教学课件：《道路工程概论》.ppt

1、道路工程概论道路工程概论本课程主要内容及参考书本课程主要内容及参考书 主要内容主要内容:平面线形设计、纵断线形设计、平面线形设计、纵断线形设计、横断设计、道路交叉、横断设计、道路交叉、路基工程及路面工程路基工程及路面工程 道路与桥梁工程概论道路与桥梁工程概论 张新天等张新天等 人民交通出版社人民交通出版社 道路与桥梁工程概论道路与桥梁工程概论 叶国铮等叶国铮等 人民交通出版社人民交通出版社 第一讲第一讲 概论概论 第一节第一节 道路的形成与发展道路的形成与发展 第二节第二节 道路分类与技术标准道路分类与技术标准 第三节第三节 道路的组成道路的组成 第四节第四节 北京市交通现状问题北京市交通现状

2、问题第一节第一节 道路的形成与发展道路的形成与发展一、运输体系一、运输体系:铁路铁路-远程，大宗货物，人流远程，大宗货物，人流 公路公路-各种客货运，中短途运输各种客货运，中短途运输 水上水上-通航区起廉价运输的作用通航区起廉价运输的作用 航空航空-快速旅客，紧急物资及邮件快速旅客，紧急物资及邮件 管道管道-运输液态，气态及散装物品运输液态，气态及散装物品 第一节第一节 道路的形成与发展道路的形成与发展二、公路运输的特点二、公路运输的特点 高度的灵活性高度的灵活性 不需中转不需中转 直接深入边远地区、山区直接深入边远地区、山区 投资少、资金周转快投资少、资金周转快 运输成本偏高（与铁路、水运比

3、）运输成本偏高（与铁路、水运比）第一节第一节 道路的形成与发展道路的形成与发展三、我国道路发展史三、我国道路发展史1、中国古代道路、中国古代道路 2、近代道路、近代道路 第一节第一节 道路的形成与发展道路的形成与发展三、我国道路发展史三、我国道路发展史1、中国古代道路、中国古代道路 东汉训诂书东汉训诂书释名释名：“道，蹈也，路，露道，蹈也，路，露也，人所践蹈而露见也也，人所践蹈而露见也”汉朝：丝绸之路汉朝：丝绸之路隋朝：赵州桥隋朝：赵州桥唐朝：棋盘式道路网布局唐朝：棋盘式道路网布局清朝：筑路、养护；茶马古道清朝：筑路、养护；茶马古道第一节第一节 道路的形成与发展道路的形成与发展三、我国道路发展

4、史三、我国道路发展史2、近代道路、近代道路 北洋时期：公路建设萌芽阶段北洋时期：公路建设萌芽阶段南京国民党政府：南京国民党政府：公路工程准则公路工程准则新中国成立：新中国成立：50年代康藏公路、青藏公路年代康藏公路、青藏公路建国以来：建国以来：公路工程技术标准公路工程技术标准第一节第一节 道路的形成与发展道路的形成与发展四、我国道路的现状和近期发展规划四、我国道路的现状和近期发展规划 198888年：高速公路年：高速公路 沪嘉（沪嘉（20.5KM)沈大（沈大（131KM）国道总干线布局国道总干线布局：五纵七横、五纵七横、7918网网 中国高速公路发展概况中国高速公路发展概况我国高速公路发展大致

5、经历了两个阶段我国高速公路发展大致经历了两个阶段：起步建设阶段（起步建设阶段（19881997）n 1988年上海至嘉定高速公路建成通车，结束年上海至嘉定高速公路建成通车，结束了我国大陆没有高速公路的历史；了我国大陆没有高速公路的历史；n 1990年，被誉为年，被誉为“神州第一路神州第一路”的沈大高速的沈大高速公路全线建成通车；公路全线建成通车；中国高速公路发展概况中国高速公路发展概况 起步建设阶段（起步建设阶段（19881997）n1993年京津塘高速公路的建成，使我国拥有年京津塘高速公路的建成，使我国拥有了第一条利用世界银行贷款建设的、跨省市了第一条利用世界银行贷款建设的、跨省市的高速公路

6、。的高速公路。n1992年，交通部制定了年，交通部制定了“五纵七横五纵七横”国道主国道主干线规划并付诸实施；干线规划并付诸实施；n1997年年底，我国高速公路通车里程达到年年底，我国高速公路通车里程达到 4771公里，公里，10年间年均增长年间年均增长477公里。公里。中国高速公路发展概况中国高速公路发展概况 快速发展阶段（快速发展阶段（1997 )n1998年至今，高速公路建设进入了快速发展时期，年至今，高速公路建设进入了快速发展时期，年均通车里程超过年均通车里程超过4000公里，年均完成投资公里，年均完成投资1400亿元。亿元。n2002年底，我国高速公路通车里程一举突破年底，我国高速公路

7、通车里程一举突破2.5万公里，位居万公里，位居世界第二位。世界第二位。n2004年底，我国高速公路通车里程已超过年底，我国高速公路通车里程已超过3.4万公里，继续保万公里，继续保持世界第二。持世界第二。n2009年底，我国高速公路通车里程已超过年底，我国高速公路通车里程已超过6.5万公里，继续保万公里，继续保持世界第二。持世界第二。n2017年底，我国高速公路通车里程已超过年底，我国高速公路通车里程已超过13万公里万公里，世界第二。世界第二。沈大高速公路(神州第一路)京津塘高速公路(1993)第一讲第一讲 概论概论第二节第二节 道路分类与技术标准道路分类与技术标准一、道路分类一、道路分类1.1

8、.公路公路2.2.城市道路城市道路3.3.厂矿道路厂矿道路4.4.林业道路林业道路5.5.乡村道路乡村道路二、道路等级二、道路等级、公路的等级、公路的等级1.1.技术等级技术等级根据根据使用任务使用任务、性质性质和和适应的交通量适应的交通量分五类分五类：（公路工程技术标准公路工程技术标准（JTG B012014）高速公路高速公路 一级公路一级公路 二级公路二级公路 三级公路三级公路 四级公路四级公路高速公路高速公路 具有具有特别重要的政治、经济特别重要的政治、经济意义，意义，专供专供汽车分向、分道行驶汽车分向、分道行驶并并全部控制出入全部控制出入的的多车道公路。多车道公路。设计车型：设计车型：

9、设计年限：设计年限：交通量（交通量（年平均昼夜交通量年平均昼夜交通量AADT）小客车小客车20年年15,000辆辆/日以上日以上一级公路一级公路 供汽车分向、分道行驶，并供汽车分向、分道行驶，并可根据需要可根据需要控制出入的多车道控制出入的多车道的公路的公路 设计车型：设计车型：设计年限：设计年限：交通量（交通量（年平均昼夜交通量年平均昼夜交通量AADT）小客车小客车20年年15,000辆辆/日以上日以上二级公路二级公路 供汽车行驶的双车道公路供汽车行驶的双车道公路 设计车型：设计车型：设计年限：设计年限：交通量（交通量（年平均昼夜交通量年平均昼夜交通量AADT）小客车小客车15年年50001

10、5000辆辆/日日三级公路三级公路 主要供汽车行驶的双车道公路主要供汽车行驶的双车道公路 设计车型：小客车设计车型：小客车 设计年限：设计年限：15年年 交通量（交通量（年平均昼夜交通量年平均昼夜交通量AADT）20006000辆辆/日日四级公路四级公路 主要供汽车行驶的双车道或单车道公路主要供汽车行驶的双车道或单车道公路 设计车型：小客车设计车型：小客车 设计年限：可根据实际情况确定设计年限：可根据实际情况确定 交通量（交通量（年平均昼夜交通量年平均昼夜交通量AADT）双车道：双车道：2000辆辆/日以下日以下 单车道：单车道：400辆辆/日以下日以下当量交通量当量交通量 混合交通量：不分车

11、种统计的交通量混合交通量：不分车种统计的交通量 当量交通量：混合交通量按换算系数折算成标准车数量当量交通量：混合交通量按换算系数折算成标准车数量 换算系数换算系数：（：（公路工程技术标准公路工程技术标准（JTG B012014）汽车代表车型汽车代表车型说明说明小客车小客车19座的客车、载质量座的客车、载质量2t的货车的货车中型车中型车19座的客车、载质量座的客车、载质量2t7t的货车的货车大型车大型车载质量载质量7t20t的货车的货车拖挂车拖挂车载质量载质量20t的货车的货车换算系数与车型、交通量、设计速度、公路等级有关二、道路等级二、道路等级、公路的等级、公路的等级1.技术等级技术等级2.2

12、.行政等级行政等级 国道、省道、县道、乡道国道、省道、县道、乡道二、道路等级二、道路等级、城市道路分类、城市道路分类根据其根据其地位地位、交通功能交通功能、对沿线建筑物的服对沿线建筑物的服务功能务功能及及车辆、行人进出频度车辆、行人进出频度分四类分四类 快速路快速路 主干路主干路 次干路次干路 支路支路快速路快速路 只准汽车行驶只准汽车行驶 每个行车方向至少有两条机动车道，中间设每个行车方向至少有两条机动车道，中间设置置中间带中间带 全部交叉口采用全部交叉口采用立交立交 控制快速车道的出入口控制快速车道的出入口 设计年限：设计年限：20年年 设计速度为设计速度为60km/h80km/h主干路主

13、干路 连接城市各主要分区的干路连接城市各主要分区的干路 每个行车方向至少有两条机动车道，自行车每个行车方向至少有两条机动车道，自行车交通量大时，宜采用机非分隔形式，如三幅交通量大时，宜采用机非分隔形式，如三幅路或四幅路路或四幅路 两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的出入口筑物的出入口 设计年限：设计年限：20年年 设计速度为设计速度为30km/h60km/h次干路次干路 与主干路结合组成道路网与主干路结合组成道路网 起集散交通作用，兼有服务功能起集散交通作用，兼有服务功能 设计年限：设计年限：15年年 设计速度为设计速度为20km/h50km/h支

14、支 路路 次干路与街坊路的连接线次干路与街坊路的连接线 解决局部地区交通解决局部地区交通 以服务功能为主以服务功能为主 设计年限：设计年限：10 15年年 设计速度为设计速度为20km/h40km/h 城市各类道路根据城市各类道路根据城市的规模、设计交通量、城市的规模、设计交通量、地形地形等分为等分为、级级城市道路的等级城市道路的等级城市道路的等级道路类别道路类别快快速速路路主干路主干路次干路次干路支路支路道路级别道路级别计算行车计算行车速速 度度 km/h80606050504040305040403030204030302020城市道路的等级城市道路的等级 级级大城市大城市 级级中等城市中

15、等城市 级级小城市小城市 条件许可时，宜采用大值。条件许可时，宜采用大值。当量换算系数当量换算系数 城市道路标准车：城市道路标准车：一般按小客车；中小城市可按普通汽车一般按小客车；中小城市可按普通汽车城市道路车种换算系数城市道路车种换算系数（城市道路设计规范城市道路设计规范（CJJ372012）车种车种小客车小客车普通汽车普通汽车铰接车铰接车路段路段11.52环形平面交叉环形平面交叉11.42信号灯管平面交叉信号灯管平面交叉11.62.5一、线形组成一、线形组成二、路基、路面二、路基、路面三、排水结构物三、排水结构物四、公路特殊结构物四、公路特殊结构物五、附属设施五、附属设施第三节、道路的组成

16、第三节、道路的组成第四节、道路的组成第四节、道路的组成一、线形组成一、线形组成 平曲线：平面上的转折平曲线：平面上的转折 竖曲线：纵断上的起伏竖曲线：纵断上的起伏 第三节第三节 道路的组成道路的组成 二、路基、路面二、路基、路面 1.路基路基 路堤：路线路堤：路线高于高于天然天然 地面地面 路堑：路线路堑：路线低于低于天然天然 地面地面 半填半挖：一部分填半填半挖：一部分填 另一部分挖另一部分挖1.1.路基（公路）路基（公路）单幅路（城市道路）单幅路（城市道路）双幅路（城市道路）双幅路（城市道路）四幅路（城市道路）四幅路（城市道路）四幅路（城市道路）四幅路（城市道路）二、路基、路面二、路基、路

17、面2.2.路面路面：强度、平整度、粗糙度强度、平整度、粗糙度 按力学性质按力学性质 柔性路面：沥青混凝土、碎石、级配柔性路面：沥青混凝土、碎石、级配 刚性路面：水泥混凝土刚性路面：水泥混凝土 路面结构一般由面层、基层、垫层组成路面结构一般由面层、基层、垫层组成第三节第三节 道路的组成道路的组成三、排水结构物三、排水结构物桥梁桥梁涵洞涵洞渗水路堤渗水路堤过水路面过水路面 第三节第三节 道路的组成道路的组成四、公路特殊结构物四、公路特殊结构物（一）支挡结构物（一）支挡结构物挡土墙挡土墙护角护角砌石护坡砌石护坡 第三节第三节 道路的组成道路的组成四、公路特殊结构物四、公路特殊结构物（二）特殊结构物

18、隧道隧道 悬臂式路台悬臂式路台 明洞明洞 第三节第三节 道路的组成道路的组成五、附属设施五、附属设施交通安全设施：交通安全设施：护栏、防护网、反光标志护栏、防护网、反光标志 交通管理标志交通管理标志：交通标志、路面标线等交通标志、路面标线等交通服务设施：交通服务设施：停车场、加油站等停车场、加油站等防护设施：防护设施：碎落台、防雪走廊等碎落台、防雪走廊等 绿化与环境保护绿化与环境保护 警告标志禁止标线禁止标线第四节第四节 北京市交通现状问题北京市交通现状问题 停车停车 拥挤的交通拥挤的交通 交通增长交通增长 环境环境停车停车拥挤的交通拥挤的交通拥挤的交通拥挤的交通 交通增长 混乱混乱 混乱混乱

19、 拥堵拥堵 北京市区道路现状交通量示意图北京市区道路现状交通量示意图 PM 2.5 交通噪音污染交通噪音污染 交通噪音交通噪音本章重点内容本章重点内容 道路的分类；道路的分类；公路、城市道路等级的划分；公路、城市道路等级的划分；路面结构组成及各组成的功能；路面结构组成及各组成的功能；重要概念重要概念：公路、城市道路、计算行车速：公路、城市道路、计算行车速度、度、AADT；道道 路路 工工 程程 概概 论论第二讲 平面线形设计第二讲 平面线形设计 第一节 平面线形 平面线形要素：直线、圆曲线和缓和曲线 曲线要素的计算 超高与加宽 第二节 行车视距 停车视距 会车视距 超车视距第一节 平面线形 当

20、受地形和其他障碍物限制时，公路路线在平面上改变方向，路线改变方向的转折点称为交点(JD)。平面线形要素：直线、圆曲线、缓和曲线一、平面线形要素直线 直线是平面线形设计的基本要素之一。距离短、视线条件好、易于布设、乘坐舒适。是一般设计人员常采用的线形。直线灵活性差，难以适应地形的变化，在应用时受到较大限制。过长的直线易引起驾驶员的厌倦、疲劳、注意力不集中、反应迟钝，容易超速行车，增加夜间行车对向车灯眩光等，不利于行车安全；最大长度 直线过短，行车方向变化频繁，也影响行车安全和路容美观。最小长度1、特点 圆曲线设置在路线交点处 圆曲线是路线上经常采用的最简单的曲线，其几何元素关系 简单，施测方便。

21、2、半径的选择 汽车在公路上行驶受重力和离心力的作用 离心力使汽车产生向外滑移和倾覆的危险3、平曲线最小长度 6秒行程;离心加速度变化率(0.50.6m/s2);视觉要求一、平面线形要素圆曲线1、定义：在直线与曲线间或曲线与曲线间设置曲率半径连续变化的曲线称为缓和曲线2、作用：p 曲率逐渐变化，便于驾驶与路线顺畅，以构成最佳线形；p 离心加速度逐渐变化，使汽车进入圆曲线不致产生侧向冲击；p 从直线路拱到圆曲线超高作为横坡变化的过渡段，以减少行车震荡。3、性质：缓和曲线线形应与汽车行驶轨迹相一致，曲率半径的大小与从它起点算起的曲线长度成反比。一、平面线形要素缓和曲线p 缓和曲线一般采用回旋线，即

22、曲率半径与回旋线长度L成反比，LA2p 在设计回旋曲线时先选择参数A。确定了圆的大小，A值则确定了回旋曲线曲率变化的缓急。p 各等级公路缓和曲线的最小长度一、平面线形要素缓和曲线曲线指标表曲线指标表一、平面线形要素一、平面线形要素缓和曲线缓和曲线设计速度12012010010080806060404030302020圆曲线最小半径（一般值）1000100070070040040020020010010065653030圆曲线最小半径（极限值）I Imax max=4%=4%810810500500300300150150656540402020I Imax max=6%=6%710710440

23、440270270135135606035351515I Imax max=8%=8%650650400400250250125125606030301515I Imaxmax=10%=10%570570360360220220115115回旋线最小长度100100858570705050353525252020p 同向曲线同向曲线间的直线最小长度不小于行车速度的6倍为宜p 反向曲线反向曲线间的直线最小长度（以m计）不小于行车速度（以km/h计）的2倍为宜p复曲线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连接的平曲线p回头曲线在山区地形中，地面的自然坡度很陡，为了延长路线来

24、降低路线的纵坡度，在同一坡面回头展线时所采用的回转曲线一、平面线形要素缓和曲线二、曲线要素计算1、曲线要素计算p 圆曲线切线长外距曲线长特征点：2 RtgT)1(sec2RERL180ZYZY、QZQZ、YZYZ二、曲线要素计算p 缓和曲线特征点：ZH、HY、QZ、YH、HZ缓和曲线角内移值切线增值切线长外距 曲线长qtgPRT2)(slRL2)2(1800RPRE2sec)(Rls20RlPs242232402Rllqss二、曲线要素计算2、桩号推算例1 已知JD5桩号为K4+099.51，交点转角为50o04，圆曲线半径为400米，试求出其曲线要素及特征点桩号。解：(1)要素计算T=R*t

25、g/2=400*tg 50o04/2=186.806mL=R*/180=*400*50o04/180=349.53mE=R(sec/2-1)=400(sec 50o04/2-1)=41.471mJ=2T-L=24.08m(2)特征点桩号计算 JD5 K4+099.51-T)196.806 ZY桩号 K3+912.70 +L)349.53 YZ桩号 K4+262.23-L/2)174.76 QZ桩号 K4+087.47+J/2)12.04 验算 JD桩号 K4+099.51二、曲线要素计算二、曲线要素计算例2：已知某标准型曲线，JD桩号K4+650.56，圆曲线半径200米，转角25o26，缓和

26、曲线长度50米，试计算该曲线要素及特征点桩号。解：(1)要素计算：mRPREmLTJmLRLmtgqtgPRTRLmRLPmRLLqssSssss563.52sec)(697.12779.1382180)2(238.70987.2422625)521.0200(2)(30702521.024987.242002405025024020022323二、曲线要素计算二、曲线要素计算(2)特征点桩号计算 JD5 K4+650.56-Ts)70.238 ZH桩号 K4+580.322+ls)50 HY桩号 K4+630.322+Ly)38.779 YH桩号 K4+669.101+ls)50 HZ桩号

27、K4+719.101-L/2)138.779/2 QZ桩号 K4+649.712+J/2)1.697/2 验算 JD桩号 K4+650.56二、曲线要素计算二、曲线要素计算79三、超高与加宽三、超高与加宽超高超高三、超高与加宽超高 超高 定义：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，称为超高。80三、超高与加宽加宽 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)。81

28、三、超高与加宽加宽 加宽值82几何加宽值几何加宽值加宽值加宽值摆动加宽值摆动加宽值RAe22RVe05.0 三、超高与加宽加宽 加宽缓和段 当平曲线R 250m时，一般在弯道内侧圆曲线范围内设置全加宽。为了使路面和路基均匀变化，设置一段从加宽值为零逐渐加宽到全加宽的过渡段，称为-加宽缓和段。83第二节 行车视距84杭浦高速杭浦高速烟台烟台 102102国道国道 视距 的定义 视距：从车道中心线上1.2m的高度，能看到该车道中心线上高为0.1m的物体顶点的距离，是该车道中心线量得的长度。85第二节 行车视距 视距的种类86停车视距停车视距行车视距行车视距会车视距会车视距超车视距超车视距错车视距错

29、车视距避让视距避让视距第二节 行车视距 视距标准 停车视距：驾驶人员自看到前方障碍物时起，至障碍物前能安全停车所需的最短行车距离。87反应距离反应距离 +制动距离制动距离 +安全距离安全距离第二节 行车视距88212333.6254zV tVSSSSS停t 司机反应时间，取司机反应时间，取 2.5s；V 行驶速度行驶速度；（；（设计车速？设计车速？）路面与轮胎间的纵向摩阻系数路面与轮胎间的纵向摩阻系数；z公路等级公路等级高速公路高速公路一一二二三三四四计算行车速度计算行车速度 120 100806010060804060304020停车视距停车视距210 160 110751607511040

30、75304020第二节 行车视距 会车视距u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。u由三部分组成：反应时间所行驶的距离；制动距离；安全距离。89第二节 行车视距 超车视距u在双车道公路上，后车超越前车过程中，从开始驶离原车道之处起，至可见逆行车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离，即为超车视距。90第二节 行车视距 超车视距的组成 加速行驶距离 S1 超车汽车在对向车道上行驶的距离 S2 超车完了时，超车汽车与对向汽车之间的安全距离 S3 超车汽车从开始加速到超车完了时对向汽车的行驶距离S491第二节 行车视距 视距标准的采用92高速公路高速公路一

31、级公路一级公路二级公路二级公路三级公路三级公路四级公路四级公路停车视距停车视距第二节 行车视距p 公路视距的保证93横净距横净距公路曲线范围公路曲线范围最内侧的车道中心线最内侧的车道中心线行车行车轨迹由安全视距两端点连轨迹由安全视距两端点连线所构成的曲线内侧空间线所构成的曲线内侧空间的界限线的距离。的界限线的距离。第二节 行车视距B94第二节 行车视距95视距曲线视距曲线p 公路视距的保证公路视距的保证 图解法图解法第二节 行车视距平面图平面图横断面图横断面图路线平面图96本章重点1、确定直线的最小、最大长度考虑哪些因素？2、圆曲线最小、最大半径考虑哪些因素？3、圆曲线的计算4、缓和曲线的线形

32、特征5、缓和曲线的计算6、超高与加宽的定义7、停车视距、超车视距的主要组成部分？8、不同行车视距的适用情况？9、图解法确定视距切除范围？97道道 路路 工程概论工程概论第三讲 纵断面设计思考 道路的坡度是否越小越好?怎样消除道路上下坡之间的折点？为什么有时汽车在上坡时会“开锅”？第一节 基本概念 路线纵断面图、纵断面设计。第二节 纵坡设计 基本要求、最大纵坡、最小纵坡、合成坡度、坡长限制、缓和坡段、平均纵坡等。第三节 竖曲线设计 竖曲线要素（R、T、L）及计算、最小半径、最小坡长、视距、平纵组合。第三讲 纵断面设计第一节 基本概念p 纵断面纵断面 p 路线纵断面图路线纵断面图 反映路线在纵断面

33、上的反映路线在纵断面上的形状形状、位置及尺寸位置及尺寸的图形的图形。用一曲面沿用一曲面沿道路中线道路中线竖直剖切，展开成平面。竖直剖切，展开成平面。第一节 基本概念 路基设计标高设计标高设计标高设计标高设计标高地面线：地面线：它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不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；规则的折线；设计线：设计线：路线上各点路基设计高程的连续。路线上各点路基设计高程的连续。地面高程：地面高程：中线上地面点高程。中线上地面点高程。设计高程：设计高程：一般公路，路基未设加宽超高前的路肩边缘一般公路，路基未设加宽超高前的路肩边缘 的高程。的高程。路基高度：路基高度：横

34、断面上设计高程与地面高程之高差。横断面上设计高程与地面高程之高差。1 12 23 3纵纵 坡坡 度度 坡坡 长长 限限 制制 合合 成成 坡坡 度度4 4 纵坡设计一般要求纵坡设计一般要求第二节 纵坡设计第二节 纵坡设计纵坡度第二节 纵坡设计纵坡度 最大纵坡 道路纵坡设计的极限值；影响路线的长短、使用质量、行车安全以及运营成本和工程的经济性。依据:汽车的动力特性；道路等级（V）；自然条件（地形、气候）；车辆行驶安全；工程、运营经济等因素。第二节 纵坡设计纵坡度第二节 纵坡设计纵坡度 最小纵坡（不小于0.3%）长路堑路段横向排水不畅路段否则：设路边沟纵向排水设路边沟纵向排水 城市道路设锯齿型街沟

35、城市道路设锯齿型街沟第二节 纵坡设计纵坡度 平均纵坡 二、三、四级公路越岭线的平均纵坡：相对高差200500m，不应大于 5.5 相对高差 500m，不应大于 5 注意：任何相连3km路段的平均纵不应大于5.5。指一定路线长度范围内，路线两端点的高差指一定路线长度范围内，路线两端点的高差与路线长度的比值。与路线长度的比值。避免长大纵坡第二节 纵坡设计坡长限制 最大坡长 限制理由 标准规定 当连续陡坡长度大于最大坡长限制的规定值时，应在不大于最大坡长所规定的长度处设置纵坡不大于3的坡段，称为缓和坡段。位置、大小、长度坡长坡长 变坡点与变坡点之间的水平长度。变坡点与变坡点之间的水平长度。坡长坡长第

36、二节 纵坡设计坡长限制 最小坡长 限制理由 标准规定 以计算行车速度915s行程作为规定 两相邻两相邻变坡点之间的最小长度。变坡点之间的最小长度。变坡点个数增加，行车时颠簸频繁。变坡点个数增加，行车时颠簸频繁。不能满足最短竖曲线几何条件要求。不能满足最短竖曲线几何条件要求。第二节 纵坡设计坡长限制113设计车速设计车速（km/h）1201008060403020最大纵坡最大纵坡（%）3456789合成坡度合成坡度（%）101010.5（9）10.5（9.5）101010最小坡长最小坡长（m）30025020015012010060第二节 纵坡设计坡长限制 合成坡度 最小合成坡度限制 最大合成坡

37、度限制 道路在平曲线路段，若纵向有纵坡且横向又道路在平曲线路段，若纵向有纵坡且横向又有超高时，则最大坡度在纵坡和超高横坡所合成的有超高时，则最大坡度在纵坡和超高横坡所合成的方向上，这时的最大坡度称为方向上，这时的最大坡度称为合成坡度合成坡度。22ciziHi 不宜小于不宜小于0.5%0.5%第二节 纵坡设计坡长限制115设计车速设计车速（km/h）1201008060403020最大纵坡最大纵坡（%）3456789合成坡度合成坡度（%）101010.5（9）10.5（9.5）101010最小坡长最小坡长（m）30025020015012010060第三节 竖曲线设计 1 12 23 3 基基

38、本本 概概 念念 竖竖 曲曲 线线 计计 算算 竖曲线设计标准竖曲线设计标准4 4 竖竖 曲曲 线线 设设 计计第三节 竖曲线设计基本概念 变坡点 竖曲线 坡度角 =i2-i1 为“+”，凹形竖曲线；为“-”，凸形竖曲线 两相邻不同坡度线的交点。两相邻不同坡度线的交点。为保证行车安全、舒适以及视距的需要，为保证行车安全、舒适以及视距的需要，而在变坡处设置的纵向曲线。而在变坡处设置的纵向曲线。第三节 竖曲线设计基本概念 竖曲线的作用 缓冲作用：以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的突变。保证公路纵向的行车视距：凸形：纵坡变化大时，盲区较大。凹形：下穿式立体交叉的下线。竖曲线的线形 采用二次抛物线

39、作为竖曲线的线形。第三节 竖曲线设计计算 竖曲线的几何要素 任意点纵距 竖曲线上任意点设计标高计算Rxy2 2RL曲线长曲线长：/2 TL切线长：切线长：RTE22外距：外距：12ii 坡差：坡差：yHH110()HHTxi第三节 竖曲线设计计算示例例4-1：某山岭区一般二级公路，变坡点桩号为k5+030.000，高程H1=427.680m，i1=+5%，i2=-4%，竖曲线半径 R=2000m。试计算竖曲线诸要素以及桩号为k5+000.000和k5+100.000处的设计高程。解：1）计算竖曲线要素 坡差：=i2-i1=-4%-5%=-9%（凸形竖曲线）曲线长：L=R=2000*9%=180

40、m 切线长：T=L/2=90m 外距：E=T2/2R=2.025m竖曲线起点：QD=（k5+030.000）-90=k4+970.000竖曲线终点：ZD=（k5+030.000）+90=k5+120.000第三节 竖曲线设计计算示例 解：2）计算设计高程 k5+000.000 横距 x1=k5+000.000-QD=60.000m 竖距 y1=x12/2R=0.900m 切线高程 HT=H1-i1 =427.680-0.05(5030.000-5000.000)=426.180m 设计高程 HS=HT-y1 =426.180-0.900=425.280m 同理计算：k5+100.000 第三节

41、 竖曲线设计平纵组合 适用范围当设计速度大于或等于60km/h时，必须注重平、纵的合理组合；当设计速度小于或等于40km/h时，在条件允许情况下力求做到各种线于要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利组合。第三节 竖曲线设计平纵组合 组合设计原则 应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。向左？向左？向右？向右？第三节 竖曲线设计平纵组合 组合设计原则 注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调。直线路段，从直线路段，从2%2%下坡到下坡到3%3%上坡，竖曲线半径上坡，竖曲线半径4200m4200m直线路段，从直线路段，从2%2%下坡到下坡到3%3%上上坡

42、，竖曲线半径坡，竖曲线半径18000m18000m第三节 竖曲线设计平纵组合 组合设计原则 选择组合得当的合成坡度，利于路面排水和行车安全。应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。第三节 竖曲线设计平纵组合第三节 竖曲线设计平纵组合 平、纵线形组合的基本要求 平曲线与竖曲线组合“平包竖”原则第三节 竖曲线设计平纵组合 平、纵线形组合的基本要求 平曲线与竖曲线组合“均衡”原则 竖曲线为平曲线半径的竖曲线为平曲线半径的10-2010-20倍倍。第三节 竖曲线设计平纵组合 平、纵线形组合的基本要求 平曲线与竖曲线组合 注意“合成坡度”合成坡度不小于合成坡度不小于0.5%0.5%。第三节 竖曲线设计平

43、纵组合 平、纵线形组合中应避免的组合 竖曲线的顶、底部插入小半径平曲线 避免将小半径的平曲线起终点设在竖曲线的顶部或底部第三节 竖曲线设计平纵组合 平、纵线形组合中应避免的组合a a）凸形竖曲线位于平曲线起点）凸形竖曲线位于平曲线起点b b）凹形竖曲线位于平曲线起点）凹形竖曲线位于平曲线起点第三节 竖曲线设计平纵组合 平、纵线形组合中应避免的组合 避免长直线上设置陡坡或长度短、半径小的竖曲线第三节 竖曲线设计平纵组合 平、纵线形组合中应避免的组合 避免暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形第三节 竖曲线设计平纵组合 平、纵线形组合中应避免的组合 避免暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形暗暗 凹凹第三

44、节 竖曲线设计平纵组合 平、纵线形组合中应避免的组合 避免暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形暗暗 凹凹第三节 竖曲线设计平纵组合 平、纵线形组合中应避免的组合 避免长直线上短距离多次边坡第三节 竖曲线设计平纵组合 平、纵线形组合与景观的协调配合 尽量不破坏自然景观 与自然景观融合 利用自然景观诱导视线作业道路与桥梁工程概论（张新天 等著）P89，思考题 2、4、7、9 习题1、2本章重点1、最大纵坡、最小纵坡、平均纵坡考虑的因素？2、最大坡长、最小坡长考虑的因素？3、合成坡度5、竖曲线计算6、竖曲线（凹、凸）最小半径考虑了哪些因素？7、平、纵面线形组合设计原则139第四讲 道路横断面设计140

45、道路横断面设计 第一节第一节 路幅类型和组成路幅类型和组成 第二节第二节 路幅的几何要素路幅的几何要素 第三节第三节 路拱与横坡路拱与横坡 第四节第四节 平曲线超高与加宽平曲线超高与加宽 第五节第五节 横断面图绘制横断面图绘制 第六节第六节 土石方的计算土石方的计算141第一节 路幅类型和组成 单幅路单幅路 双幅路双幅路 三幅路三幅路 四幅路四幅路 142单幅路“一块板”广州解放路 各种车辆在车道上混合行驶。各种车辆在车道上混合行驶。143双幅路“两块板”车道中心用车道中心用分隔带或分隔墩分隔带或分隔墩将车道分为将车道分为两半，上、下行车辆对向行驶。两半，上、下行车辆对向行驶。144三幅路“三

46、块板”桂林解放桥 中间为双向行驶的机动车道，两侧为中间为双向行驶的机动车道，两侧为靠右行驶的非机动车道。靠右行驶的非机动车道。145四幅路“四块板”在三幅路的基础上，再将中间机动车道分在三幅路的基础上，再将中间机动车道分隔，分向行驶。隔，分向行驶。146路幅宽度路幅宽度第一节 路幅类型和组成147第二节 路幅的几何要素一、一、路面宽度路面宽度（即行车道宽）（即行车道宽）主要供机动车辆行驶，一条车道宽为主要供机动车辆行驶，一条车道宽为3.03.753.03.75米，与所米，与所选用车辆的车厢宽度和富余宽度有关。有一定的强度、选用车辆的车厢宽度和富余宽度有关。有一定的强度、稳定性、平整度、粗糙度。

47、稳定性、平整度、粗糙度。148第二节 路幅的几何要素车道宽 一条车道宽一条车道宽 宽度由汽车的宽度由汽车的构造宽度构造宽度及及两侧安全距离两侧安全距离决定。决定。车辆及行驶状态车辆及行驶状态V计计 km/h车道宽车道宽 m大型汽车或大、大型汽车或大、小型汽车混行小型汽车混行403.75403.50小型汽车专用小型汽车专用3.50公共汽车停靠站公共汽车停靠站3.00149第二节 路幅的几何要素车道宽 对向行车对向行车的安全距离的安全距离 (X)(X)X=0.7+0.02X=0.7+0.02（V V1 1+V+V2 2）3/43/4 ；（；（V V1 1与与V V2 2分别为上下行车辆的车速）分别

48、为上下行车辆的车速）同向行车同向行车的安全距离的安全距离 (D)(D)D=0.7+0.02VD=0.7+0.02V3/43/4 ；（；（V-V-各种车辆中最快的车速）各种车辆中最快的车速）车身与侧石车身与侧石之间的安全距离之间的安全距离 (C)(C)C=0.4+0.02VC=0.4+0.02V3/43/4 ；（；（V-V-靠边行驶时降低了的车速）靠边行驶时降低了的车速）150第二节 路幅的几何要素二、二、路肩宽度路肩宽度 包括包括硬路肩、土路肩硬路肩、土路肩。路肩宽度根据道路等级、路肩宽度根据道路等级、汽车、非机动车和行人汽车、非机动车和行人交通量决定的。交通量决定的。保护路面、绿化、汽车保护

49、路面、绿化、汽车停放和行人及非机动车停放和行人及非机动车过往。过往。151路肩（右侧）宽度路肩（右侧）宽度设计速度设计速度km/h高速公路高速公路一级公路一级公路二级公路二级公路三级公路三级公路四四级级公公路路1201008010080608060403020硬路肩硬路肩（m）一一般般值值3或或3.53.02.53.02.52.51.50.75极极限限值值3.02.51.52.51.51.50.750.25土路肩土路肩（m）一一般般值值0.750.750.750.750.750.50.750.750.750.50.25极极限限值值0.750.750.750.750.750.50.50.50.5

50、152 三、三、中间带中间带v分隔对向行车，有两分隔对向行车，有两条左侧路缘带和中央条左侧路缘带和中央分隔带组成，起诱导分隔带组成，起诱导视线的作用。视线的作用。v宽度（一般值）宽度（一般值）高速：高速：3.0m4.5m3.0m4.5m 一级：一级：3.0m3.5m 3.0m3.5m 第二节 路幅的几何要素中间带153中间带宽度154第二节 路幅的几何要素非机动车道四、四、中间带中间带v非机动车道一条车行带的宽度非机动车道一条车行带的宽度车辆种类车辆种类车道宽度车道宽度mm自行车自行车1.01.0三轮车三轮车2.02.0兽力车兽力车2.52.5板板 车车1.52.01.52.0155第二节 路