道路工程第四章 道路线形设计课件.ppt

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1、本次授课的目的、重点、难点目的要求：通过该次课的学习，学生应重点掌握：道路纵断面的相关概念、最大纵坡和最小纵坡、缓和坡的概念、竖曲线设计步骤。熟悉纵坡设计的一般要求。了解竖曲线的最小长度和最小半径的相关规定。重点、难点：重点：道路纵断的相关概念、最大纵坡和最小纵坡、缓和坡的概念、竖曲线设计步骤。纵坡设计的一般要求。难点：竖曲线设计步骤。§4-4道路纵断线形一基本概念：1纵断面：用曲面沿道路中心线竖向剖切，展成直面，称纵断面。2地面标高：道路中线各桩号的地面高程。高程：点到水准面的垂直距离。3地面线：各点地面标高的连线，

2、是一条不规则的空间折线。4设计标高：未设加宽、超高以前路基顶面边缘点的高程，改建公路为原路中线的标高。5设计线：各桩点设计标高的连线。它是经过技术上、经济上、美学上的比较后确定的，由纵坡线和竖曲线组成。6施工标高：同一桩号的设计标高与地面标高之差。H施工=H设计-H地面施工标高大于零为填方，小于零为挖方。7纵坡：纵坡线的坡度，等于同一坡段上两点间高差与水平距离的比值。i=（H2-H1）/L18变坡点：相临两坡线的交点。9变坡角：变坡点前后两坡度差。ω=i1-i2（ω大于零设凸型竖曲线，ω小于零设凹型竖曲线）10竖曲线：

3、平顺连接相临两坡段的竖向曲线。二、纵坡设计的任务行车要求：纵坡小，行车阻力小，耗油少。修建费用：（尤其山岭重丘区）纵坡如果小，会造成高填和深挖，造价高。纵坡设计的任务：根据公路的技术等级和地区的自然条件，经过技术经济比较，确定合理的坡度和坡长。三纵坡设计的一般要求：1满足：“标准”中有关纵坡的规定。2纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大和频繁，并应尽量避免使用极限值。同时还应考虑农业建设等。3应综合考虑地形、地质、气候等自然条件，采用适当的措施，以保证公路的稳定和畅通。4尽量减少土石方及其它工程量，以降低工程造价。四最大纵坡和

4、最小纵坡：1最大纵坡：根据公路技术等级和自然条件所规定的纵坡最大值。见表1-4-21、1-4-22。四最大纵坡和最小纵坡：影响最大纵坡的主要因素有：汽车的动力特性，即爬坡能力。公路技术等级：等级高，车速高，纵坡小。自然条件，海拔高地区应进行纵坡折减。2最小纵坡：挖方路段以及其它横向排水不良地段所规定的纵坡最小值。imin≥0.5%（0.3%）五坡长限制与缓和坡段：1最大坡长：限制最大坡长的目的：按动力因素要求，i≥5%时：①上坡时，道路阻力较大，Dmax＜f+i应换抵挡行车，若采用最低挡，仍未驶出坡段，说明坡段太长。②

5、下坡时为保证行车安全，要多次制动。因此，i≥5%时要限制坡长，见100页。最大坡长：i≥5%的连续陡坡，坡长要折算第一段：L1=200m，i1=6%，已占坡长的200/700=0.29第二段：i2=7%，L2=（1-0.29）×500=355mi1i2i3若L2=200m，则已占用的坡长限制为0.29+200/500=0.69，此后可接：i3≤8%，L3=（1-0.69）×300=93mi1i2i32最小坡长：限制最小坡长的目的：布设竖曲线：Lmin≥T1+T2满足行车平顺性的要求，坡道行程t=9~15s，Lmin≥V

6、t/3.6。3缓和坡：当纵坡＞5%的坡道达限制坡长后，按规定设置的较小纵坡的坡段。i缓≤3%，L＞Lmin。设置缓和坡的目的：通过对动力因素的分析知，当汽车通过一段陡坡后，车速一般都比较低，需要在一个纵坡较缓的坡段上提高车速，以便去爬越下一个陡坡。因此需设置缓和坡段。六平均纵坡与合成坡度：1平均纵坡：由若干坡段组成的路段，其两端点的高程差与路段长度之比。二级公路、三级公路、四级公路越岭线连续上坡（或下坡）路段，相对高差200~500m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%，且任意连续3k

7、m，i均≤5.5%。2合成坡度：公路在平曲线路段，如果纵向有纵坡并且横向有超高，则最大坡度既不在纵坡上，也不在超高上，而是在纵坡和超高合成的方向上，这是的最大坡度称为合成坡度（i合），如图2-27所示。合成坡度计算公式如下：式中：i纵——纵坡坡度，％；i横——超高横坡度或路面横坡，％。本次授课的目的、重点、难点目的要求：通过该次课的学习，学生应重点掌握：竖曲线设计步骤。熟悉纵断面设计方法。了解纵断面图绘制的内容。重点、难点：重点：竖曲线设计步骤。纵断面设计方法。难点：竖曲线设计步骤。（一）竖曲线要素计算：竖曲线有抛物线

8、和圆曲线两种。这两种线形计算的结果在应用范围内是完全相同的。由于在纵断面上只计水平距离和垂直高度。斜线不计角度而计坡度，故竖曲线的切线长和弧长均以其水平投影的长度计算。七竖曲线1、用二次抛物线作竖曲线的基本方程取xoy坐标系，设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1，i2它们的代数差用ω表示，即ω=i2-i1在图示坐标系下，二次抛物线一般