道路勘测设计教师课件.doc

PAGE PAGE 6 第三章 纵断面设计 本章摘要：本章主要介绍纵断面的概念和线形组成要素；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；竖曲线要素计算及竖曲线最小半径；视觉分析和平、纵线形组合设计要点；纵断面设计方法、步骤及设计成果等内容。 第一节 概 述 摘要内容： 主要介绍纵断面图上地面线和设计线的概念及组成要素，设计标高的规范规定，纵断面的设计任务等。 讲课重点 1. 纵断面图上设计线的组成要素； 2. 设计标高的规范规定； 讲课难点 不同等级道路设计标高的规定； 讲授重点内容提要 一、纵断面图上有两条主要的线含义及组成 在纵断面图上有两条主要的线： —条是地面线，它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况； 一条是设计线，它是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后设计人员定出一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线(即均匀坡度线)有上坡和下坡，是用坡度和水平长度表示的。直线的坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。 在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。 二、路线纵断面图上的设计标高，即路基设计标高，《规范》规定 1．新建公路的路基设计标高：高速公路和—级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高； 二、三、四级公路采用路基边缘标高,在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。 2．改建公路的路基设计标高：一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采用行车道中线处的标高。 本节小结 （1）纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线(即均匀坡度线)有上坡和下坡，是用坡度和水平长度表示的。竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。 （2）新建公路的路基设计标高：高速公路和—级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高； 二、三、四级公路采用路基边缘标高,在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。 思考题 1.道路纵断面线性要素有哪些？ 2.高速公路和—级公路路基设计标高与二、三、四级公路路基设计标高在横断面上位置是否相同？ 第二节 汽车的动力特性与纵坡 摘要内容： 主要介绍汽车的动力特性和最大纵坡；汽车的加减速行程与坡长限制和缓和坡段；最小纵坡、平均纵坡和合成坡度；竖曲线要素计算及竖曲线最小半径； 讲课重点 1. 汽车的动力因素与汽车的几种行驶状态和理想最大纵坡、不限长度的最大纵坡间关系； 2. 规范规定最大纵坡、最小纵坡的考虑因素和规定值； 3. 汽车的加、减速行程与较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制间的关系； 4. 如何设置最大坡长、最小坡长、缓和坡段及其限制要求； 5.平均纵坡和合成坡度的概念 讲课难点 1. 陡坡和缓坡的概念及设置原则； 2. 如何设置最大坡长、最小坡长、缓和坡段及其限制要求 讲授重点内容提要 一、汽车的动力因素和最大纵坡 （一）汽车驱动力 1．发动机曲轴扭矩 如将发动机的功率、扭矩以及燃油消耗率与发动机曲轴的转速之间的函数关系以曲线表示，则该曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线。 对于不同类型的发动机，其输出的功率不同，故产生的扭矩也不同。它们之间的关系如下： 2．驱动轮扭矩 根据受力情况的不同，汽车车轮分为驱动轮与从动轮。驱动轮上有发动机曲轴传来的扭矩，在的作用下驱使车轮滚动前进。 发动机曲轴上的扭矩经过变速箱（速比）和主传动器（速比）两次变速，设这两次变速的总变速比为，传动系统的机械效率为，则传到驱动轮上的扭矩为： 此时，驱动轮上的转速为 相应的车速V为 可以看出，通过变速箱和主传动器的二次降速，其主要目的在于增大扭矩和驱动力以克服汽车的行驶阻力。 3．汽车的驱动力 把驱动轮上的扭矩用一对力偶和代替，作用在轮缘上与路面水平反力F抗衡，T作用在轮轴上推动汽车前进，称为驱动力（或称牵引力），与汽车行驶阻力R抗衡。 即 PAGE PAGE 20 (二)汽车的行驶阻力 汽车行驶时需要不断克服运动中所遇到的各种阻力。这些阻力有来自汽车周围空气介质的阻力，有来自道路的路面不平整和上坡行驶所形成的阻力，也有来自汽车变速行驶时克服惯性的阻力，分别称之为空气阻力、道路阻力和惯性阻力。 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。 由空气动力学的研究和试验可知，汽车在空气介质中运