道路勘测设计第四章aiqin.ppt

第四章 道路纵断面设计 第一节 纵断面设计原理 一、汽车行驶理论简介 1、汽车行驶对道路的基本要求： 汽车行驶总的要求是安全、迅速、经济与舒适，它是通过人、车、路和环境等方面来保证的。在诸因素中，道路的线形设计与汽车行驶的各主要性能关系最密切。因此，在道路线形设计时，需要研究汽车在道路上的行驶特性及其道路设计的具体要求，这是道路线形设计的理论基础。 安全：保证汽车行驶稳定性，避免发生翻车倒溜、侧滑等； 迅速：行驶速度——平均技术速度。 经济：运输成本：低，运输生产率：高 舒适：有足够的视距和路面宽度，合理的设置平、竖曲线，减少道路交叉。保证道路行车畅通。 视觉上：景观设计线形美观，自然环境赏心悦目，????????? 生理上：平稳、不颠簸，离心力小 ???心理上：轻松，有安全感，心情愉快。 第四章 道路纵断面设计 第一节 纵断面设计原理 一、汽车行驶理论简介 1、汽车行驶对道路的基本要求： 保证措施：P94 （1）保证安全，要求汽车行驶力系平衡； （2) 发挥汽车行驶的动力性能，尽可能提高车速； （3）使行车不受或少受阻碍，有足够的视距和路宽 第一节 纵断面设计原理 2.汽车的一般构造 发动机——动力装置，燃料变成热能再转化为动能。 底盘——含传动系、行驶系、转向系和制动系。 传动系发动机产生的动力传给驱动车轮，离合器变速器等 行驶系将车连接成整体，支承全车荷载，保证汽车行驶。 由车架、车桥、车轮和悬架等组成。 转向系保证汽车能如意转动方向，转向盘和转向传动机构 制动系，控制减速，刹车用的车闸，手闸及制动传动装置 车身——载人或物 电气设备——电源、发动机启动系、汽车照明等 第一节 纵断面设计原理 3、汽车的主要技术性能 最高速度 加速能力 动力性能 制动能力 装载能力 汽车的性能 爬坡能力 燃料消耗 运动性能 操纵性能 稳定性能 环境性能 车外环境（噪声、振动） 车内环境（座位软硬，通风换气，温湿度） 第一节 纵断面设计原理 第一节 纵断面设计原理 2）用车速表示的牵引力计算公式 式中：u——汽车行驶速度，km/h n——发动机曲轴转速，r/min; η——同前式 3）用功率表示的牵引力计算公式 发动机曲轴扭矩与发动机的有效功率有关，关系如下： N=Mω（W）= Mω/1000（kW） ω=2πn/60(rad/s) 经推导得：M=9549N/n,代人用车速表示的牵引力公式中得： T=3600Nη/u ， M——汽车发动机的转矩，N.m N——发动机曲轴的扭矩 第一节 纵断面设计原理 ?2、行车阻力计算 1）空气阻力 ??? 汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力，车后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进，总称为空气阻力。现代汽车的行驶速度很高，空气阻力对汽车行驶的动力性和燃料消耗经济性影响较大，当行驶速度在100km／h以上，有时一半的功率用来克服空气阻力。 ??? 由空气动力学的研究和试验可知，汽车在空气介质中运动时所产生的空气阻力Rw可以用下式计算： ?????????????????????? 式中：K——空气阻力系数，它与汽车的流线型有关，可参考表4-2选用或查阅有关资料； ??ρ——空气密度，一般ρ=1.2258（N·s2／m4）； ?? A——汽车迎风面积（或称正投影面积）（m2）； ?? v——汽车与空气的相对速度（m／s），可近似地取汽车的行驶速度。 ??? 将车速v（m／s）化为u（km／h）并化简，得 Rw=KAu2/21.15 一般每节挂车的空气阻力为牵引力的20%折算。 第一节 纵断面设计原理 2）道路阻力 道路阻力是由弹性轮