項目三路線縱斷面

1、課程名稱公路勘測技技術(shù)專業(yè)名稱道路橋梁工工程技術(shù)術(shù)專業(yè)授課教師/職稱王建林/副副教授授課方式（合合、小班班）小班授課題目（章章、節(jié)）項目三路線線縱斷面面教材及參考考書目公路工程、公公路線型型設計規(guī)規(guī)范、公公路工程程技術(shù)標標準教學目的與與要求：知道路線線縱斷面面的組成成；會進行縱縱坡及坡坡長、豎豎曲線的的計算和和設計。知道拉坡坡過程中中的變坡坡點位置置選擇及及平、縱縱線形的的組合；會最大縱縱坡、最最小縱坡坡、最短短坡長、緩緩和坡段段、陡坡坡組合及及合成縱縱坡的運運用；能進行縱縱斷面拉拉坡設計計、中樁樁設計標標高的計計算。內(nèi)容和時間間安排、教教學方法法：1內(nèi)容：縱斷面面設計一一般規(guī)定定要求；豎曲線

2、線設計；平縱組組合設計計；縱斷斷面設計計方法、縱縱斷面設設計成果果2時間安安排：114學時時3教學方方法：多多媒體、例例題、講講述、作作業(yè)教學重點和和難點：1重點：縱斷面面設計的的一般方方法與步步驟、縱縱斷面設設計及設設計成果果2難點：豎曲線線半徑的的理論依依據(jù)。復習思考題題、作業(yè)業(yè)題：1、如何進進行縱斷斷面設計計？縱斷斷面設計計有哪些些一般規(guī)規(guī)定與要要求；什什么情況況下不宜宜設置轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)坡點？確定豎豎曲線半半徑時一一般需要要考慮哪哪些方面面？實施情況及及分析：本章為課程程的重點點之一，特特別是講講解縱斷斷面設計計時，所所需考慮慮的問題題是多方方面的，所所以講課課時通過過實例及及工程案案例剖解解，

3、并配配合多媒媒體課件件，學生生基本能能掌握，然然后再通通過課程程設計布布置（預預布置）。使使學生有有了一個個更深的的理解。知識目標：具備縱坡設計時的一般規(guī)定與要求，圓曲線設計計算公式綜合設計時的幾點要求能運用的能力。能力目標：能繪制縱斷面，會計算各點的設計標高，會豎曲線設計與計算。課堂組織：教師采用PPT課堂講授6學時，采取演示法教學。在課堂上每講一項功能后，另安排2學時課間實訓，通過投影儀投影把有關(guān)圖片放到屏幕上，起到直觀、形象的效果，使學生能迅速掌握有關(guān)知識。另為加強學生的直觀性，對實地道路的超高、加寬情況進行現(xiàn)場講解。項目三路線線縱斷面面勘測設設計工作任務11路線縱縱斷面線線形組成成分析

4、（22學時）有關(guān)概念解解釋：繪繪圖解釋釋路線縱斷面面通通過公路路中線的的豎向剖剖面展開開圖。地面標高公路路中心線線上各樁樁號在實實地上的的高程。通通過中平平測量得得到。地面線由相鄰鄰地面標標高的連連線(用用細實線線的折線線表示)。反映地面起起伏情況況。設計標高未超超高、未未加寬前前的路基基內(nèi)側(cè)邊邊緣標高高(或路路中線標標高)。設計線設計標標高的連連線(直直坡線與與豎曲線線組成)。經(jīng)過縱坡和和坡長設設計后得得到的一一條空間間線。施工高度設計計標高和和地面標標高之差差,也為為填挖高高度?？v斷面設計計是根據(jù)據(jù)汽車的的行駛特特性、公公路等級級和性質(zhì)質(zhì)、路線線當?shù)氐牡淖匀粭l條件、工工程經(jīng)濟濟研究路路線的

5、縱縱坡大小小及其長長度。縱斷面設計計直接影影響到行行車的安安全性和和迅速、工工程造價價、運輸輸成本和和運營費費用、乘乘客的舒舒適程度度?？v坡：上坡坡“+”，下下坡“”縱坡設計的的一般規(guī)規(guī)定與要要求一、汽車的的動力性性能按上式式雖可以以對汽車車的牽引引性能進進行分析析,但很很繁瑣,因為式式中即包包括了運運動性能能數(shù)據(jù)(f,ii,v),又包包含了汽汽車的構(gòu)構(gòu)造數(shù)據(jù)據(jù)(G,K)等等,而后后者對不不同類型型的汽車車影響是是不相同同的.以車速V為為橫坐標標,D為為縱坐標標,就可可以繪出出排擋下下的D-V關(guān)系系曲線,稱為為該型汽汽車的運運動特性性圖。二、汽車行行駛對公公路縱坡坡的要求求(一)汽車車上坡的的

6、幾種情情況:1.縱坡平平緩,行行駛阻力力小于牽牽引力,汽車可可以較高高的車速速行駛。2.縱坡較較陡但坡坡段較短短汽車可可以用較較高的排排擋,利利用上坡坡前的加加速和上上坡前的的減速來來動力上上坡,走走完全程程。3.縱坡陡陡而長，汽汽車只能能以高擋擋動力上上坡一定定距離后后,換入入較低的的排擋繼繼續(xù)上坡坡。4.縱坡不不很陡,但坡長長較短而而連續(xù)上上坡，汽汽車在這這種情況況下行駛駛時司機機需多次次換排擋擋,增加加勞動強強度,又又增加行行程時間間,又增增加了汽汽車的燃燃料消耗耗與機件件的磨損損。(二)對道道路縱坡坡的要求求1.縱坡度度力求平平緩。2.陡坡宜宜短,較較大縱坡坡的坡段段長度應應限制其其長

7、度，長長陡坡的的縱坡度度應加以以限制。3.縱坡度度變化不不宜過繁繁,力求求縱坡均均勻。三、縱坡設設計的一一般規(guī)定定與要求求1、縱坡設設計的一一般要求求縱坡設計應應滿足的的要求:1.縱坡設設計必須須滿足公公路工程程技術(shù)標標準的的規(guī)定。2.應具有有一定的的平順性性(縱坡坡起伏不不宜邊于于頻繁,并避免免采用極極限縱坡坡)。3.對較陡陡的縱坡坡應限制制其坡段段長度,以利于于汽車上上坡和下下坡。4.連續(xù)升升坡或降降坡時不不宜設計計反坡和和小半徑徑的平曲曲線。5.設計標標高應保保證最小小排水縱縱坡(挖挖方或低低填方地地段)和保證證路基穩(wěn)穩(wěn)定的最最小填土土高度。6.縱坡設設計應考考慮填挖挖平衡，以以挖作填填

8、，減少少借方與與廢方，降降低工程程造價。7.縱坡設設計應考考慮農(nóng)業(yè)業(yè)、農(nóng)田田水利、灌灌溉等。2、最大縱縱坡與最最小縱坡坡(一)最大大縱坡最大縱坡是是指各級級公路容容許采用用的最大大坡度值值，是縱縱斷面設設計中的的一項重重要控制制指標。在山區(qū),縱縱坡度大大小將直直接影響響路線的的長短,使用性性質(zhì)、運運輸成本本和工程程造價。1.確定最最大縱坡坡應考慮慮因素:(1).汽汽車的動動力特性性。(2).公公路等級級與設計計速度。(3).自自然因素素:地形形,氣候候,海撥撥高度等等。(4).上上坡要可可能、下下坡要安安全。2.最大縱縱坡的確確定根據(jù)實際調(diào)調(diào)查可知知:解放放CA-10991型汽汽車可用用擋順利

9、利爬上112%的的縱坡。汽車下坡不不安全。當i8%縱坡時時，汽車車下坡行行駛,因因為剎車車次數(shù)過過多,造造成剎車車失效易易產(chǎn)生事事故。所以實踐證證明:iimaxx8%，只只有在工工程特殊殊困難的的山嶺地地區(qū)，經(jīng)經(jīng)過技術(shù)術(shù)認證合合理最大大縱坡可可增加11%。最大縱坡運運用注意意點：1.海撥縱縱坡折減減，汽車車爬坡能能力下降降2.嚴重冰冰凍地區(qū)區(qū)的縱坡坡折減，考考慮行車車安全3.大中橋橋上的縱縱坡及橋橋頭兩端端的縱坡坡.4.隧道內(nèi)內(nèi)的縱坡坡及隧道道兩端的的縱坡.5.非汽車車交通量量所占比比例較大大的路段段.6.平面交交叉口的的縱坡及及兩端接接線的縱縱坡.7、高速公公路的最最大縱坡坡.8、城市、鄉(xiāng)鄉(xiāng)

10、鎮(zhèn)路段段的最大大縱坡(二)最小小縱坡最小縱坡=0%（高高填方路路段），但但要考慮慮路面與與路基縱縱向排水水。較長的路塹塹路段和和設置邊邊坡的低低填方路路段,為為保證排排水與路路基穩(wěn)定定的要求求:imin0.33%當iminn0.3%時時，其邊邊溝必須須作縱向向排水設設計。干旱地區(qū)以以及橫向向排水條條件良好好的路段段，最小小縱坡不不受到限限制。3、坡長限限制與緩緩和坡段段（一）坡長長限制坡長限制內(nèi)內(nèi)容:一一是連續(xù)續(xù)縱坡大大于5%時,其最大大坡長要要限制；二是不論縱縱坡度大大小如何何,其最最小坡長長要保證證。1、最小坡坡長的限限制最小坡長的的限制考考慮三個個問題1）汽車行行駛的平平順性與與乘客的的

11、舒適性性；2）縱面視視距與相相鄰豎曲曲線的布布置；3）避免駕駕駛員換換擋頻繁繁。坡長短，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)坡多，縱縱坡線形形形成鋸鋸齒形狀狀，路容容不美觀觀；坡長短，相相鄰轉(zhuǎn)坡坡坡度相相差大，增增加駕駛駛員操作作勞動強強度。按汽車行駛駛9-115秒的的時間來來控制,原則是是:車車速快取取小值,車速慢慢取大值值。2、最大坡坡長的限限制規(guī)定定:大于于5%的的縱坡長長度應于于以限制制。具體設計時時,應按按坡長限限制的規(guī)規(guī)定進行行折算:例如:V=40KKm/hh,設置置連續(xù)大大于5%的縱坡坡，如圖圖所示，其其中i11=8%，l11=1220m，ii2=77%，ll2=?查表可知:i1=8%ll1maax=3300m

12、mi2=7%ll2maax=5500mm（二）緩和和坡段設置緩和坡坡段的作作用：改改善汽車車在連續(xù)續(xù)陡坡上上長時間間內(nèi)用低低擋行駛駛的不利利狀況，避避免汽車車長時間間低速行行駛和汽汽車下坡坡產(chǎn)生不不安全因因素。我國規(guī)定:二、三三、四級級公路當當連續(xù)縱縱坡大于于5%時時,應設設置緩和和坡段，縱縱坡i3%。坡坡長大于于最小坡坡長。四、平均縱縱坡平均縱縱坡是指指某一路路段的起起終點高高差與水水平距離離之比,即:ii平均=H/LL因為縱坡坡坡度、坡坡長均符符合要求求,但但采用較較大縱坡坡太多時時,平均均縱坡就就會增大大,造成成上坡用用擋時間間過長,易使發(fā)發(fā)動機水水箱開鍋鍋,而下下坡時司司機精神神緊張易

13、易使制動動發(fā)熱使使剎車失失靈而出出事故,因此,有必要要從行車車順利和和安全出出發(fā),來來控制平平均坡度度值。我國規(guī)定:二.三三.四級級公路的的平均縱縱坡:當相對高差差2000-5000米時ii平均5.55%當相對高差差5000米時時i平均均5.0%且任意相連連的3KKm路段段的平均均縱坡=5.5%五、合成縱縱坡合成坡度產(chǎn)產(chǎn)生在有有縱坡和和超高的的平曲線線上，合合成坡度度方向為為縱坡和和超高合合成方向向上。其值為:由于i合大大于i縱縱,因此此當合成成坡度較較大時,汽車會會沿合成成坡度方方向傾斜斜和側(cè)向向滑移，對對汽車行行駛不利利,因此此對i合合應予以以限制。計算算公式:式中:immax各各級公路路

14、的最大大縱坡ib對應應于公路路等級及及半徑的的超高橫橫坡度V各級公公路的設設計速度度，Kmm/h我國標準準規(guī)定定的各級級公路最最大容許許合成坡坡度。特別以下情情況合成成坡度應應小于88%：1、冬季路路面有積積雪和結(jié)結(jié)冰的地地區(qū)。2、自然橫橫坡較陡陡的越嶺嶺路線。3、非汽車車交通所所占比例例大的路路段。最小合成坡坡度為00.5%。六、爬坡車車道在陡坡路段段上坡方方向的正正線右側(cè)側(cè)設置專專供載重重汽車行行駛的爬爬坡車道道。設置爬坡車車道的目目的:1.載貨車車比重較較大，實實踐車速速降低2.小客車車超車頻頻繁，影影響車道道通行能能力3.上坡方方向行駛駛車速規(guī)規(guī)定4.小時交交通量超超過設計計通行能能力

15、5當路段段長超過過10000米時時標準規(guī)規(guī)定，高高速公路路與一級級公路，當當縱坡大大于4%，可設設置爬坡坡車道，寬寬度為33.5mm。規(guī)范規(guī)規(guī)定，高高速公路路、一級級公路與與二級公公路，符符合下列列條件，可可設置爬爬坡車道道，寬度度為3.5m。1、沿上坡坡方向載載重汽車車的行駛駛車速降降低到容容許最低低速度時時；2、上坡路路段的設設計通行行能力小小于設計計小時交交通量時時；3、應分析析設置爬爬坡車道道爬坡車道的的寬度包包括左側(cè)側(cè)路緣帶帶0.55m，爬爬坡車道道右側(cè)為為路肩。爬坡車道的的超高橫橫坡度。爬坡車道的的長度與與起終點點：1、爬坡車車道的長長度應與與主線相相應縱坡坡長度一一致；2、爬坡車

16、車道的起起終點如如圖1-0-33-7所所示，爬爬坡車道道的起點點處過渡渡段長度度為455米；3、爬坡車車道的附附加長度度，爬坡坡車道的的末端應應設置附附加長度度；4、爬坡車車道的起起終點位位置視線線良好；5、高速公公路與一一級公路路爬坡車車道的最最小長度度為5000米。工作任務22路線縱縱斷面設設計（66學時）豎曲線設計計在兩相鄰縱縱坡段的的轉(zhuǎn)折處處設置一一段平順順曲線。豎曲線形狀狀：平曲曲線、二二次拋物物線。一一般采用用二次拋拋物線?？v斷面圖上上只反映映水平距距離和豎豎直高差差，豎曲曲線的切切線和弧弧長是在在水平面面上的投投影，切切線支距距是豎直直高差。一、豎曲線線要素計計算公式式兩相鄰縱坡

17、坡段相交交角為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)坡角=1-2=ii1-ii2若為正,則為凸凸型豎曲曲線若為正,則為凹凹型豎曲曲線1、豎曲線線基本方方程R二次拋拋物線參參數(shù)，原原點的曲曲率半徑徑，豎曲曲線半徑徑2、豎曲線線要素計計算公式式曲線長:切線長:外距E：二、凸型豎豎曲線的的最小長長度和半半徑凸型豎曲線線最小長長度和半半徑是按按停車視視距、行行程時間間和減少少徑向離離心力要要求進行行計算。（一）按停停車視距距確定豎豎曲線的的最小長長度和半半徑1、當豎曲曲線長度度L小于于停車視視距S停停時設:司機的的眼睛離離地高度度h1=1.22米,障障礙物高高度h22=0.1米,則:S停=t1+L+tt2從下圖可知知:2、當豎曲曲線長

18、度度L大于于停車視視距S停停時（二）按行行駛時間間求豎曲曲線最小小長度和和半徑（三）按徑徑向離心心力求豎豎曲線的的最小長長度和半半徑目的是為了了緩和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折點及及離心力力引起的的彈簧超超載.徑向離心力力:一般控制FF/G=0.0255以內(nèi),故:根據(jù)汽車在在凸型豎豎曲線上上行駛的的停車視視距、行行程時間間和徑向向離心力力要求進進行計算算最小長長度和最最小半徑徑，取較較大值。標準規(guī)規(guī)定各級級公路的的凸型豎豎曲線最最小長度度和最小小半徑值值。三、凹形豎豎曲線的的最小長長度和半半徑（一）按停停車視距距確定豎豎曲線的的最小長長度和半半徑1、當豎曲曲線長度度L小于于停車視視距S停停時2、當豎曲曲線長度度L大

19、于于停車視視距S停停時標準規(guī)規(guī)定各級級公路的的凹型豎豎曲線最最小長度度和最小小半徑值值。凸形豎曲線線按停車車視距與與行程時時間控制制凹形豎曲線線按徑向向離心力力與行程程時間控控制四、豎曲線線的設計計與計算算1、豎曲線線設計合理選擇豎豎曲線半半徑和長長度。1.在符合合極限最最小半徑徑的前提提下,盡量選選用一般般最小半半徑和較較大半徑徑；2.按變坡坡處的填填挖值確確定半徑徑；從相鄰兩曲曲線的連連接選定定半徑：(同向豎曲曲線，特特別是同同向凹形形豎曲線線之間，當當半徑小小于1000000m，可可考慮單單曲線或或徑向連連接成復復曲線。)（反向曲線線應有一一段直坡坡段,直直坡段長長度應小小于行程程3s時

20、間的的距離。)4.考慮豎豎曲線長長及施工工方便EE=00.055；5對設計計速度較較高的公公路，為為了使公公路的線線形獲得得理想的的視覺效效果，從從視覺角角度確定定最小半半徑。2、豎曲線線計算凸形豎曲線線路基設設計標高高=切線線設計標標高-hh凹形豎曲線線路基設設計標高高=切線線設計標標高+hh例題:轉(zhuǎn)坡坡點樁號號為K114K+5400,其高高程為4484.37mm,i11=-55%,ii2=+3%，RR=20000mm試求豎曲線線上整220米處處的設計計標高.1、計算豎豎曲線要要素i1=-55%,ii2=+3%，ii1-ii2=-0.008，為為凹形豎豎曲線。2、計算各各點的設設計標高高豎曲

21、線起點點樁號為為=(114K+5400)-TT=144K+4460豎曲線終點點樁號為為=(114K+5400)+TT=144K+6620計算公式為為:樁號切線標高xy設計標高K14+4460488.33700488.337+480487.337200.1487.447+500486.337400.4486.777+520485.337600.9486.227+540484.337801.6485.997+560484.997600.9485.887+580485.557400.4485.997+600486.117200.1486.227+620486.77700486.777平面和縱面面線形

22、組組合設計計一、平面和和縱面線線形組合合原則1、保持駕駕駛員視視覺的連連續(xù)性；2、平面、縱縱面線形形技術(shù)指指標應大大小均勻勻；3、選擇組組合得當當?shù)暮铣沙善露?，以以利路面面排水和和行車安安全?、保持自自然景觀觀的連續(xù)續(xù)性。二、平曲線線與豎曲曲線組合合1、平包豎豎：平曲曲線與豎豎曲線相相互重合合，使平平曲線稍稍長于豎豎曲線，并并將豎曲曲線的起起、終點點放在平平曲線的的兩個緩緩和曲線線的中間間，這是是平、縱縱面最好好的組合合。平曲線與豎豎曲線半半徑均較較大，不不受此限限制。2、平曲線線與豎曲曲線的大大小應保保持均衡衡。3、從行車車安全和和路面排排水考慮慮，在平平曲線與與豎曲線線組合設設計中，應應

23、避免不不利組合合：1）應避免免將小半半徑曲線線的起終終點放在在凸形豎豎曲線的的頂部或或凹形豎豎曲線的的底部。前前者會使使駕駛員員不必要要減速或或操縱不不當造成成事故，后后者會出出現(xiàn)汽車車高速行行駛時急急轉(zhuǎn)彎，行行車不安安全。2）應避免免使凸形形豎曲線線的頂部部或凹形形豎曲線線的底部部與反向向平曲線線的拐點點重合。前前者會使使駕駛員員操縱失失誤引起起事故，后后者路面面排水困困難，容容易積水水。3）應避免免將凸形形豎曲線線的頂部部或凹形形豎曲線線的底部部放在緩緩和曲線線上。造造成路面面排水困困難，容容易積水水，對行行車安全全不利。縱斷面設計計方法目的:合理理確定路路線的縱縱坡,坡坡長及設設計標高高一、縱斷面面設計要要點(一)標高高控制:1.平原區(qū)區(qū)保證路路基穩(wěn)定定的最小小填土高高度2.丘陵區(qū)區(qū)土石方方平衡,造價.3.山嶺區(qū)區(qū)高.深深填.挖挖,但土土石方也也需平衡衡.4.沿河路路段洪水位位0.55米以上上.在縱斷面圖圖上標出出必須通通過的控控制點標標高和工工程量較較小的經(jīng)經(jīng)濟點?？刂泣c埡口口、路線線的起終終點、交交叉口、橋橋、涵、隧隧道、填填方坡段段的最小小填土高高度經(jīng)濟點縱橫橫向填挖挖方的平平均經(jīng)濟濟點、與與其它構(gòu)構(gòu)造物相相配合的的點(二)縱坡坡設計:根據(jù)以上標標出的控控制點和和經(jīng)濟點