纵断面设计 竖曲线课件.ppt
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1、 第三章 纵断面设计本章主要内容:本章主要内容:一、纵断面设计的一般要求(一、纵断面设计的一般要求(1)二、纵坡及坡长设计(二、纵坡及坡长设计(1 1)三、爬坡车道(三、爬坡车道(1)四、四、合成坡度合成坡度(1)五、竖曲线(五、竖曲线(1)六、六、纵断面设计方法及表达纵断面设计方法及表达(1)七、七、视觉分析及平纵组合视觉分析及平纵组合(1)3.3 纵断面设计纵断面设计设计任务:1.纵断面设计,2.拉坡设计,设计成果:1.纵断面设计图 ,2.竖曲线表n 第一节第一节 概概 述述n定义:定义:沿道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断面。沿道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断面。n纵断面设计纵断面
2、设计:研究路线线位高度及坡度、坡长变化情况研究路线线位高度及坡度、坡长变化情况的过程。的过程。n任务:任务:研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。n依据:依据:汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等。件以及工程经济性等。n地面线:地面线:根据中桩点的高程绘的一条折线;根据中桩点的高程绘的一条折线;n设计线:设计线:路线上各点路基设计高程的连线。路线上各点路基设计高程的连线。n变坡导线变坡导线:变坡点变坡点间的连线间的连线一、纵断面设计的一般要求一、纵断面设计的一般要求1、满足设计标准2、尽
3、量避免使用极限值3、纵断面和地形协调4、填挖平衡5、满足最小填土高度和排水要求6、桥头和交叉口处应该平缓7、考虑通道和农田的要求3%、4%的最大纵坡适合于高速公路和一级公路,当高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时,经技术经济论证最大纵坡可增加1%。8%9%的最大纵坡适合于设计速度为30km/h 的三级公路以及设计速度为20km/h 的四级公路上低速行驶。5%6%7%的最大纵坡适合于80km/h 60km/h 40km/h 的设计速度。二、纵坡及坡长设计二、纵坡及坡长设计1、最大纵坡2、设计标高 新建公路的路基设计标高高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高;二、三、四级公路采用路基边缘
4、标高,在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。改建公路的路基设计标高一般按新建公路的规定办理,也可视具体情况而采用中央分隔带中线或行车道中线标高。最大纵坡的总结:A,城市道路为公路按设计车速的最大纵坡-1%。B,大、中桥 4%C,非机动车 2.5%,2.5%时有坡长限制。D,隧道 3%E,海拔:公路:2000m以上,i 8%。3000m以上,比正常值减13%。F,高寒冰冻:公路:i 8%,城市道路:i 6%设计标高n一般公路,路基一般公路,路基未设未设加宽超高加宽超高前前的的路肩边缘路肩边缘的的高程高程。设计标高n设分隔带公路,一般为设分隔带公路,一般为分隔带外边缘分隔带外边缘。设计
5、标高城市道路:城市道路:行车道中线行车道中线 中央分隔带中线中央分隔带中线2、最小纵坡为使道路上行车快速、安全和通畅,希望道路纵坡设计的小一些为好。但是在挖方、低填方路段以及其它横向排水不畅路段,为保证排水需要,均应设置不小于0.3%的最小纵坡,一般使用0.5%。当必须设置平坡(0%)或小于0.3%的纵坡时,其边沟应做纵向排水设计。3、坡长限制大于i1为陡坡,汽车减速行驶,初速为V1,终速不低于V2,大于i2的纵坡要限制其长度。(1)最小坡长的限制 小坡长限制主要是指从汽车行驶平顺陛、路容美观、相邻竖曲线设置、纵面视距等考虑通常以计算行车速度915s的行程作为规定值。标准规定值见表(2)最大坡
6、长限制 当汽车在坡道上行驶,车速下降到最低容许速度时所行驶的距离称为最大坡长限制。.上坡时,汽车的动力性能。.下坡的行车安全。大于5%有坡长限制,大于限制坡长应设3%的缓坡。其长度应大于最小坡长。4、缓和坡段大于限制坡长应设3%的缓和坡段,其长度应大于最小坡长。5、平均纵坡某段路线高差与水平距离之比。i平=H/L(%)(1)作用:.衡量纵断面线型质量。.可供放坡定线参考。(2)规定.越岭线高差200500m时,i平5.5%为宜。.越岭线高差500m时,i平5.0%为宜。.任何连续3km内,i平5.5%。.要考虑公路等级影响。l 1 1定义:定义:l纵断面上两个坡段的转折处,为了便于行车用一段纵
7、断面上两个坡段的转折处,为了便于行车用一段曲线来缓和,称为竖曲线。曲线来缓和,称为竖曲线。12i1i2i3变坡点:相邻两条坡度线的交点。变坡点:相邻两条坡度线的交点。变坡角:相邻两条坡度线的坡角差,通常用坡度值变坡角:相邻两条坡度线的坡角差,通常用坡度值之差代替,用之差代替,用表示,即表示,即 =2 2-1 1tgtg2 2-tg-tg1 1=i=i2 2-i-i1 1凹型竖曲线凹型竖曲线 00凸型竖曲线凸型竖曲线 00l2竖曲线的竖曲线的作用:作用:n(1 1)其缓冲作用:以平缓曲线取代折线可消除汽车在)其缓冲作用:以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的突变。变坡点的突变。n(2 2)保证公
8、路纵向的行车视距:)保证公路纵向的行车视距:n 凸形:纵坡变化大时,盲区较大。凸形:纵坡变化大时,盲区较大。n 凹形:下穿式立体交叉的下线。凹形:下穿式立体交叉的下线。n 3.竖竖曲线的线形曲线的线形n规范规范规定采用规定采用二次抛物线二次抛物线作为竖曲线的线形。作为竖曲线的线形。n 抛物线的纵轴保持直立,且与两相邻纵坡线相切。抛物线的纵轴保持直立,且与两相邻纵坡线相切。一、竖曲线要素的计算公式一、竖曲线要素的计算公式n1 1竖曲线的基本方程式:竖曲线的基本方程式:设变坡点相邻两纵坡坡设变坡点相邻两纵坡坡度分别为度分别为i i1 1和和i i2 2。抛物线竖曲线有两种可能的形式:。抛物线竖曲线
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