縱斷面設(shè)計(jì)31學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1縱斷面設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì)(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(diǎn)高程。點(diǎn)高程。n設(shè)計(jì)高程：一般公路，路基未設(shè)加寬超高前的路肩邊緣的高程。設(shè)計(jì)高程：一般公路，路基未設(shè)加寬超高前的路肩邊緣的高程。n路基高度：橫斷面上設(shè)計(jì)高程與地面路基高度：橫斷面上設(shè)計(jì)高程與地面(dmin)高程之高差。高程之高差。n 路堤：設(shè)計(jì)高程大于地面路堤：設(shè)計(jì)高程大于地面(dmin)高程。高程。n 路塹：設(shè)計(jì)高程小于地面路塹：設(shè)計(jì)高程小于地面(dmin)高程。高程。n縱斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容：坡度及坡長(zhǎng)縱斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容：坡度及坡長(zhǎng)n 豎曲線豎曲線 n地面線：它是根據(jù)中線上各

2、樁點(diǎn)的高程而點(diǎn)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(diǎn)的高程而點(diǎn)繪的一條不規(guī)則的折線；n設(shè)計(jì)線：路線上各點(diǎn)路基設(shè)計(jì)線：路線上各點(diǎn)路基(lj)邊緣或中線設(shè)計(jì)高程的連續(xù)。邊緣或中線設(shè)計(jì)高程的連續(xù)。第1頁/共45頁第二頁，共45頁。 一、縱坡設(shè)計(jì)的一般要求一、縱坡設(shè)計(jì)的一般要求 1縱坡設(shè)計(jì)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)規(guī)定?？v坡設(shè)計(jì)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)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(yīng)具有為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應(yīng)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(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)沿線地面、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)

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(yīng)滿足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿較廣，縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外，還應(yīng)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(duì)連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線對(duì)連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱坡應(yīng)和緩、避免產(chǎn)生突變。交叉處前后的縱坡應(yīng)等，

4、縱坡應(yīng)和緩、避免產(chǎn)生突變。交叉處前后的縱坡應(yīng)平緩一些。平緩一些。n 7 7在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)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(dòng)力(dngl)汽車的動(dòng)力(dngl)來源：汽車傳動(dòng)系統(tǒng)第5頁/共45頁第六頁，共45頁。1)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸(qzhu)扭矩扭矩M 及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性9549nM1000r260nrMNTrM第6頁/共45頁第七頁，共45頁。n發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性(txng)曲線：曲線：第7頁/共45頁第八頁，共45頁。東風(fēng)

5、東風(fēng)(dngfng)EQ-140發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線動(dòng)機(jī)外特性曲線第8頁/共45頁第九頁，共45頁。n發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性(txng)經(jīng)驗(yàn)公式：經(jīng)驗(yàn)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(duì)應(yīng)最大功率所對(duì)應(yīng)(duyng)的扭矩，的扭矩， nN最大功率所對(duì)應(yīng)最大功率所對(duì)應(yīng)(duyng)的轉(zhuǎn)速（的轉(zhuǎn)速（r/min）；）； nM最大扭矩所對(duì)應(yīng)最大扭矩所對(duì)應(yīng)(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(dòng)輪扭矩驅(qū)動(dòng)輪扭矩Mkniinnk0k6020.377(/ )1000nnrVrkm hn 車速車速(ch s)V(ch s)V與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)系：與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)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(dòng)力驅(qū)動(dòng)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(dòng)阻力）滾動(dòng)阻力 滾動(dòng)阻力與汽車滾動(dòng)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(shí)，其值可用下式計(jì)算。時(shí)，其值可用下式計(jì)算。 RfGfcos 由于坡道傾角由于坡道傾角一般較小，認(rèn)為一般較小，認(rèn)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(rèn)為因坡道傾角一般較小，認(rèn)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(jì)算：計(jì)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(dòng)機(jī)飛輪慣性力的影響表示發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)動(dòng)方程式與行駛、汽車的運(yùn)動(dòng)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(dòng)力性進(jìn)行為使不同類型汽車的動(dòng)力性進(jìn)行(jnxng)比較，且有相同的評(píng)價(jià)尺度比較，且有相同的評(píng)價(jià)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(dòng)力因數(shù)，它表征稱為動(dòng)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(dòng)力稱為動(dòng)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(dāng)當(dāng)=D時(shí)時(shí): a0 等速行駛等速行駛(xngsh)n 當(dāng)當(dāng)D時(shí)：時(shí)： 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(jiān)實(shí)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(jiān)實(shí)的水平(shupng)路段上，穩(wěn)定行駛時(shí)的最低速度（即臨界速度路段上，穩(wěn)定行駛時(shí)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(jí)公路、各級(jí)公路(gngl)(gngl)最大縱坡的規(guī)定最大縱坡的規(guī)定設(shè)計(jì)速度設(shè)計(jì)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(jí)公路在特殊情況下容許使用的最小坡度值。最小縱坡：各級(jí)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(zhǎng)路塹、橋梁、隧道、設(shè)超排水不暢路段：長(zhǎng)路塹、橋梁、隧道、設(shè)超高的平曲線、高的平曲線、 路肩設(shè)截水墻等。路肩設(shè)截水墻等。n 當(dāng)必須設(shè)計(jì)平坡（當(dāng)必須設(shè)計(jì)平坡（0%0%）或小于）或小于0.3%0.3%的縱坡時(shí)，邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計(jì)。的縱坡時(shí)，邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計(jì)。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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(gudng)，連續(xù)上坡，連續(xù)上坡(或下坡或下坡)時(shí)，應(yīng)在不大于規(guī)時(shí)，應(yīng)在不大于規(guī)范所規(guī)定范所規(guī)定(gudng)的縱坡長(zhǎng)度范圍內(nèi)設(shè)置緩和坡段。緩和坡段的縱坡長(zhǎng)度范圍內(nèi)設(shè)置緩和坡段。緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于的縱坡應(yīng)不大于3%，其長(zhǎng)度應(yīng)符合縱坡長(zhǎng)度的規(guī)定，其長(zhǎng)度應(yīng)符合縱坡長(zhǎng)度的規(guī)定(gudng)。n 緩和坡段：縱坡值：不應(yīng)大于緩和坡段：縱坡值：不應(yīng)大于3%n 長(zhǎng)長(zhǎng) 度：不小于最小坡長(zhǎng)要求度：不小于最小坡長(zhǎng)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(zhǎng)度的路段縱向所克服的高差長(zhǎng)度的路段縱向所克服的高差H與路線長(zhǎng)度與路線長(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：越嶺路線連續(xù)上坡標(biāo)準(zhǔn)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(duì)高差為，相對(duì)高差為200500m時(shí)，時(shí)，平均縱坡不應(yīng)大于平均縱坡不應(yīng)大于5.5；相對(duì)高差大于；相對(duì)高差大于500m時(shí)，平均縱坡不應(yīng)大于時(shí)，平均縱坡不應(yīng)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(yīng)大于平均縱坡不應(yīng)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(duì)于海拔。對(duì)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(yīng)較規(guī)定值減少坡應(yīng)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(shè)計(jì)縱坡坡度（設(shè)計(jì)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(dāng)合成坡度當(dāng)合成坡度(pd)(pd)小于小于0.50.5時(shí)，應(yīng)采取綜合排水措施，以保證路面排水暢通。時(shí)，應(yīng)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(biāo)的控制作用合成坡度指標(biāo)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(shè)超高平曲線的配合問題。平坡與設(shè)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(zhǎng)限制：任何路段內(nèi)容：最小坡長(zhǎng)限制：任何路段(l dun)n 最大坡長(zhǎng)：陡坡路段最大坡長(zhǎng)：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(shè)初速設(shè)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各級(jí)( j)公路最大坡長(zhǎng)限制。公路最大坡長(zhǎng)