道路勘测设计(第三版)纵断面设计.ppt

第三章 纵断面设计 路线纵断面图构成： 路线纵断面图构成： 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 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： 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 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。 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 汽车在道路上行驶: 驱动力＝行驶阻力时，汽车就等速行驶； 驱动力 行驶阻力时，汽车就加速行驶； 驱动力 行驶阻力时，汽车就减速行驶，直至停车。 汽车行驶的必要条件（即驱动条件） ： T≥R 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 汽车的动力因数 汽车的行驶状态 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 4．山岭重丘区：纵坡设计应考虑填挖平衡，移挖作填。 三、最大纵坡 最大纵坡：纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。 影响因素： ① 汽车动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力。 上坡： 下坡： ②道路等级：等级高，行驶速度大，要求坡度阻力小。 ③自然条件：海拔高程、气候（积雪寒冷等）。 纵坡度大小的优劣： 坡度大：行车困难：上坡速度低，下坡较危险。 山区公路可缩短里程，降低造价。 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%。 六、坡长限制 2．最大坡长限制 2．最大坡长限制 七、缓和坡段 八、平均纵坡 1.定义：由路线纵坡与横坡组合而成的坡度。 计算公式： 2．合成坡度指标 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8%。 ①在冬季路面有积雪结冰的地区； ②自然横坡较陡峻的傍山路段； ③非汽车交通比率高的路段。 例如：某二级公路，有一平曲线半径为250m，超高横坡为8%，该路段纵坡度为4.8%，则合成坡度为 汽车的行驶状态有以下三种情况： 加速行驶 等速行驶 减速行驶 在动力特性图上，等速行驶的速度称为平衡速度。 每一排档都存在各自的最大动力因数，与之对应的速度称作临界速度。 一、纵坡设计的一般要求 1．