第四章 纵断面设计
? 第一节 概 述
?定义,沿着道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断
面 。
?纵断面设计, 在路线纵断面图上研究路线线位高度及
坡度变化情况的过程 。
?任务,研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度 。
?依据,汽车的动力特性, 道路等级, 当地的自然地理
条件以及工程经济性等 。
?地面线,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；
?设计线,路线上各点路基设计高程的连续 。
路线纵断面图构成：
?地面线,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；
?设计线,路线上各点路基设计高程的连续 。
路线纵断面图构成：
?地面高程,中线上地面点高程 。
?设计高程,一般公路, 路基未设加宽超高前的路肩
边缘的高程 。
? 设分隔带公路, 一般为分隔带外边缘 。
?路基高度,横断面上设计高程与地面高程之高差 。
? 路堤,设计高程大于地面高程 。
? 路堑,设计高程小于地面高程 。
?纵断面设计内容, 坡度及坡长
? 竖曲线
第二节 纵坡及坡长设计
? 一、纵坡设计的一般要求
? 1,纵坡设计必须满足, 标准, 的各项规定 。
? 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 。
? 尽量避免采用极限纵坡值 。
? 合理安排缓和坡段, 不宜连续采用极限长度的
陡坡夹最短长度的缓坡 。
? 连续上坡或下坡路段, 应避免设置反坡段 。
? 越岭线哑口附近的纵坡应尽量缓一些 。
? 3,纵坡设计应对沿线地面, 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, 以保
证道路的稳定与通畅
? 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 。 ——即 纵向填挖
平衡设计 。
? 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
小填上高度要求, 保证路基稳定 。 ——即 包线设计 。
? 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 。 交叉处前后的纵
坡应平缓一些,
? 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 。
二、最大纵坡
最大纵坡,是指在纵坡设计时各级道路允许使用的
最大坡度值 。
影响因素：
汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力 。
道路等级：等级高, 行驶速度大, 要求坡度阻力
尽量小 。
自然条件：海拔高程, 气候 （ 积雪寒冷等 ） 。
纵坡度大小的优劣：
坡度大：行车困难：上坡速度低, 下坡较危险 。
山区公路可缩短里程, 降低造价 。
1,设计速度为 120km／ h,l00km／ h,80km／ h的
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, 最大纵坡值可增加 1％ 。
2,公路改建中, 设计速度为 40km／ h,30km／ h、
20km／ h的利用原有公路的路段, 经技术经济论证,
最大纵坡值可增加 1％ 。
?各级公路最大纵坡的规定 （ 表 4-3）
设计速度
（ km/h）
120 100 80 60 40 30 20
最大纵坡 （ %） 3 4 5 6 7 8 9
1．高原为什么纵坡要折减？
在高海拔地区，困空气密度下降而使汽车发动机
的功率、汽车的驱动力以及空气阻力降低，导致
汽车的爬坡能力下降。另外，汽车水箱中的水易
于沸腾而破坏冷却系统。
2．, 规范, 规定：位于海拔 3000m以上的高原地
区, 各级公路的最大纵坡值应按表 4-5的规定予以
折减 。 折减后若小于 4%,则仍采用 4%。
三, 高原纵坡折减
四, 理想的最大纵坡和不限长度的最大纵坡
? 1,理想的最大纵坡 i1：是指设计车型即载重车在油
门全开的情况下，持续以 V1等速行驶所能克服的坡
度。 V1取值，对低速路为设计速度，高速路为上述
载重车的最高速度。
? i1=λ D1-f
?容许速度 V2,不同等级的道路容许速度应不同, 其
值一般应不小于设计速度的 1/2～ 2/3（ 高速路取低
限, 低速路取高限 ） 。
? i2=λ D2-f
1
1 Dif ??
?
?最小纵坡,各级公路在特殊情况下容许使用的最小
坡度值。
?最小纵坡值, 0.3%，一般情况下 0.5%为宜。
?适用条件,横向排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧
道、设超高的平曲线、路肩设截水墙等。
? 当必须设计平坡 （ 0%） 或小于 0.3%的纵坡时, 边
沟应作纵向排水设计 。
? 在弯道超高横坡渐变段上, 为使行车道外侧边缘
不出现反坡, 设计最小纵坡不宜小于超高允许渐变率 。
? 干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制 。
五、最小纵坡
? 内容：最小坡长限制：任何路段
? 最大坡长：陡坡路段
? 1,最短坡长限制
?,标准, 规定, 各级公路最短坡长不应小于 2.5Vm。
? 城市道路最小坡长按表 4.2.4选用 。
六、坡长限制
?,标准, 规定各级公路最大坡长限制 。
2．最大坡长限制
? 城市道路最大坡长按表 4.2.5选用 。
2．最大坡长限制
七、缓和坡段
?,标准, 规定,连续上坡 (或下坡 )时，应在不大于
表 3.0.17-2所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。
缓和坡段的纵坡应不大于 3％，其长度应符合纵坡长
度的规定。
?缓和坡段：纵坡值：不应大于 3%
? 长 度：不小于最小坡长要求
? 线 形：宜采用直线 。 在地形困难路段可
采用曲线；
?注：曲线半径较小时, 缓和坡段长度应增加 。
? 回头曲线段不能作为缓和坡段 。
八、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 H与
路线长度 L之比（连续升坡或降坡路段）。
L
Hi ?
平
,标准, 规定,越岭路线连续上坡 (或下坡 )路段, 相
对高差为 200～ 500m时, 平均纵坡不应大于 5.5％ ；
相对高差大于 500m时, 平均纵坡不应大于 5％ 。
任意连续 3km路段平均纵坡不应大于 5.5％ 。
城市道路的平均纵坡按上述规定减少 1.0%。 对于海
拔 3000m以上的高原地区, 平均纵坡应较规定值减少
0.5%～ 1.0%。
? 1.定义,合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡
或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。
? 合成坡度的计算公式为,
九, 合成坡度
22 zh iiI ??
?式中,I——合成坡度 （ %） ；
? ih——超高横坡度或路拱横坡度 （ %） ；
? iz——路线设计纵坡坡度 （ %） 。
? 2.最大允许合成坡度值：
? （ 1） 最大允许合成坡度值：
2．合成坡度指标
（ 2） 最小合成坡度,
? 最小合成坡度不宜小于 0.5%。
? 当合成坡度小于 0.5时, 应采取综合排水措施, 以
保证路面排水畅通 。
? 当陡坡与小半径平曲线重合时, 在条件许可的情
况下, 以采用较小的合成坡度为宜 。
? 特别是下述情况, 其合成坡度必须小于 8%。
? ① 在冬季路面有积雪结冰的地区；
? ② 自然横坡较陡峻的傍山路段；
? ③ 非汽车交通比率高的路段 。
? 例如：某二级公路, 有一平曲线半径为 250m,超高横坡 为
8%,该路段纵坡度为 4.8%,则合成坡度为
%9%33.948.008.0 2222 ?????? iiI h
3,合成坡度指标的控制作用,
? 控制陡坡与急弯的重合；
? 平坡与设超高平曲线的配合问题 。
? 第一节 概 述
?定义,沿着道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断
面 。
?纵断面设计, 在路线纵断面图上研究路线线位高度及
坡度变化情况的过程 。
?任务,研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度 。
?依据,汽车的动力特性, 道路等级, 当地的自然地理
条件以及工程经济性等 。
?地面线,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；
?设计线,路线上各点路基设计高程的连续 。
路线纵断面图构成：
?地面线,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；
?设计线,路线上各点路基设计高程的连续 。
路线纵断面图构成：
?地面高程,中线上地面点高程 。
?设计高程,一般公路, 路基未设加宽超高前的路肩
边缘的高程 。
? 设分隔带公路, 一般为分隔带外边缘 。
?路基高度,横断面上设计高程与地面高程之高差 。
? 路堤,设计高程大于地面高程 。
? 路堑,设计高程小于地面高程 。
?纵断面设计内容, 坡度及坡长
? 竖曲线
第二节 纵坡及坡长设计
? 一、纵坡设计的一般要求
? 1,纵坡设计必须满足, 标准, 的各项规定 。
? 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 。
? 尽量避免采用极限纵坡值 。
? 合理安排缓和坡段, 不宜连续采用极限长度的
陡坡夹最短长度的缓坡 。
? 连续上坡或下坡路段, 应避免设置反坡段 。
? 越岭线哑口附近的纵坡应尽量缓一些 。
? 3,纵坡设计应对沿线地面, 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, 以保
证道路的稳定与通畅
? 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 。 ——即 纵向填挖
平衡设计 。
? 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
小填上高度要求, 保证路基稳定 。 ——即 包线设计 。
? 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 。 交叉处前后的纵
坡应平缓一些,
? 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 。
二、最大纵坡
最大纵坡,是指在纵坡设计时各级道路允许使用的
最大坡度值 。
影响因素：
汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力 。
道路等级：等级高, 行驶速度大, 要求坡度阻力
尽量小 。
自然条件：海拔高程, 气候 （ 积雪寒冷等 ） 。
纵坡度大小的优劣：
坡度大：行车困难：上坡速度低, 下坡较危险 。
山区公路可缩短里程, 降低造价 。
1,设计速度为 120km／ h,l00km／ h,80km／ h的
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, 最大纵坡值可增加 1％ 。
2,公路改建中, 设计速度为 40km／ h,30km／ h、
20km／ h的利用原有公路的路段, 经技术经济论证,
最大纵坡值可增加 1％ 。
?各级公路最大纵坡的规定 （ 表 4-3）
设计速度
（ km/h）
120 100 80 60 40 30 20
最大纵坡 （ %） 3 4 5 6 7 8 9
1．高原为什么纵坡要折减？
在高海拔地区，困空气密度下降而使汽车发动机
的功率、汽车的驱动力以及空气阻力降低，导致
汽车的爬坡能力下降。另外，汽车水箱中的水易
于沸腾而破坏冷却系统。
2．, 规范, 规定：位于海拔 3000m以上的高原地
区, 各级公路的最大纵坡值应按表 4-5的规定予以
折减 。 折减后若小于 4%,则仍采用 4%。
三, 高原纵坡折减
四, 理想的最大纵坡和不限长度的最大纵坡
? 1,理想的最大纵坡 i1：是指设计车型即载重车在油
门全开的情况下，持续以 V1等速行驶所能克服的坡
度。 V1取值，对低速路为设计速度，高速路为上述
载重车的最高速度。
? i1=λ D1-f
?容许速度 V2,不同等级的道路容许速度应不同, 其
值一般应不小于设计速度的 1/2～ 2/3（ 高速路取低
限, 低速路取高限 ） 。
? i2=λ D2-f
1
1 Dif ??
?
?最小纵坡,各级公路在特殊情况下容许使用的最小
坡度值。
?最小纵坡值, 0.3%，一般情况下 0.5%为宜。
?适用条件,横向排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧
道、设超高的平曲线、路肩设截水墙等。
? 当必须设计平坡 （ 0%） 或小于 0.3%的纵坡时, 边
沟应作纵向排水设计 。
? 在弯道超高横坡渐变段上, 为使行车道外侧边缘
不出现反坡, 设计最小纵坡不宜小于超高允许渐变率 。
? 干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制 。
五、最小纵坡
? 内容：最小坡长限制：任何路段
? 最大坡长：陡坡路段
? 1,最短坡长限制
?,标准, 规定, 各级公路最短坡长不应小于 2.5Vm。
? 城市道路最小坡长按表 4.2.4选用 。
六、坡长限制
?,标准, 规定各级公路最大坡长限制 。
2．最大坡长限制
? 城市道路最大坡长按表 4.2.5选用 。
2．最大坡长限制
七、缓和坡段
?,标准, 规定,连续上坡 (或下坡 )时，应在不大于
表 3.0.17-2所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。
缓和坡段的纵坡应不大于 3％，其长度应符合纵坡长
度的规定。
?缓和坡段：纵坡值：不应大于 3%
? 长 度：不小于最小坡长要求
? 线 形：宜采用直线 。 在地形困难路段可
采用曲线；
?注：曲线半径较小时, 缓和坡段长度应增加 。
? 回头曲线段不能作为缓和坡段 。
八、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 H与
路线长度 L之比（连续升坡或降坡路段）。
L
Hi ?
平
,标准, 规定,越岭路线连续上坡 (或下坡 )路段, 相
对高差为 200～ 500m时, 平均纵坡不应大于 5.5％ ；
相对高差大于 500m时, 平均纵坡不应大于 5％ 。
任意连续 3km路段平均纵坡不应大于 5.5％ 。
城市道路的平均纵坡按上述规定减少 1.0%。 对于海
拔 3000m以上的高原地区, 平均纵坡应较规定值减少
0.5%～ 1.0%。
? 1.定义,合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡
或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。
? 合成坡度的计算公式为,
九, 合成坡度
22 zh iiI ??
?式中,I——合成坡度 （ %） ；
? ih——超高横坡度或路拱横坡度 （ %） ；
? iz——路线设计纵坡坡度 （ %） 。
? 2.最大允许合成坡度值：
? （ 1） 最大允许合成坡度值：
2．合成坡度指标
（ 2） 最小合成坡度,
? 最小合成坡度不宜小于 0.5%。
? 当合成坡度小于 0.5时, 应采取综合排水措施, 以
保证路面排水畅通 。
? 当陡坡与小半径平曲线重合时, 在条件许可的情
况下, 以采用较小的合成坡度为宜 。
? 特别是下述情况, 其合成坡度必须小于 8%。
? ① 在冬季路面有积雪结冰的地区；
? ② 自然横坡较陡峻的傍山路段；
? ③ 非汽车交通比率高的路段 。
? 例如：某二级公路, 有一平曲线半径为 250m,超高横坡 为
8%,该路段纵坡度为 4.8%,则合成坡度为
%9%33.948.008.0 2222 ?????? iiI h
3,合成坡度指标的控制作用,
? 控制陡坡与急弯的重合；
? 平坡与设超高平曲线的配合问题 。
