道路勘测设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四章 纵断面设计,4.1 概 述,定义：,用一曲面沿道路中线竖直剖切，展开成平面。,作用：,反映路线在纵断面上的形状、位置及尺寸的图形叫路线纵断面图，它反映路线所经地区中线之地面起伏情况与设计标高之间的关系，它与平面图、横断面图结合起来，就能够完整地表达道路的窨位置和立体线形。,设计依据：,纵断面线形设计应根据道路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定、排水及工程量等的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行综合设计,1,4.1 概 述,目的：,设计出纵坡合理、线型平顺圆滑的理想线形，以达到行车安全、快速、舒适、工程费较省、运营费用较少的目的。,设计纵坡的基础知识。第一，对路基设计标高的规定。对于新建公路，高速公路和一级公路采用中央分隔带外缘标高，二、三、四级公路采用路基边缘标高，在设置超高和加宽路段则是指在设置超高加宽之前该处标高；对于改建公路，一般按新建公路的规定办理，也可以采用中央分隔带中线或行车道中线标高。,2,4.1 概 述,对城市道路而言，路基设计标高一般是指车行道中心。第二，纵坡度的表示方式不用角度，而用百分数（%），即每一百米的路线长度其两端高差几米，就是该路段的纵坡，其上坡为“+”，下坡为“-”。,第三，一般认为道路上3%的纵坡对汽车行驶不造成困难，即上坡时不必换挡，下坡时不必刹车。对于小于3%的纵坡，可以不作特殊考虑，只是为了排水的需要，一般要有一个不小于最小纵坡的坡度。如果排水上无困难，可以用平坡。但是采用大于5%的纵坡时，必须慎重考虑，因为纵坡太大，上坡时汽车的燃料消耗大，,3,4.1 概 述,而下坡时又必须用刹车，重车或有拖挂车的车辆都易出事故，对运输的经济与安全极为不利。,纵断面的设计是路基设计、桥涵设计及其他设计的基础，要与道路上行驶的汽车的技术性能相适应，满足汽车行驶力学要求，驾驶员视觉及心理要求和乘客的舒适性要求，主要解决道路线形在纵断面上的位置、形状和尺寸问题，在路线纵断面图上决定坡度长、竖曲线半径等数值以及做有关的计算工作。,4,4.2 纵 坡 设 计,1、纵坡度,（1）最大纵坡,最大纵坡是道路纵坡设计的极限，是纵面线形设计的一项重要指标。应从汽车爬坡能力考虑对最大纵坡加以限制。最大纵坡的制定从下坡安全来考虑。,标准和城市道路设计规范分别对我国公路和城市道路的最大纵坡作出了如下规定，见表4.1和表4.2。,P88P89,但大、中桥上的纵坡不宜大于4%，桥头引道的纵坡不宜大于5%，位于市镇附近非汽车交通较多的地段，桥上及桥头引道的纵坡均不得大于3%，紧接大、中桥桥头两端引道的纵坡应与桥上纵坡相同。,5,4.2 纵 坡 设 计,隧道内纵坡不应大于3%，并不小于0.3%，紧接隧道洞口的路线纵坡应与隧道内纵坡相同。,（2）最小纵坡,为了保证挖方地段、设置边沟的低填方地段和横向排水不畅地段的纵向排水，防止积水渗入路基而影响其稳定，规定各级公路的长路堑路段、以及其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡.当必须设计水平坡(0%)或小于0.3%的纵坡时，边沟排水设计应与纵坡设计一起综合考虑，在城市道路中一般可采用设置锯齿形偏沟或采取其他排水措施来处理。,6,4.2 纵 坡 设 计,（3）平均纵坡,在道路设计中，平均纵坡是指一定路线长范围内，路线两端点的高差与路线长的比值。平均纵坡是衡量路线线形设计质量的重要指标之一。实际调查，从汽车行驶方便和安全出发，为了合理利用最大纵坡、坡长和缓和坡段的规定，还要控制平均纵坡。平均纵坡是在宏观上控制路线纵坡。,i,p,=H/L,式中,i,p,-,平均纵坡；,L-,路线长度（,m）；,H-,路线长度,L,两端的高差（,m,）,。,7,4.2 纵 坡 设 计,标准规定，二级、三级、四级公路越岭路的平均纵坡，一般以接近5.5%（相对高差为200 500,m,）和5%（相对高差大于500,m,）为宜，并注意任何相连3,km,路段的平均纵坡不宜大于5.5%。,城市道路设计规范规定，山城道路应控制平均纵坡，越岭路段相对高差为200500,m，,平均纵坡宜采用4.5%；相对高差为大于500,m，,宜采用4%，任意连续3,km,长范围内的平均坡不宜大于4.5%。,（4）高原纵坡折减,在海拔高度较高地区，汽车发动机功率会因空气稀薄而降低，相应地降低了汽车的爬坡能力，因此对海拔高度在3000,m,以上地区公路最大纵坡应予以折减，折减值见表4.3。,P90,8,4.2 纵 坡 设 计,2、坡长限制,坡长是指变坡点与变坡点之间的水平长度，坡长限制包括陡坡的最大坡长限制和最小坡长限制两个方面。,（1）最大坡长限制,目的：,坡长限制，是根据汽车动力性能来决定的。长距离怕陡坡对汽车行驶不利。连续上坡，发动机过热影响机械效率，从而使行驶条件恶化；下坡则因刹车频繁而危及行车安全。,标准和城市道路设计规范,对陡坡的最大坡长限制见表4.4和表4.5。,P90,对城市道路来讲，坡长限制还应考虑到非机动车的要求，城市道路设计规范的规定如表4.6,P91,9,4.2 纵 坡 设 计,(2)最小坡长限制,目的：,最小坡长是指相邻两个变坡点之间的最小长度。若其长度过短，就会使变坡点个数增加，行车时颠簸频繁，当坡度差较大时还易造成视觉的中断，视距不良，从而影响到行车的平顺性和安全性。最小坡长通常以计算行车速度行驶915,s,的行程作为规定值。一般在计算行车速度大于或等于60,km/h,时取9,s，,计算行车速度为40,km/h,时取11,s，,计算行车速度为20,km/h,时取15,s.,标准和城市道路设计规范对各级公路和城市道路的最小坡长规定见表4.7和表4.8 。,P91,10,4.2 纵 坡 设 计,（3）组合坡长,当连续陡坡是由几个不同受限坡度值的坡段组合而成时，应按不同坡度的坡长限制折算确定。,3、合成坡度,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方向上，这时的最大坡度称为合成坡度。,在陡坡急弯处，若合成坡度过大，将产生附加阻力、汽车重心偏移等不良现象，影响行车安全，为防止汽车沿合成坡度方向滑移，应对由超高横坡和路线纵坡组成的合成坡度加以限制。,11,4.2 纵 坡 设 计,标准和城市道路设计规范对公路和城市道路合成坡度的规定如表4.9和表4.10。,4、纵坡设计一般要求,（1）公路纵坡设计一般要求,1）公路纵坡设计必须符合标准、公路路线设计规范和城市道路设计规范关于纵坡的有关规定。各级公路的最大纵坡值及陡坡限制坡长，一般不轻易使用，应当留有余地。,2）平原、微丘地形的纵坡应均匀、平缓。,3）纵断面线形应与地形相适应，设计成视觉连续、平顺而圆滑的线形，并重视平纵面线形的组合。,12,4.2 纵 坡 设 计,4）纵坡设计应结合自然条件综合考虑。,5）纵坡设计为保证路基稳定，应尽量减少深路堑和高填方，在设计中应重视纵、横向填、挖的调配利用，争取填挖平衡，尽量利用挖方就近作填方，以减少借方和废方，降低工程造价。,6）纵坡设计应结合道路沿线的实际情况和具体条件进行设计，并适当照顾农业机械、农田水利等方面的要求。,（2）城市道路纵坡设计一般要求,1）纵断面设计应参照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。,13,4.2 纵 坡 设 计,2）为保证行车安全、舒适、纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁。,3）山城道路及新辟道路的纵断面设计应综合考虑土石方平衡、汽车运营经济效益等因素，合理确定路面设计标高。,4）机动车与非机动车混合行驶的车行道，宜按非机动车爬坡能力设计纵坡度。,5）纵断面设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水要求综合考虑。,14,4.3 竖曲线设计,1、基本概念,变坡点：,纵断面上两相邻不同坡度线的交点称为变坡点。,竖曲线：,变坡处设置的纵向曲线，即为竖曲线。,作用：,A.,确保道路纵向行车视距；,B.,缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击缓冲作用。,C.,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诱导和舒适感。,分类：,15,4.3 竖曲线设计,相邻两坡度线的交角及坡差“,”,表示，坡度角一般较小，可近似地用两坡段坡度的代数差表示，即,=i,2,-i,1,，式中,i,1,、,i,2,分别为两相邻坡段的坡度值，上坡为正，下坡为负。,凹形竖曲线：竖曲线开口向上，,为负；,凸形竖曲线：竖曲线开口向下，,为正；,设置位置：,各级道路在变坡点处均应设置竖曲线。,2、竖曲线的计算,用圆弧线作为竖曲线,16,4.3 竖曲线设计,竖曲线几何要素计算,竖曲线几何要素主要有：竖曲线切线长,T、,曲线长,L,和外距,E。,L=R,T=L/2,E =T,2,/2R,(3),竖曲线上任意点纵距的,y,计算,y=x,2,/2R,式中,y-,计算点纵距；,x-,计算点桩号与竖曲线起点的桩号差。,17,4.3 竖曲线设计,（4 ）竖曲线上任意点设计标高的计算,1）计算切线高程,H,1,=H,0,-(T-x) i,式中,H,0,-变坡点标高（,m）；,H,1,-,计算点切线高程（,m） ；,i-,纵坡度,2）计算设计标高,H=H,1,+,y,式中,H-,设计标高（,m） ；,+,-当为凹形竖曲线时取“+”，当为凸形竖曲线时取“-”。,18,4.3 竖曲线设计,补充例题：,某二级汽车专用公路上有一变坡点，桩号为,K10+200，,切线标高为120.28,m,，两相邻路段的纵坡为,i,1,=+5%，,和,i,2,=-3%，R=5000,m,。,试设计该变坡处的竖曲线。,解：,1.计算竖曲线的基本要素,转坡角,=0.05-（-0.03）=0.08,竖曲线长度,L=R,=50000.08=400,(,m),切线长度,T=L/2=200,(,m),外距,E=T,2,/（2R）=（200）,2,/（2,5000,）,=4,(,m),19,4.3 竖曲线设计,2.求竖曲线起点和终点桩号,（1）竖曲线起点桩号：,K10+200-200=K10+000,（2）竖曲线终点桩号：,K10+200+200=K10+400,3.,求各桩号的设计标高,（1）,K10+000,竖曲线起点,切线标高 120.28-200,0.05=120.28-10.00,=110.28,(,m),设计标高 110.28,(,m),（2）,K10+100,处,至起点距离,x,=10200-10100=100,(,m),切线标高 110.28+100,0.05=110.28+5.00,=115.28,(,m),20,4.3 竖曲线设计,纵距,y=,x,2,/2R=100,2,/2 5000=100,(,m),设计标高 115.28-1.00=114.28,(,m),（3）,K10+200,竖曲线中点,切线标高 120.28,(,m),设计标高 120.28-4.00=116.28,(,m),（4）,K10+300,处,至终点距离,x,=10400-10300=100,(,m),切线标高 120.28-100,0.03=120.28-3.00,=117.28,(,m),纵距,y=,x,2,/2R=100,2,/2 5000=1.00,(,m),设计标高 117.28-1.00=116.28,(,m),21,4.3 竖曲线设计,（4）,K10+400,竖曲线终点,切线标高 120.28-200,0.03=120.28-6.00=114.28,(,m),设计标高 114.28(,m),用相似方法可计算得竖曲线上各桩号设计标高见下表：,22,4.3 竖曲线设计,K10+200,竖曲线计算表,23,4.3 竖曲线设计,续上表,24,4.3 竖曲线设计,续上表,作业：,某成都市级主干道，其纵坡分为,i,1,=-2.5%，,和,i,2,=+1.5%,转折点桩号为,K0+640，,切线标高为9.00,m,见下图。,（1）试确定竖曲线最小半径及计算竖曲线上各点高程（每隔5,m,桩号求一点高程）。,（2）由于受地下管线和地形限制，凹曲线曲中点标高要求不低于9.30,m，,而不高于9.40,m，,这时竖曲线半径应为多少。,25,4.3 竖曲线设计,26,4.3 竖曲线设计,2、竖曲线设计标准,竖曲线的设计标准有竖曲线最小半径和竖曲线长度。由于在凸形竖曲线和在凹形竖曲线上汽车行驶时的受力及视距等考虑因素的不同，凸形竖曲线和凹形竖曲线又有不同的设计标准。,（1）竖曲线最小半径,1）凹形竖曲线极限最小半径,主要从限制离心力、夜间行车前灯照射的影响以及在跨线桥下的视距三个方面计算分析确定。,A、,从限制离心力不致过大考虑,B、,从汽车夜间行驶前灯照射距离考虑,27,4.3 竖曲线设计,C、,从保证跨线桥下的视距考虑,综合分析以上三种情况后，技术标准以限制凹形竖曲线离心力条件为依据，即采用4.10制定出凹形竖曲线极限最小半径的规定值。,2）凸形竖曲线极限最小半径,主要从限制失重不致过大和保证纵面行车视距两个方面计算分析确定。,A、,从失重不致过大考虑,B、,从保证纵面行车视距考虑,标准和城市道路设计规范规定的各级公路和城市道路的凸形竖曲线的极限最小半径见表4.11和表4.12。,28,4.3 竖曲线设计,3)竖曲线一般最小半径,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须的竖曲线半径的最小值，该值只朦胧 在地形受限制迫不得已时才采用。通常为了使行车有交好的舒适条件，设计时多采用大于极限闻小半径1.52.0倍的半径值，此值即为竖曲线一般最小半径。倍数1.52.0，随设计车速减小而取用较大值。标准和城市道路设计规范规定的竖曲线一服般最小半径如表4.11和表4.12。,（2）竖曲线最小长度,29,4.3 竖曲线设计,与平曲线相似，当坡度角较小时，即使采用较大的竖曲线半径，竖曲线的长度也很短，这样容易使司机产生急促的变坡感觉；同时，竖曲线长度过短，易对行车造成冲击。我国公路按照汽车在竖曲线3,s,得行程时间控制竖曲线的最小长度。标准和城市道路设计规范对竖曲线的最小长度的规定如表4.11和表4.12。,3、竖曲线设计,（1）竖曲线设计的一般要求,竖曲线是否平顺，在视觉上是否良好，往往是构成纵面线形优劣的主要因素。竖曲线设计应满足以下要求：,1）宜采用较大竖曲线半径。,30,4.3 竖曲线设计,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。,（2）半径的选择,1）选择半径应符合表46所规定的竖曲线的最小半径和最小长度的要求。,2）在不过分增加土石方工程量的情况下，为使行车舒适，宜采用较大的竖曲线半径。,3）结合纵断面起伏情况和标高控制要求，确定合适的处距值，按外距控制选择半径。,31,4.3 竖曲线设计,4）考虑相邻竖曲线的连接（即保证最小直坡段长度或不发生重叠）限制曲线长度，按切线长度选择半径。,5）过大的竖曲线半径将使竖曲线过长，从施工和排水来看都不利的，选择半径时应注意。,6）对夜间行车交通量较大的路段考虑灯光照明方向的改变，使前灯照射范围受到限制，选择半径时应适当加大，以使其有较长的照射距离。,32,4.5 平、纵面线形组合设计,道路的空间线形是指由道路的平面线形和纵面线形所组成的的空间立体形状。道路线形设计首先是从路线规划开始的，经选线、平面线形设计、纵面线形设计和平纵线形组合设计的过程。最终以平、纵组合 的立体线形展现出来。道路的空间线形应能保持视觉的连续性，并有足够的舒适感和安全感。,道路平面线形和纵面线形的组合设计，满足汽车行驶安全、舒适的要求，使工程造价及运营费用经济，在司机视觉和心理状态方面引起良好反映，使道路与沿线周围环境和景观协调的道路立体线形，达到安全、舒适、快速和经济的目的。,33,4.5 平、纵面线形组合设计,1、组合设计的原则,1）应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。,2）平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。,3）合成坡度应组合得当，以利于路面排水和行车安全。,4）注意与道路周围环境一配合。,2、线形组合设计要点,（1）平曲线与竖曲线的组合,1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线，如图4.9,P102,34,4.5 平、纵面线形组合设计,组合是使竖曲线和平曲线对应，最好使竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。,2）平曲线与竖曲线大小应保持均衡,所谓均衡，是指平、竖曲线几何要素要大体平衡、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短的平曲线和竖曲线组合在一起。,3）暗、明弯与凸、凹竖曲线,暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理、悦目的。,35,4.5 平、纵面线形组合设计,4）平、竖曲线应避免的组合,A、,设计车速大于等于40,km/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。,B、,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顶点重合。,C、,小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。,D、,平面转角小于7度的平曲线不宜与坡度角较大的凹形竖曲线组合在一起。,E、,在完全通视的条件下，长上（下）坡路段的平面线形多次转向形成蛇形的组合线形，应极力避免。,36,4.5 平、纵面线形组合设计,（2）直线与纵断面的组合,平面的长直线与纵面的直坡线配合，对双车道公路超车方便，在平坦地区易与地形相适应，但行车单调乏味，易疲劳。直线上一次变坡是较好的平、纵组合。,使用时，应避免：,1）长直线配长坡。,2）直线上短距离内多次变坡。,3）直线段内不能插入短的竖曲线。,4）在长直线上设置陡坡及曲线长度短，半径小的凹形竖曲线。,37,4.5 平、纵面线形组合设计,5）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。,（3）平、纵线组合与景观的协调配合,平、纵线形组合必须是在充分与道路所经地区的景观相配合的基础上进行。,道路景观工程包括内部协调和外部协调两方面。其中内部协调主要指平、纵线形视觉的连续性和立体协调；而外部协调是指道路与其两侧坡面、路肩、中间带、沿线设施等的协调以及道路宏观位置。实践证明，线形与景观的配合应遵循以下原则：,38,1）应在道路的规划、选线、设计、施工全过程中重视景观要求。,2）在选定路线时，应充分利用自然景观，如孤山、湖泊、大树等，或人工建筑物如水坝、桥梁、农舍等，尽量做到路线与大自然融为一体，不产生生硬感和隔断大自然。,3）对道路本身不能仅把它当作技术对象，还应把它作为景观来看待。,4）横面设计要使边坡造型和绿化与现有景观相适应，弥补填挖对自然景观的破坏。,4.5 平、纵面线形组合设计,39,5）应进行综合绿化处理，避免形式和内容上的单一化，应将绿化作为诱导视线、点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。,6）应根据技术和景观要求合理选定构造物的造型、色彩，使道路构造物成为对自然景面的补充。,4.5 平、纵面线形组合设计,40,4.6 纵断面设计方法与纵断面设计图,1、纵断面设计方法与步骤,（1）准备工作,绘出路线纵断面图的地面线，绘出平面直线、平曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及沿线土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测资料，领会设计意图和要求。,（2）标注控制点,所谓控制点，就是指影响纵坡设计的高程控制点。“控制点”分为两类，一类是属于控制性的“控制点”，控制路线纵坡设计时必须通过它或限制从其上方或下方通过。,41,4.6纵断面设计方法与纵断面设计图,控制点主要有公路路线的起终点、垭口、重要桥梁及特殊涵洞、隧道的控制标高，重要城镇通过位置的标高以及受其他因素限制而使路线必须通过的控制点标高等；城市道路控制点是指城市桥梁桥面标高控制点、立交桥桥面标高控制点、铁路道口标高（按铁路轨顶标高计算）、平面交叉相交中心点控制标高、重要建筑物的地坪标高、满足重要管线最小覆土厚度的控制标高等。第二类属于参考性的“控制点”，叫经济点。,横断面上的经济点有以下三种情况：,1）,当地面横坡不大时，可在中桩地面标高上下找到填方和挖方基本平衡的标高，纵坡通过此标高时，在该横断面上挖方数量基本等于填方数量。如图4.10（,a）P105,42,4.6纵断面设计方法与纵断面设计图,2）当地面横坡较陡时，填方往往不宜填稳，有时坡脚伸得较远，采用多挖少填甚至全部挖出路基的方法比砌石护坡经济，这时多挖少填或全挖路基的标高为经济点。如图4.10（,b） P105。,3）当地面横坡很陡，无法填方时需砌筑挡土墙，此时宁愿全部挖出路基或深挖，该全部挖出或深挖路基的标高为其经济点。如图410（,c ）P105。,（3）试坡,初步定出纵坡设计线的工作。,（4）调坡,43,4.6纵断面设计方法与纵断面设计图,1）结合选线意图进行调坡。,2）对照技术标准或规范进行调坡。,（5）核对,主要在有控制意义的特殊横断面上进行。高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其他重要控制点的断面等。,（6）定坡,经调整核对合理后，即可确定坡度线。所谓定坡，就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。,44,4.6纵断面设计方法与纵断面设计图,纵坡设计还要注意：,A、,与平面线形的合理组合，以得到较佳的空间组合线形。,B、,回头曲线路段纵坡的特殊要求。,C、,大中桥上不宜曲线，即不宜设变坡点。,D、,注意交叉口、城镇、大中桥、隧道等地段路线纵坡的特殊要求。,（7）设计竖曲线,根据道路等级和情况，确定竖曲线半径，并计算竖曲线要素。,（8）高程计算,45,4.6纵断面设计方法与纵断面设计图,根据已定的纵坡和变坡点的设计标高及去曲线半径，即可计算出各桩号的设计标高。中桩设计标高与对应原地面标高之差即为路基施工高度，当两者之差为“+”，则是填方；两者之差为“-”，则是挖方。,2、纵断面设计图,（1）公路纵断面设计图,路线纵断面图是纵断面设计的最终成果，是道路设计文件的重要组成部分，如图4.12,P107。,在纵断面图上表示原地面的标高线称为地面线，标高称为地面标高，沿道路中线所作的纵坡设计线称纵断面设计线，在纵断面设计线上的各地区点标高称为设计标高（又称为路基设计标高）设计标高与地面标高之差称为施工高度。,46,4.6纵断面设计方法与纵断面设计图,在纵断面图中，图的上半部应包括如下主要内容：,A、,高程、地面线、设计线、竖曲线及其要素；,B、,桥涵（桥梁按桥型、孔数及孔径标绘，注明桥名、结构类型、中心桩号、孔数及孔径）；,C、,隧道（按长度、高度标绘，注明名称和起始点桩号）；,D、,与道路、铁路交叉时的桩号及路名；,E、,水准点的位置、编号及高程；,F、,断链桩位置及长短链关系；,J、,沿线跨越河流的现有水位和设计洪水位，影响路基稳定的地下水位等。,47,4.6纵断面设计方法与纵断面设计图,图的下部各栏应示出土壤地质情况、施工高度、设计高程、地面高程、坡长及坡度、里程及桩号、直线及平曲线（包括缓和曲线）等。,（2）城市道路纵断面图,城市道路的纵断面图一般包括以下内容：道路中线的地面线，纵坡设计线，施工高度（填挖值），土壤地质剖面图，沿线桥涵位置，街沟类型和孔径，沿线交叉口位置和标高，沿线水准点位置、桩号和标高等 ，以及在图的下方附以简要的说明表格。如图4.13,P108,当设计纵坡小于0.3%时，道路两侧街沟应作锯齿形街沟设计，以满足排水要求，并分别算出雨水进水口和分水点的设计标高，注在相应的图栏内。,48,补充：城市道路的锯齿形街沟,我国大多数城市位于平原地区，有些旧城在街坊或沿街建筑已形成的情况下修建道路，以致纵坡很小甚至为零，虽对行车有利，但对街坊排水和道路路面排水极为不利。尽管道路路面设置路拱横坡，排雨、雪水，但通常街沟和人行道的纵坡平行于路中心线纵坡，当纵坡很小时，积留的雨、雪水，很难沿街沟的纵向排除，尤其在暴雨或多雨季节，路面成片积水，既影响路基路面的稳定，又妨碍交通。,所以城市道路纵坡小于0.3%的路段必须设置锯齿形街沟。,所谓街沟即指示灯露出部分的侧石与路面边缘或平石，作为城市道路排除水的三角形沟。锯齿形街沟设置的方法是保持侧石顶面线与路中心线平行（即两者纵坡相等）的条件下，交替地改变侧石顶面线与平石（或路面）之间的高度，即交替地改变侧石外露于路面的高度。,49,补充：城市道路的锯齿形街沟,在低处设置雨水进水口，使进水口的路面横坡,i,1,大于正常横坡,i,横,，而在两相邻进水口之间的分水点处的路面横坡,i,2,小于正常横坡。这样雨水由分水点流向两旁低处进水口，街沟纵坡（即平石纵坡或路面边缘纵坡）升降交替，呈锯齿形。,通常侧石全高30,cm,，露出路面部分的高度为1020,cm。,如露出值过低，则不能容纳应排泄的最大地面水流量，以致溢过侧石而漫至人行道上影响行人交通；露出值过高，则不便于行人跨越（且不利构造设置）。所以常用的侧石外露高度为0.15,m,设锯齿形街沟处的最低高度取0.12,m(,即,n,值)，最高高度取(即,m,值)，则,m-n=0.06m。,设两进水口间距为,l,一般城市常用雨水口间距为3540,m。,50,补充：城市道路的锯齿形街沟,个别雨量少、路面狭的道路可取45,m，,路中线纵坡为,i,中,，街沟纵坡为,i,1,和,i,2,（,见图1-5-17），则分水点距两边进水口间距为,x,及,l-x ；,左端,i,1,（ l-x ）+n- i,中,(,l-x,)=,m,右端,i,中,x+n+ i,2,x=m,两式相等得：,（,i,1,-,i,中,）,l,X=- ,式,（,i,1,+i,2,）,m- n,X=- ,式,i,2,+ i,中,51,补充：城市道路的锯齿形街沟,m- n,l-x=-,式,（,i,1,-,i,中,）,通常设计时，根据地物在沿线建筑物出入口，交叉口行人横道线上游，以及凹形竖曲线最低处已布置好雨水口，然后在每段长上取进水口间距,l，i,中,在纵断面设计时已确定，,m、n,值也已定，则可计算分水点距离,x,及,l-x，,再计算,i,1。,【,例1-5-2】已知雨水进水口间距为40,m，i,中,=0，,m=o.12m， n=0.8m ，,试求街沟纵坡及分水点距离,x。,。,解当,i,中,=0，如,i,1,=i,2,时根据式，可得,52,补充：城市道路的锯齿形街沟,X=l/2,i,1,=i,2,=2(m-n)/2 =2(0.18-0.12)/40=0.3%,验算数,x=m-n/ i,1,+,i,中,=0.18-0.12/0.3%=20,m,实际设计中常先将雨水口间距按设计地形地物安排好，即为,l,定值，然后再用中心线标高根据标准横断面相对关系，推算分水点标高（比正常断面街沟高0.03,m）,与进水口处标高（比正常断面街沟低0.03,m），,最后再计算,i,1,与,i,2,，做到,i,满足大于0.3%的排水要求即为可行。,作业：已知某路段中线设计纵坡为+2,在桩号2+100处（,a,段面,）,，设计标高,H,中,=10.0,m，,车行道宽度为14.0,m,路拱平均横坡为2%,试合理设计锯齿形街沟,并分别算出分水点和雨水口处的标高(要求至少布置三个雨水口)，设,m=18,， n=12,，如下图。,53,补充：城市道路的锯齿形街沟,i,1,i,2,i,1,i,2,a,b,2+100,i=+2,n,m,L-x,x,54,补充：城市道路的锯齿形街沟,H,中,=10.0,m,14,m,55,补充：城市道路的锯齿形街沟,解：由,式,式 联立可得 （设,i,1,=i,2,=4） （,i,1,-,i,中,）,l,X=- ,式,（,i,1,+i,2,）,m- n,X=- ,式,i,2,+ i,中,56,补充：城市道路的锯齿形街沟,(m-n) 2 i,1,l=-,可求得,l,值，再用,式可求得,X,值。,i,1,2,+ i,中,2,57,