[工学]道路勘测设计第三章.ppt
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1、工学道路勘测设计第三章 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望二、对纵断面设计的基本要求二、对纵断面设计的基本要求1 1、符合规程的规定,满足生产的要求。、符合规程的规定,满足生产的要求。(如集材、装车对线路高度的要求)(如集材、装车对线路高度的要求)2 2、平顺性:起伏变化不宜过大、太频繁、变坡不宜太多。、平顺性:起伏变化不宜过大、太频繁、变坡不宜太多。纵坡均衡:避免采用极限坡度值,缓和坡配合地形设置,不宜纵坡均衡:避免采用极限坡度值,缓和坡配合地形设置
2、,不宜长陡坡夹短缓坡。(避碎坡)长陡坡夹短缓坡。(避碎坡)三面协调:平、纵、横三面协调:平、纵、横长陡坡尽头不设小半径曲线。长陡坡尽头不设小半径曲线。陡坡不与急弯重叠。陡坡不与急弯重叠。平竖曲线不重叠(平包竖可以)。平竖曲线不重叠(平包竖可以)。竖曲线不插入回头弯以内。竖曲线不插入回头弯以内。3 3、地形、地质、水文、气候综合考虑。、地形、地质、水文、气候综合考虑。如:满足设计洪水位如:满足设计洪水位 常水位以上常水位以上0.5M0.5M,满足最小填土高度的要,满足最小填土高度的要求。求。4 4、力求填挖平衡,减小工程量,降低造价。、力求填挖平衡,减小工程量,降低造价。5 5、照顾当地运输的要
3、求。如人力车、休息坡的设置。、照顾当地运输的要求。如人力车、休息坡的设置。第二节、汽车的牵引力和行驶阻力一、汽车的牵引力一、汽车的牵引力内燃机燃烧内能内燃机燃烧内能 机械能机械能 有效功率有效功率 曲轴曲轴产生扭矩产生扭矩M M 传动机构(离合器传动机构(离合器 变速箱变速箱 传动轴传动轴 驱动桥)驱动桥)驱动轮产生驱动扭矩驱动轮产生驱动扭矩MK MK 车轮与路面接触点产生周缘力车轮与路面接触点产生周缘力PK PK 使路使路面产生一个大小相等方向相反的推力面产生一个大小相等方向相反的推力P P二、汽车的行驶阻力1 1、滚动阻力、滚动阻力PfPf:与汽车重量、滚动阻力系数(路面:与汽车重量、滚动
4、阻力系数(路面的平整度、刚度、胎压、车速)有关。的平整度、刚度、胎压、车速)有关。2 2、空气阻力、空气阻力PwPw:与空气阻力系数(空气密度、车:与空气阻力系数(空气密度、车辆形状、表面光滑度)、汽车正面投影面积、汽车辆形状、表面光滑度)、汽车正面投影面积、汽车行驶速度有关。行驶速度有关。3 3、坡度阻力、坡度阻力PiPi:与坡度大小、汽车重量有关。:与坡度大小、汽车重量有关。4 4、慣性阻力、慣性阻力PjPj:与汽车旋转部分的影响系数(车型、:与汽车旋转部分的影响系数(车型、变速箱速比)、汽车重量、加速度有关。变速箱速比)、汽车重量、加速度有关。总阻力:总阻力:R=Pf+Pw+Pi+Pj
5、R=Pf+Pw+Pi+Pj 三、汽车的牵引平衡和动力特性(自学)三、汽车的牵引平衡和动力特性(自学)要点:平衡方程式、动力因素、动力特性图及其作用。要点:平衡方程式、动力因素、动力特性图及其作用。P31 P31 图图2.2.12.2.1汽车的动力特性图汽车的动力特性图 四、汽车在公路上的行驶条件(一)、牵引力足以克服全部的行车阻力(一)、牵引力足以克服全部的行车阻力第一个必要条件第一个必要条件 PR PR加速加速 PR P200M i200M i平均近平均近5.5%5.5%为宜;任何相为宜;任何相连连5KM5.5%5KM5.5%;困难地段任何相连;困难地段任何相连3KM6%3KM6%。四、坡长
6、限制(最大坡长)“缓坡宜长,陡坡宜短缓坡宜长,陡坡宜短”、“三里坡,一里平三里坡,一里平”是对较陡纵是对较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。1 1、理由:根据汽车的性能,过长陡坡对行车不利,上坡难,、理由:根据汽车的性能,过长陡坡对行车不利,上坡难,下坡更难,刹车多,易出事,对非机动车辆也不利。下坡更难,刹车多,易出事,对非机动车辆也不利。2 2、规定:当纵坡、规定:当纵坡5%5%时时 纵坡纵坡 5i6 6i7 7i8 8i9 5i6 6i7 7i8 8i9坡长限制坡长限制 800m 500m 300m 200m 800m 500m 300
7、m 200m另:由几个连续大坡组合时,应按平均坡度验算最大坡长。另:由几个连续大坡组合时,应按平均坡度验算最大坡长。另:由几个连续大坡组合时,应按平均坡度验算最大坡长。另:由几个连续大坡组合时,应按平均坡度验算最大坡长。例:若例:若6.5%6.5%用用200M,200M,接接7.5%7.5%可用多少米可用多少米?200/500=2/5 200/500=2/5;12/5=3/512/5=3/5;3/5*300=180M3/5*300=180M 五、最短坡长1 1、理由:坡长太短,起伏大,易震荡,不舒适,来不及换档。、理由:坡长太短,起伏大,易震荡,不舒适,来不及换档。2 2、规定:、规定:二二
8、三三 四四最小坡长最小坡长 平平 重重 平平 重重 平平 重重 200 120 150 100 120 80 200 120 150 100 120 80 陡坡陡坡 陡坡陡坡 休息坡休息坡六、缓和坡段(休息坡)1 1、理由:、理由:为换档方便为换档方便 便于在此长度内加速和减速便于在此长度内加速和减速便于停车检修便于停车检修2 2、规定:当纵坡在、规定:当纵坡在5%5%时,接缓和坡断,其时,接缓和坡断,其i i不大于不大于3%3%,一般不小于,一般不小于100M100M,困难地不小于,困难地不小于80M80M。七、纵坡折减(半径小于50M的曲线上的纵坡)1 1、理由:、理由:弯道内側长度短,弯
9、道内側长度短,i i纵纵 i i最大最大故内側纵坡大于中线纵坡。故内側纵坡大于中线纵坡。设超高后,增加了附加坡度设超高后,增加了附加坡度iF iF。i i最大最大=i=i纵纵2+i2+i横横2 2 i i横横增加了弯道的阻力,车转弯时将消耗牵引力,增加了弯道的阻力,车转弯时将消耗牵引力,使爬坡能力受影响。使爬坡能力受影响。海拔大于海拔大于3000M3000M时,空气稀薄,汽车牵引力下降,影响爬时,空气稀薄,汽车牵引力下降,影响爬坡能力。坡能力。2 2、规定:、规定:R 15 20 25 30 40 50 R 15 20 25 30 40 50纵坡折减纵坡折减 4%3%2.5%2%1.5%1%4
10、%3%2.5%2%1.5%1%折减后若小于折减后若小于4%,4%,仍用仍用4%.4%.八、爬坡车道:只在高速公路和一级公路有,为解八、爬坡车道:只在高速公路和一级公路有,为解决通过能力而设置,在其它公路一般不设置。自习决通过能力而设置,在其它公路一般不设置。自习本点。本点。问题问题:1:1、最大纵坡制定时应考虑哪几个因素。、最大纵坡制定时应考虑哪几个因素。2 2、何为平均纵坡,有何规定。、何为平均纵坡,有何规定。3 3、为什么要纵坡折减。、为什么要纵坡折减。第四节 纵坡设计的原则和方法一、纵断面设计的原则一、纵断面设计的原则一、纵断面设计的原则一、纵断面设计的原则(一)满足规程的各项规定:最大
11、纵坡;最小纵坡;平均纵坡;(一)满足规程的各项规定:最大纵坡;最小纵坡;平均纵坡;最大最小坡长;缓和坡段;纵坡折减。最大最小坡长;缓和坡段;纵坡折减。(二)路基最小填土高度(二)路基最小填土高度1 1、洪水位以上、洪水位以上0.5M0.5M。2 2、潮湿地带,地下水位较高,最小填土、潮湿地带,地下水位较高,最小填土0.5M0.5M。3 3、(暗涵)最小填土高度、(暗涵)最小填土高度0.5M0.5M(三)大中桥尽量设计为平坡(当必须用纵坡时不宜超过(三)大中桥尽量设计为平坡(当必须用纵坡时不宜超过4%4%,位于村镇附近不超过位于村镇附近不超过3%3%)。)。(四)平面交叉(四)平面交叉 1 1、
12、公路与公路:尽量在水平段相交,紧接水平段的纵坡一般、公路与公路:尽量在水平段相交,紧接水平段的纵坡一般 3%3%,困难地段,困难地段 5%5%。2 2、铁路与公路:交叉两端应设有、铁路与公路:交叉两端应设有13M13M的水平段的纵坡上。的水平段的纵坡上。(五)在纵向移挖作填时,争取填挖平衡,减少借方和弃方。(五)在纵向移挖作填时,争取填挖平衡,减少借方和弃方。1 1、当山坡坦于、当山坡坦于1 1:2.52.5时时,半挖半填。半挖半填。2 2、当山坡陡于、当山坡陡于1 1:1.51.5时,全挖。时,全挖。3 3、当地质不良(滑坡),全填。、当地质不良(滑坡),全填。二、纵坡设计(拉坡)方法二、纵
13、坡设计(拉坡)方法注意三点:注意三点:1 1、拉坡由选线人员担任,因其更明了地形情况,可、拉坡由选线人员担任,因其更明了地形情况,可根据选线时预先布置的纵坡来拉。根据选线时预先布置的纵坡来拉。2 2、陡坡地段要核对横断面,要把控制断面可能填或、陡坡地段要核对横断面,要把控制断面可能填或最少需要挖的尺寸标在纵断图上。最少需要挖的尺寸标在纵断图上。3 3、地质、桥涵人员提供设计资料和意见、地质、桥涵人员提供设计资料和意见 。(一)标出高程控制点(一)标出高程控制点(直接影响纵坡设计标高的点)据选线记录和野外调查资料,在纵断图上标出沿线各控据选线记录和野外调查资料,在纵断图上标出沿线各控制点的位置及
14、所需要的标高。制点的位置及所需要的标高。1 1、控制性控制点、控制性控制点公路起终点;垭口;桥梁;地质不良公路起终点;垭口;桥梁;地质不良地段最小填土标高;灌溉涵洞;沿河线的洪水位;路线交叉地段最小填土标高;灌溉涵洞;沿河线的洪水位;路线交叉点作为控制坡度的依据。点作为控制坡度的依据。2 2、经济性控制点、经济性控制点横断面上各断面的经济中心填挖值,横断面上各断面的经济中心填挖值,作为拉坡参考。作为拉坡参考。OO填挖平衡点(经济点)填挖平衡点(经济点)填挖平衡点(经济点)填挖平衡点(经济点)X X控制点控制点控制点控制点 只能上只能上只能上只能上 只能下只能下只能下只能下 挡土墙挡土墙挡土墙挡
15、土墙 点位保留,以便查考,整图上墨时去掉。点位保留,以便查考,整图上墨时去掉。点位保留,以便查考,整图上墨时去掉。点位保留,以便查考,整图上墨时去掉。(二)试定纵坡(二)试定纵坡1 1、据定线意图(如大坡抢占有利地形,平直段可陡,弯曲段、据定线意图(如大坡抢占有利地形,平直段可陡,弯曲段应缓)应缓)技术指标技术指标 行车要求(线型平顺,纵坡均衡,三面协调)行车要求(线型平顺,纵坡均衡,三面协调)控制点的要求(技术点,经济点)控制点的要求(技术点,经济点)地面线的情况(纵向填挖平衡,减少工程量)地面线的情况(纵向填挖平衡,减少工程量)2 2、以控制点为控制,又要满足大多数的经济点的要求。若二、以
16、控制点为控制,又要满足大多数的经济点的要求。若二者的矛盾较大,进一步研究控制点能否有所改动的余地,并估者的矛盾较大,进一步研究控制点能否有所改动的余地,并估计到改动后引起的结果,最后再定坡。计到改动后引起的结果,最后再定坡。3 3、不能仅从一头向前定坡,要前后照顾,交出变坡点。先画、不能仅从一头向前定坡,要前后照顾,交出变坡点。先画能符合几个控制点的某一段线,再画能符合其它控制点的某一能符合几个控制点的某一段线,再画能符合其它控制点的某一段线,二段线相交得出变坡点。(尽量落在段线,二段线相交得出变坡点。(尽量落在10M10M的桩上)的桩上)(三)调整纵坡(三)调整纵坡比较:所定坡度与野外定线坡
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