道路勘测设计(第三版) 第3章 纵断面设计.pptVIP

第三章 纵断面设计; 本章主要内容： 　　纵断面的概念及组成要素 　　最大纵坡和最小纵坡 　　坡长限制和缓和坡段 　　平均纵坡和合成坡度 　　竖曲线要素与竖曲线最小半径 　　视觉分析与平、纵配合 　　纵断面设计方法、步骤及成果; 第一节 概 述 定义：沿道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断面。 纵断面设计：研究路线线位高度及坡度、坡长变化情况的过程。 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：根据中桩点的高程绘的一条折线； 设计线：路线上各点路基设计高程的连线。 变坡导线：变坡点间的连线;地面线：根据中桩点的高程绘的一条折线； 设计线：路线上各点路基设计高程的连线。 变坡导线：变坡点间的连线;设计标高;设计标高;设计标高;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 ;;;(一).行驶力学 1.汽车的驱动力 2.汽车的行驶阻力 3.汽车的行驶条件;一、汽车的驱动力 汽车的动力来源： 汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。 汽油燃烧－热能－机械能P－曲轴扭矩M－驱动轮Mk－驱动车轮 ;功率N与产生的扭矩M的关系：;N-n曲线（功率曲线）、M-n曲线（扭矩曲线）;发动机曲轴上的扭矩M经过变速箱（速比ik）和主传动器（速比i0）两次变速 总变速比为：γ=i0·ik； 传动效率为：ηT1.0； 传到驱动轮上的扭矩Mk为： Mk=MγηT 驱动轮上的转速nk为：;3．汽车的驱动力 ; 1．空气阻力 迎面空气质点的压力＋车后的真空吸力＋空气质点与车身摩擦力＝空气阻力。 ;将车速v（m／s）化为V（km／h）并化简，得; 2．道路阻力; 滚动阻力与汽车的总重力成正比，若坡道倾角为α时，其值可用下式计算。 Rf＝Gfcosα α一般较小，认为cosα≈1，则 Rf=Gf （N） 式中：Rf——滚动阻力（N）； G——车辆总重力（N）； f——滚动阻力系数， 与路面类型、轮胎结构和行驶速度等有关，如水泥沥青路面f＝0.01－0.02，土路f＝0.07－0.15。;汽车在倾角为α的道路上行驶：车重G产生水平分力Gsinα，上坡时阻碍汽车行驶；下坡时助推汽车行驶。计算式： Ri=Gsinα 因α较小，认为sinα≈tgα＝i，则 Ri=Gi （N） 式中：Ri——坡度阻力 （N）； G——车辆总重力（N）； i ——道路纵坡度，上坡为正；下坡为负。;RR=G（f+i）;汽车的质量：平移质量 旋转质量 克服质量变速运动时产生的惯性力和惯性力矩称为惯性阻力，用RI表示。 ;惯性阻力计算：;1．汽车的运动方程式 驱动力＝各阻力之和，称为驱动平衡。其驱动平衡方程式（也称汽车的运动方程式）为 T=R=Rw+RR+RI 代入表达式，汽车的运动方程式为：;2．汽车的行驶条件;驱动力小于或等于轮胎与路面之间的附着力，即 T≤?Gk 式中：?——附着系数， 取决于:路面的粗糙和潮湿泥泞程度， 轧胎的花纹和气压， 车速和荷载等； Gk——驱动轮荷载， 小汽车=(0.5～0.65)G; 载重车=(0.65～0.80)G.;四. 汽车的动力特性及行驶状态 ;1.汽车动力特性;2.汽车的行驶状态;第三节 纵坡及坡长设计;忽上忽下;4．山岭重丘区：纵坡设计应考虑填挖平衡，移挖作填。;二、理想的最大纵坡和不限长度的最大纵坡;三、最大纵坡;注：城市道路相应降低1%。 特殊情况： （1）地形困难，增加1% （2）冰冻地区，不超过8% （3）大、中桥≤4%，桥头引道≤5% （4）隧道内≤3%（≤50m的除外） （5）非机动车道：平原微丘区 2~3%，山岭重丘≤4~5%; 1.《规范》规定：H≧3000m 最大纵坡折减。折减后若小于4%，则仍采用4%