道路勘测设计第三版纵断面设计.pptx

n 本章主要内容：本章主要内容：n纵断面的概念及组成要素纵断面的概念及组成要素n最大纵坡和最小纵坡最大纵坡和最小纵坡n坡长限制和缓和坡段坡长限制和缓和坡段n平均纵坡和合成坡度平均纵坡和合成坡度n竖曲线要素与竖曲线最小半径竖曲线要素与竖曲线最小半径n视觉分析与平、纵配合视觉分析与平、纵配合n纵断面设计方法、步骤及成果纵断面设计方法、步骤及成果n 第一节第一节 概概 述述n定义：定义：沿道路中线竖向剖面的沿道路中线竖向剖面的展开图展开图即为路线纵断面。即为路线纵断面。n纵纵断断面面设设计计：研研究究路路线线线线位位高高度度及及坡坡度度、坡坡长长变变化化情情况的过程。况的过程。n任务：任务：研究纵断面线形的研究纵断面线形的几何构成几何构成及其及其大小大小与与长度长度。n依依据据：汽汽车车的的动动力力特特性性、道道路路等等级级、当当地地的的自自然然地地理理条件以及工程经济性等。条件以及工程经济性等。n地面线：地面线：根据中桩点的根据中桩点的高程高程绘的一条折线；绘的一条折线；n设计线：设计线：路线上各点路基路线上各点路基设计高程设计高程的连线。的连线。n变坡导线变坡导线：变坡点变坡点间的连线间的连线路线纵断面图构成：路线纵断面图构成：路线纵断面图构成：路线纵断面图构成：地面线：地面线：根据中桩点的根据中桩点的高程高程绘的一条折线；绘的一条折线；设计线：设计线：路线上各点路基路线上各点路基设计高程设计高程的连线。的连线。变坡导线变坡导线：变坡点变坡点间的连线间的连线路线纵断面图构成：路线纵断面图构成：路线纵断面图构成：路线纵断面图构成：n地面高程：地面高程：中线上地面点高程。中线上地面点高程。n设计高程：两种规定设计高程：两种规定n公路：公路：n城市道路：城市道路：路基设计标高n一般公路，路基一般公路，路基未设未设加宽超高加宽超高前前的的路肩边缘路肩边缘的的高程高程。设计标高n设分隔带公路，一般为设分隔带公路，一般为分隔带外边缘分隔带外边缘。设计标高城市道路：城市道路：行车道中线行车道中线 中央分隔带中线中央分隔带中线n n路基高度：路基高度：路基高度：路基高度：横断面上横断面上横断面上横断面上设计高程设计高程设计高程设计高程与与与与地面高程地面高程地面高程地面高程之高之高之高之高差差差差。n n 路堤：路堤：路堤：路堤：设计高程设计高程设计高程设计高程大于大于大于大于地面高程。地面高程。地面高程。地面高程。n n 路堑：路堑：路堑：路堑：设计高程设计高程设计高程设计高程小于小于小于小于地面高程。地面高程。地面高程。地面高程。n n纵断面设计内容：纵断面设计内容：纵断面设计内容：纵断面设计内容：坡度及坡长坡度及坡长坡度及坡长坡度及坡长n n 竖曲线竖曲线竖曲线竖曲线 路堤路堤路堑路堑(一一).).行驶力学行驶力学1.1.汽车的驱动力汽车的驱动力2.2.汽车的行驶阻力汽车的行驶阻力3.3.汽车的行驶条件汽车的行驶条件第二节 汽车的动力特性n一、汽车的驱动力n汽车的动力来源：汽车的动力来源：n汽车行驶的驱动力来自它的汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机内燃发动机。n汽油燃烧热能机械能汽油燃烧热能机械能P曲轴扭矩曲轴扭矩M驱动轮驱动轮Mk驱动车轮驱动车轮 n n汽车传动系统：汽车传动系统：汽车传动系统：汽车传动系统：功率功率功率功率N N与产生的扭矩与产生的扭矩与产生的扭矩与产生的扭矩MM的关系的关系的关系的关系：n1发动机功率发动机功率N曲轴扭矩曲轴扭矩M 及发动机转速及发动机转速n的关系的关系TrMN有效功率N-nN-n曲线（功率曲线）、曲线（功率曲线）、曲线（功率曲线）、曲线（功率曲线）、M-nM-n曲线（扭矩曲线）曲线（扭矩曲线）曲线（扭矩曲线）曲线（扭矩曲线）n发动机转速特性曲线：发动机转速特性曲线：n n发发发发动动动动机机机机曲曲曲曲轴轴轴轴上上上上的的的的扭扭扭扭矩矩矩矩MM经经经经过过过过变变变变速速速速箱箱箱箱（速速速速比比比比i ik k）和和和和主主主主传传传传动动动动器器器器（速比（速比（速比（速比i i0 0）两次变速）两次变速）两次变速）两次变速n n总变速比为：总变速比为：总变速比为：总变速比为：=i=i0 0 i ik k；n n传动效率为：传动效率为：传动效率为：传动效率为：T T1.0 行驶阻力时，汽车就行驶阻力时，汽车就加加速行驶；速行驶；n n驱动力驱动力 50005000折减值（）折减值（）1 12 23 3在高海拔地区：发动机的功率下降在高海拔地区：发动机的功率下降在高海拔地区：发动机的功率下降在高海拔地区：发动机的功率下降 驱动力降低，爬坡能力下降。驱动力降低，爬坡能力下降。驱动力降低，爬坡能力下降。驱动力降低，爬坡能力下降。冷却水易于沸腾破坏冷却系统。冷却水易于沸腾破坏冷却系统。冷却水易于沸腾破坏冷却系统。冷却水易于沸腾破坏冷却系统。2 2 2 2高原为什么纵坡要折减？高原为什么纵坡要折减？高原为什么纵坡要折减？高原为什么纵坡要折减？n最小纵坡：最小纵坡：n 各级公路在特殊情况下各级公路在特殊情况下容许使用容许使用的最小坡度值。的最小坡度值。n最小纵坡值最小纵坡值：0.3%0.3%，一般情况下一般情况下0.5%0.5%为宜。为宜。n适用条件适用条件：排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧道、设超高的：排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧道、设超高的平曲线等。平曲线等。n 当当必必须须设设计计平平坡坡（0%0%）或或小小于于0.3%0.3%的的纵纵坡坡时时，边边沟沟应应作作纵向排水设计。纵向排水设计。n干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。五、最小纵坡五、最小纵坡n坡长：相邻坡长：相邻变坡点间变坡点间的长度的长度 n内容：最小坡长限制：任何路段内容：最小坡长限制：任何路段n 最大坡长：陡坡路段最大坡长：陡坡路段n 1最短坡长限制最短坡长限制n标准标准规定，各级公路最短坡长不应小于规定，各级公路最短坡长不应小于915s行程行程。六、坡长限制六、坡长限制120*9/3.6300mn标准规定各级公路最大坡长限制。2 2最大坡长限制最大坡长限制最大坡长限制最大坡长限制最大坡长最大坡长：汽车在坡道上行驶，当车速降低到某一：汽车在坡道上行驶，当车速降低到某一最低允许最低允许速度速度时所行驶的距离时所行驶的距离 n 城市道路最大坡长按表城市道路最大坡长按表4.2.5选用。选用。2 2最大坡长限制最大坡长限制最大坡长限制最大坡长限制比公路苛刻七、缓和坡段七、缓和坡段n标准标准规定，规定，连续上坡连续上坡(或下坡或下坡)时，应在时，应在不大于不大于限制坡长限制坡长内内设置缓和坡段。设置缓和坡段。n 缓和坡段：缓和坡段：给车恢复速度的过程给车恢复速度的过程n ii3，n l l符合最小坡长要求。符合最小坡长要求。n 线线 形：宜采用直线。困难路段可用曲线；形：宜采用直线。困难路段可用曲线；n注：宜设在注：宜设在直线直线段或段或大半径大半径曲线上曲线上n 曲线曲线半径较小半径较小时，缓和坡段时，缓和坡段长度长度应应增加增加。n 回头曲线回头曲线段不能作为缓和坡段。段不能作为缓和坡段。实际设计很难采用八、平均纵坡八、平均纵坡八、平均纵坡八、平均纵坡n平均纵坡平均纵坡：一定：一定长度的路段长度的路段所克服的所克服的高差高差H与路线与路线长度长度L之比（连续升坡或降坡路段）。之比（连续升坡或降坡路段）。标准标准规定：规定：二、三、四级公路：二、三、四级公路：越岭路线连续上坡越岭路线连续上坡(或下坡或下坡)路段：路段：相对相对H：200500m时，时，i平平5.5；相对相对H：500m时，时，i平平5。任意连续任意连续3km路段路段:i平平5.5。城市道路城市道路:减少减少1.0%。H3000m以上地区以上地区:减少减少0.5%1.0%。台阶式HL1.1.1.1.定义：定义：定义：定义：由路线由路线由路线由路线纵坡纵坡纵坡纵坡与与与与横坡横坡横坡横坡组合而成的坡度。组合而成的坡度。组合而成的坡度。组合而成的坡度。计算公式计算公式计算公式计算公式：九、合成坡度九、合成坡度n式中：式中：I I合成坡度（合成坡度（%）；）；n i ih h超高横坡度或路拱横坡度（超高横坡度或路拱横坡度（%）；）；n i iz z路线设计纵坡坡度（路线设计纵坡坡度（%）。）。iihIn （1）最大允许合成坡度值：最大允许合成坡度值：2 2合成坡度指标合成坡度指标合成坡度指标合成坡度指标 （2 2）最小合成坡度最小合成坡度：nImin0.5%Imin0.5%。nIminImin0.5%0.5%时时，应应采采取取综综合合排排水水措措施施，以以保保证证路路面面排水畅通。排水畅通。n n陡坡小半径平曲线，宜采用小的合成坡度。陡坡小半径平曲线，宜采用小的合成坡度。陡坡小半径平曲线，宜采用小的合成坡度。陡坡小半径平曲线，宜采用小的合成坡度。特别是下述情况，其合成坡度必须小于特别是下述情况，其合成坡度必须小于特别是下述情况，其合成坡度必须小于特别是下述情况，其合成坡度必须小于8%8%8%8%。在冬季路面有积雪结冰的地区；在冬季路面有积雪结冰的地区；在冬季路面有积雪结冰的地区；在冬季路面有积雪结冰的地区；自然横坡较陡峻的傍山路段；自然横坡较陡峻的傍山路段；自然横坡较陡峻的傍山路段；自然横坡较陡峻的傍山路段；非汽车交通比率高的路段。非汽车交通比率高的路段。非汽车交通比率高的路段。非汽车交通比率高的路段。例例例例如如如如：某某某某二二二二级级级级公公公公路路路路，有有有有一一一一平平平平曲曲曲曲线线线线半半半半径径径径为为为为250m250m250m250m，超超超超高高高高横横横横坡坡坡坡为为为为8%8%8%8%，该路段纵坡度为，该路段纵坡度为，该路段纵坡度为，该路段纵坡度为4.8%4.8%4.8%4.8%，则合成坡度为，则合成坡度为，则合成坡度为，则合成坡度为3.合成坡度指标的控制作用合成坡度指标的控制作用：n 控制陡坡控制陡坡与与急弯急弯的的重合重合；n 平坡平坡与设与设超高超高平曲线的平曲线的配合配合问题。问题。