1、道路横断面设计

道路横断面是指道路中线上各点垂直于路线前进方向的竖向剖面。道路横断面设计是根据道路的用途，结合当地的地形、地质、水文等自然条件，来确定横断面的形式、各部分的结构组成和几何尺寸的过程。

横断面组成及类型

道路横断面是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道、取土坑、弃土堆以及交通安全、环境保护等设施。城市道路的横断面组成中，还包括机动车道、非机动车道、人行道、绿化带、分车带等设施。高速公路和一级公路上还有变速车道、爬坡车道等。

地面线是表征地面在横断面方向的起伏变化，它通过现场实测或由大比例尺地形图、航测相片、数字地面模型等途径获得。

横断面的设计要求

横断面的设计要求，是使道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、用地经济、城市面貌等要求。路基是支承路面，形成连续行车道的带状土、石结构物。它既要承受由路面传来的车辆荷载，又要承受大自然因素的作用。因此，路基横断面设计必须满足以下基本要求：

1、路基的结构设计应根据其使用要求和当地自然条件（包括水文地质和材料情况），并结合施工条件进行设计。设计前应充分收集沿线地质、水文、地形、气象等资料，在山岭重丘区要特别注意地形和地质条件的影响，选择适当的路基断面形式、边坡坡度及防治病害的措施。在平原微丘区应注意最小填土高度，并设置必要的排水设施。

2、路基的断面型式和尺寸应根据道路的等级、设计标准和设计任务书的规定以及道路的使用要求，结合具体条件确定。一般路基可参照典型横断面设计。特殊路基则应进行单独设计计算。

3、路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。在取土、弃土、取土坑设置、排水设计等方面与农田改土、农田水利、灌溉沟渠等相配合，尽量减少废土占地、防止水土流失和淤塞河道。

道路横断面的设计方法

根据道路纵断面设计确定的路基填挖高度，路基宽度，选定的边坡坡度，边沟尺寸绘出路基的外廓线。具体做法如下：

1、点绘各横断面的横向地面线，地面线是在现场测绘的，若在纸上定线，可在大比例的地形图上内插获得。横断面图的比例尺，一般是1:100或1:200。

2、根据技术标准确定路基宽度。根据道路纵断面设计确定的路基中心填挖高度或从“路基设计表”中抄入路基填挖高度，对于有超高和加宽的曲线路段，还应抄入“赶高’’“右高”“左宽”“右宽”等数据。

3、根据现场调查所得的土壤性质、工程地质及水文资料，参照“标准横断面图”，画出路幅宽度，确定路基填或挖的边坡坡线，在需要设置各种支挡工程和防护工程的地方画出该工程的断面示意图。

4、根据综合排水设计的需求，拟定路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和断面形式，必要时须注明尺寸。此外，对于取土坑、弃土堆、绿化等也尽可能画出。

5、根据转弯半径的大小分别拟定超高加宽值。

6、根据纵断面设计资料，按设计标高在“路基设计表”逐桩进行计算。

南京光华路路基设计图

2、道路纵断面设计

道路纵断面设计是指根据城市竖向规划的控制标高，按照道路的等级、沿线地形地物、工程地质、水文、管线等条件，确定道路中心的竖向高程、纵向坡度起伏关系和立体交叉、桥涵等构筑物的控制标高，设置竖曲线，有时还需确定道路排水设施的坡度、标高。

纵断面设计内容

把道路纵断面设计成果与平面设计图结合起来，能准确地确定出城市道路路幅中心线的空间位置。因此纵断面设计任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、所在城市的自然地理条件及工程经济性等，研究起伏空间线几何构成的大小及长度，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。

纵断面设计内容主要包括：

1、机动车道最大和最小坡度设计；

2、机动车道最大和最小坡长设计，包括最大坡长和最小坡长的设计；

3、非机动车道纵坡的坡度和坡长设计；

4、竖曲线设计，包括竖曲线几何要素的计算及竖曲线高程的设计：

5、平纵组合的类型及其设计方法等。

纵断面图纸

纵断面设计原则

1、应综合考虑路网规划控制标高、道路净空、沿街建筑高程、地下管线布置、沿线地面排水等因素等控制条件，兼顾汽车营运经济效益等因素影响，山地城市道路还需考虑土石方平衡、合理确定路面设计标高。城市道路的设计标高是指建成后的行车道中线路面高程或中央分隔带中线高程。

2、最大纵坡应综合考虑车辆的动力性能、道路等级、设计速度、地形条件等选用规范中最大纵坡一般值。

3、最小纵坡应是能保证两侧街坊的雨水排向车行道两侧的雨水口并能防止管道淤塞。

4、为避免陡坡与急弯组合对行车产生的不利影响，应对合成坡度进行控制。

5、为保证汽车行驶平顺度和安全、乘客的舒适性、路容美观，纵坡坡长应保持一定的最小长度。

6、为保证行车速度和车辆加、减速能力，纵坡坡长应根据设计车速、不同坡度进行限制。

7、应根据城市交通组成特性，纵坡度与坡长应考虑自行车的爬坡能力。

8、当汽车行驶在变坡点时，为保证视距并缓和车辆运动变化产生的冲击，在变坡点处必须插入竖曲线，竖曲线设计时应保证其不宜过短。

9、为满足驾驶员的视觉连续性和心理舒适感，以及与周围环境的协调和良好的排水条件，应进行平纵组合设计。

纵断面设计要点

1、纵坡极限值的使用

设计时不可轻易采用坡度及坡长的极限值，应留有余地。在条件受限时方可使用，如越岭线为争取高度、缩短路线长度或避开工程艰巨地段等。

2、各种地形条件下的纵坡设计

平原、微丘地形的纵坡应均匀平缓，注意满足最小填土高度和最小纵坡的要求。丘陵地形应注意避免过分迁就地形而造成过大的起伏，注意纵坡的顺适，避免坡度突变。

3、竖曲线半径的选用

竖曲线半径较大为宜，受限制时可采用一般最小值，特殊困难方可采用极限最小值。小坡差要采用大半径。

4、相邻竖曲线的连接

相邻的两个同向竖曲线之间，特别是同向凹形竖曲线之间，如果直坡段不长，接近或达到最小坡长时，宜取消直坡段而将两竖曲线合并为单曲线或复曲线，避免出现“断背曲线”。

3、道路横断面和纵断面设计

随着BIM技术的兴起，道路横断面和纵断面设计和出图，变得更为简单。运用Bentley的道路设计BIM软件OpenRoads Designer能快速的创建横断面和纵断面，并随着设计随时更新。

软件介绍

OpenRoads Designer 引入全新的综合建模环境，提供以施工驱动的工程设计，有助加快路网项目交付，统一从概念到竣工的设计和施工过程。该应用程序提供完整且详细的设计功能，适用于勘测、排水、地下设施和道路设计。

软件功能

自动出图

使用文档中心来自动生产高质量图纸，包括与整体项目一致的多领域文档设置。在图纸定位中获得项目的实时视图。一旦设计改变，图纸也会随之改变。直接在图纸中编辑，OpenRoads Designer将更新源几何图形。

创建水平和垂直对齐

使用对象导向的坐标几何和线形设计功能，快速创建精准的水平和垂直对齐，提供智能化更新。使用高程剖面图显示表面信息和与水平线形相关的垂直线形。

创建纵断面图和横断面图

从设计中的任意点创建纵断面图和横断面图。借助动态横断面在修改设计时实时查看更新。您可以查看地面变化以反映设计编辑，包括地表特征、廊道组件，以及建筑限制或车站等注释。

设计和分析铁路廊道

使用沉浸式铁路廊道建模功能支持复杂的建模，符合文件协约的要求使用2级BIM或更高等级。以一种参数化的表现形式从各个方面简化复杂的道路开发过程。您可以控制间隔沿铁路廊道快速移动，现场查看和动态设计所有道路组件。

对地形进行建模和分析

创建既包含地形数据又包含公路或场地特征的智能模型。您可以根据特征一目了然地区分设计中的结构、外观和符号。

土石方建模

创建3D挖填土石方模型，作为数字孪生模型，精确计算、可视化并总结挖填量分析。OpenRoads Designer 独特的建模功能帮助提升土石方量工作流，实现效率最大化，节约成本。

进行设计时间分析

通过设计时间分析确保深入了解整体项目绩效，以获得各种分析的最优设计结果，如对排放系统、地形、安全性、坡度、现场可见性、滑水的分析。

软件详情：道路设计BIM软件，首选OpenRoads Designer

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