公路路线设计ppt课件.ppt

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1、第二章 路线设计,第一节 平面设计第二节 横断面设计第三节 纵断面设计第四节 选线、定线第五节 线形设计第六节 平面交叉设计第七节 立体交叉设计,汽车的行驶特性,汽车行驶性能的内容与要求汽车行驶轨迹汽车行驶横向稳定汽车行驶动力性能汽车制动性能,一 汽车的行驶性能的内容与要求,汽车行驶性能的主要内容汽车行驶对路线的要求汽车行驶总的要求是 ：快速、舒适、经济和安全,汽车行驶性能的主要内容,动力性能：指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向力决定，所能达到的平均行驶速度，即指决定汽车加速、爬坡和获得最大速度的性能。 动力性能决定着道路的最大纵坡、坡长限制及陡坡与缓坡的组合。,制动性：指汽车行驶中

2、能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。 制动性能与道路的行车视距有关。行驶稳定性：指汽车在行驶过程中，受到外部因素的作用，保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。 汽车行驶稳定性决定着道路圆曲线极限最小半径和纵、横向组合最大坡度的取值，也影响着道路纵坡度的设置。,操纵稳定性：指汽车是否按照驾驶员的意图控制汽车的性能。 包括：汽车的转向特性、高速稳定性和操纵轻便性。燃油经济性行驶平顺性：汽车在行驶中对路面不平的降震程度。通过性：指汽车能以较高的平均技术速度通过各种道路和障碍物的能力。,燃油经济性,燃油经济性是汽车在保证动力性的基础上，以尽

3、可能少的燃油消耗行驶的能力。燃油经济性通常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量使汽车行驶的里程来衡量。 燃油消耗虽然同汽车发动机的效率密切相关，但很大程度上也受到道路和交通状况的影响。燃油消耗随行驶速度变化而变化，呈两端高中间低的规律，即低速和高速行驶时油耗大，中速行驶时油耗相对较低。随着路段纵坡的增大，由于需消耗部分功率以克服坡度阻力，燃油消耗迅速增加。而在弯道上行驶时，由于需克服弯道阻力，燃油消耗相应增大，转弯角度越大，油耗增加得越多，并且，行驶速度越高，油耗的增长率越大。此外，随着路面不平整程度的增加，由于滚动阻力的增加，燃油消耗增大。,汽车行驶对路线的要求,保证汽车在

4、道路上行驶的稳定性；尽可能地提高车速；保证道路上的行车连续性；尽量满足行车舒适,二 汽车行驶轨迹,汽车行驶的中心轨迹 汽车轨迹特征、汽车转弯行驶时基本假定和结论汽车行驶两侧轨迹 加宽（普通汽车加宽、半挂车加宽及考虑车速的加宽）,加宽,定义：汽车在曲线路段上行驶时，靠近曲线内侧后轮行驶的曲线半径最小，靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半径最大。为适应汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面、路基宽度称为曲线加宽(又称弯道加宽)。加宽目的：避免汽车在弯道上行使时不侵占相邻车道。加宽条件：R250m曲线路段。加宽位置：通常在弯道内侧。,每条车道加宽值的计算公式：,b单=A2

5、/2R A汽车后轴至前保险杠的距离（m）R圆曲线半径（m）,单车道加宽示意图,加宽示意图,三 汽车行驶横向稳定,离心力计算公式： F=Gv2/gR其中 F离心力（N） R平曲线半径（m） v汽车行驶速度（m/s） G汽车重力（N） g重力加速度（m/s2）,超高设置和超高值概念：为抵消车辆在曲线路段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，称之为超高。,超高示意图,设置目的：是为了克服离心力，保证行车安全，在曲线段将双面坡做成单面坡。超高横坡度计算公式： i超=V2/127R- 为保证安全，各等级道路设计超高时应满足最大超高横坡度的要求。,为保证安全，各等级道路设计

6、超高时应满足最大超高横坡度的要求。,四 汽车行驶动力性能,汽车的行驶阻力（ 三种）汽车行驶驱动力汽车运动方程汽车行驶条件汽车动力特性,汽车制动性能,评价汽车制动性能主要指标：制动效能、制动效能的恒定性及制动时汽车的方向稳定性三个方面。汽车制动力、动能及制动距离,第一节 平面设计,一、平面 （是指道路中心线在水平面上的投影）二、平面线形要素三、直线四 圆曲线五、缓和曲线六、平曲线测设七、平曲线视距的保证,路线：是指道路中线的空间位置。路线平面图：道路中心线在水平面上的投影。路线横断面图：沿道路中心线任一点作法线剖面。路线纵断面图：沿道路中线竖直作剖面。,二、平面线形要素及特点,1、直线 曲率为0

7、的线形（或半径为无限大）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,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,宜采用直线线形的路段：（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,（1）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。（2）长直线与大半径

8、凹的曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。（3）道路两侧过于空旷时，宜采取不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以改善单调的景观。（4）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长度设计应合理。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曲线所构成，而是必须采用与自然地形相协调的线形。合理利用地形和避免采用长直线。,平面线形的组合与衔接,直线与曲线的组合路线的行车平顺性要求直线与曲线彼此协调而有

9、比例地交替，路线直曲的变化应缓和匀顺。平面曲线的半径、长度与相邻的直线长度应相适应。过长的直线段会使司机感到疲倦，同时也是肇事的原因之一，只有在道路所指方向地平线处有明显目标时才允许采用长直线段。直线与曲线组合得当，能提高线形的行驶质量。直线与曲线配合不好的线形应予避免。例如，长直线末端应避免小半径平曲线，同向曲线间的短直线可用大半径的曲线来代替。曲线与曲线的组合,平面组合线形 （略）,平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线三个几何要素组成，三个线形要素可以组合成不同的组合线形。1. 简单型曲线：当一个弯道由直线与圆曲线组合时叫简单型曲线，即按直线圆曲线直线的顺序组合。2.基本型曲线：按直线回旋线圆

10、曲线回旋线直线的顺序组合的曲线称为基本型。 3.凸形曲线：两同向回旋曲线间不插入圆曲线而径相连接的组合形式称为凸形曲线。,直线圆直线: 不满足第二、三条性质，但满足第一条要求，满足了车辆的直行和转向要求，可作为低等级山区道路采用。,直缓圆缓直: 为满足第二条要求，在直线与圆曲线间引入了一条曲率逐渐变化的“缓和曲线”，使整条线形符合汽车行驶轨迹特性的第一条和二条，保持了线形的曲率连续。它不满足第三条要求，不是最理想的，但与汽车行驶轨迹接近，国内外普遍采用。,纵坡太大,纵坡太大,同小半径凸型竖曲线结合,4.S型曲线：两个反向圆曲线间用两个反向回旋线连接的组合形式，称为S型曲线。5.C型曲线：同向曲

11、线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式称为C型曲线。6.复合型曲线：两个及两个以上的同向回旋曲线，在曲率相等处径相衔接的组合形式称为复合型曲线。7.复曲线：复曲线是指两个或两个以上半径不同，转向相同的圆曲线径相连接或插入缓和曲线的组合曲线，后者又叫卵形曲线。根据其是否插入缓和曲线可有几种形式。,平面组合线形 （略）,简单型曲线,基本型曲线,凸型曲线,S型曲线,C型曲线,复合型曲线,圆曲线直线相连接的复曲线,两端带缓和曲线的复曲线,卵形曲线,四 圆曲线,1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

12、半径较小时，视距条件差。,2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.不设超高的最小半径 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,（1）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极限最小半径；（2）当

13、地形条件许可时，应尽量采用大于一般最小半径的值；（3）有条件时，最好采用不设超高的最小半径。（4）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；（5）长直线或线形较好路段，不能采用极限最小半径。（6）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。,最小半径指标的应用,圆曲线最大半径选用圆曲线半径时，在与地形等条件相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后果，同时也无谓增加计算和测量上的麻烦。公路路线设计规范规定：圆曲线的最大半径不宜超过10000m。,3、

14、圆曲线的设计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要组成部分。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，使用十分普遍。,4 圆曲线几何要素的确定,圆曲线上里程桩的测设,在已知JD（转点）桩号以后，则：圆曲线起点桩号 ZY桩号=JD桩号-T圆曲线终点桩号 YZ桩号=ZY桩号+L圆曲线中点桩号 QZ桩号=YZ桩号-L/2验 算 JD桩号=QZ桩号+(2T-L)/2,计算题一： 如果测得公路平曲线的转角 = 32，交点的里程JD=K5+200,拟定圆曲线半径R=600m，求圆曲线几何要素及主要点桩里程。 解：1）计算圆曲线几何要素：,2）计算主点桩里

15、程：圆曲线起点桩号： ZY=JD-T= K5+200-172.05= K5+27.95圆曲线终点桩号： YZ=ZY+L= K5+27.95+335.09= K5+363.04圆曲线中点桩号： QZ=YZ-L/2= K5+363.04-335.09/2= K5+195.49验算： JD=QZ+(2T-L)/2= K5+195.49+（2*172.05-335.09）/2= K5+200,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 ：,式中：V计算行车速度，（km/h）； 横向力系数； ih超高横坡度； i1路面横坡度。,不设超高时 ：,5、圆曲线半径计算公式与因素,由横向力系数：横

16、向力系数，其值受汽车行驶的稳定性、乘客的舒适性和运营的经济性等因素的影响。,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,3、缓和曲线几何要素切线增长值：圆曲线内移距离：缓和曲线切线角 ：,切线长 曲线长 外距超距,4、主点里程桩号计算方法,以交点里程桩号为起算点：ZH = JD THY = ZH + LsQZ = ZH + L/2YH = HZ

17、 LsHZ = ZH + L,4、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,缓和曲线最小长度,（一）曲线过短，司机操作困难（3s行程） L=V/1.2（二）满足离心加速度变化率的要求 L=V2/47Ras（三）满足视觉要求 当转角3时，缓和曲线不明显。为便于识别曲线，避免产生错觉且能与其他线形很好协调，宜控制曲线最小长度符合规范要求（适宜缓和曲线角值3 29 ）。,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。2、记录 将

18、有关数据记入中线测设记录中。,3、曲线测设方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）,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,4 视距,行车视距：是指为了保证行车安全、司机应能看到行车路线前方一定距离的路况，以便发现障碍物或迎面来车时，采取停车、避让、错车或超车等措施，在完成这些操作所必需的最短时间里汽车的行驶路程。 视距是评价道路使用质量的重要指标之一。,视距示意图,视距的种类,停车视距：汽车发现前方路面

19、障碍物，采取停车措施，从司机发现障碍物时到汽车在障碍物前安全停车为止，所需要的必要安全视距。会车视距：在同一行车道上两对向汽车相遇，同时采取刹车措施所必需的安全视距。错车视距：两对向行驶的车辆相遇时，采取减速错车所必需的安全视距。,超车时距：在双车道公路上，两同向行驶的车辆，当后面一辆车需要超过前一辆车，从采取加速措施到超过前一辆车，而又不与对向来车发生碰撞所必需的安全视距。避让障碍物视距：汽车发现前方障碍物，采取减速措施，从障碍物一侧绕过，而不与对向车辆发生碰撞所必需的安全视距。,停车视距,为使高速公路上车辆之间保持安全距离，通常采用200米，150米，100米，50米等距离法，将标志放在右

20、侧。,北京，中国,英国公路上最近采用路面划标线的办法，使车辆保持两个波距,为使高速公路上车辆之间保持安全距离，通常采用200米，150米，100米，50米等距离法，将标志放在右侧，英国最近采用路面划标线的办法，保持两个波距,会车视距,两辆对向行驶的汽车在同一车道上相遇，及时制动并停车所必须的安全视距称为会车视距。会车视距由三部分组成：双方驾驶员反应时间所行驶的距离；双方汽车的制动距离；安全距离。会车视距的规定值是其长度不应小于停车视距的两倍。,会车视距示意图,超车视距,超车视距示意图,视距的计算 S停S反+S制+S安 S会2S停城市道路设计规范规定： 1）道路平面、纵断面上的停车视距应大于或等

21、于表中的规定。 2）车道上对向行驶的车辆有会车可能，应采用会车视距，其值为表中停车视距的两倍。,5、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。,2、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

22、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、分隔桩；或设成两条分离的单车道。,第二节 横断面设计,一、横断面 二、道路横断面的组成 三横断面的设计四、横断面测量,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,1、公路横断面的组成 中央分隔带路缘带车行道路肩路面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）

23、单幅单车道四级公路（在不大于300m的距离内选择有利地点设置错车道）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”（上下行车辆混合行驶） 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” （分向行驶） 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”（中-双向，两侧-非机动车道） 适用于机动车交通量大，非机动车多的情况。四幅路“四块板”

24、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,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

25、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3040km/h，故所需车道宽为3.423.80m 。平均车道宽度采用3.50m（最小值）。,车道数n行车道宽度B B =nb,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,加宽值的计算式中：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、三、四级公路）,按比例加宽,式中：bx加宽缓和段内

26、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）,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。,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。 但路基宽度不易计算。,加宽缓和段的长度a.对于设置缓和曲线的平曲线： Lw = Lhb.对于不设缓和曲线，但设超高缓和段：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（排水、硬化） b.土路肩 作用：a.增加路幅的富余宽度 b

27、.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 用于各级公路，宽度可采用0.5、0.75、1.5m。,路肩横坡度,a.硬路肩 直线段设外侧倾斜横坡，横坡值可与路面横坡值相同或稍大。 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

28、.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 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 布置在横断面两侧的分车带。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，横坡坡度为1.0%2.0%。 人行道 种植带 设施带,路缘石,设

29、置在路面与其他构造物之间的标石。,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

30、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。分子为高差、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

31、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。,3-3 纵断面设计,一、纵断面 沿着道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断面。 二、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。,纵断面包括内容,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

32、程的连续。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差。平曲线 ：平面设计结果纵断面设计内容：坡度及坡长,二、纵坡设计,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。 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

33、理，以保证道路的稳定与通畅,4一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，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。即纵向填挖平衡设计。5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，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。即包线设计。6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。交叉处前后的纵坡应平缓一些。7在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利设施等方面的要求。,二、最大纵坡 在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。三、最小纵坡 在设置边沟的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。当横向

34、排水不畅的路段或长路堑路段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(查）最小坡长为满足行车平顺、纵面视距以设计车速行驶915s的行程为标准。最大坡长为满足汽车的爬坡能力。,五、平均纵坡 平均纵坡是指一定长度的路段内，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）。计算公式：为保证纵坡均衡平顺，标准规定：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范围内平均纵坡不大于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。 （不宜过大或过小

35、）式中：I 合成坡度（%） iy 超高横坡或路拱横坡（%） i路线设计纵坡度（%）,1、最大允许合成坡度值,2、最小合成坡度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、竖曲线设计,变坡点：纵断面上两相邻纵坡线的交点。竖曲线：在变坡点处，用一段曲线起缓和作用，这曲线称为竖曲线。竖曲线的作用：1）减小（纵向变坡处行车动量变化而产生的）离心力；2）确保公路纵向行车视距；3）将竖曲线与平曲线恰当组合，有利于路面排水和改善 行车的视线诱导和舒适感。,相邻坡段的坡度为i1和i2,代数差为=i2 -i1 为正时，是凹曲线（凹形竖曲线） 为负时，是凸

36、曲线（凸形竖曲线）。 竖曲线须计算水平距离、竖直高度和坡度竖曲线方程：竖曲线长L、竖曲线切线长T、竖距E等。,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 （R-竖曲线半径）切线长 外距,点绘竖曲线(了解）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,各级公路竖曲线的半径及其最小长度,竖曲线的最小半径或长度,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。 （加速度a=0.278m/s2) 注：凹形竖曲线、凸行竖曲线2时间行程不过短 最短应满足3s

37、行程。,3满足视距的要求： 凸形竖曲线坡顶视线受阻TU 凹形竖曲线保证夜间行车安全；保证跨线桥下有足够的视距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,逐桩设计高程计算,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：,竖曲线起点桩号: QD=BPD - T竖曲线终点桩号: ZD=BPD + T,第四节 选 线与定线,一、选线 是指根据公路的性质、任务、等级，结合自然条件，综合平面、纵向、横向三方面因素，在实地或纸上选定公路中线平面位置的工作。二、选线的步骤 三、选线的原则四、地形的划分 五、各类地形选线要点

38、 六、定线,二、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。,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，但与铁路沿程干扰；方案路线短，线形标准高，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

39、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。,三、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，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。（极限纵坡值、竖曲线最小半径）3、

40、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、泥沼等严重的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。（岩石分为三大类：沉积岩、岩浆岩和变质岩）,图1：错综复杂的地质构造,图2：各种岩石叠加的构造,图3：断裂破碎带a,图4：断

41、裂破碎带b,图5：崩塌示意图,图6：崩塌现象,图7：泥石流现象,图8：泥石流的危害,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；土地、拆迁房屋所带来的影响；路线对城镇、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。,四、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。

42、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； 微丘近似平原地形。（平原微丘区） 重丘近似山岭地形。（山岭重丘区）,一. 平原地区,二. 山岭地区,三. 丘陵区,五、各类地形选线要点,1、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

43、，原则上不穿过城镇内部，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，助民不扰民。用支线相连，要既方便运输，又保证安全。路线跨越河道时，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、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。（承载力）,2、丘陵区选线要点,微丘地区应充分利用地形处理好路线平、纵线形的组合。重丘地区应综合考虑平、纵、横三者的关系，恰当地掌握技术指标，提高线形质量。丘陵地

44、区路线的特点：局部方案多，且为了充分适应地形，路线纵断面将有一定得起伏，路线平面将是以曲线为主体。（竖曲线各要素，坡度）,丘陵地区路线的布设,微丘区地区选线应充分利用地形，处理好平、纵线形的组合。重丘区选线应注意的问题：注意利用有利条件减少工程量注意路线平、纵、横（路幅、超高）的综合设计注意少占耕地不占良田遇到冲沟（间断水流冲刷侵蚀）比较多的地段时，高速、一级和二级公路可采用高路堤或高架桥的直穿方案；三、四级公路则宜采用绕越方案。,路线的布设方式,平坦地带走直线具有较陡横坡的地带沿地形匀坡线布线匀坡线：是相邻两控制点之间，顺自然地形，以均匀坡度定的地面点的连线。起伏地带走直线和匀坡线之间（比直

45、连线的起伏小，比匀坡线的距离短，最终取路线平、纵、横三方面最恰当的组合。）,3、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。 山岭区按路线通过的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，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

46、、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，中转河换岸方便。缺点：易受洪水威胁，防护工程多。条件：有较低平整台地

47、，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，线形顺适，需做防护工程；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。山腰线支挡工程多，废方处理困难，避免山洪冲刷。,桥位选择,按路线与河流的关系，有跨支流和跨主流两类桥位。（转河换岸） 1、路线跨越主河的桥位选择：（

48、1）在“S”形河段腰部跨河，以争取桥轴线与河流成较大交角。采用斜桥方案，则更有利于路桥配合。,（2）在河弯附近选择有利位置跨越，但注意河弯水流对桥的影响，采取防护措施。,常见的防护方法：1）封面：包括抹面、喷浆、喷射混凝土等防护形式，抹面防护适用于易风化的软质岩石挖方边坡。 2）浆砌片石护坡：适用于防护流速较大，波浪作用较强，用水流、漂浮等撞击的边坡，对过分潮湿或冻害严重的土质边坡应先采取排水措施再进行铺筑。 3）浆砌预制块防护：适用于石料缺乏地区，预制块的混凝土强度不应低于C15，在严寒地区不应低于C20。4）土工织物：是由高分子合成纤维制成的一种新型建筑材料，在公路工程中有反滤、分隔、防护

49、作用等。,（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垭口选择、过岭标高、垭口两侧路线展线方案的问题。,a. 垭口选择 垭口是狭窄的山口，指的是山脊上呈马鞍状的明显下凹且平坦处。它是地质构造上的较软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

50、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. 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. 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。 越岭线特点是（延长路线、克服高差）。越岭线延长路线的展线方式： 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