第三章纵断面设计3技术分析.ppt

第三章 纵断面设计 第一节 纵坡及坡长设计 第二节 竖曲线设计 第三节 爬坡车道 第四节 公路平、纵线形组合设计 第五节 纵断面设计要点 第六节 纵断面设计成果 第一节 纵坡及坡长设计 汽车行驶与公路纵坡的关系 汽车行驶要求 汽车在公路上行驶的阻力 空气阻力：汽车在空气介质中行驶，由于迎面风压力、车前后的空气压力差以及空气质点与车身表面的摩擦等阻碍汽车前进。 滚动阻力：汽车在路面上行驶时，汽车轮胎、路面等发生变形及汽车与路面发生碰撞，会引起汽车功率的损耗。 坡度阻力：汽车在有坡度的公路上行驶时，其分力会同汽车行驶方向相同或相反而产生坡度阻力。 惯性阻力：汽车变速行驶时，需要克服其质量变速运动时产生的惯性力和惯性力矩。 第一节 纵坡及坡长设计 汽车行驶的条件 充分条件：牵引力必须小于或等于轮胎与路面之间的附着力。 必要条件：牵引力必须大于或等于各项阻力之和。 充要条件：各阻力之和≤牵引力≤轮胎与路面之间的附着力 。 汽车在坡道上的行驶要求 纵坡度力求平缓； 陡坡宜短，长坡道的纵坡度应加以严格限制； 纵坡度的变化不宜太多，尤其应避免急剧起伏变化，力求纵坡均匀。 第一节 纵坡及坡长设计 最大纵坡、最小纵坡和坡长限制 最大纵坡 确定最大纵坡应考虑的因素 汽车的动力性能； 公路等级； 自然因素。 第一节 纵坡及坡长设计 第一节 纵坡及坡长设计 第一节 纵坡及坡长设计 最小纵坡 为使公路上行车快速、安全和畅通，希望公路纵坡设计的小一些。但是，在长路堑低填方以及其它横向排水不畅通的地段，防止积水渗入路基而影响其稳定，规定各级公路的长路堑路段、以及其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡。 当必须设计水平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，边沟排水设计应与纵坡设计一起综合考虑，其边沟应作纵向排水设计。 第一节 纵坡及坡长设计 坡长限制 最大坡长的限制 最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。 纵坡越陡，坡长越长，对行车的影响越大。 《标准》对各级公路不同陡坡的最大坡长均进行了限制，如 表3-3 所示。 第一节 纵坡及坡长设计 各级公路纵坡长度限制值表 表3-3 第一节 纵坡及坡长设计 陡坡组合坡长 当连续陡坡是由几个不同受限坡度值的坡段组合而成时，应按不同坡度的坡长限制折算确定；其连续陡坡最短坡长应大于规范规定最小坡长。 例：某三级公路，第一坡段纵坡度为7%，长度为200m，第二坡段纵坡度为6%，长度为200m，若第三坡段采用4%的坡度，其坡长最多可设多长？ 解：第一坡段占坡长限制的2/5（200/500）； 第二坡段占坡长限制的2/7（200/700）； 则第三坡段可设置 ： （1－2/5－2/7）×1100 = (31.43/ 100)×1100=345.71m。 第一节 纵坡及坡长设计 第一节 纵坡及坡长设计 缓和坡段 当陡坡长度达到限制坡长时，应安排一段缓坡，用以恢复在陡坡上降低的速度。 缓和坡段的作用主要是为了改善汽车在连续陡坡上行驶的紧张状况，避免汽车长时间低速行驶或汽车下坡产生不安全因素。 不同等级的公路其缓和坡度不同，对于越岭公路《标准》规定缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应不得小于最小坡长要求。 第一节 纵坡及坡长设计 平均纵坡 平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差与该路段长度的比。平均纵坡是衡量路线线形设计质量的重要指标之一。 平均纵坡与坡道长度有关，还与相对高差有关。《标准》规定二、三、四级公路越岭路线连续上坡（或下坡）路段，相对高差为200m～500m时，平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5%。并注意任意连续3km 路段的平均纵坡不宜大于5.5% 。 第一节 纵坡及坡长设计 合成坡度 合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。 合成坡度可按矢量关系或勾股定理关系导出： 第一节 纵坡及坡长设计 合成坡度 当陡坡与小半径平曲线相重叠时，在条件许可的情况下，以采用较小的合成坡度为宜。特别是在下述情况的合成坡度必须小于 8% ： 冬季路面有积雪、结冰地区； 自然横坡较陡峻的傍山路段； 非汽车交通量比率高的路段。 各级公路的最小合成坡度不宜小于 0.5% 。在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计成 0% 。当合成坡度小于 0.5% 时，则应采取综合排水措施，以保证路面排水畅通。 第二节 竖曲线设计 纵断面上相邻两条纵坡线相交的