第五章_高速公路縱斷面設(shè)計(jì)

1、1第五章高速公路縱斷面設(shè)計(jì)第一節(jié)概述定義：沿著道路中線(xiàn)豎向剖面的展開(kāi)圖即為路線(xiàn)縱斷面。縱斷面設(shè)計(jì)：在路線(xiàn)縱斷面圖上研究路線(xiàn)線(xiàn)位高度及坡度變化情況的過(guò)程。任務(wù)：研究縱斷面線(xiàn)形的幾何構(gòu)成及其大小與長(zhǎng)度。依據(jù)：汽車(chē)的動(dòng)力特性、道路等級(jí)、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等。路線(xiàn)縱斷面圖構(gòu)成：路線(xiàn)縱斷面圖構(gòu)成：地面線(xiàn)：它是根據(jù)中線(xiàn)上各樁點(diǎn)的高程而點(diǎn)繪的一條不規(guī)則的折線(xiàn)；設(shè)計(jì)線(xiàn)：路線(xiàn)上各點(diǎn)路基設(shè)計(jì)高程的連續(xù)。地面高程：中線(xiàn)上地面點(diǎn)高程。設(shè)計(jì)高程：一

2、般公路，路基未設(shè)加寬超高前的路肩邊緣的高程。設(shè)分隔帶公路，一般為分隔帶外邊緣。路基高度：橫斷面上設(shè)計(jì)高程與地面高程之高差。路堤：設(shè)計(jì)高程大于地面高程。路塹：設(shè)計(jì)高程小于地面高程?？v斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容：坡度及坡長(zhǎng)、豎曲線(xiàn)第二節(jié)縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)一、縱坡設(shè)計(jì)的一般要求1縱坡設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足《標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)規(guī)定。2為保證車(chē)輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過(guò)大和過(guò)于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值。合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長(zhǎng)

3、度的陡坡夾最短長(zhǎng)度的緩坡。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段。越嶺線(xiàn)啞口附近的縱坡應(yīng)盡量緩一些。3縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)沿線(xiàn)地面、地下管線(xiàn)、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢4一般情況下山嶺重丘區(qū)縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)考慮填挖平衡，盡量使挖方運(yùn)作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價(jià)和節(jié)省用地?！纯v向填挖平衡設(shè)計(jì)。5平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應(yīng)滿(mǎn)足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足最小填上高

4、度要求，保證路基穩(wěn)定。——即包線(xiàn)設(shè)計(jì)。6對(duì)連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線(xiàn)等，縱坡應(yīng)和緩、避免產(chǎn)生突變。交叉處前后的縱坡應(yīng)平緩一些，7在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。二、最大縱坡最大縱坡：是指在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)各級(jí)道路允許使用的最大坡度值。影響因素：汽車(chē)的動(dòng)力特性：汽車(chē)在規(guī)定速度下的爬坡能力。道路等級(jí)：等級(jí)高，行駛速度大，要求坡度阻力盡量小。自然條件：海拔高程、氣候（積雪寒冷等）。3第三節(jié)豎曲線(xiàn)1定義：縱斷面上兩

5、個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車(chē)用一段曲線(xiàn)來(lái)緩和，稱(chēng)為豎曲線(xiàn)。變坡點(diǎn)：相鄰兩條坡度線(xiàn)的交點(diǎn)。變坡角：相鄰兩條坡度線(xiàn)的坡角差，通常用坡度值之差代替，用ω表示，即ω=α2α1≈tgα2tgα1=i2i12豎曲線(xiàn)的作用：（1）其緩沖作用：以平緩曲線(xiàn)取代折線(xiàn)可消除汽車(chē)在變坡點(diǎn)的突變。（2）保證公路縱向的行車(chē)視距：凸形：縱坡變化大時(shí)，盲區(qū)較大。凹形：下穿式立體交叉的下線(xiàn)。3.豎曲線(xiàn)的線(xiàn)形《規(guī)范》規(guī)定采用二次拋物線(xiàn)作為豎曲線(xiàn)的線(xiàn)形。拋物線(xiàn)的縱軸保持直立

6、，且與兩相鄰縱坡線(xiàn)相切。一、豎曲線(xiàn)要素的計(jì)算公式1豎曲線(xiàn)的基本方程式：設(shè)變坡點(diǎn)相鄰兩縱坡坡度分別為i1和i2。拋物線(xiàn)豎曲線(xiàn)有兩種可能的形式：（1）包含拋物線(xiàn)底（頂）部；（2）不含拋物線(xiàn)底（頂）部。2豎曲線(xiàn)諸要素計(jì)算公式（1）豎曲線(xiàn)長(zhǎng)度L或豎曲線(xiàn)半徑R：??LRRL??（2）豎曲線(xiàn)切線(xiàn)長(zhǎng)T：（3）豎曲線(xiàn)外距E：（4）豎曲線(xiàn)上任一點(diǎn)豎距h：二、豎曲線(xiàn)的最小半徑（一）豎曲線(xiàn)設(shè)計(jì)限制因素1緩和沖擊汽車(chē)在豎曲線(xiàn)上行駛時(shí)其離心加速度為:2時(shí)間行程不