縱斷面設計31學習教案

1、會計學1縱斷面設計縱斷面設計(shj)31第一頁，共45頁。n地面地面(dmin)高程：中線上地面高程：中線上地面(dmin)點高程。點高程。n設計高程：一般公路，路基未設加寬超高前的路肩邊緣的高程。設計高程：一般公路，路基未設加寬超高前的路肩邊緣的高程。n路基高度：橫斷面上設計高程與地面路基高度：橫斷面上設計高程與地面(dmin)高程之高差。高程之高差。n 路堤：設計高程大于地面路堤：設計高程大于地面(dmin)高程。高程。n 路塹：設計高程小于地面路塹：設計高程小于地面(dmin)高程。高程。n縱斷面設計內(nèi)容：坡度及坡長縱斷面設計內(nèi)容：坡度及坡長n 豎曲線豎曲線 n地面線：它是根據(jù)中線上各

2、樁點的高程而點繪的一條不規(guī)則的折線；地面線：它是根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一條不規(guī)則的折線；n設計線：路線上各點路基設計線：路線上各點路基(lj)邊緣或中線設計高程的連續(xù)。邊緣或中線設計高程的連續(xù)。第1頁/共45頁第二頁，共45頁。 一、縱坡設計的一般要求一、縱坡設計的一般要求 1縱坡設計必須滿足標準的各項規(guī)定。縱坡設計必須滿足標準的各項規(guī)定。 2為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應具有為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應具有(jyu)一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。 3縱坡設計應對沿線地面、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候縱坡設計應對

3、沿線地面、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢定與通暢 第2頁/共45頁第三頁，共45頁。n 5 5平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布(fnb)(fnb)較廣，縱坡除應滿足最小縱坡要求外，還應滿較廣，縱坡除應滿足最小縱坡要求外，還應滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。n 6 6對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱坡應和緩、避免產(chǎn)生突變。交叉處前后的縱坡應等，

4、縱坡應和緩、避免產(chǎn)生突變。交叉處前后的縱坡應平緩一些。平緩一些。n 7 7在實地調(diào)查基礎上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等在實地調(diào)查基礎上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。方面的要求。第3頁/共45頁第四頁，共45頁。第4頁/共45頁第五頁，共45頁。1、汽車的驅(qū)動力(dngl)汽車的動力(dngl)來源：汽車傳動系統(tǒng)第5頁/共45頁第六頁，共45頁。1)發(fā)動機曲軸發(fā)動機曲軸(qzhu)扭矩扭矩M 及發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性及發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性9549nM1000r260nrMNTrM第6頁/共45頁第七頁，共45頁。n發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性(txng)曲線：曲線：第7頁/共45頁第八頁，共45頁。東風

5、東風(dngfng)EQ-140發(fā)發(fā)動機外特性曲線動機外特性曲線第8頁/共45頁第九頁，共45頁。n發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性(txng)經(jīng)驗公式：經(jīng)驗公式：)()()(33221maxkwnnnnnnNNNNN功率)()()(22maxmaxmNnnnnMMMMMMNN扭距式中：式中：Mmax最大扭矩（最大扭矩（Nm）；）； MN最大功率所對應最大功率所對應(duyng)的扭矩，的扭矩， nN最大功率所對應最大功率所對應(duyng)的轉(zhuǎn)速（的轉(zhuǎn)速（r/min）；）； nM最大扭矩所對應最大扭矩所對應(duyng)的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速(rmin)；NmaxNnN9549M第9頁/共45頁第十頁，共

6、45頁。2)驅(qū)動輪扭矩驅(qū)動輪扭矩Mkniinnk0k6020.377(/ )1000nnrVrkm hn 車速車速(ch s)V(ch s)V與發(fā)電機轉(zhuǎn)速關系：與發(fā)電機轉(zhuǎn)速關系：第10頁/共45頁第十一頁，共45頁。3)汽車汽車(qch)的的驅(qū)動力驅(qū)動力 )N(VN3600MVn377. 0rMrMTTTTk第11頁/共45頁第十二頁，共45頁。2、汽車、汽車(qch)的行駛阻力的行駛阻力 2wvKA21R(N) 15.21KAVR2w第12頁/共45頁第十三頁，共45頁。2)道路道路(dol)阻力阻力（1）滾動阻力）滾動阻力 滾動阻力與汽車滾動阻力與汽車(qch)的總重力成正比，若坡道傾角為

7、的總重力成正比，若坡道傾角為時，其值可用下式計算。時，其值可用下式計算。 RfGfcos 由于坡道傾角由于坡道傾角一般較小，認為一般較小，認為cos1，則，則 Rf=Gf （N） （2）坡度阻力）坡度阻力 Ri=Gsin 因坡道傾角一般較小，認為因坡道傾角一般較小，認為sintgi，則，則 Ri=Gi （N） 道路阻力道路阻力: R=G（f+i） 式中：式中：f+i統(tǒng)稱道路阻力系數(shù)。統(tǒng)稱道路阻力系數(shù)。第13頁/共45頁第十四頁，共45頁。3)慣性慣性(gunxng)阻力阻力n平移平移(pn y)質(zhì)量的慣性力質(zhì)量的慣性力 n旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩 agGmaR1IdtdIR2I第1

8、4頁/共45頁第十五頁，共45頁。慣性阻力慣性阻力(zl)計算：計算：)N(agGRIn式中：式中：慣性力系數(shù)（或旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)）。慣性力系數(shù)（或旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)）。n l12ik2 n式中：式中：1表示汽車車輪慣性力的影響表示汽車車輪慣性力的影響(yngxing)系數(shù)，一般系數(shù)，一般1=0.030.05；n 2表示發(fā)動機飛輪慣性力的影響表示發(fā)動機飛輪慣性力的影響(yngxing)系數(shù)，一般小客車系數(shù)，一般小客車2=0.05 0.07，載重汽車，載重汽車2=0.040.05；n ik變速箱的速比。變速箱的速比。n汽車的總行駛阻力汽車的總行駛阻力R為：為： R=Rw十十RR十十RI第15頁/共

9、45頁第十六頁，共45頁。3、汽車的運動方程式與行駛、汽車的運動方程式與行駛(xngsh)條件條件agG) if (G15.21KAVrMU2T第16頁/共45頁第十七頁，共45頁。第17頁/共45頁第十八頁，共45頁。agG) if (GRTW第18頁/共45頁第十九頁，共45頁。為使不同類型汽車的動力性進行為使不同類型汽車的動力性進行(jnxng)比較，且有相同的評價尺度比較，且有相同的評價尺度，將上式兩端分別除以車輛總重，將上式兩端分別除以車輛總重G，得，得 ag) if (GRTWGRTDWnD稱為動力因數(shù)，它表征稱為動力因數(shù)，它表征(bio zhn)某型汽車在海平面高程上，滿某型汽車

10、在海平面高程上，滿載情況下，每單位車重克服道路阻力和慣性阻力的性能。載情況下，每單位車重克服道路阻力和慣性阻力的性能。 G15.21KAVGrUMGRGTD2TW第19頁/共45頁第二十頁，共45頁。第20頁/共45頁第二十一頁，共45頁。n 海拔荷載修正海拔荷載修正(xizhng)系數(shù)系數(shù):ag) if (Dn稱為動力稱為動力(dngl)因數(shù)因數(shù)D的海拔荷載修正系數(shù)，其值為的海拔荷載修正系數(shù)，其值為GG第21頁/共45頁第二十二頁，共45頁。n式中：式中：海拔海拔(hib)系數(shù)，見圖系數(shù)，見圖2-5第22頁/共45頁第二十三頁，共45頁。第23頁/共45頁第二十四頁，共45頁。5、汽車、汽車

11、(qch)的行駛狀態(tài)的行駛狀態(tài)ag) if (D)D(ga由由得得n 當當=D時時: a0 等速行駛等速行駛(xngsh)n 當當D時：時： 減速行駛減速行駛0)(Dga0)D(gaif式中：式中：道路阻力系數(shù)，道路阻力系數(shù)， 第24頁/共45頁第二十五頁，共45頁。汽車的行駛汽車的行駛(xngsh)狀態(tài)狀態(tài)第25頁/共45頁第二十六頁，共45頁。maxmaxnr377. 0Vn汽車的最小穩(wěn)定速度：是指滿載（不帶掛車）在路面平整堅實的水平汽車的最小穩(wěn)定速度：是指滿載（不帶掛車）在路面平整堅實的水平(shupng)路段上，穩(wěn)定行駛時的最低速度（即臨界速度路段上，穩(wěn)定行駛時的最低速度（即臨界速度V

12、k）。）。第26頁/共45頁第二十七頁，共45頁。5、汽車、汽車(qch)的爬坡能力的爬坡能力222Im2ImIm11cosarcsinffDfDaxaxaxag) if (Dn汽車汽車(qch)的爬坡能力的爬坡能力， a=0，則，則 i=D-f第27頁/共45頁第二十八頁，共45頁。6 6、各級公路、各級公路(gngl)(gngl)最大縱坡的規(guī)定最大縱坡的規(guī)定設計速度設計速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%） 3 4 5 6 7 8 9第28頁/共45頁第二十九頁，共45頁。高原高原(goyun)(goyun)縱坡折減縱坡折減第29頁/共45頁第三十頁，共45頁。n最

13、小縱坡：各級公路在特殊情況下容許使用的最小坡度值。最小縱坡：各級公路在特殊情況下容許使用的最小坡度值。n最小縱坡值：最小縱坡值：0.3%0.3%，一般情況下，一般情況下0.5%0.5%為宜。為宜。n適用條件：橫向適用條件：橫向(hn xin)(hn xin)排水不暢路段：長路塹、橋梁、隧道、設超排水不暢路段：長路塹、橋梁、隧道、設超高的平曲線、高的平曲線、 路肩設截水墻等。路肩設截水墻等。n 當必須設計平坡（當必須設計平坡（0%0%）或小于）或小于0.3%0.3%的縱坡時，邊溝應作縱向排水設計。的縱坡時，邊溝應作縱向排水設計。n 7 7、最小縱坡、最小縱坡第30頁/共45頁第三十一頁，共45頁

14、。n標準規(guī)定標準規(guī)定(gudng)，連續(xù)上坡，連續(xù)上坡(或下坡或下坡)時，應在不大于規(guī)時，應在不大于規(guī)范所規(guī)定范所規(guī)定(gudng)的縱坡長度范圍內(nèi)設置緩和坡段。緩和坡段的縱坡長度范圍內(nèi)設置緩和坡段。緩和坡段的縱坡應不大于的縱坡應不大于3%，其長度應符合縱坡長度的規(guī)定，其長度應符合縱坡長度的規(guī)定(gudng)。n 緩和坡段：縱坡值：不應大于緩和坡段：縱坡值：不應大于3%n 長長 度：不小于最小坡長要求度：不小于最小坡長要求n 線線 形：宜采用直線。在地形困難路段可采用曲線形：宜采用直線。在地形困難路段可采用曲線第31頁/共45頁第三十二頁，共45頁。n平均縱坡是指一定平均縱坡是指一定(ydng

15、)長度的路段縱向所克服的高差長度的路段縱向所克服的高差H與路線長度與路線長度L之比（連續(xù)升坡或之比（連續(xù)升坡或降坡路段）。降坡路段）。LHi平標準規(guī)定：越嶺路線連續(xù)上坡標準規(guī)定：越嶺路線連續(xù)上坡(或下坡或下坡)路段路段(l dun)，相對高差為，相對高差為200500m時，時，平均縱坡不應大于平均縱坡不應大于5.5；相對高差大于；相對高差大于500m時，平均縱坡不應大于時，平均縱坡不應大于5。任意連續(xù)任意連續(xù)3km路段路段(l dun)平均縱坡不應大于平均縱坡不應大于5.5。城市道路的平均縱坡按上述規(guī)定減少城市道路的平均縱坡按上述規(guī)定減少1.0%。對于海拔。對于海拔3000m以上的高原地區(qū)，平

16、均縱以上的高原地區(qū)，平均縱坡應較規(guī)定值減少坡應較規(guī)定值減少0.5%1.0%。第32頁/共45頁第三十三頁，共45頁。1010、合成、合成(hchng)(hchng)坡度坡度22zhiiIn式中：式中：II合成坡度（合成坡度（% %）；）；n ih ih超高橫坡度或路拱橫坡度（超高橫坡度或路拱橫坡度（% %）；）；n iz iz路線路線(lxin)(lxin)設計縱坡坡度（設計縱坡坡度（% %）。）。n 2.最大允許合成坡度值：最大允許合成坡度值： 第33頁/共45頁第三十四頁，共45頁。 最小合成坡度最小合成坡度(pd)(pd)：最小合成坡度最小合成坡度(pd)(pd)不宜小于不宜小于0.5%

17、0.5%。當合成坡度當合成坡度(pd)(pd)小于小于0.50.5時，應采取綜合排水措施，以保證路面排水暢通。時，應采取綜合排水措施，以保證路面排水暢通。第34頁/共45頁第三十五頁，共45頁。%9%33. 948. 008. 02222iiIh合成坡度指標的控制作用合成坡度指標的控制作用(zuyng) ： 控制陡坡與急彎的重合；控制陡坡與急彎的重合； 平坡與設超高平曲線的配合問題。平坡與設超高平曲線的配合問題。 第35頁/共45頁第三十六頁，共45頁。n 內(nèi)容：最小坡長限制：任何路段內(nèi)容：最小坡長限制：任何路段(l dun)n 最大坡長：陡坡路段最大坡長：陡坡路段(l dun)第36頁/共45頁第三十七頁，共45頁。1、汽車的加、減速、汽車的加、減速(jin s)行程行程n設初速設初速(ch s)V1(ch s)V1，終速，終速V2V2，則，則)0(vdva1dsa2121VVVVVdVa112.961vdva1S第37頁/共45頁第三十八頁，共45頁。2）. 加、減速加、減速(jin s)行程圖行程圖1if2if0if0第38頁/共45頁第三十九頁，共45頁。第39頁/共45頁第四十頁，共45頁。n標準規(guī)定各級標準規(guī)定各級( j)公路最大坡長限制。公路最大坡長