道路工程概论 三 纵断面线形设计.pptVIP

道 路 工 程 概 论 第 三 章 纵断面线形设计 思考题 道路的坡度是否越小越好? 怎样消除道路上下坡之间的折点？ 为什么有时汽车在上坡时会“开锅”？ 第一节、概述 一、路线纵断面图 公路中线的竖向剖面图称为路线纵断面图，是公路设计的重要文件之一 纵断面图比例：竖向1：200或1：100； 横向1：2000或1：1000 设计线由 直线（坡度线）组成 曲线（竖曲线） 一、路线纵断面图 设计线：由匀坡的直线和变坡的竖曲线组成，它通常表示路基边缘标高或路中心标高，称为设计标高。 地面线：与路基中心线对应的原地面各点的高程连线，是地面线纵断设计的主要依据。 各设计栏目： 二、纵断面设计 根据汽车的行驶性能，研究坡长、坡度、竖曲线半径和长度的选用和它们的极限值，上述各元素之间的衔接及与平面线形的配合，以达到坡度平缓均衡、竖曲线长短适度，纵断与平面设计协调，以及填挖经济平衡的设计。 第二节、纵坡设计 坡度：单位水平距离的升高值 变坡角 上坡“+”，下坡“-” 纵断面上两相邻纵坡线的交点为变坡点。为保证行车安全、舒适以及视距的需要，在变坡点处应设置竖曲线。 一、纵坡设计的基本要求 1、纵坡应满足汽车动力性能要求 2、纵坡应能满足汽车的使用性能要求 1）速度性能 2）通过性能 3）安全性能 4）经济性能 3、纵坡应与地形相适应、与环境相协调 4、纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过于频繁 5、纵坡还应照顾当地民间运输工具、农业机械、农田水利等要求 二、最大纵坡 纵坡的大小直接影响路线的长短、使用质量的好坏、行车安全以及运输成本和工程的经济性。 应从汽车爬坡能力考虑对最大纵坡加以限制 汽车上坡因升坡阻力增加，需要加大牵引力、降低车速，若长时间爬陡坡，会引起汽车水箱“开锅” 、汽阻使行车无力甚至发动机灭火。同时爬坡时汽车机件磨损也增大 最大纵坡限制应从下坡行车安全来考虑 汽车下坡时，制动次数增加，制动器易发热而失效，司机心理紧张，也容易发生车祸 道路等级 道路等级越高，交通量越大，行车密度高，设计速度高，因此坡度要小；反之，道路等级越低，交通量越小，行车密度低，设计速度低，因此坡度可大些。 三、最小纵坡 各级公路的长路堑路段,以及其他横向排水不畅的路段,保证排水，应采用不小于0.3%的纵坡。 当必须设小于0.3%纵坡时，应作边沟纵向排水设计，横向排水可行路段， imin可以为0。 四、合成坡度 既有纵坡（iy），又有横坡（iz）时 ，路面最大坡度在纵坡和横坡的合成坡度方向上，这时的最大路面坡度称为合成坡度。 在纵向坡度较大、曲线超高也较大的弯道上，其i合会更大。在上坡的超高缓和段上，是在较大的纵坡上迭加一个附加坡度，对于低速车来说 ，汽车有沿合成坡度方向下滑的可能性。 为保证路面排水，合成坡度的最小值不宜小于0.5％ 积雪、严寒地区i合≤8% 计算公式 五、高原纵坡折减 海拔较高的高原地区，汽车发动机功率因空气稀薄而减少，降低汽车的爬坡能力，并且水箱的水易沸腾而破坏冷却系统。 对于海拔3000米以上的地区，应对纵坡进行折减。把最大纵坡折减1%—3%，当最大纵坡折减后小于4%，则取最大纵坡为4%。 六、坡长限制和缓和坡段 最短坡长 锯齿形纵断（连续起伏地形，道路纵坡随地形起伏而起伏） 最小坡长一般为9s行程，Smin=9*V/3.6=2.5V 同时Smin≥100m 陡坡最大长度 V设 降到容许速度V2（V2=(2/3—1/2)V设），所行驶的距离作为陡坡限制长度（即陡坡最大长度）。避免长时间以Ⅰ、Ⅱ档行车，提高行车速度。 缓和坡段 在不大于纵坡长度限制的范围内，设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡（≤3%）。但要满足纵坡最小长度的要求。 七、平均纵坡 山区公路（地形困难） 平均纵坡：某路段内的总升高值与总长度之比，i均=H/L 〈标准〉规定 为了合理运用最大纵坡、坡长和缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利地行驶，二、三、四级越岭线的平均纵坡一般以接近5.5%（H=200—500m，相对高差）,和5%（H500m，相对高差）为宜，并注意其中任何连续3km路段的平均纵坡不宜大于5.5%。 八、其他纵坡 大、中桥上纵坡≤4% 桥头引道≤5% 市镇混和交通繁忙处，桥上、桥头引道≤3% 非机动车道设缓坡，平原微丘≯2%-3%， 山岭重丘≯4%-5% 第三节、竖曲线设计 一、 竖曲