道路勘測(cè)設(shè)計(jì)-縱斷面設(shè)計(jì)PPT課件

1 道路勘測(cè)設(shè)計(jì) 交通工程教研室 2 第四章縱斷面設(shè)計(jì) 縱斷面及設(shè)計(jì)高程縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)豎曲線爬坡車道合成坡度平縱線形組合設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì)成果 內(nèi)容提要 3 1 縱斷面及設(shè)計(jì)高程 1 縱斷面 規(guī)定 填挖高 施工高度 設(shè)計(jì)高程 地面高程 值為填 值為挖 4 1 縱斷面及設(shè)計(jì)高程 2 設(shè)計(jì)高程 新建公路 有中央分隔帶的公路 高速 一級(jí) 采用分隔帶外側(cè)邊緣高程 無中央分隔帶公路 二 三 四級(jí) 部分一級(jí) 路基邊緣高程 設(shè)置超高 加寬地段為設(shè)超高 加寬前路基邊緣標(biāo)高 改建公路 一般情況下按新建公路處理 特殊情況可采用道路中心線高程 5 2 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì) 1 最大縱坡 為保證車輛縱向行駛的穩(wěn)定性 避免出現(xiàn)縱向滑移 與道路設(shè)計(jì)速度 所在地區(qū)自然條件有關(guān) 公路 城市道路 2 最小縱坡 公路 從排水角度考慮 路塹以及其它橫向排水不暢路段 縱坡應(yīng)不小于0 3 否則 邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計(jì) 城市道路 最小縱坡度應(yīng)不小于0 5 困難時(shí)可大于或等于0 3 否則 應(yīng)設(shè)置鋸齒形偏溝或采取其他排水措施 6 2 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì) 3 橋上及橋頭縱坡 小橋 涵洞處縱坡與路線一致 大 中橋上的縱坡不宜大于4 橋頭引道縱坡不宜大于5 一般情況下 橋上與橋頭縱坡應(yīng)一致 位于市鎮(zhèn)附近非汽車交通較多的路段 橋上及橋頭引道縱坡均不得大于3 4 隧道縱坡 一般應(yīng)為0 3 3 一般采用單向坡 地下水較高的隧道及特長(zhǎng)隧道可用人字坡 緊接隧道洞口的路線縱坡應(yīng)與隧道內(nèi)縱坡相同 7 2 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì) 5 平均縱坡 平均坡度 是指在一定長(zhǎng)度范圍內(nèi) 路線上兩點(diǎn)間的高差值與相應(yīng)水平距離之比 用i平均 表示 其計(jì)算公式為 i平均 h L 相對(duì)高差 路線長(zhǎng)度 越嶺路段 相對(duì)高差為200m 500m時(shí) 平均縱坡不應(yīng)大于5 5 相對(duì)高差大于500m時(shí) 平均縱坡不應(yīng)大于5 任意連續(xù)3km路段的平均縱坡不應(yīng)大于5 5 6 緩和坡段 山嶺 重丘區(qū)的公路 由于汽車連續(xù)行駛在較大陡坡上 將影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的正常使用 并危及行車安全 故當(dāng)連續(xù)縱坡大于5 時(shí) 應(yīng)在其間設(shè)置縱坡不大于3 的緩和路段 其長(zhǎng)度不應(yīng)小于100m 8 2 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì) 7 最小坡長(zhǎng)限制 要求 按設(shè)計(jì)速度行駛9 15s行程 設(shè)計(jì)速度越高 取的時(shí)間越短 公路 城市道路 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定坡長(zhǎng)限制指的是變坡點(diǎn)間的直線距離 9 2 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì) 8 最大坡長(zhǎng)限制 限制原因 動(dòng)力上坡能力限制 連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間上坡時(shí)水箱易開鍋 長(zhǎng)下坡剎車片易失靈 公路 城市道路 10 2 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì) 9 組合坡長(zhǎng) 假設(shè) 一連續(xù)陡坡 200m6 100m8 若后面接7 的縱坡 最多可接多少米就必須要設(shè)置緩坡段 1 2 7 1 3 500m 190m 11 3 豎曲線 變坡點(diǎn)坡度 上坡為正 下坡為負(fù)變坡角 i1 i2 0 凸形豎曲線 0 凹形豎曲線 1 豎曲線 12 3 豎曲線 2 豎曲線要素計(jì)算 值較小 豎曲線的切線長(zhǎng)T及曲線長(zhǎng)L均采用水平投影長(zhǎng)度 設(shè)圖上O點(diǎn)為所選拋物線的原點(diǎn) 二次拋物線的基本方程式為 切線上任意一點(diǎn)P與豎曲線上的點(diǎn)Q之間的豎距y 即 豎曲線長(zhǎng)LL xB xA Ri2 Ri1 R i2 i1 R 外矢距E TA TB 又根據(jù)L TA TB 故得切線長(zhǎng)T 13 3 豎曲線 3 豎曲線最小半徑的確定 離心力不過大滿足視距要求 離心力不過大 1 凹形豎曲線最小半徑的確定 離心力 極限最小半徑計(jì)算公式 F G為單位車重所受到的離心力 參考有關(guān)資料取F G 0 028 代入得 Rmin V2 3 6 考慮夜間行車前燈照射角的影響 在豎曲線上 設(shè)豎曲線長(zhǎng)大于視距長(zhǎng) 知豎距Y S2 2R且Y h0 S tan 取h0 0 75m 1 則Rmin S2 1 5 0 0349S 14 3 豎曲線 3 豎曲線最小半徑的確定 保證跨線橋下行車視距 1 凹形豎曲線最小半徑的確定 視線長(zhǎng)度St 豎曲線長(zhǎng)度L時(shí) 取凈高C 4 5m 視線高h(yuǎn)1 1 5m 得 15 3 豎曲線 3 豎曲線最小半徑的確定 2 不需設(shè)凸形豎曲線的最大變坡角 A B點(diǎn)之間距離S d1 sin d2 sin S d1 d2 dS d 0 得到 值及相應(yīng)S最小值 d1 司機(jī)視線高度 1 2md2 B點(diǎn)處司機(jī)的視線高 1 2m 或障礙物高度 0m 16 3 豎曲線 3 豎曲線最小半徑的確定 凸形豎曲線長(zhǎng)度L大于視距長(zhǎng)度S時(shí)即 L S 3 凸形豎曲線最小半徑的確定 L是豎曲線長(zhǎng)度 S是沿豎曲線的切線方向丈量的視距長(zhǎng)度S S1 S2在 AOM中 有 R d1 2 S12 R2整理得S12 2R d1 d1 d1與R相比很小 可略去 得到 同理 上式是在L S 即 S R 的條件下計(jì)算得到的 即當(dāng) 成立 凸形豎曲線最小半徑按上式計(jì)算 17 3 豎曲線 3 豎曲線最小半徑的確定 凸形豎曲線長(zhǎng)度L小于視距長(zhǎng)度S時(shí)即 L S 3 凸形豎曲線最小半徑的確定 因變坡角很小 近似認(rèn)為折線CP1P2D的總長(zhǎng)度等于豎曲線長(zhǎng)度L 則P1P2 L 2 而L R 則 18 3 豎曲線 設(shè)計(jì)速度為80km h的某公路一變坡點(diǎn)樁號(hào)為K20 100 變坡點(diǎn)高程為100 28m 兩相鄰縱坡分別為i1 4 和i2 2 試設(shè)計(jì)該豎曲線 4 豎曲線設(shè)計(jì)示例 19 3 豎曲線 4 豎曲線設(shè)計(jì)示例 解 i1 i2 0 04 0 02 0 06 0 應(yīng)設(shè)凸形豎曲線 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定 設(shè)計(jì)速度為80km h的公路凸形豎曲線一般最小半徑為4500m 豎曲線最小長(zhǎng)度為70m 采用R 5000m 1 豎曲線要素計(jì)算曲線長(zhǎng)度m切線長(zhǎng)度m外矢距m2 豎曲線起 終點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算起點(diǎn)樁號(hào) 變坡點(diǎn)樁號(hào) 切線長(zhǎng) 終點(diǎn)樁號(hào) 變坡點(diǎn)樁號(hào) 切線長(zhǎng)凸 凹 形豎曲線上的設(shè)計(jì)高程 該樁號(hào)在切線上的設(shè)計(jì)高程 y 20 4 爬坡車道 爬坡車道是陡坡路段主線行車道外側(cè)增設(shè)的供載重車行駛的專用車道 載重汽車行駛在陡坡路段 由于車速降低 影響小客車的正常運(yùn)行 整個(gè)道路的通行能力將受到影響 此 宜在陡坡路段增設(shè)爬坡車道 把載重汽車 慢速車從主線車流中分流出去 從而提高主線車輛的行駛自由度 確保行車安全 提高該路段的通行能力 21 5 合成坡度 直角三角形 BCD中 因 BDE BDC 故 即 指路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡的矢量和 其坡度方向即流水線方向 公路最大允許合成坡度 城市道路最大允許合成坡度 積雪地區(qū)各級(jí)道路的合成坡度應(yīng)小于或等于6 22 在平面和縱斷面設(shè)計(jì)基本確定的基礎(chǔ)上 研究其是否滿足視覺連續(xù) 心理感覺舒適等要求 研究道路與周圍環(huán)境景觀的協(xié)調(diào) 研究排水要求等 對(duì)平縱線形進(jìn)行調(diào)整 形成連續(xù) 圓滑 順適 美觀的空間曲線 需滿足的要求 司機(jī)視覺要求 道路排水要求 1 平面直線與豎曲線組合 6 平縱線形組合設(shè)計(jì) 在兩個(gè)凹形豎曲線之間不宜插入短坡段 平面長(zhǎng)直線的末端不宜插入小半徑凹形豎曲線 平面直線上不宜設(shè)小半徑的凹形豎曲線 盡量避免 駝峰 暗凹 波浪 等現(xiàn)象 23 6 平縱線形組合設(shè)計(jì) 2 平面曲線與豎曲線的組合 豎曲線長(zhǎng)度要短于平曲線 平曲線有緩和曲線時(shí) 豎曲線起 終點(diǎn)落在緩和曲線上 平面線形的拐點(diǎn)位置 不能有豎曲線 24 7