问题采用长直线应注意的问题（1 1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡更易导致高速度。陡坡更易导致高速度。（2 2）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，这样）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。（3 3）道路两侧过于空旷时，宜采取植不同树种）道路两侧过于空旷时，宜

3、采取植不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以改善单调的景观。改善单调的景观。（4 4）长直线或长下坡的尽头的平曲线，除曲线）长直线或长下坡的尽头的平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定外，还必须半径、超高、视距等必须符合规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。最长直线限制 标准标准规定：直线的最大与最小长度规定：直线的最大与最小长度应有所限制。一条公路的直线与曲线的应有所限制。一条公路的直线与曲线的长度设计应合理。长度设计应合理。 德国规定直线的最大长度（以米计）为德国规定直线的最

4、大长度（以米计）为20V20V（计算行车速度，（计算行车速度，km/hkm/h）（）（适于高适于高速公路速公路V100km/hV100km/h）。）。 公路线形首先考虑的不是在平面线形上公路线形首先考虑的不是在平面线形上尽量多采用直线，或者是必须由连续的尽量多采用直线，或者是必须由连续的曲线所构成，而是曲线所构成，而是必须采用与自然地形必须采用与自然地形相协调的线形相协调的线形。 合理利用地形和避免采用长直线合理利用地形和避免采用长直线。最短直线限制 同向曲线间最小直线长度（以同向曲线间最小直线长度（以mm计）以不小于计）以不小于设计速度（以设计速度（以kmkmh h计）的计）的6 6倍为宜（

5、倍为宜（6V6V） 反向曲线间最小直线长度（以反向曲线间最小直线长度（以mm计）以不小于计）以不小于设计速度（以设计速度（以kmkmh h计）的计）的2 2倍为宜（倍为宜（2V2V）四四 圆曲线圆曲线1 1圆曲线的特点圆曲线的特点 测设简单；适应地形变化，适用范围广而灵活；较大半径圆曲线线形美观、顺适、行车舒适；汽车行驶在圆曲线上比在直线上多占用宽度；圆曲线半径较小时，视距条件差。2 2圆曲线的设计标准圆曲线的设计标准 公路路线设计规范中规定：各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应，并尽可能选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。各级公路圆曲线的最小半

6、径：a.极限最小半径 是路线设计中的极限值，在特殊困难条件下不得以采用的，一般不轻易采用。b.一般最小半径 是指能够满足旅客舒适感和工程量要求时所采取的半径。c.不设超高最小半径 是指即使在双向横坡的弯道上行驶也能安全、经济、舒适的通过时所采用的半径。圆曲线最小半径圆曲线最小半径设计速度设计速度(km/h)(km/h)12012010010080806060404030302020一般值一般值(m)(m)1000100070070040040020020010010065653030极限值极限值(m)(m)650650400400250250125125606030301515不设超高不设超高

7、最小半径最小半径(m)(m)路拱路拱2.0%2.0%55005500 40004000 25002500 15001500600600350350150150路拱路拱2.0%2.0%75007500 52505250 33503350 19001900800800450450200200（1 1）公路线形设计时应根据沿线地形等情况，）公路线形设计时应根据沿线地形等情况，尽量选用较大半径。在不得已情况下方可使用尽量选用较大半径。在不得已情况下方可使用极限最小半径；极限最小半径；（2 2）当地形条件许可时，应尽量采用大于一般）当地形条件许可时，应尽量采用大于一般最小半径的值；最小半径的值；（3 3

8、）有条件时，最好采用不设超高的最小半径。）有条件时，最好采用不设超高的最小半径。（4 4）选用曲线半径时，应注意前后线形的协调，）选用曲线半径时，应注意前后线形的协调，不应突然采用小半径曲线；不应突然采用小半径曲线；（5 5）长直线或线形较好路段，不能采用极限最）长直线或线形较好路段，不能采用极限最小半径。小半径。（6 6）从地形条件好的区段进入地形条件较差区）从地形条件好的区段进入地形条件较差区段时，线形技术指标应逐渐过渡，防止突变。段时，线形技术指标应逐渐过渡，防止突变。最小半径指标的应用最小半径指标的应用圆曲线最大半径圆曲线最大半径 选用圆曲线半径时，在与地形等条件相选用圆曲线半径时，在

9、与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径。适应的前提下应尽量采用大半径。 但半径大到一定程度时，其几何性质和但半径大到一定程度时，其几何性质和行车条件与直线无太大区别，容易给驾行车条件与直线无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果，同时也无谓增加计算和测量上的后果，同时也无谓增加计算和测量上的麻烦。麻烦。 规范规范规定圆曲线的最大半径在不宜规定圆曲线的最大半径在不宜超过超过10000m10000m。3 3、圆曲线的设计、圆曲线的设计 各级公路和城市道路不论转角大小均应各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主设置平

10、曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分。要组成部分。 路线平面线形中常用的单曲线、复曲线、路线平面线形中常用的单曲线、复曲线、双交点或多交点曲线、虚交点曲线、回双交点或多交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等中一般均包含了圆曲线。头曲线等中一般均包含了圆曲线。 圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点，使用十分线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。普遍。 圆曲线几何要素的确定 L2TJ1)2R(secER180L2RtgT4 4、曲线主点里程桩号计算、曲线主点里程桩号计算计算基点为交点里程桩号，记为计算基点为交点里程桩号，记为JDJD， ZY

11、=JD-TZY=JD-T YZ=ZY+L YZ=ZY+L QZ=ZY+L/2 QZ=ZY+L/2 JD=QZ+J/2 JD=QZ+J/2根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径：根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径：当设超高时当设超高时 ：)(1272hiVR式中：式中：V V计算行车速度，（计算行车速度，（km/hkm/h）；）； 横向力系数；横向力系数； i ih h超高横坡度；超高横坡度； i i1 1路面横坡度。路面横坡度。)(12712iVR 不设超高时不设超高时 ： 5、计算公式与因素、计算公式与因素五、缓和曲线五、缓和曲线 指设置在直线与圆曲线之间或圆曲线与圆曲线之间的曲

12、率连续变化的曲线。 1、缓和曲线的作用线形缓和。使线形圆滑，增加线形美观，有良好视觉效果。行车缓和。有利于驾驶员操作方向盘。超高加宽缓和。 2、缓和曲线的方程式中：r 回旋线上某点的曲率半径L 回旋线上某点到原点的曲线长A 回旋线参数 回旋线起点切线o2Alr3、缓和曲线几何要素缓和曲线起点位置：圆曲线内移植：回旋线终点处半径方向与Y轴的夹角 ： 232402Rllqss3432234824RlRlpsRlso6479.28切线长 曲线长 外距超距 qPRTs2tan)(soslzL2180)(0RPRE2sec)(ssLTD 24、主点里程桩号计算方法以交点里程桩号为起算点：ZH = JD

13、THY = ZH + LsQZ = ZH + L/2YH = HZ LsHZ = ZH + L4、设计标准公路路线设计规范中规定：各级公路的缓和曲线长度应大于等表列值。各级公路缓和曲线最小长度各级公路缓和曲线最小长度公路等级高速公路一二三四地形平原微丘直丘山岭平原山岭平原山岭平原山岭平原山岭Lsmin(m)1008570508550703550253520六、平曲线测设六、平曲线测设1、任务 根据选定的交点位置，测定转角，交点间距，选定曲线半径，确定缓和曲线参数，计算平曲线各要素，进行钉桩、量距、敷设曲线及桩号计算。用经纬仪测角，钢尽量距。2、记录 将有关数据记入中线测设记录中。3、曲线测设方

14、法切线支距法敷设曲线计算方法用切线支距法敷设回旋线公式l回旋线上任意点m至缓和曲线终点的弧长（m）22545401401SLRlAlx3373672333663366SSLRlRLlAlAly切线支距法敷设带有回旋线的圆曲线公式 x=q+Rsinm (m) y=p+R(1-cosm) (m)式中：lm 圆曲线上任意点m至缓和曲线终点的弧长 mlm所对应的圆心角RlmmnOMnYHHYHZZH yxqpRRsinR(1-cos )00七、平曲线视距的保证七、平曲线视距的保证 1、平曲线视距检查方法： 视距包络曲线法 最大横净距法（1）视距包络曲线（2）最大横净距及其计算横净距：在弯道各点的横断面

15、上，驾驶员视点轨迹线与视距线之间的最大距离叫横净距。驾驶员视点位置： 平面：距未设加宽的路面外边缘1.5m, 或距路中线 高度：1.2m最大横净距：在弯道内所有横净距中的最大值，称为最大横净距，用h表示。)(5 . 12mB1、保证行车视距的工程措施：清除障碍物：（1）清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等（2）清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。 适用：分散障碍物，如独立建筑物等 。分道行驶： 二、三、四级公路，在工程特殊困难，或受其它条件限制路段，若保证2倍停车视距不可能，则必须满足停车视距，同时必须采用严格的分道行驶措施。如设分道线、分隔带

16、、分隔桩；或设成两条分离的单车道。 一）、选线的步骤一）、选线的步骤1、路线方案选择 是解决起、终点间路线基本走向的问题。路线基本走向应根据指定的路线总方向（起、终点和中间主要控制点），考虑路线等级在路网中的作用，结合各种运输方式布局，城镇、工矿企业、资源状况，及各种自然条件，通过实地踏勘、航空视察或用遥感或航摄资料，或在小比例尺地形图上，从大面积着手，从面到线，通过调查、分析、比选确定一条最优路线方案。八八 选选 线线 比较结果比较结果、方案过于偏离总方向，虽能多联系几个县市，但对发展地区经济的作用不大，且方案线形标准低，将来难改建；方案虽路线短，但与铁路严重干扰，且用地较多；方案路线短，线

17、形标准高，用地最省，造价较低，是推荐的优选方案。2、路线带选择： 在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部控制点，连接这些控制点即构成路线带。3、具体定线： 是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。二）、选线的原则二）、选线的原则1、在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。2、路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不

18、应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。3、选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或经济林园等。4、通过名胜、风景、古迹地区的公路，应与周围环境、景观相协调，并适当照顾美观。注意保护原有自然状态和重要历史文物遗址。5、选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对公路工程的影响。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待。一般情况下路线应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。6、选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等

19、问题，具体应注意以下几个方面：路线对自然景观与资源可能产生的影响；上地、拆迁房屋所带来的影响；路线对城镇布避、行政区划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成分割而产生的影响；噪音对居民的影响；汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染及影响；对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及其对策实施的可能性。三）、地形的划分三）、地形的划分 1、平原区 地面高度变化微小，有时有轻微的波状起伏或倾斜。 有泥沼、盐渍土、淤泥、河谷漫滩、草原、戈壁、沙漠，耕地，居民点密集。 有湖泊、水塘。2、山岭区 山高谷深，坡陡流急，地形复杂； 温差大，暴雨多，河流水位变化大；3、丘陵区 介于平原区和山岭区之间； 微丘近似

20、山岭地形。（平原微丘区） 重丘近似山岭地形。（山岭重丘区）四）、各类地形选线要点四）、各类地形选线要点 1 1、平原区选线要点、平原区选线要点平面线形应采用较高的技术指标，尽量避免采用长直线或小偏角，但不应避免长直线而随意转弯。在避让局部障碍物时要注意线形的连续、舒顺。纵面线形应结合桥涵、通道、交叉等构造物的布局，合理确定路基设计标高，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。 布设路线需注意要注意支援农业，少占农田，紧密与农田水利建设相结合。路线穿过城镇居民区时，原则上不家穿过城镇内部，因为不仅降低车速，增多交通事故，而且干扰居民，但路线定在城镇外围不宜太远，要做到靠城不进城，昨民不挠民。用支线相连

21、，要既方便运输，又保证安全。路线跨截止水道时，无论在平面或纵断面上尽可能不破坏路线的平顺性。在中桥位应选在河床稳定，河道顺直、河面较窄、地质良好、两岸地开有利于桥头路线布设的河段。尽可能使桥位中线与洪水主流向正交。小桥涵位置应服从路线走向，若遇到斜交过大或河沟过于弯曲，则可采取改河措施或改移路线予以适当调整。2、山岭区选线要点 山岭区路线一般以顺山沿河布设为宜，必要时横越山岭。按路线通过三部位和地形特征可分为三种线形：沿溪线、越岭线和山脊线。 沿溪线 是指沿山谷溪流两岸布设的路线。选线要点是解决好河岸的选择、线位高低、跨河换岸地点。a.河岸选择地形、地质条件：路线应选在地形宽坦，有台地可利用，

22、支沟较少、较小，水文及地质条件良好的一岸。 积雪和冰冻地区的选岸：在不影响路线整体布局的前提下，尽可能选择阳坡和迎风的一岸。考虑城镇及居民点的分布：除国防公路外，一般路线应尽可能选择村镇较多、人口较密的一岸，其他如对革命史迹、历史文物、风景区等要创造便于联系的条件。b.线位高低：（高线和低线）高线：是指路基高出设计水位很多，完全不受洪 水威胁。优点：免除洪水威胁，节省防护工程，路基稳定，土石方工程少。缺点：地形多不连续，除有较高台地，还有深沟相间，相邻台地高差较大，山坡缺口多使挡土墙工程量大，跨越支沟桥涵工程量大，若遇不良地质地段时跨河换岸困难。条件：有大段高台地利用且临河低线不适宜。低线：是

23、指路基高出设计水位不多，路基一侧临水很近。优点：平纵面线形较顺，易争取较高标准，土石方工程量小，路基边坡低较稳定，路线活动范围较大便于利用有利地形、地质，中专河换岸方便。缺点：易受洪水威胁，防护工程多。条件：有较低平整台地，水文地质条件好，且不受洪水影响。在一段沿溪线中，为了利用有利地形和避让不利地形、地质条件，往往交替使用。路线在河谷断面上的布设山区河谷有三种形态：浅盆型、U型、V形浅盆形河谷较开阔，布线有三种走法；傍山、傍河、中穿傍山线沿较高台地，不占少占农田，不受洪水威胁，路基强度高；傍河线坡度均匀平缓，缚形顺适，做防护工程；中穿线线形标准高，占田多，路基稳定性差。U型河谷横断面较窄。布

24、线有两种：临溪线、山腰线。临溪线土石方工程较小，平纵线形好，高治构造物多。山腰线支挡工程多，废方处理困难，可以避免山洪冲刷。桥位选择按路线与河流关系：跨主流（跨河换岸） 跨支流1、路线跨越主河的桥位选择：（1）在“S”形河段腰部跨河，以争取桥轴线与河流成较大交角。（2）在河弯附近选择有利位置跨越。（3）在与路线接近平行的顺直河段上跨河，桥头引道难以舒顺，应尽量避免。2、路线跨支流的桥位选择： （1）从支河（沟）口直跨 （2）绕进支沟上游跨越越岭线 是指当路线的两个主要控制点，位于山脊线的两侧山麓时，路线需从一侧山麓翻过山脊至另一侧山麓，这种路线称为越岭线。越岭路线选线时，应结合水文地质情况处理

25、垭口选择、过岭标高、垭口两侧路线展线方案的问题。 a. a. 垭口选择垭口选择 垭口是地质构造上的较弱层地带或断层破碎带。 垭口是越岭线方案重要控制点，在符合路线基本走向的情况下，应综合地质、气候、地形等条件，从可能通过的垭口中，选择标高较低和两侧利于展线的垭口，对垭口虽高，但山体薄窄的分水岭，采用过岭隧道方案有可能成为更合适的越岭位置时，亦应予以比较选择。b. b. 过岭标高的确定过岭标高的确定 过岭标高直接关系到垭口自制切深问题。一般当山脊肥、地质条件差的不宜多切，采用浅挖低填；山脊瘦地质条件好的可多切，要保证路基稳定，最大切深可达20m，方案宜与隧道方案比较。 c. c. 垭口两侧山坡路

26、线的布设垭口两侧山坡路线的布设 当确定了垭口和两侧山麓起点后，就进一步在山麓起点和垭口之间的山坡上进行路线的详细布局。展线方式： 主要有自然展线、回头展线、螺旋展线三种：1）自然展线 自然展线是以适当的坡度，顺着自然地形，绕山咀、侧沟来延展距离，克服高差。 2）回头展线 利用有利地形设置回头曲线进行展线。 （回头曲线：偏角等于或大于180）适合于设置回头曲线的地形适合于设置回头曲线的地形（1 1）直径较大、横坡较缓、相邻有较低鞍）直径较大、横坡较缓、相邻有较低鞍部的山包或平坦的山脊部的山包或平坦的山脊 。适合于设置回头曲线的地形适合于设置回头曲线的地形（2 2）地质、水文地质良好的平缓山坡）地

27、质、水文地质良好的平缓山坡 。适合于设置回头曲线的地形适合于设置回头曲线的地形（3 3）地形开阔，横坡较缓的山沟或山坳）地形开阔，横坡较缓的山沟或山坳 。第二节第二节 纵断面设计纵断面设计一、纵断面一、纵断面 沿着道路中线竖向剖面的展开图即为路线沿着道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断面。纵断面。 二、二、纵断面设计纵断面设计 在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡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。度变化情况的过程。纵断面包括内容 地面线：它是根据中线上各桩点的高程而点绘地面线：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。的一条不规则的折线。 设计线：路线上各点路基

28、设计高程的连续。设计线：路线上各点路基设计高程的连续。 地面高程：中线上地面点高程。地面高程：中线上地面点高程。 设计高程：一般公路，路基未设加宽超高前的设计高程：一般公路，路基未设加宽超高前的路肩边缘的高程。路肩边缘的高程。 路基高度：横断面上设计高程与地面高程之高路基高度：横断面上设计高程与地面高程之高差。差。 平曲线平曲线 ：平面设计结果：平面设计结果 纵断面设计内容：坡度及坡长纵断面设计内容：坡度及坡长二、纵坡设计二、纵坡设计 一、纵坡设计的一般要求一、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

29、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坡。 连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。 越岭线哑口附近的纵坡应尽量缓一些。 3纵坡设计应对沿线地面、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅 4 4一般情况下山岭重丘区纵坡设计应考虑填挖一般情况下山岭重丘区纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。借方和废方，降低造价和节省用地。即纵向即纵向填挖平衡设计。填挖平衡设计。5 5平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊

30、平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填上高度要求，保证路基稳定。应满足最小填上高度要求，保证路基稳定。即包线设计。即包线设计。6 6对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端对连接段纵坡，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。交叉处接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些，前后的纵坡应平缓一些，7 7在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。利等方面的要求。二、最大纵坡二、最大纵坡 在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡

31、度值。三、最小纵坡三、最小纵坡 各级路段路堑，低填方路段及其他排水不畅地段，应采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计平坡或小于0.3%的纵坡时，边沟应做纵向排水设计。四、坡长四、坡长最小坡长为满足行车平顺、纵面视距。最大坡长为满足汽车的爬坡能力。 五、平均纵坡五、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H与路线长度L之比（连续升坡或降坡路段）。a .相对高差为200300m，平均纵坡接近5.5%b.相对高差大于500 m，平均纵坡接近5%为宜c.任一连续3000 m范围内平无纵坡不大于5.5%六、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，其方向即流水方向。式中：

32、I 合成坡度（%） iy 超高横坡或路拱横坡（%） i路线设计纵坡度（%）22iiIy 1、最大允许合成坡度值 2、最小合成坡度：l最小合成坡度不宜小于0.5%。l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、竖曲线设计竖曲线要素 a.直线 b.竖曲线（凹形、凸形）竖曲线方程竖曲线半径选择 满足规范规定竖曲线最小半径和最小长度要求。 竖曲线几何要素 曲线长 L=R 切线长 外距2)(212iiRLTRLE82点绘竖曲线a.计算竖曲线上任意点纵距y： x = 任意点桩号一起点桩号 =终点桩号任意点桩号b.设计高程 = 切线高程yc.绘制竖曲线Rxy22各级公路竖曲线的半径

33、及其最小长度 公路等级公路等级高速高速一一二二三三四四地形地形平原平原重丘重丘山岭山岭平原平原山岭山岭平原平原山岭山岭平原平原山岭山岭平原平原山岭山岭竖曲竖曲线半线半径径(m)凸凸形形一般一般最小最小17000100005001000200045007002000400700200极限极限1100065003000650014003000450100250450100凹凹形形一般一般6000450030004500150030007001500400700200极限极限4000300010003000100020004501000250450100竖曲线最小长度竖曲线最小长度(m)100855

34、08550703550253520竖曲线的最小半径竖曲线的最小半径竖曲线设计限制因素竖曲线设计限制因素1缓和冲击 汽车在竖曲线上行驶时，受离心加速度限制。2时间行程不过短 最短应满足3s行程。6 . 3,6 . 32min2minVLVR或2 . 12 . 16 . 3minminminVLRVtVL则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 力逐桩设计高程计算逐桩设计高程计算R2TE2竖曲线要素的计算公式： 变坡角= i2- i1 曲线长：L=R 切线长：T=L/2= R/2 外 距： 纵 距：Rxy

35、22竖曲线起点桩号: QD=BPD - T竖曲线终点桩号: ZD=BPD + T第三节第三节 横断面设计横断面设计一、横断面一、横断面 二、道路横断面的组成二、道路横断面的组成 三横断面的设计三横断面的设计四、横断面测量四、横断面测量一、横断面一、横断面是指道路中线任一点作的法向剖切面图。 1、公路路基横断面设计图2、城市道路横断面设计图 二、道路横断面的组成二、道路横断面的组成 1、公路横断面的组成 u中央分隔带u路缘带u车行道u路肩u路面2城市道路横断面组成公路路幅的布置类型（路幅：是公路两路肩外侧边缘间部分）单幅单车道四级公路单幅双车道二、三、四级公路双幅多车道高速、一级公路2城市道路横

36、断面组成 行车道 分隔带 人行道 汽车停靠站 城市道路路幅的布置类型 单幅路“一块板” 适用于机动车交通量不大且非机动车较少的次干道、支路及用地不足拆迁困难的旧城改建的情况。双幅路“两块板” 主要用于各向需要两条以上机动车道、非机动车较少的情况，还常用于有平行道路可供非机动车道行驶的快速路、郊区道路以及横向高差大或地形特殊的路段。三幅路“三块板” 适用于机动车交通量大，非机动车多的情况。四幅路“四块板” 适用于机动车车速较高，各向两条机动车道以上，非机动车多的快速路与主干路。三横断面的设计三横断面的设计行车道 指道路上供各种车辆行驶的路面部分。2加宽 是指汽车在曲线上行驶时，后轮轨迹偏向曲线内

37、侧，为了保证正常行车，曲线内侧相应增加的路基和路面的宽度。3路肩 是指行车道外缘到路基外缘具有一定宽度的带状部分。4、分车带5、路侧带 是位于城市道路行车道两侧的人行道、绿化带、公用设施带。6、路缘石 是设置在路面与其他构造物之间的标石。形状有立式、斜式、曲线式。7、路拱 是指为了利于横向排水，把路面做成中间高两侧低的双向坡面。形式有：抛物线、直线接抛物线、折线形。8、超高 是指为抵消车辆在曲线上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡。行车道 一条行车道宽度 b=设计车辆宽富余宽度设计车辆宽：小客车1.8m，载重汽车2.5m富余宽度：是指汽车最外侧车轮外缘与路缘之间

38、的横向安全距离、车身边缘之间的横向安全距离的组合。城市道路平均最大车速为城市道路平均最大车速为303040km/h40km/h，故所需车，故所需车道宽为道宽为3.423.423.80m 3.80m 。平均采用。平均采用3.50m3.50m。车道数n行车道宽度B B =nb单CDHVn 2加宽 加宽的过渡方式 按比例加宽 按高次抛物线加宽 按回旋线加宽按比例加宽式中：bx加宽缓和段内任意点加宽值（m）Lx任意点距缓和曲线起点距离（m）L 加宽缓和段长度（m）b 圆曲线部分路面加宽值（m） bLLxbx bLLxbx 式中：N车道数；A普通汽车后轴至前保险杠距离（m）R圆曲线的半径（m）（适用于二

39、、三、四级公路）RNAb22按高次抛物线加宽 适用于处理路面内侧边缘圆滑、美观，用于高等级公路。 bLLxLLbxx4334按回旋线加宽 加入一段回旋线，作为加宽过渡段，有利于行车和顺适美观。加宽缓和段 a.对于设置缓和曲线的平曲线： Lw = Lhb.对于不设缓和曲线，但没超高缓和段：Lw=Lcc.既不设缓和曲线，又不设超高缓和段： Lw按渐变率P=1:15且Lw10m路肩 路肩的类型路肩的作用路肩的宽度路肩横坡度路肩的类型、作用 类型：a.硬路肩 b.土路肩 作用：a.增加路幅的富余宽度 b.保护、支撑路面结构 c.临时停车使用 d.公共设施场地 e.汇集路面排水路肩的宽度a.硬路肩 四车

40、道高速公路宜采用 3.50m 八、六车道高速公路宜采用 3.00m 高速一级公路为 ： 3.00m、2.75m （v=100 km/h） 2.75m、2.50m （v=80 km/h） 2.50m、1.50m （v=60 km/h）b.土路肩路肩横坡度 a.硬路肩 直线段设外侧倾斜横坡，横坡值可古路面横坡值相同和稍大。 曲线段内侧与行车道路面横坡一致，外侧与行车道路面横坡相同或设向外倾斜横坡。b.土路肩 其横坡宜较路面横坡增大1.0%2.0%分车带 中间带 是指高速公路、一级公路及城市两块或四块板道路中间设置的分隔上下行驶交通的设施。中间带的类型 a.左侧路缘带 b.中央分隔带 中间带的作用

41、a.分隔上下行车流； b.杜绝车辆随意调头； c.减少夜间对向行车眩光； d.显示车道的位置，诱导视线； e.为其他设施提供场地。中间带的宽度中间带的长度 为养护方便或某些车辆在必要时驶向反方向，设开口，l=2km。两侧带 如机动车与非机动车之间。路侧带 是位于城市道路行车道两侧的人行道、绿化带、公用设施带。要高出行车道 0.080.20m。 人行道 种植带 设施带超高 超高缓和段 一般取缓和段作为超高过渡段。超高的过渡方式 a.无中央分隔带 内边轴旋转，即先逐渐地将外侧车道抬高，（绕行车道中心线），当抬高到与内侧车道相同横坡时，再一同绕内边轴旋转到超高横坡度为止，适用于新建道路。中轴旋转，适

42、宜于改建道路。外边轴旋转，用于特殊设计，强调路容美观。（内侧不变）b.有中央分隔带绕中央分隔带中心线，用于中间带宽4.5m。绕中央分隔带两侧边缘，用于各种宽度中间带。绕中央分隔带两侧路面中心线，用于车道数大于4条。c.对于分离式路 按两条路单独考虑超高的设置。四、横断面测量1、任务： 在实地逐桩测量每个中桩在路线的横向的地表起伏变化情况，并画出横断面地面线。测量范围，应根据地形、地质、地物及设计需要确定，一般中线左右宽度不小于20m。2、记录： 将实测数据记录在道路横断面测设记录本中。分为高差、分母为各测点间的距离。3、工作内容： 横断面方向的确定 a.直线路段 横断面方向与路线垂直，用方向架

43、或经纬仪确定。 b.曲线路段 横断面方向与该点处曲线的切线相垂直，根据计算的弦偏角用经纬仪确定。 测量方法 a.抬杆法 用花杆测平距和高差。此方法简便易行，适用于横向变化较多较大地段，误差较大。 b.手水准法 量距用皮尺。此方法精度较高，用于横坡较缓地带。 c.交会法 用经纬仪测出2A、2B，用皮尺丈量L，图解交绘出C点，适用于陡岩地段。 d. 钓鱼法 适用于深沟路段。 横断面图绘制方法1、在计算纸上绘制横断面的地面线。 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内插获得。 横断面图的比例尺一般是1：200。2、绘出设计线：“戴帽子” 3、绘出防护及加固设施的断面图。4、根据综

44、合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和断面形式。 第四节第四节 平纵面线形组合设计平纵面线形组合设计 是指满足汽车运动学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续舒适，与周围环境的协调和良好的排水条件。1 1、原则、原则在视觉上能自然地引导司机的视线，并保持视觉的连续性；保持平纵线形的技术指标大小均衡，不要悬殊太大，使视线在视觉上、心理上保持协调。选择合适得当的合成坡度，利于路面排水和行车安全；与道路周围环境相配合。2 2、空间线形要素、空间线形要素 是指平纵面线形组合在一起，构成的立体线形。平面有直线、圆曲线、缓和曲线。纵面有直线、凸形竖曲线、凹形竖曲线。组合以后有六种

45、空间线形要素：平面直线纵面直线 2a平面直线凹形竖曲线 2b平面直线凸形竖曲线 2c平曲线纵面直线 2d平曲线凹形竖曲线索 2e平曲线凸形竖曲线 2f3 3、线形组合要点、线形组合要点2a ： a.线形单调、枯燥； b.适用于交叉口； c.可用划线、标志、绿化等调节视觉。 2b： a.视距条件好; b.避免采用短凹竖曲线(LRmin(3-4); c. 两凹形竖曲线间不宜插入短直线; d.长直线末端不宜插入小半径凹形竖曲线间。2c： a.视距条件差，线形单调，应尽量避免； b.应采用较大竖曲线半径。2d： a.直线与圆曲线组合应适当，圆曲线半径大； b.平曲线半径与纵坡度协调 c.避免急弯与陡坡

46、相重合。2 e、2f 当平纵面几何要素大小适当，均衡协调，位置适宜，可以获得视觉舒顺、诱导良好的空间线形。4 4、平纵面线形组合、平纵面线形组合最恰当的组合：竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点不要放在缓和曲线的以外的曲线上，也不要放在圆弧段之内。六、线形与环境的协调六、线形与环境的协调1 1、原则、原则尽量少破坏公路周围的地貌、地形、天然树林、建筑物等；当公路以挖方穿越山脊或通过宽阔林区时，路线应布设成曲线，以保持自然景观的连续；为减轻在长直线公路上驾驶的单调感，应使驾驶者能看到前方显著的景物；应根据技术和景观要求合理选定构造物的造型，使公路构造物成为自然景观中的一部分。2、平纵面线形组合必须注意与路线所经地区的环境相配合；3、应充分利用自然风景如弧山、湖泊、大树，或人工建筑物如水坝、桥梁、农舍，或在路旁设置一些设施，以消除景观单调感，使公路与大自然融为一体；4、有条件时可适当放缓边坡或将边坡的变坡点修整圆滑，使边坡接近于自然地面的形式，增进路容美观；5、公路两侧的绿化应避免形式和内容上的单一化，应将绿化作为诱导视线，点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。