1、模块二 公路纵断面设计了解汽车行驶理论。理解汽车能满足以一定速度平稳行驶时对公路的几何和构造要求。能结合汽车驾驶常识，理解汽车动力特征及行驶状态。能够分析汽车纵向、横向和纵横组合向稳定性。课题一课题一 汽车行驶理论汽车行驶理论 模块二 公路纵断面设计一、公路纵断面概述一、公路纵断面概述公路纵断面，是指沿公路中线做竖向剖面并将该竖直剖面拉直后路中心线在该剖面上的投影图。纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力性能、公路等级和性质、当地的自然地理条件以及工程经济等，来研究这条空间线形的纵坡大小及其长度。纵断面图可以看成由两部分组成：一部分是图的半部，主要用来填写有关数据。另一部分是图的上半部，主要用
2、来描绘地面线和纵坡设计线，其中地面线是根据中线上各桩点的地面高程点绘的一条不规则的折线，它反映了沿公路中线地面的起伏变化情况，而设计线是经过技术上、经济上以及美学上等多方面必选后定出的一条规则的几何线。模块二 公路纵断面设计二、汽车的牵引力二、汽车的牵引力1.汽车发动机的基本指标汽车发动机的基本指标（1）有效功率N（2）转速n（3）扭矩M（4）转动角速度2.发动机曲轴扭矩及外特性曲线发动机曲轴扭矩及外特性曲线对于不同类型的发动机，其输出的功率不同，产生的扭矩也不同。最大扭矩Mmax时的曲轴转速为nM。若转速增加时，扭矩M有所下降，但功率N，一直到最大功率Nmax，此时曲轴转速为nN。当转速继续
3、增大时，功率N下降。允许的发动机最高转速为nmax。n/9549NM9549/MN n模块二 公路纵断面设计未给出发动机特性曲线，只给出Nmax和nmax可用经验公式23max123()()NNNnnnNNnnn给定Nmax和nN2maxmax2()()NMNMMMMMnnnn模块二 公路纵断面设计3.驱动轮扭矩驱动轮扭矩Mk4.汽车的牵引力汽车的牵引力牵引力T与扭矩M之间的函数关系式为牵引力T功率N之间的函数关系式为kTMM0.377kTTMMnTMrrV0.3773600TTnNTMVV模块二 公路纵断面设计三、汽车的行驶阻力三、汽车的行驶阻力1.空气阻力空气阻力汽车在空气中运动，空气本身
4、也有运动，两者综合形成的相对运动，造成空气质点对汽车行驶产生的阻力称为空气阻力。汽车在空气介质中运动时所产生的空气阻力Rw可以用下式计算：将车速v（ms）化为V（kmh）并化简，得：212wRKA v221.15wKAVR 模块二 公路纵断面设计.公路阻力公路阻力公路阻力是由弹性轮胎变形和公路的不同路面类型及纵坡而产生的阻力，主要包括滚动阻力和坡度阻力。（1）滚动阻力滚动阻力是车轮滚动时轮胎与路面之间的摩擦阻力。f一般应由试验确定，在一定类型的轮胎和一定车速范围内，可视为只和路面状况有关的常数。fRGf模块二 公路纵断面设计（2）坡度阻力当汽车在坡道上行驶时，汽车重力沿坡道方向阻碍汽车行驶的分
5、力叫坡度阻力，上坡时它与汽车前进方向相反，阻碍汽车行驶，下坡时与汽车前进方向相同，助推汽车行驶。滚动阻力和坡度阻力均与公路状况有关，且都与汽车的总重量成正比，将它们统称为公路阻力，以RR示iRGiRRG fi（）模块二 公路纵断面设计3惯性阻力惯性阻力汽车在变速行驶时，需要克服其质量变速运动时产生的惯性力和惯性力矩称惯性阻力，用RI表示。变速时平移质量产生惯性力，旋转质量产生惯性力矩。平移质量的惯性力旋转质量的惯性力矩一般用平移质量惯性力乘以大于1的系数来代替旋转质量惯性力矩的影响。即惯性力系数主要与飞轮的转动惯量、车辆的转动惯量以及传动系的传动比有关，可用下式计算其值。1IGRmaag2Id
6、wRIdtIGRag212 kli 模块二 公路纵断面设计四、汽车的驱动平衡方程式四、汽车的驱动平衡方程式汽车在公路上行驶时，必须要有足够的牵引力来克服各种行驶阻力。当牵引力与各种行驶阻力之代数和相等的时候，称为驱动平衡。如果油门部分开启时，要对牵引力T进行修正。修正系数用U表示，称为负荷率。即汽车的驱动平衡方程式为wRITRRRRTMTUr2()21.15TMKAVGTUG fiarg模块二 公路纵断面设计五、汽车的行驶条件五、汽车的行驶条件汽车在公路上行驶，必须有足够的牵引力来克服各项行驶阻力，即汽车行驶的充分条件：牵引力必须小于或等于轮胎与路面间的最大摩擦力（即附着力），即TRkTG模块
7、二 公路纵断面设计六、汽车的动力性能六、汽车的动力性能汽车的动力特性常用汽车行驶可能的最高速度、最低稳定速度、所能克服的最大纵坡、加速和滑行性能等技术指标来评价，这些评价指标称为汽车的牵引性参数。1.汽车的动力因数及动力特性图汽车的动力因数及动力特性图汽车的驱动平衡方程式令上式左端为D，即D=D称为动力因数，它表示某型号汽车在海平高程上，满载的情况下，每单位车重克服公路阻力和惯性阻力的性能（也叫单位车重所具有的潜力）。agifGRTW)(GRTW2DPVQVW模块二 公路纵断面设计模块二 公路纵断面设计动力因数和动力特性图是按海平面及汽车满载的情况下标准值绘制的。对于不同海拔高度及荷载下的动力
8、因数D应进行修正，方法是给D乘一个修正系数，即agifD)(模块二 公路纵断面设计2.汽车的行驶状况汽车的行驶状况设当汽车的动力因素为D,公路阻力为 时,汽车的行驶状态下有以下三种:当 时：加速行驶当 时：等速行驶当 时：减速行驶在动力特征图上,与任意的 相应等速行驶的速度称为平衡速度,设为Vp。由式（2-1-26）可以得到解此方程可以得到()gaDD()0gaDD0aD()0gaD24()2pQQP WVP20DPVQVW模块二 公路纵断面设计1）当汽车采用V1VK的速度行驶时，若公路阻力额外增加（如公路局部坡度增大，路面出现坑凹或松软等），汽车可在原来排档上降低车速，以获得较大D值来克服额
9、外阻力，待阻力消失后可立即提高到V1的速度。这种行驶状态称为稳定行驶。2）当汽车采用V2Vk的速度行驶时，若公路阻力额外增加，汽车减速行驶而D值随之减小，如果此时不换档或开大节流阀，汽车将因发动机熄火而停驶。这种行驶状态称不稳定行驶。模块二 公路纵断面设计汽车的最高速度是指节流阀全开，变速器挂直接档的情况下汽车满载不带挂车在表面平整坚实的水平路段上做稳定行驶时的速度。每一排挡都有各自的最高速度，除个别车型外，一般直接档的速度最大。某一排挡的最高速度Vmax可由下式计算；汽车的最小稳定速度是指满载（不带挂车）在路面平整坚实的水平路段上，稳定行驶时的最低速度（即临界速度Vk）。某一排挡最小稳定速度
10、Vk可以从动力特性图上查得，也可以用下式计算。maxmax0.377rnV2kQVP 模块二 公路纵断面设计3.汽车的爬坡能力汽车的爬坡能力汽车爬坡能力是指汽车良好路面上等速行驶时克服了其他行驶阻力所能爬上的纵坡度。由于最低档爬坡能力大，坡道倾角也大，此时，应采用下式计算iDfImcossinaxDf222ImImIm21arcsin1axaxaxDfDff模块二 公路纵断面设计七、汽车在坡道上行驶的要求七、汽车在坡道上行驶的要求影响汽车行驶稳定性的因素主要有：汽车本身的结构参数（如汽车的整体参数、几何参数、重量参数、轮胎特性、前后悬挂的形式等）、驾驶员的操作技术、公路与环境等外部因素。1汽车
11、行驶的纵向稳定性汽车行驶的纵向稳定性汽车在坡道上行驶的过程中，随着运动状况的改变，作用在前后车轮上的法向反作用力亦有相应的变化。模块二 公路纵断面设计（1）纵向倾覆产生纵向倾覆的临界状态是汽车前轮法向反作用力Z1为零时，汽车可能绕O2点发生倾覆现象。对O2点取距并让Z10，得纵向倾覆的稳定性主要与汽车重心至后轴的距离l2和重心高度hg有关。即越l2大，hg越低，纵向稳定性越好。（2）纵向滑移对于后轮驱动的汽车，根据附着条件，驱动轮不产生滑移的临界状态是当坡道倾角(或公路纵坡ii)时，汽车发生滑移而倒溜。200cos sin0gGlGh200tanglihkGsinGi tan KGG模块二 公
12、路纵断面设计（3）汽车行驶纵向稳定性的保证对于式（2-1-35）来说，一般 接近于1；而在式（2-1-37）中，则远远大于1，因此，ii0。汽车在坡道上行驶时，在发生纵向倾覆之前，首先发生纵向滑移现象。为了保证汽车行驶的纵向稳定性，公路设计应满足不产生纵向滑移为条件，同时应对运输中的汽车装载高度有所限制，以避免重心过高而破坏稳定条件，从根本上避免汽车的纵向倾覆现象出现。从上面的分析可以得到汽车行驶时纵向稳定性的条件为 KGiiG200tanglihi tan KGG模块二 公路纵断面设计2.汽车在行驶的横向稳定性汽车在行驶的横向稳定性汽车在行驶过程中，横向受到如惯性力、重力等侧向力和分力的作用
13、，当车轮的侧向反作用力达到附着力时，汽车将沿着侧向力的作用方向滑移；侧向力同时将引起左右车轮法向反作用的改变，当一侧车轮上的法向反作用力变为零时，汽车将发生侧向倾覆。由公路平面设计可知，使汽车横向不产生倾覆条件为使汽车不产生横向滑移条件为2gXbGh21272ghVRbhihXG2127()hhVRi模块二 公路纵断面设计3.汽车行驶的纵横组合向稳定性汽车行驶的纵横组合向稳定性路线的纵坡为 、超高横坡为 ，则作用在前轴上的荷载为离心力 分配在前轴上的荷载为)(tani)(tanhicos)sincos(21LhlGWgFsin222gRLlGvW 模块二 公路纵断面设计在平直路段上，作用与前轴
14、的荷载在有平曲线的坡道上，前轴荷载增量与在平直路段上作用与前轴荷载的比值为顾及倾角 、都很小。则GLlW231233WWWIWhgigRvilhI22模块二 公路纵断面设计对于载重汽车，一般 ，则汽车在直线坡道下坡时，前轴荷载增量与平直路段前轴荷载的比率等于该路段的纵坡度。在曲线上若也以直线上相同大小的最大纵坡 作为控制，则有将车速大的单位v（m/s）化为V（km/h）得1/2lhghigRviI2maxi2maxhviiigR2max127hViiiR模块二 公路纵断面设计了解纵坡设计的一般要求。熟悉路基设计标高的选定方法。掌握最大纵坡的取值方法。熟悉设计中对于最短坡长、最大坡长的限制规定。
15、了解缓和坡段、平均纵坡、最小纵坡、合成坡度的概念与规定。课题二课题二 纵坡设计标准纵坡设计标准模块二 公路纵断面设计一、纵坡设计的一般要求一、纵坡设计的一般要求1.纵坡设计必须满足规范的各项规定，一般不轻易采用极限纵坡值。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。3纵坡设计应对沿线地于、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。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。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
16、小填上高度要求。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。7在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。模块二 公路纵断面设计二、设计标高及路基设计洪水频率二、设计标高及路基设计洪水频率1.设计标高的规定设计标高的规定（1）新建公路的路基设计标高高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高，二、三、四级公路采用路基边缘标高。在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。（2）改建公路的路基设计标高一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采用中央分隔带中线或行车道中线标高。模块二 公路纵断面设计2.路基设计洪水频率路基设计洪水频率沿河及受水浸淹的
17、路线，路基设计标高一般应高出设计洪水频率的计算水位以上0.5m。沿水库上游岸边的路线，路基最低侧边缘标高应考虑水库水位升高后地下水位壅升，以及水库淤积后壅水曲线抬高及浪高的影响；在寒冷地区还应考虑冰塞壅水对水位增高的影响。大中桥桥头引道（在洪水泛滥范围内)的路基最低侧边缘标高，一般应高于该桥设计洪水位(并包括壅水和浪高)至少0.5m；小桥涵附近的路基最低侧边缘标高应高于桥(涵)前壅水水位至少0.5m(不计浪高)。模块二 公路纵断面设计三、最大纵坡三、最大纵坡最大纵坡是指各级公路容许采用的最大坡度值，它是公路纵断面设计的重要控制指标。1确定最大纵坡应考虑的因素确定最大纵坡应考虑的因素（1）汽车的
18、动力特性：要根据公路上主要行驶车辆的牵引性能确定。在一定的行驶速度条件下确定。（2）公路等级愈高，要求行车速度愈快，但从汽车的动力特性可知其爬坡能力愈低，因此不同等级的公路有不同的最大纵坡值。（3）自然因素：公路所经地区的地形、气候、海拔高度等自然因素，对汽车行驶条件和爬坡能力也有很大的影响。2最大纵坡的确定最大纵坡的确定最大纵坡的确定主要取决于汽车的动力性能、公路等级和自然因素，但另一方面还必须保证行车安全。模块二 公路纵断面设计高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证合理，最大纵坡可增加1。在非汽车交通比例较大的路段，可根据具体情况将纵坡适当放缓，平原、微丘区一般不大于23；
19、山岭、重丘区一般不大于45。大、中桥上的纵坡不宜大于4，桥头引道纵坡不大于5；位于城镇附近非汽车交通量较大的路段，桥上及桥头引道纵坡均不得大于3；紧接大、中桥桥头两端的桥头引道纵坡应与桥上纵坡一致。隧道内的纵坡不应大于3，并不小于0.3；独立的明洞和长度小于50m的隧道其纵坡不受此限；紧接隧道洞口的路线纵坡应与隧道内纵坡相同。模块二 公路纵断面设计3高原地区纵坡折减高原地区纵坡折减在海拔3000m以上的高原地区，因空气密度下降而使汽车发动机的功率和汽车的牵引力降低，导致汽车爬坡能力下降；此外，在高原地区，汽车水箱中的水容易开锅而破坏冷却系统。模块二 公路纵断面设计四、坡长限制四、坡长限制1.最
20、短坡长的限制最短坡长的限制从路容美观、相邻两竖曲线的设置和纵坡视距等也要求坡长应有一定的长度。模块二 公路纵断面设计2.最大坡长的限制最大坡长的限制长距离的陡坡对汽车行驶很不利，应对陡坡长度加以限制。模块二 公路纵断面设计五、缓和坡段五、缓和坡段在纵断面设计中，当陡坡的长度达到限制坡长时，应安排一段缓坡，用以恢复在陡坡上降低的速度。同时，从下坡安全考虑，缓坡的设置也是需要的。当公路上有大量兽力车通行时，在可能情况下宜在不超过500m处设置一段不大于23的缓坡，以利于兽力车行驶。城市公路的非机动车车道纵坡宜小于2.5，否则应按表2-2-8限制坡长。模块二 公路纵断面设计六、平均纵坡与最小纵坡六、
21、平均纵坡与最小纵坡1.平均纵坡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与路线长度之比，是为了合理运用最大纵坡、坡长及缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利地行驶的限制性指标。用公式表示为标准规定：二、三、四级公路越岭路线的平均纵坡应符合以下规定：（1）越岭路段的相对高差为200m500m时，平均纵坡以接近5.5%为宜。（2）越岭路段的相对高差大于500m时，平均纵坡以接近5%为宜。（3）在任一连续3km路段的平均纵坡不宜大于5.5%。Hil平均模块二 公路纵断面设计2.最小纵坡最小纵坡为了保证地方地段、设置边沟的低填方地段和横向排水不畅地段的排水，以防止水深入路基影响其稳定性。规范规定各
22、级公路的长路堑路段，以及其他横向排水不良路段就，均应设置不小于0.3%的纵坡。当必须设计平坡0%或纵坡小于0.3%时吧，边沟应纵向独立排水设计。模块二 公路纵断面设计七、合成坡度七、合成坡度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成的坡度，其方向为流水线方向。它的计算公式为当陡坡与小半径平曲线相重叠时，在条件许可的情况下，以采用较小的合成坡度为宜。特别是在冬季路面或结冰的地区、自然横坡较陡的傍山路段及非汽车交通比率高的路段，其合成坡度必须小于8%。22hIii模块二 公路纵断面设计对于三、四级公路，在山岭重丘区的工程特别艰巨路段，合成坡度值可适当增大。各级公路最小合成坡度不宜小于0.
23、5%。在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计为0%。当合成坡度小于0.5%时，则应采取综合排水设计措施，以保证路面排水通畅。模块二 公路纵断面设计了解竖曲线的设计标准。熟悉竖曲线设计的一般要求。掌握竖曲线半径、几何要素、设计高程的确定方法。课题三课题三 竖曲线设计标准与计算方法竖曲线设计标准与计算方法模块二 公路纵断面设计汽车驶过纵断面上的变坡点时，将受到冲击，行车的平顺性遭到破坏。为了缓和这种突变，保证行车的平稳和满足视距的要求，在转破点竖直面内应以曲线衔接，这种曲线成为竖曲线。竖曲线按其转坡点在曲线上方或下方分别称为凸形或凹型竖曲线。设置曲线的主要作用：（1）缓和纵向变坡处行车动量而变化产生
24、的冲击作用。（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。模块二 公路纵断面设计一、竖曲线设计标准一、竖曲线设计标准1.凹形竖曲线极限最小半径凹形竖曲线极限最小半径（1）控制离心力的大小限制竖曲线的极限最小半径汽车在竖曲线上产生的离心力为其中F/G是单位车重受到的离心力，根据资料限制为F/G=0.28，代入式（2）夜间行车前灯照射角限制竖曲线的极限最小半径2min3.6VRRGVF12722min=1.50.0349Rss模块二 公路纵断面设计（3）对跨线桥下视距的影响限制竖曲线的极限最小半径当凹形竖曲线处于跨线桥下时，驾驶员的视线要受
25、到桥跨上部构造的阻挡。桥下净高按桥下最小净高要求控制，驾驶员的视线长度规定视距长度控制，以此为控制条件计算竖曲线最小半径的计算公式为当视线长度竖曲线长度时2min26.93sRmin213.5RR模块二 公路纵断面设计2.凸形竖曲线极限最小半径凸形竖曲线极限最小半径（1）从失重不致过大考虑与凹形竖曲线的限制条件和计算公式相同，即（2）从保证纵面行车视距考虑凸形竖曲线半径过小，路面上凸直接影响行车视距，按规定的视距控制可得到计算极限最小半径公式。1）当视距sL（竖曲线长度）时。2）当视距为sL时。2min3.6VR2min3.98Rsmin223.98sR模块二 公路纵断面设计3.竖曲线极限最小
26、半径竖曲线极限最小半径竖曲线极限最小半径是缓和行车冲击和保证行车视距所必需的最小值，该值只有在地形受限制迫不得已时才采用。通常为了使行车又较好的舒适条件，设计多采用大于极限最小半径的1.52.0倍，此值即为竖曲线设计的一般最小半径值。系数1.52.0随设计车速减小而取较大值。4.竖曲线最小长度竖曲线最小长度与平曲线相似，当竖曲线坡度角很小时，即使采用较大半径，竖曲线长度也很短，这样容易使驾驶员产生变坡很急的错觉。因此竖曲线的最小长度应该按3s行程时间计算，即min1.2VL模块二 公路纵断面设计模块二 公路纵断面设计二、竖曲线设计二、竖曲线设计1.竖曲线设计的一般要求竖曲线设计的一般要求（1）
27、应选用较大的竖曲线半径（2）同向竖曲线间应该避免“断背曲线”（3）反向曲线间，一般有直线段连接，亦可相互直接连接（4）竖曲线设置应满足排水需要模块二 公路纵断面设计2.半径的选择半径的选择（1）选择半径应符合规范规定的竖曲线最小半径和最小长度要求。（2）在不过分增加土石方工程数量的情况下，为使行车舒适，应采用较大的半径。（3）结合纵断面起伏情况和标高控制要求，确定合适的外距值，按外距控制半径，计算公式如下（4）考虑相邻数曲线的连接（即保证最小值坡长度或不发生重叠）限制曲线长度，按切线长度选择半径。即（5）过大的竖曲线半径将使过长，从施工和排水来看都是不利的，选择半径时应注意。（6）夜间行车交通
28、量大的路段考虑灯光照射方向的改变，使前灯照射范围受到限制，选择半径时应适当加大。28ER TR2模块二 公路纵断面设计3.几何要素的计算几何要素的计算坡度代数差曲线长切线长外距竖曲线上任一点P距切线的纵距（亦称高程改正值）计算公式ii21LR121222LTRRi iRET22Ryx22模块二 公路纵断面设计4.计算竖曲线上任意点的设计高程计算竖曲线上任意点的设计高程如图2-3-3所示，竖曲线上任意点的设计高程的计算步骤如下：（1）起点桩号里程=变坡点桩号里程-切线长度T。（2）起点桩号高程=变坡点桩号高程切线长度T竖曲线设计纵坡i。（3）x=任意点桩号里程-起点里程。（4）竖直线上任意点的纵
29、距。（5）各桩号对应的切线高程=起点桩号高程+x竖曲线设计纵坡i。（6）设竖曲线后各桩号处的设计高程为：各桩号处的设计高程=各桩号对应的切线高程各桩号处的纵距。模块二 公路纵断面设计了解视觉分析的概念与意义。熟悉平、纵组合的设计原则与设计方法。掌握纵断面设计要点、设计方法和注意事项。掌握纵断面图的绘制方法。课题四平、纵面线形组合设计与纵断面设计课题四平、纵面线形组合设计与纵断面设计模块二 公路纵断面设计一、平、纵面线形组合设计一、平、纵面线形组合设计平、纵线形组合是指在满足汽车运动学和力学要求前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适，与环境的协调和良好的排水条件。1视觉分析视觉分析（1）
30、视觉分析的意义（2）视觉与车速的动态规律1）驾驶员的注意力集中和心理紧张的程度随着车速的增加而增加。2）驾驶员的注意力集中点随着车速增加而向远方移动。3）当车速超过97kmh时，对前景细节的视觉开始模糊起来。4）驾驶者的周界感随车速的增加而减少。5）为了要看到目标，眼睛和目标必须相对固定。（3）视觉分析方法模块二 公路纵断面设计2.平、纵组合的设计原则平、纵组合的设计原则（1）在视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。（2）保持平、纵线形的技术指标大小均衡。（3）选择合适的合成坡度。（4）注意与公路周围环境的配合。3.平曲线与竖曲线的组合平曲线与竖曲线的组合（1）平曲线与竖曲线应相互
31、重合，且平曲线应稍微大于竖曲线。模块二 公路纵断面设计（2)平曲线与竖曲线大小应保持均衡。（3）暗、明弯与凸、凹竖曲线。（4）平、竖曲线应避免的组合1）避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向曲线的拐点重合。2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线重合。3）计算行车速度大于等于40km/h的公路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。模块二 公路纵断面设计4.直线与纵断面的组合直线与纵断面的组合只要路线又起伏，就不宜采用长直线，最好使平面路线随纵坡的变化略加转折，并把平、竖曲线合理的组合。但要避免驾驶员一眼能看到方向转折两次以上或纵坡起伏三次以上的线形出现。5.平、纵线形组合与
32、景观的协调配合平、纵线形组合与景观的协调配合（1）充分重视对景观的要求。（2）保护沿线自然景观。（3）消除公路单调感，使公路与自然密切结合。（4）结合实际，美观路容。（5）综合绿化治理。模块二 公路纵断面设计二、纵断面设计二、纵断面设计1.纵断面线形设计要点纵断面线形设计要点（1）纵面线形设计的一般原则1）纵面线性应与地形相适应，设计成视觉连续，平顺而圆滑的线形性，避免在短距离内出现频繁起伏。2）应避免能看见近处和远处而看不见中间凹处的线形。3）较长的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近坡顶的纵坡宜适当放缓。4）相邻纵坡之代数差小时，应尽量采用大的竖曲线半径。5）交叉处前后的纵坡应平缓。
33、6）在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡。（2）纵坡值的应用各级公路的最大纵坡值与纵坡限制长度只有在越岭线中为争取高度、缩短路线长度或避免工程艰巨地段等不得已时，方可采用。模块二 公路纵断面设计（3）各种地形条件下的纵坡设计1）平原、微丘地形的纵坡应均匀、平缓。丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大。2）山岭、重丘地形的沿河线，应尽量采用平缓的纵坡，坡长不宜超过规定的限值，纵坡不宜大于6。3）越岭线的纵坡应力求均匀，应尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜连续采用极限长度的的陡坡夹短距离缓坡的纵坡线形。越岭展线不应设置反坡。4）山脊线和山腰线，除结合地形不得已时采用较大的纵坡外，在可能条件下采
34、用平缓的纵坡。（4）竖曲线设计的要求（5）相邻竖曲线的衔接1）同向曲线间，特别是同向凹形竖曲线之间，如直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线。2）反向竖曲线间宜插入直线坡段，亦可直接连接。模块二 公路纵断面设计2.纵断面设计方法和注意事项纵断面设计方法和注意事项（1）纵断面设计方法和步骤1）准备工作。2）标注控制点。控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。山区公路还有根据路基挖填平衡关系控制路中心填挖值的标高点，称为经济点。模块二 公路纵断面设计3）试坡。在已标出控制点、经济点的纵断面图上，根据技术指标，选线意图，结合地面起伏变化，本着以控制点为根据，照顾多数经济点的原则，在这些点
35、位间进行穿插与取直，试定出若干直坡线。4）调整。调整方法是对初定坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值；调整时应少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。5）核对。核对工作在横坡陡峻尤显重要。6）定坡。经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。7）设置竖曲线。根据拉坡时已初步考虑的平、纵组合线形情况，按照技术标准、平、纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。模块二 公路纵断面设计（2）纵坡设计应注意的问题1）回头曲线地段。设置回头曲线地段，拉坡时应按回头曲线技术标准先定出该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线地段不宜设竖曲线。2）
36、大、中型桥。大、中型桥上不宜设置竖曲线，桥头两端曲线的起、终点应设在桥头10m以外，如图2-4-4所示。模块二 公路纵断面设计3）小桥涵。小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平顺，应尽量避免在小桥涵处出现驼峰式纵坡如图2-4-5所示。4）平面交叉口纵坡及两端接线要求。公路与公路交叉时，一般宜设在水平坡段，其长度应不小于最短坡长规定。两端接线纵坡应不大于3%，山区工程艰巨地段不大于5%。5）受控制点或经济点等条件制约，修改原定纵坡线。模块二 公路纵断面设计3.纵断面图的绘制纵断面图的绘制纵断面设计图是公路设计重要技术文件之一，也是纵断面设计的最后成果。纵断面采用直角坐标，以横坐标表示里程桩号，纵坐标表示高程。为了明显地表明地形起伏，方便纵断面设计，水平方向的比例尺通常与平面图一致，高程方向比例尺通常是水平方向的10倍。纵断面图是由上、下两部分内容组成的。上部主要用来绘制地面线和纵坡设计线。下部主要用来填写有关内容，自下而上分别填写：直线及平曲线；里程桩号；地面高程；设计高程；填、挖高度；土壤地质说明；设计排水沟沟底线及其坡度、距离、标高、流水方向（视需要而标注）。模块二 公路纵断面设计
