南京工业大学本科生毕业设计(论文)
表3-2 各级公路纵坡长度限制
公路 高速公路 等级 计算行车速度(km/h) 120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20 一 二 三 四 3 900 1000 1100 1200 1000 1100 纵 坡 坡 度 (%) 4 700 800 900 1000 800 1000 900 1100 1000 1100 1100 1200 5 6 7 8 9 600 700 800 500 600 600 800 700 900 800 900 900 1000 700 600 700 700 700 800 500 500 300 600 400 200 高速公路和一级公路纵坡及坡长的选用应充分考虑车辆的运行质量要求。对高速公路即使纵坡为2%，其坡长也不宜过大。缓和坡段的具体位置应结合纵向地形起伏情况，尽量减少填挖工程数量，同时应考虑路线的平面线形要素。在一般情况下，缓和坡段宜设置在平面的直线或较大半径的平曲线上，以充分发挥缓和坡段的作用，提高整条公路的使用质量。
3.4竖曲线设计
当汽车行驶在纵坡变坡点时，为了缓和因车辆动能变化而产生的冲击和保证视距，必须插入竖曲线。竖曲线一般采用圆曲线和二次抛物线两种。由于竖曲线的前后坡差很小，抛物线呈非常平缓的线形，因曲率变化较小，所以实际上同圆曲线几乎相同。在实际设计中，可根据计算的方便，采用抛物线或圆曲线。
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第三章 纵断面设计
3.4.1竖曲线各项指标要求：
表3-3 竖曲线设计指标表
1设计车速（km/h） 00 10一般值 凸形竖曲线半径（m） 极限值 6500 45一般值 凹形竖曲线半径（m） 30极限值 00 21一般值 竖曲线长度（m） 极限值 0 85 00 000
3.4.2竖曲线各要素计算公式
图3-1 竖曲线要素示意图 各要素计算公式如下：
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第三章 纵断面设计
L?R?或R?LT?L?
2?R?22
h?x2R
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E?T22R?T?4?L?8
式中: L—竖曲线长度(m)； R—竖曲线半径(m)；
?—坡差(%)，??i2?i1，?为“+”时表示凹形竖曲线，?为“-”时表示凸形竖
曲线；
T—竖曲线切线长(m)； x—计算点至起算点的距离(m)； h—竖曲线上任一点竖距(m)；
E—竖曲线外距(m)。
3.4.3竖曲线要素计算算例 桩号K3+860处：
高程为9.3333m，坡度设计： +0.36%,-0.818388% R=20000 (凸曲线) ω=i2?i1=-0.818388-0.36=-1.178388% 曲线长 L=R?W=20000?1.178388%=235.6776m 切线长度T=L/2=235.6776/2=117.8388m 外距E=T2/2R = 0.3471m 计算设计高程
竖曲线起点桩号= (K3+860)-117.8388=K3+742.1612 竖曲线终点桩号= (K3+860)+117.8388=K3+977.8388
x2竖曲线上各点坐标用公式y=2R计算，具体过程见《竖曲线表》。
3.5平纵组合设计
计算行车速度≥60km/h的公路，必须注重平、纵面的合理组合。不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶者在视觉和心理方面的要求。
《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)所列： 平、纵配合的设计原则：
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第三章 纵断面设计
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)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。 平、纵配合的基本要求:
1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍大于竖曲线。
2)合成坡度的控制应与线形组合设计相结合。有条件时，一般最大合成坡度不应大于8％，最小合成坡度不应小于0.5％，应避免急弯与陡坡相重合的线形。如下图3-2所示：
组合不当
竖曲线位置组合得当
直线回旋线圆曲线（虚线为不设回旋线之情况）回旋线直线图3-2 平曲线和竖曲线的组合
3)平、纵面线形组合设计应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。 4)平纵线形设计中应避免的组合。
5)计算行车速度大于等于40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半经平曲线。
6)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。 7)直线上的纵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。 8)直线段内不能插入短的竖曲线。 9)小半经曲线不宜与缓和曲线相互重叠。
10)避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。
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