公路工程第三章纵断面设计与研讨.ppt

三、线形（alignment）组合设计要点 平曲线与竖曲线的组合 （1)平曲线与竖曲线应相互重合，且“平包竖”。 竖曲线的起终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。 注意： 若平、竖曲线半径都很大且坡率差较小时，则平、竖位置可不受上述限制。 若做不到平、竖曲线较好的组合，宁可把二者拉开相当距离，使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。 （2)要保持平曲线与竖曲线大小的均衡。 R平：R竖=1：10～20 当平曲线缓而长、纵断面坡差较小时，可不要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。 平曲线半径(m) 竖曲线半径 平曲线半径(m) 竖曲线半径(m) 500 10000 1100 30000 700 12000 1200 40000 800 16000 1500 60000 900 20000 2000 100000 1000 25000 （3）要选择适当的合成坡度。 ①合成坡度过大，对行车安全不利，车辆易出事故。 ②合成坡度过小，不利于路面排水，对高速行驶的车辆由于溅水而影响行车安全。 如果变坡点与路面横向排水不良的平曲线路段组合，易使合成坡度过小，排水不利，妨碍高速行车，故合成坡度一般应不小于0.5％。 平、竖曲线应避免的组合： 设计车速≥40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半径平曲线。 避免将小半径的平曲线起、讫点设在或接近竖曲线的顶部或底部。 凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合。 避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形。 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。 避免在长直线上设置陡坡或曲线长度短、半径小的凹形竖曲线 避免急弯与陡坡的不利组合 直线与纵断面的组合 直线上一次变坡是较好的平、纵组合，从美学观点讲以包括一个凸形竖曲线为好，而包括一个凹形线次之 。 应避免： 长直线配长坡 直线上短距离内多次变坡 直线段内不能插入短的竖曲线 在长直线上设置坡陡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。 直线上的纵断面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形。 长坡配长直线 浪形 长直线内多次变坡 暗凹路段 蛇形路线 偏角α＝α2－α1(方位角) 切线长T、曲线长L为实际长度 直线用方位角和实际长表示 外距E为QZ和JD的连线 任意点支距y与切线垂直 坡差ω＝i2－i1（坡度） T、L为水平长度 直坡用坡度和水平长度表示 外距E为距变坡点的垂直高度 任意点支距h为垂直高差 采用与地形条件吻合的指标，显得舒展自然 竖曲线设计标准 （1）竖曲线最小半径 1）凹型竖曲线极限最小半径 2）凸型竖曲线极限最小半径 3）竖曲线一般最小半径 （2）竖曲线最小长度 以汽车在竖曲线上行程3s控制曲线长度 （3）竖曲线设计的一般要求 1）宜选用较大的竖曲线半径。视觉良好 2）同向竖曲线应避免“断背曲线”。 3）反向曲线间，一般由直坡段连接，也可径相连接。 4）竖曲线设置应满足排水需要。 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设计速度的3秒行程 。 凹形竖曲线最小半径和最小长度 凹形竖曲线最小长度相当于各级道路设计速度的3秒行程 。 竖曲线要素的计算公式 式中：R—抛物线顶点处的曲率半径 竖曲线长度L或竖曲线半径R： 竖曲线切线长T： 因为T = T1 = T2，则 竖曲线外距E： 逐桩设计高程计算 变坡点桩号BPD 变坡点设计高程H 竖曲线半径R 纵断面设计成果： H R 2．竖曲线要素的计算公式： 变坡角ω= i2- i1 曲线长：L=Rω 切线长：T=L/2= Rω/2 外 距： x 竖曲线起点桩号: QD=BPD - T 竖曲线终点桩号: ZD=BPD + T y x 纵 距： HT HS y Hn BPDn BPDn-1 Hn-1 in in-1 in+1 Lcz1 Lcz-BPDn-1 切线高程： Lcz2 HT 直坡段上，y=0。 x——竖曲线上任一点离开起（终）点距离； 其中： y——竖曲线上任一点竖距； 设计高程： HS = HT ± y （凸竖曲线取“-”，凹竖曲线取“+”） 切线高程： 以变坡点为分界计算： 上半支曲线 x = Lcz - QD 下半支曲线