道路勘测设计.ppt
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1、道路勘测设计,第三章纵断面设计,第三章 纵断面设计 第一节 概述一、线路纵断面名词解释:1、线路纵断面:公路中线在竖向切面的投影。反映(上坡、下坡、平坡、竖曲线)2、纵断面图:体现线路的起伏,纵坡的大小、填高挖深。3、地面线:通过路中线的原地面标高的连线。4、设计线:路肩边缘标高的连线。5、地面标高:地面线上各点标高。6、设计标高:设计线上各点标高。7、施工高度:设计高-地面高8、填高挖深:设计高地面高填(路堤)设计高地面高挖(路堑)9、坡度/坡长 10、竖曲线:变坡点用圆曲线插入连接。,二、对纵断面设计的基本要求1、符合规程的规定,满足生产的要求。2、平顺性:起伏变化不宜过大、太频繁、变坡不
2、宜太多。纵坡均衡:避免采用极限坡度值,缓和坡配合地形设置,不宜长陡坡夹短缓坡。三面协调:平、纵、横长陡坡尽头不设小半径曲线。陡坡不与急弯重叠。平竖曲线不重叠(平包竖可以)。3、地形、地质、水文、气候综合考虑。如:满足设计洪水位常水位以上0.5M,满足最小填土高度的要求。4、力求填挖平衡,减小工程量,降低造价。5、照顾当地运输的要求。如人力车、休息坡的设置。,第二节、汽车的牵引力和行驶阻力,一、汽车的牵引力内燃机燃烧内能 机械能 有效功率 曲轴产生扭矩M 传动机构(离合器 变速箱 传动轴 驱动桥)驱动轮产生驱动扭矩MK 车轮与路面接触点产生周缘力PK 使路面产生一个大小相等方向相反的推力P,二、
3、汽车的行驶阻力,1、滚动阻力Pf:与汽车重量、滚动阻力系数(路面的平整度、刚度、胎压、车速)有关。2、空气阻力Pw:与空气阻力系数(空气密度、车辆形状、表面光滑度)、汽车正面投影面积、汽车行驶速度有关。3、坡度阻力Pi:与坡度大小、汽车重量有关。4、慣性阻力Pj:与汽车旋转部分的影响系数(车型、变速箱速比)、汽车重量、加速度有关。总阻力:R=Pf+Pw+Pi+Pj,三、汽车的牵引平衡和动力特性(自学)要点:平衡方程式、动力因素、动力特性图及其作用。P15 图2.2.1汽车的动力特性图,四、汽车在公路上的行驶条件(一)、牵引力足以克服全部的行车阻力第一个必要条件 PR加速 PR减速 P=R等速(
4、二)、牵引力小于等于车辆与路面的附着力第二个条件 根据二个必要条件,要求路面:1、平整(降低滚动阻力系数)2、粗糙(增加附着系数)注意:粗糙与光滑对立,但是不等同与不平整和坑洼。问题:1、汽车在公路上行驶的条件。2、何为动力因素,何为动力特性图,动力特性图有何用。3、行驶阻力由哪几部分组成,各部分由何决定。4、何为地面线、地面标高、设计线、设计标高。,第三节 纵坡设计的一般规定,一、最大纵坡1、依据:(1)车型:不同车有不同动力性能,制动性能,爬坡能力,制动效能。因此对最大i要求不同。(2)设计车速:由动力特性图知,v越大,D越小,i越小,爬坡能力越小。因此制定最大i要保证一定的V。(3)自然
5、条件:地形,海拔,气候影响汽车的行驶条件和爬坡能力。2、最大i制定时应考虑以下三个因素(1)汽车上下坡安全行驶。上坡应考虑汽车性能,纵坡大于8%,刹车急增,不安全,因此控制在8%。(2)拖挂车的要求。据调查,拖挂车爬大于8%的坡需用一档7-8%用二档,因此控制在8%以内。(3)人力车,积雪地带,汽车上下坡行驶要求。3、规定:二 三 四 平 重 平 重 平 重最大i 5 7 6 8 6 9另:特殊困难地带可增加1%,海拔2000M以上时不可增加。,二、最小纵坡1、理由:挖方地段为保证排水而避免用水平坡,使边沟适当配合。2、规定:纵坡不宜小于0.3%,三、平均纵坡:二控制点间的纵坡平均值。,1、理
6、由:公路纵坡的设置,即使符合最大纵坡的规定也不能保证使用质量,不少地段虽单一陡坡并不长,但是由于平均纵坡较大,上坡用低档时间长,水箱易沸腾,下坡频繁制动,易出事。2、规定:高差200M i平均近5.5%为宜;任何相连5KM5.5%;困难地段任何相连3KM6%。,四、坡长限制(最大坡长),“缓坡宜长,陡坡宜短”、“三里坡,一里平”是对较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。1、理由:根据汽车的性能,过长陡坡对行车不利,上坡难,下坡更难,刹车多,易出事,对非机动车辆也不利。2、规定:当纵坡5%时 纵坡 5i6 6i7 7i8 8i9坡长限制 800m 500m 300m 200m另:由几个
7、连续大坡组合时,应按平均坡度验算最大坡长。例:若6.5%用200M,接7.5%可用多少米?,五、最短坡长,1、理由:坡长太短,起伏大,易震荡,不舒适,来不及换档。2、规定:二 三 四最小坡长 平 重 平 重 平 重 200 120 150 100 120 80,六、缓和坡段(休息坡),1、理由:为换档方便 便于在此长度内加速和减速便于停车检修2、规定:当纵坡在5%时,接缓和坡断,其i不大于3%,一般不小于100M,困难地不小于80M。,七、纵坡折减(半径小于50M的曲线上的纵坡),1、理由:设超高后,增加了附加坡度。增加了弯道的阻力,车转弯时将消耗牵引力,使爬坡能力受影响。海拔大于3000M时
8、,空气稀薄,汽车牵引力下降,影响爬坡能力。2、规定:R 15 20 25 30 40 50纵坡折减 4%3%2.5%2%1.5%1%折减后若小于4%,仍用4%.,八、爬坡车道:只在高速公路和一级公路有,为解决通过能力而设置,在其它公路一般不设置。公路工程技术标准规定,高速公路和一级公路,当纵坡大于4%时,可设置爬坡车道其宽度一般为3.5m。问题:1、最大纵坡制定时应考虑哪几个因素。2、何为平均纵坡,有何规定。3、为什么要纵坡折减。,第四节 纵坡设计的原则和方法,一、纵断面设计的原则(一)满足规程的各项规定:最大纵坡;最小纵坡;平均纵坡;最大最小坡长;缓和坡段;纵坡折减。(二)路基最小填土高度1
9、、洪水位以上0.5M。2、潮湿地带,地下水位较高,最小填土0.5M。3、(暗涵)最小填土高度0.5M(三)大中桥尽量设计为平坡(当必须用纵坡时不宜超过4%,位于村镇附近不超过3%)。(四)平面交叉 1、公路与公路:尽量在水平段相交,紧接水平段的纵坡一般3%,困难地段5%。2、铁路与公路:交叉两端应设有13M的水平段的纵坡上。(五)在纵向移挖作填时,争取填挖平衡,减少借方和弃方。1、当山坡坦于1:2.5时,半挖半填。2、当山坡陡于1:1.5时,全挖。3、当地质不良(滑坡),全填。,二、纵坡设计(拉坡)方法,注意三点:1、拉坡由选线人员担任,因其更明了地形情况,可根据选线时预先布置的纵坡来拉。2、
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- 道路 勘测 设计
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