纵坡指的是路线纵断面上同一坡段两点间的高差与其水平距离之比,以百分率表示。顺着公路前进方向的上下坡,叫公路纵坡。它与汽车的动力特性、安全正常有很大关系。公路纵坡包含最大纵坡、最小纵坡、最大(或陡坡)的缓坡,以及相应坡长。
最大纵坡指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值,是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区,最大纵坡直接影响路线的长短、使用质量的好坏、行车是否安全、运输成本以及工程造价的高低。各级道路允许的最大纵坡根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件以及工程、运营经济等因素,通过综合分析,全面考虑,合理确定。
最小纵坡是各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。为使道路上行车快速、安全和通畅,希望道路纵坡设计的小一些为好。但是,在长路堑以及其他横向排水不通畅地段,如路堑、桥梁、隧道、设超高的平曲线、路肩设截水墙等。为保证排水要求,防止积水渗入路基而影响其稳定性,均应设置不小于0.3%的纵坡,一般情况下以不小于0.5%为宜。
当必须设计平坡或小于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。
坡长限制
(1)最小坡长限制
最小坡长的限制主要是从汽车行驶平月瞬l生的要求考虑的。若坡长过小,使变坡点增多,汽车行驶在i奎续起伏地段产生的增重与减重的变化频繁,导致乘客感觉不舒适,车速越高越感突出。从路容美观、相邻两竖曲线的设置和纵面视距等也要求坡长应有一定最小长度。
(2)最大坡长限制
道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响很大,纵坡越陡,坡长越长,对行车影响也越大。主要表现在:使行车速度显著下降,甚至要换较低排挡克服坡度阻力;易使水箱“开锅”,导致汽车爬坡无力,甚至熄火;下坡行驶制动次数频繁,易使制动器发热而失效,甚至造成车祸。所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶,当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。
汽车在陡坡上行驶,会导致车速降低,爬坡时间过长,汽车水箱出现沸腾、水阻,以致行车攀慢无力,甚至导致发动机熄火,机件磨损增大,驾驶条件恶化,发生交通事故;或由于汽车轮胎与表面摩擦力不够而引起车辆轮胎空转打滑,甚至后滑溜。沿长陡坡下行时,时间长了,制动会因发热失效或烧坏,从而导致事故。
道路纵断面上的坡度线,一般由许多折线组成,车辆在这些折线处行驶时,会产生冲击颠簸,当遇到凸形转折处时,驾驶员视线可能会受阻,满足不了行车视距的要求;当遇到凹形转折处时,由于行车方向突然改变,不仅会使乘客及驾驶员感到不舒适,产生失重或超重现象,而且由于向下的离心力作用,容易引起车架下弹簧超载而发生车毁事故。
为了确保汽车的动力特性和安全正常,我国对道路的最大纵坡、坡长都作了具体规定。
在一级公路、高速公路上,为确保主线车道车辆的正常行驶,我国规定的最大纵坡为3%(山岭重丘区4—5%),这是根据小汽车正常速度,载重汽车用0.5设计速度可以爬上去的条件设定的。当规定的纵坡条件很难满足,交通量又大时,可采用设置专门的爬车坡道。我国规定当纵坡大于4%时,可设置爬坡车道(设在右侧),宽度一般为3.5米,其长度为500米,专供大卡车及爬坡性能差的车辆使用。城市道路的最大纵坡约相当于公路按设计车速计的最大纵坡减少1%。
最大纵坡:
设计速度(km/h) | 120 | 100 | 80 | 60 | 40 | 30 | 20 |
最大坡度(%) | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
最小坡长
设计速度(km/h) | 120 | 100 | 80 | 60 | 40 | 30 | 20 |
最小坡长(m) | 300 | 250 | 200 | 150 | 120 | 100 | 60 |
不同纵坡最大坡长
设计速度(km/h) 纵坡坡度(%) | 120 | 100 | 80 | 60 | 40 | 30 | 20 |
3 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | - | - | - |
4 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1100 | 1200 |
5 | - | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1000 |
6 | - | - | 500 | 600 | 700 | 700 | 800 |
7 | - | - | - | - | 500 | 500 | 600 |
8 | - | - | - | - | 300 | 300 | 400 |
9 | - | - | - | - | - | 200 | 300 |
10 | - | - | - | - | - | - | 200 |
纵坡设计(俗称拉坡),其主要任务是根据各种自然的建筑的条件和选定的技术标准,设计好公路或道路竖向线形,确定其空间位置,使平、纵、横三面协调配合。具体确定路线纵向坡度、坡长,配以适当半径的竖曲线,计算出竖曲线要素和施工标高。