長(zhǎng)安大學(xué)道路勘測(cè)設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第一頁(yè)，共92頁(yè)。設(shè)計(jì)線設(shè)計(jì)線第1頁(yè)/共92頁(yè)第二頁(yè)，共92頁(yè)。第2頁(yè)/共92頁(yè)第三頁(yè)，共92頁(yè)。第3頁(yè)/共92頁(yè)第四頁(yè)，共92頁(yè)。第4頁(yè)/共92頁(yè)第五頁(yè)，共92頁(yè)。1、關(guān)于坡度坡度=高差/水平距離，用%表示勻坡段是用高差和水平距離表示的，不計(jì)斜長(zhǎng)上坡為正，下坡(xi p)為負(fù)，平坡為0 三、幾點(diǎn)約定三、幾點(diǎn)約定(yudng) (%)Lhi2、關(guān)于豎曲線、關(guān)于豎曲線豎曲線分凸型豎曲線和凹型豎曲線兩種豎曲線分凸型豎曲線和凹型豎曲線兩種大小用半徑和曲線的水平長(zhǎng)度大小用半徑和曲線的水平長(zhǎng)度(chngd)表示，不計(jì)曲線長(zhǎng)表示，不計(jì)曲線長(zhǎng)3、關(guān)于變坡點(diǎn)、關(guān)于變坡點(diǎn)第5頁(yè)/共92頁(yè)第六頁(yè)，共92頁(yè)

2、。2.改建公路(gngl)的設(shè)計(jì)標(biāo)高一般按新建公路(gngl)的規(guī)定辦理，也可視具體情況而采用行車(chē)道中線處的標(biāo)高。第6頁(yè)/共92頁(yè)第七頁(yè)，共92頁(yè)。第7頁(yè)/共92頁(yè)第八頁(yè)，共92頁(yè)。第8頁(yè)/共92頁(yè)第九頁(yè)，共92頁(yè)。第9頁(yè)/共92頁(yè)第十頁(yè)，共92頁(yè)。第10頁(yè)/共92頁(yè)第十一頁(yè)，共92頁(yè)。驅(qū)動(dòng)輪扭矩Mk用一對(duì)力偶P和F代替，F(xiàn)作用在輪緣上與路面水平反力Pa抗衡，P作用在輪軸上推動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)，稱為(chn wi)驅(qū)動(dòng)力（或稱牽引力T），與汽車(chē)行駛阻力Z抗衡。第11頁(yè)/共92頁(yè)第十二頁(yè)，共92頁(yè)。第12頁(yè)/共92頁(yè)第十三頁(yè)，共92頁(yè)。第13頁(yè)/共92頁(yè)第十四頁(yè)，共92頁(yè)。)(377. 0NMVnrMr

3、MTTTkTTVPMVnT3600377. 0牽引力T與功率(gngl)P之間的函數(shù)關(guān)系式第14頁(yè)/共92頁(yè)第十五頁(yè)，共92頁(yè)。agGifGKAVrMUT)(15.212第15頁(yè)/共92頁(yè)第十六頁(yè)，共92頁(yè)。第16頁(yè)/共92頁(yè)第十七頁(yè)，共92頁(yè)。第17頁(yè)/共92頁(yè)第十八頁(yè)，共92頁(yè)。agifGRTDw)(agifD)(IRwRRRTGRTDwfDi第18頁(yè)/共92頁(yè)第十九頁(yè)，共92頁(yè)。)(Dgaif 第19頁(yè)/共92頁(yè)第二十頁(yè)，共92頁(yè)。1.1.定義定義指在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)各級(jí)道路允許采用的最大坡度值。指在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)各級(jí)道路允許采用的最大坡度值。2.2.作用作用(zuyng)(zuyng)是道路縱斷

4、面設(shè)計(jì)的重要控制指標(biāo)。在地形起伏較大地區(qū)，直是道路縱斷面設(shè)計(jì)的重要控制指標(biāo)。在地形起伏較大地區(qū)，直接影響路線的長(zhǎng)短、使用質(zhì)量、運(yùn)輸成本及造價(jià)。接影響路線的長(zhǎng)短、使用質(zhì)量、運(yùn)輸成本及造價(jià)。3.3.最大縱坡的確定最大縱坡的確定標(biāo)準(zhǔn)采用的代表車(chē)型是載重標(biāo)準(zhǔn)采用的代表車(chē)型是載重8t8t的東風(fēng)重型的東風(fēng)重型(zhngxng)(zhngxng)貨車(chē)（功率貨車(chē)（功率/ /重量比為重量比為9.3W/kg9.3W/kg）。）。根據(jù)根據(jù)D DV V曲線和公式曲線和公式 ，就可以確定最大縱坡。，就可以確定最大縱坡。 fDi第20頁(yè)/共92頁(yè)第二十一頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1.折減原因折減原因 （1 1）在高海拔地區(qū)，

5、因空氣密度下降而使汽車(chē)發(fā)動(dòng)）在高海拔地區(qū)，因空氣密度下降而使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率、汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力以及空氣阻力降低機(jī)功率、汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力以及空氣阻力降低(jingd)(jingd)，導(dǎo)致汽車(chē)的爬坡能力下降。導(dǎo)致汽車(chē)的爬坡能力下降。 （2 2）汽車(chē)水箱中的水易于沸騰而破壞冷卻系統(tǒng)。）汽車(chē)水箱中的水易于沸騰而破壞冷卻系統(tǒng)。 2. 2.縱坡折減值縱坡折減值 第21頁(yè)/共92頁(yè)第二十二頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1. 理想的最大縱坡理想的最大縱坡 （1 1）定義）定義 指設(shè)計(jì)車(chē)型即載重汽車(chē)在油門(mén)指設(shè)計(jì)車(chē)型即載重汽車(chē)在油門(mén)(yumn)(yumn)全開(kāi)的情況下全開(kāi)的情況下，持續(xù)以理想速度，持續(xù)以理想速度V1V1等速行駛所能

6、克服的坡度。等速行駛所能克服的坡度。 （2 2）V1V1取值取值低速路為設(shè)計(jì)低速路為設(shè)計(jì)(shj)(shj)速度速度 高速路為載重汽車(chē)的最高速度高速路為載重汽車(chē)的最高速度V V1 1取值取值 第22頁(yè)/共92頁(yè)第二十三頁(yè)，共92頁(yè)。（4 4）理想的最大縱坡的意義）理想的最大縱坡的意義在具有在具有(jyu)(jyu)不大于的坡道上載重汽車(chē)能以最高速度行駛，這樣，不大于的坡道上載重汽車(chē)能以最高速度行駛，這樣，可以指望載重汽車(chē)與小客車(chē)、重車(chē)與輕車(chē)之間的速差最小，因而相互可以指望載重汽車(chē)與小客車(chē)、重車(chē)與輕車(chē)之間的速差最小，因而相互干擾也將最小，道路通行能力將最大。干擾也將最小，道路通行能力將最大。 （

7、3 3）理想的最大縱坡確定）理想的最大縱坡確定 根據(jù)根據(jù)(gnj)V1(gnj)V1和動(dòng)力特性圖查出和動(dòng)力特性圖查出D1D1，則稱，則稱i1i1為理想的為理想的最大縱坡：最大縱坡：11DiffDi11第23頁(yè)/共92頁(yè)第二十四頁(yè)，共92頁(yè)。 2. 2. 不限長(zhǎng)度的最大縱坡不限長(zhǎng)度的最大縱坡 （1 1）定義）定義 允許車(chē)速由允許車(chē)速由V1V1降到降到V2V2，以獲得較大坡度，以獲得較大坡度，在在i2i2的坡道上，汽車(chē)將以的坡道上，汽車(chē)將以V2V2的速度等速行駛的速度等速行駛(xngsh)(xngsh)。與容許速度。與容許速度V2V2相對(duì)應(yīng)的縱坡相對(duì)應(yīng)的縱坡i2i2稱為不限長(zhǎng)度的最大縱坡。稱為不限

8、長(zhǎng)度的最大縱坡。 （2 2）容許速度）容許速度 V2 V2稱為容許速度，不同等級(jí)的道路容許速稱為容許速度，不同等級(jí)的道路容許速度應(yīng)不同，其值一般不小于設(shè)計(jì)速度的度應(yīng)不同，其值一般不小于設(shè)計(jì)速度的1/21/22/32/3（高速路取低限，低速路取高限）。（高速路取低限，低速路取高限）。 （3 3）不限長(zhǎng)度的最大縱坡確定）不限長(zhǎng)度的最大縱坡確定 根據(jù)根據(jù)V2V2可得可得D2D2，則，則 fDi22第24頁(yè)/共92頁(yè)第二十五頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1.要求設(shè)置最小縱坡的路段要求設(shè)置最小縱坡的路段 （1 1）挖方路段）挖方路段 （2 2）設(shè)置邊溝的低填方路段）設(shè)置邊溝的低填方路段 （3 3）其它橫向排水不

9、暢的路段。）其它橫向排水不暢的路段。 2. 2.最小縱坡最小縱坡 不小于不小于0.3%0.3%的縱坡（一般情況下以采用不小的縱坡（一般情況下以采用不小于于0.5%0.5%為宜）。對(duì)于干旱地區(qū)，以及橫向排水良為宜）。對(duì)于干旱地區(qū)，以及橫向排水良好、不產(chǎn)生路面積水的路段，也可不受此最小縱好、不產(chǎn)生路面積水的路段，也可不受此最小縱坡的限制。坡的限制。 高速公路的路面排水一般采用集中排水的方高速公路的路面排水一般采用集中排水的方式，其直坡段或半徑大于不設(shè)超高最小半徑的路式，其直坡段或半徑大于不設(shè)超高最小半徑的路堤路段的最小縱坡仍應(yīng)不小于堤路段的最小縱坡仍應(yīng)不小于0.3%0.3%。 在彎道超高漸變段上，

10、當(dāng)行車(chē)道外側(cè)邊緣的在彎道超高漸變段上，當(dāng)行車(chē)道外側(cè)邊緣的縱坡與超高附加坡度縱坡與超高附加坡度(pd)(pd)（即超高漸彎率）（即超高漸彎率）方向相反時(shí)，設(shè)計(jì)最小縱坡不宜小于（方向相反時(shí)，設(shè)計(jì)最小縱坡不宜小于（ ）。）。%3 . 0p第25頁(yè)/共92頁(yè)第二十六頁(yè)，共92頁(yè)。 坡長(zhǎng)是縱斷面上相鄰兩變坡點(diǎn)間的長(zhǎng)度。坡長(zhǎng)是縱斷面上相鄰兩變坡點(diǎn)間的長(zhǎng)度。 坡長(zhǎng)限制，主要是對(duì)較陡縱坡的最大長(zhǎng)度和一般縱坡的坡長(zhǎng)限制，主要是對(duì)較陡縱坡的最大長(zhǎng)度和一般縱坡的最小長(zhǎng)度加以限制。最小長(zhǎng)度加以限制。 1. 1.最小坡長(zhǎng)最小坡長(zhǎng) （1 1）規(guī)定最小坡長(zhǎng)的原因）規(guī)定最小坡長(zhǎng)的原因 縱斷面上若變坡點(diǎn)過(guò)多，縱向起伏變化頻繁影

11、響了行縱斷面上若變坡點(diǎn)過(guò)多，縱向起伏變化頻繁影響了行車(chē)的舒適和安全；車(chē)的舒適和安全； 相鄰變坡點(diǎn)之間的距離相鄰變坡點(diǎn)之間的距離(jl)(jl)不宜過(guò)短，便插入適不宜過(guò)短，便插入適當(dāng)?shù)呢Q曲線來(lái)緩和縱坡的要求，同時(shí)也便于平縱面線形的合當(dāng)?shù)呢Q曲線來(lái)緩和縱坡的要求，同時(shí)也便于平縱面線形的合理組合與布置。理組合與布置。 （2 2）最小坡長(zhǎng)要求）最小坡長(zhǎng)要求 最小坡長(zhǎng)通常規(guī)定汽車(chē)以設(shè)計(jì)速度行駛最小坡長(zhǎng)通常規(guī)定汽車(chē)以設(shè)計(jì)速度行駛9s9s15s15s的行程為的行程為宜。宜。 第26頁(yè)/共92頁(yè)第二十七頁(yè)，共92頁(yè)。 2. 2.最大坡長(zhǎng)的限制最大坡長(zhǎng)的限制(xinzh)(xinzh) （1 1）限制）限制(xi

12、nzh)(xinzh)最大坡長(zhǎng)的原因最大坡長(zhǎng)的原因 汽車(chē)在長(zhǎng)距離的陡坡上行駛時(shí)，行車(chē)速度會(huì)顯著下降汽車(chē)在長(zhǎng)距離的陡坡上行駛時(shí)，行車(chē)速度會(huì)顯著下降，甚至要換低速檔克服坡度阻力，使車(chē)輛間相互干擾增加，甚至要換低速檔克服坡度阻力，使車(chē)輛間相互干擾增加，通行能力下降多。易使水箱沸騰，爬坡無(wú)力。通行能力下降多。易使水箱沸騰，爬坡無(wú)力。 下坡時(shí)，則因坡度過(guò)陡，坡段過(guò)長(zhǎng)頻繁剎車(chē)，影響行下坡時(shí)，則因坡度過(guò)陡，坡段過(guò)長(zhǎng)頻繁剎車(chē)，影響行車(chē)安全。車(chē)安全。 （2 2）最大坡長(zhǎng)限制）最大坡長(zhǎng)限制(xinzh)(xinzh)計(jì)算與規(guī)定計(jì)算與規(guī)定 縱坡長(zhǎng)度限制縱坡長(zhǎng)度限制(xinzh)(xinzh)主要是依據(jù)主要是依據(jù)8t

13、 8t 載重車(chē)（功率載重車(chē)（功率/ /重量比是重量比是9.3W/kg9.3W/kg） 的爬坡性能曲線，同時(shí)考慮坡底的入口的爬坡性能曲線，同時(shí)考慮坡底的入口速度與允許速度差確定的。速度與允許速度差確定的。 標(biāo)準(zhǔn)采用入口的運(yùn)行速度是通過(guò)調(diào)查得到的，允許速度標(biāo)準(zhǔn)采用入口的運(yùn)行速度是通過(guò)調(diào)查得到的，允許速度差為差為20km/h)20km/h)。標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的坡長(zhǎng)限制。標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的坡長(zhǎng)限制(xinzh)(xinzh)是變坡是變坡點(diǎn)間的直線距離。點(diǎn)間的直線距離。 第27頁(yè)/共92頁(yè)第二十八頁(yè)，共92頁(yè)。 連續(xù)上坡或下坡時(shí)，應(yīng)在不大于規(guī)定連續(xù)上坡或下坡時(shí)，應(yīng)在不大于規(guī)定(gudng)(gudng)的限制縱

14、坡長(zhǎng)度的限制縱坡長(zhǎng)度范圍內(nèi)，設(shè)置緩和坡段。緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于范圍內(nèi)，設(shè)置緩和坡段。緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于3% 3% ，其長(zhǎng)度應(yīng)符合，其長(zhǎng)度應(yīng)符合最小縱坡長(zhǎng)度的規(guī)定最小縱坡長(zhǎng)度的規(guī)定(gudng)(gudng)。第28頁(yè)/共92頁(yè)第二十九頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1.作用作用 （1 1）對(duì)于上坡，當(dāng)陡坡的長(zhǎng)度達(dá)到限制坡長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)安排一段緩坡，）對(duì)于上坡，當(dāng)陡坡的長(zhǎng)度達(dá)到限制坡長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)安排一段緩坡，用以恢復(fù)在陡坡上降低的速度。用以恢復(fù)在陡坡上降低的速度。 （2 2）對(duì)于下坡，如緩坡滿足了一定長(zhǎng)度，就可不用）對(duì)于下坡，如緩坡滿足了一定長(zhǎng)度，就可不用(byng)(byng)制動(dòng)制動(dòng)，對(duì)操縱起緩沖作用，有

15、利于行車(chē)安全。，對(duì)操縱起緩沖作用，有利于行車(chē)安全。 2. 2.大小規(guī)定大小規(guī)定 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，緩和坡段的縱坡應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，緩和坡段的縱坡應(yīng)小于3 3，長(zhǎng)度應(yīng)滿足最短坡長(zhǎng)規(guī)，長(zhǎng)度應(yīng)滿足最短坡長(zhǎng)規(guī)定。定。 3. 3.設(shè)置要求設(shè)置要求 宜設(shè)置在直線或較大半徑平曲線上。宜設(shè)置在直線或較大半徑平曲線上。 地形困難時(shí)，可設(shè)在較小半徑平曲線上，但緩坡長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)增加地形困難時(shí)，可設(shè)在較小半徑平曲線上，但緩坡長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)增加，以使緩和坡段端部的豎曲線位于小半徑平曲線之外。，以使緩和坡段端部的豎曲線位于小半徑平曲線之外。第29頁(yè)/共92頁(yè)第三十頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1.定義定義 一定長(zhǎng)度的路段一定長(zhǎng)度的路段(l du

16、n)(l dun)縱向所克服的高差與路線長(zhǎng)度之比。它縱向所克服的高差與路線長(zhǎng)度之比。它是衡量縱面線形質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。是衡量縱面線形質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。 2. 2.作用作用 （1 1）在山區(qū)高差較大地區(qū)，盡管最大縱坡、坡長(zhǎng)限制、緩和坡段及）在山區(qū)高差較大地區(qū)，盡管最大縱坡、坡長(zhǎng)限制、緩和坡段及最短坡長(zhǎng)等均滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但為了防止交替使用極限長(zhǎng)度的最大最短坡長(zhǎng)等均滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但為了防止交替使用極限長(zhǎng)度的最大縱坡和最短長(zhǎng)度的緩坡形成縱坡和最短長(zhǎng)度的緩坡形成“臺(tái)階式臺(tái)階式”縱斷面線形，應(yīng)對(duì)路線最高點(diǎn)與縱斷面線形，應(yīng)對(duì)路線最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的平均坡度加以限制，以提高行車(chē)質(zhì)量。最低點(diǎn)之間的平均坡度加

17、以限制，以提高行車(chē)質(zhì)量。 （2 2）汽車(chē)在長(zhǎng)上坡上行駛，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間地使用二檔，造成發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)）汽車(chē)在長(zhǎng)上坡上行駛，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間地使用二檔，造成發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱，導(dǎo)致車(chē)輛水箱沸騰；下坡則頻繁剎車(chē)，司機(jī)駕駛緊張，也易引間發(fā)熱，導(dǎo)致車(chē)輛水箱沸騰；下坡則頻繁剎車(chē)，司機(jī)駕駛緊張，也易引起不良后果。起不良后果。LHip第30頁(yè)/共92頁(yè)第三十一頁(yè)，共92頁(yè)。 3. 3.規(guī)定規(guī)定 二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)公路越嶺路線二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)公路越嶺路線(lxin)(lxin)： 相對(duì)高差為相對(duì)高差為200m200m500m500m時(shí)，平均縱坡以接近時(shí)，平均縱坡以接近5.5%5.5%為宜；為宜； 越嶺路段相對(duì)高差大于越嶺路段相對(duì)高

18、差大于500m500m時(shí)，平均縱坡以接近時(shí)，平均縱坡以接近5.0%5.0%為宜；為宜； 注意任何相連注意任何相連3km3km路段的平均縱坡不宜大于路段的平均縱坡不宜大于5.5%5.5%。 高速公路、一級(jí)公路的平均縱坡正在研究。高速公路、一級(jí)公路的平均縱坡正在研究。 第31頁(yè)/共92頁(yè)第三十二頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1.合成坡度幾何關(guān)系合成坡度幾何關(guān)系(gun x)(gun x) (1) (1)合成坡度定義合成坡度定義 在設(shè)有超高的平曲在設(shè)有超高的平曲線上，路線縱坡與超高橫坡所線上，路線縱坡與超高橫坡所組成的坡度，其方向即流水線組成的坡度，其方向即流水線方向。方向。 (2)控制合成坡度的目的控制合

19、成坡度的目的 將合成坡度控制在一定范圍內(nèi)，目的是控制急彎和陡坡將合成坡度控制在一定范圍內(nèi)，目的是控制急彎和陡坡的組合，防止車(chē)輛在彎道上行駛的組合，防止車(chē)輛在彎道上行駛(xngsh)時(shí)由于合成坡度時(shí)由于合成坡度過(guò)大而引起的不適和危險(xiǎn)。過(guò)大而引起的不適和危險(xiǎn)。 22hiiI第32頁(yè)/共92頁(yè)第三十三頁(yè)，共92頁(yè)。第33頁(yè)/共92頁(yè)第三十四頁(yè)，共92頁(yè)。 （1 1）下坡）下坡i i（不考慮（不考慮(kol)(kol)超高橫坡）方向超高橫坡）方向的力：重力作用在前軸上的荷載的力：重力作用在前軸上的荷載W1W1 sincos21ghGlGLWLhGlGWgsincos21W1 2.汽車(chē)在縱橫汽車(chē)在縱橫(

20、znghng)坡組合下的穩(wěn)定性坡組合下的穩(wěn)定性第34頁(yè)/共92頁(yè)第三十五頁(yè)，共92頁(yè)。 （2 2）重力作用在前軸上，垂直）重力作用在前軸上，垂直(chuzh)(chuzh)超高路面超高路面ihih的力的力W1 W1 cos)sincos(cos211LhlGWWg(W1)第35頁(yè)/共92頁(yè)第三十六頁(yè)，共92頁(yè)。 (3) (3)離心力離心力F F分配分配(fnpi)(fnpi)在前軸上的荷在前軸上的荷載載W2W2為為 sinsin2222gRLlGvLlFWsinsin2222gRLlGvLlFW(W2)第36頁(yè)/共92頁(yè)第三十七頁(yè)，共92頁(yè)。(4)(4)前軸上總荷載前軸上總荷載(hzi)(hz

21、i)（垂直于超高路（垂直于超高路面）面）: : hgigRLvlLihlGWWW22221GLlW2hgigRvilhWWWI22在平直路段（在平直路段（ i=0,ih=0 i=0,ih=0 ）上，作用）上，作用(zuyng)(zuyng)于前軸的荷載為于前軸的荷載為: : 在有平曲線的坡道上，前軸荷載增量與在平直在有平曲線的坡道上，前軸荷載增量與在平直(pn (pn zh)zh)路段上作用于前軸的荷載的比值為路段上作用于前軸的荷載的比值為: :higRviI2第37頁(yè)/共92頁(yè)第三十八頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1.定義定義 縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車(chē)用一段曲縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，

22、為了便于行車(chē)用一段曲線來(lái)緩和。線來(lái)緩和。 2. 2.設(shè)置豎曲線的理由設(shè)置豎曲線的理由 視距要求視距要求 主要解決主要解決(jiju)(jiju)凸形豎曲線處視距不良的問(wèn)題凸形豎曲線處視距不良的問(wèn)題 行車(chē)平順要求行車(chē)平順要求 變坡點(diǎn)處用曲線圓滑連接變坡點(diǎn)處用曲線圓滑連接 路容美觀要求路容美觀要求 使路容不產(chǎn)生突變點(diǎn)、和緩、平順、逐漸過(guò)渡。使路容不產(chǎn)生突變點(diǎn)、和緩、平順、逐漸過(guò)渡。 3. 3.形式形式 豎曲線采用的形式主要有圓曲線和二次拋物線兩種，設(shè)豎曲線采用的形式主要有圓曲線和二次拋物線兩種，設(shè)計(jì)上一般采用二次拋物線作為豎曲線。計(jì)上一般采用二次拋物線作為豎曲線。 第38頁(yè)/共92頁(yè)第三十九頁(yè)，共

23、92頁(yè)。偏角偏角221(1(方位角方位角) ) 切線長(zhǎng)切線長(zhǎng)T T、曲線長(zhǎng)、曲線長(zhǎng)L L為實(shí)際長(zhǎng)度為實(shí)際長(zhǎng)度直線用方位角和實(shí)際長(zhǎng)表示直線用方位角和實(shí)際長(zhǎng)表示外距外距E E為為QZQZ和和JDJD的連線的連線(lin (lin xin) xin) 任意點(diǎn)支距任意點(diǎn)支距y y與切線垂直與切線垂直坡差坡差i2i2i1i1（坡度）（坡度）T T、L L為水平長(zhǎng)度為水平長(zhǎng)度直坡用坡度和水平長(zhǎng)度表示直坡用坡度和水平長(zhǎng)度表示外距外距E E為距變坡點(diǎn)的垂直高度為距變坡點(diǎn)的垂直高度任意任意(rny)(rny)點(diǎn)支距點(diǎn)支距h h為垂為垂直高差直高差第39頁(yè)/共92頁(yè)第四十頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1.一般規(guī)定一般規(guī)定

24、 變坡點(diǎn)相鄰兩直坡段坡度分別變坡點(diǎn)相鄰兩直坡段坡度分別(fnbi)(fnbi)為為i1i1和和i2i2（上坡為（上坡為+ +，下坡為，下坡為- -），它們的代數(shù)差用），它們的代數(shù)差用表示，即表示，即 為為“+ +”時(shí)，凹形豎曲線；時(shí)，凹形豎曲線； 為為“”時(shí)，凸形豎曲線；時(shí)，凸形豎曲線；12ii 第40頁(yè)/共92頁(yè)第四十一頁(yè)，共92頁(yè)。2.公式推導(dǎo)公式推導(dǎo)(tudo)（1）二次拋物線方程確定（）二次拋物線方程確定（a、b、c為待定系數(shù)）：為待定系數(shù)）：) 1 (+=2cbxaxy坐標(biāo)原點(diǎn)在豎曲線坐標(biāo)原點(diǎn)在豎曲線(qxin)(qxin)起起點(diǎn)。在豎曲線點(diǎn)。在豎曲線(qxin)(qxin)上任一上

25、任一點(diǎn)點(diǎn)P P，其斜率（一階導(dǎo)數(shù)）為：，其斜率（一階導(dǎo)數(shù)）為：)2(+2=baxdxdyip拋物線上任拋物線上任(shng rn)(shng rn)一點(diǎn)的一點(diǎn)的曲率半徑為：曲率半徑為：222/32/1dxyddxdyR)4(2=22adxyd二階導(dǎo)數(shù)為：二階導(dǎo)數(shù)為：（3 3）第41頁(yè)/共92頁(yè)第四十二頁(yè)，共92頁(yè)。0=y ,0= 時(shí)xcbxRxy+2=2由（由（2 2）、（）、（3 3）、（）、（4 4）得：）得：1 0iix 時(shí)0=cxiRxy12+2=1= ib第42頁(yè)/共92頁(yè)第四十三頁(yè)，共92頁(yè)。RL xiRxyp12+2=Rxh22RTE2=2,=+= =21iiRLiLx時(shí)（2 2

26、）二次拋物線計(jì)算公式）二次拋物線計(jì)算公式xiyQ1=YX12iiP1hQi1PQlh11第43頁(yè)/共92頁(yè)第四十四頁(yè)，共92頁(yè)。Rlh2=222YX12iiPQh21Tba2Tl2hbQ第44頁(yè)/共92頁(yè)第四十五頁(yè)，共92頁(yè)。iLhtgRxyRxyxRyxRy,2121:22由切線概念知其導(dǎo)數(shù)的討論相同取豎曲線方程則221=xRy第45頁(yè)/共92頁(yè)第四十六頁(yè)，共92頁(yè)。iLhtgRxyRxyxRyxRy,2121:22由切線概念知其導(dǎo)數(shù)的討論相同取豎曲線方程則RiiRRiRixxLab)(1212RlRxlRxRlxilRxRlxhaaaaa222)()2(02)(211221112211Rl

27、RxlRxRlxilRxRlxhbbbbb2=)-2(-2)-(=)-2(-2)-(=222222222222第46頁(yè)/共92頁(yè)第四十七頁(yè)，共92頁(yè)。n設(shè)計(jì)高程切線高程yn點(diǎn)繪豎曲線；計(jì)算施工高度，填繪有關(guān)資料(zlio)，整理； 施工高度為地面高與設(shè)計(jì)高之差；一般用計(jì)算機(jī)和繪圖儀出圖。第47頁(yè)/共92頁(yè)第四十八頁(yè)，共92頁(yè)。K4+940K5+030K5+120R=2000T=90E=2.03427.68ii12l1h1h2第48頁(yè)/共92頁(yè)第四十九頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1.緩和沖擊緩和沖擊 在凹形豎曲線在凹形豎曲線(qxin)(qxin)上是增重，在凸形豎曲上是增重，在凸形豎曲線線(qxin

28、)(qxin)上是減重，確定豎曲線上是減重，確定豎曲線(qxin)(qxin)半徑半徑時(shí)，對(duì)離心加速度應(yīng)加以控制。時(shí)，對(duì)離心加速度應(yīng)加以控制。)/(22smRva )(132maVR 6 . 36 . 32min2minVLVR或2 . 16 . 3minVtVL 2. 2.時(shí)間時(shí)間(shjin)(shjin)行程不過(guò)短行程不過(guò)短 第49頁(yè)/共92頁(yè)第五十頁(yè)，共92頁(yè)。 3 3滿足視距的要求滿足視距的要求 （1 1）豎曲線上可能存在）豎曲線上可能存在(cnzi)(cnzi)的視距問(wèn)題：的視距問(wèn)題： 若凸形豎曲線半徑太小，會(huì)阻擋駕駛員的視線，在若凸形豎曲線半徑太小，會(huì)阻擋駕駛員的視線，在變坡點(diǎn)后

29、形成視覺(jué)盲區(qū)。變坡點(diǎn)后形成視覺(jué)盲區(qū)。 起伏較大地區(qū)的道路，在夜間行車(chē)時(shí)，若凹形豎曲起伏較大地區(qū)的道路，在夜間行車(chē)時(shí)，若凹形豎曲線半徑過(guò)小，前燈照射距離近，影響行車(chē)速度和安全。線半徑過(guò)小，前燈照射距離近，影響行車(chē)速度和安全。 高速公路及城市道路跨線橋、門(mén)式交通標(biāo)志及廣告高速公路及城市道路跨線橋、門(mén)式交通標(biāo)志及廣告宣傳牌等，如果它們正好處在凹形豎曲線上方，可能會(huì)影響駕宣傳牌等，如果它們正好處在凹形豎曲線上方，可能會(huì)影響駕駛員的視線。駛員的視線。 （2 2）計(jì)算條件）計(jì)算條件 規(guī)定駕駛員的視線高規(guī)定駕駛員的視線高 即目高，障礙物高即目高，障礙物高 即物高，則即物高，則 。mh2 . 11mh1 .

30、022)(221hh第50頁(yè)/共92頁(yè)第五十一頁(yè)，共92頁(yè)。 （3 3）凸形豎曲線）凸形豎曲線(qxin)(qxin)的最小半徑和最小長(zhǎng)度的最小半徑和最小長(zhǎng)度 當(dāng)當(dāng) TSL 42)(22221minTTShhSL第51頁(yè)/共92頁(yè)第五十二頁(yè)，共92頁(yè)。 （3 3）凸形豎曲線的最小半徑）凸形豎曲線的最小半徑(bnjng)(bnjng)和最和最小長(zhǎng)度小長(zhǎng)度 當(dāng)當(dāng) TSL 4)(222212minTTShhSL第52頁(yè)/共92頁(yè)第五十三頁(yè)，共92頁(yè)。 （4 4）凹形豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度）凹形豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度(chngd)(chngd) 夜間行車(chē)前燈照射距離要求夜間行車(chē)前燈照射距離要求 當(dāng)

31、當(dāng) TSL tgShSLTT2min026. 0+75. 02=minSSLTT第53頁(yè)/共92頁(yè)第五十四頁(yè)，共92頁(yè)。 夜間行車(chē)前燈照射距離夜間行車(chē)前燈照射距離(jl)(jl)要求要求 當(dāng)當(dāng) TSL )(221mintgShSLTTSSL0524. 05 . 121min第54頁(yè)/共92頁(yè)第五十五頁(yè)，共92頁(yè)?？缇€橋下行車(chē)跨線橋下行車(chē)(hngch)(hngch)視距要求視距要求 當(dāng)當(dāng) TSL max2max1max21maxmin112142hhhhhhhhSLT92.262minTSL第55頁(yè)/共92頁(yè)第五十六頁(yè)，共92頁(yè)?？缇€橋下行車(chē)跨線橋下行車(chē)(hngch)視距要求視距要求 當(dāng)當(dāng) TS

32、L 22max1max21min)(2)(2hhhhSL92.262minTSL第56頁(yè)/共92頁(yè)第五十七頁(yè)，共92頁(yè)。第57頁(yè)/共92頁(yè)第五十八頁(yè)，共92頁(yè)。駕駛員視覺(jué)隨車(chē)速駕駛員視覺(jué)隨車(chē)速(ch s)(ch s)變化的動(dòng)態(tài)規(guī)律如下：變化的動(dòng)態(tài)規(guī)律如下： 駕駛員的注意力集中和心理緊張程度隨車(chē)速駕駛員的注意力集中和心理緊張程度隨車(chē)速(ch s)(ch s)的增加而增加。的增加而增加。 注意力集中點(diǎn)和視野距離隨車(chē)速注意力集中點(diǎn)和視野距離隨車(chē)速(ch s)(ch s)增增加而增加。加而增加。 視角隨車(chē)速視角隨車(chē)速(ch s)(ch s)的增加而變小。的增加而變小。 第58頁(yè)/共92頁(yè)第五十九頁(yè)，共

33、92頁(yè)。 道路道路(dol)(dol)透視圖透視圖: :線形線形. .全景全景. .復(fù)合復(fù)合. .動(dòng)態(tài)等；動(dòng)態(tài)等； 三維動(dòng)畫(huà)；三維動(dòng)畫(huà)； 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。第59頁(yè)/共92頁(yè)第六十頁(yè)，共92頁(yè)。第60頁(yè)/共92頁(yè)第六十一頁(yè)，共92頁(yè)。二、道路平、縱線形二、道路平、縱線形(xin xn)組合設(shè)計(jì)組合設(shè)計(jì)第61頁(yè)/共92頁(yè)第六十二頁(yè)，共92頁(yè)。 不同設(shè)計(jì)速度的公路，平、縱線形組合設(shè)計(jì)的不同設(shè)計(jì)速度的公路，平、縱線形組合設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則指導(dǎo)原則 設(shè)計(jì)速度設(shè)計(jì)速度60km/h的道路的道路: 必須注意平、縱的合理組合，盡量做到線形連必須注意平、縱的合理組合，盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺(jué)良好續(xù)

34、、指標(biāo)均衡、視覺(jué)良好(lingho)、景觀協(xié)調(diào)、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。設(shè)計(jì)速度愈高，線形設(shè)計(jì)可考慮的、安全舒適。設(shè)計(jì)速度愈高，線形設(shè)計(jì)可考慮的因素愈應(yīng)周全。因素愈應(yīng)周全。 設(shè)計(jì)速度設(shè)計(jì)速度40km/h的道路的道路: 首先應(yīng)在保證行車(chē)安全的前提下，正確地運(yùn)用首先應(yīng)在保證行車(chē)安全的前提下，正確地運(yùn)用線形要素指標(biāo)，在條件允許的情況下力求做到各線形要素指標(biāo)，在條件允許的情況下力求做到各種線形要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利種線形要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利的組合。的組合。第62頁(yè)/共92頁(yè)第六十三頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1.應(yīng)在視覺(jué)應(yīng)在視覺(jué)(shju)(shju)上能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并

35、上能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺(jué)保持視覺(jué)(shju)(shju)的連續(xù)性。的連續(xù)性。 2 2注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。 3 3選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露龋岳诼访媾潘托熊?chē)安選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行?chē)安全。全。 4 4注意與道路周?chē)h(huán)境的配合。注意與道路周?chē)h(huán)境的配合。第63頁(yè)/共92頁(yè)第六十四頁(yè)，共92頁(yè)。第64頁(yè)/共92頁(yè)第六十五頁(yè)，共92頁(yè)。 1. 1.平曲線與豎曲線應(yīng)相互平曲線與豎曲線應(yīng)相互(xingh)(xingh)重合，且平曲線應(yīng)重合，且平曲線應(yīng)稍長(zhǎng)于豎曲線，所謂的稍長(zhǎng)于豎曲線，所謂的“平包豎平包豎” 。

36、豎曲線的起終點(diǎn)最好豎曲線的起終點(diǎn)最好(zu ho)分別放在平曲線的分別放在平曲線的兩個(gè)緩和曲線內(nèi)，其中任一點(diǎn)都不要放在緩和曲線兩個(gè)緩和曲線內(nèi)，其中任一點(diǎn)都不要放在緩和曲線以外的直線上，也不要放在圓弧段之內(nèi)。以外的直線上，也不要放在圓弧段之內(nèi)。 第65頁(yè)/共92頁(yè)第六十六頁(yè)，共92頁(yè)。 注意：注意：若平、豎曲線半徑都很大且坡率差較小時(shí)，則平、豎位置可不受上述限制。若平、豎曲線半徑都很大且坡率差較小時(shí)，則平、豎位置可不受上述限制。若做不到平、豎曲線較好的組合，寧可把二者拉開(kāi)相當(dāng)距離，使平曲線位于若做不到平、豎曲線較好的組合，寧可把二者拉開(kāi)相當(dāng)距離，使平曲線位于(wiy)直坡段或豎曲線位于直坡段或豎

37、曲線位于(wiy)直線上。直線上。第66頁(yè)/共92頁(yè)第六十七頁(yè)，共92頁(yè)。 2. 2.要保持平曲線與豎曲線大小的均衡要保持平曲線與豎曲線大小的均衡(jnhng)(jnhng)。 當(dāng)平曲線半徑在當(dāng)平曲線半徑在1000m1000m以下時(shí)，豎曲線半徑以下時(shí)，豎曲線半徑宜為平曲線半徑的宜為平曲線半徑的10102020倍，倍， 當(dāng)平曲線當(dāng)平曲線(qxin)(qxin)緩而長(zhǎng)、縱斷面坡差較小時(shí)緩而長(zhǎng)、縱斷面坡差較小時(shí)，可不要求平、豎曲線，可不要求平、豎曲線(qxin)(qxin)一一對(duì)應(yīng)，平曲線一一對(duì)應(yīng)，平曲線(qxin)(qxin)中可包含多個(gè)豎曲線中可包含多個(gè)豎曲線(qxin)(qxin)或豎曲線或豎

38、曲線(qxin)(qxin)略長(zhǎng)于平曲線略長(zhǎng)于平曲線(qxin)(qxin)。 第67頁(yè)/共92頁(yè)第六十八頁(yè)，共92頁(yè)。 3. 3.要選擇適當(dāng)?shù)暮铣善露?。要選擇適當(dāng)?shù)暮铣善露取?合成坡度過(guò)大，對(duì)行車(chē)安全不利，車(chē)輛易出事合成坡度過(guò)大，對(duì)行車(chē)安全不利，車(chē)輛易出事故。故。 合成坡度過(guò)小，不利于路面排水，對(duì)高速行駛的車(chē)輛合成坡度過(guò)小，不利于路面排水，對(duì)高速行駛的車(chē)輛由于濺水而影響行車(chē)安全。由于濺水而影響行車(chē)安全。 如果變坡點(diǎn)與路面橫向如果變坡點(diǎn)與路面橫向(hn(hn xin xin) )排水不良的平排水不良的平曲線路段組合，易使合成坡度過(guò)小，排水不利，妨礙高速行曲線路段組合，易使合成坡度過(guò)小，排水不利

39、，妨礙高速行車(chē)，故合成坡度一般應(yīng)不小于車(chē)，故合成坡度一般應(yīng)不小于0.50.5。第68頁(yè)/共92頁(yè)第六十九頁(yè)，共92頁(yè)。 （1 1）避免）避免(bmin)(bmin)豎曲線的頂、底部插入小半徑的平曲豎曲線的頂、底部插入小半徑的平曲線。線。 第69頁(yè)/共92頁(yè)第七十頁(yè)，共92頁(yè)。 （2 2）避免將小半徑的平曲線）避免將小半徑的平曲線(qxin)(qxin)起、訖點(diǎn)設(shè)起、訖點(diǎn)設(shè)在或接近豎曲線在或接近豎曲線(qxin)(qxin)的頂部或底部。的頂部或底部。 第70頁(yè)/共92頁(yè)第七十一頁(yè)，共92頁(yè)。 （3 3）避免使豎曲線頂、底部與反向平曲線的拐點(diǎn)）避免使豎曲線頂、底部與反向平曲線的拐點(diǎn)( (ui din)ui din)重合。重合。 （4 4）應(yīng)避免小半徑的豎曲線與緩和曲線的重合。）應(yīng)避免小半徑的豎曲