【高速公路】第五章 縱斷面設計.ppt

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第五章 縱斷面設計 5.1概述5.2縱坡設計5.3豎曲線設計5.4 平縱面線形組合設計5.5高等級道路上的爬坡車道5.6高速公路縱斷面布局5.7縱斷面設計方法與縱斷面設計圖復習思考題Date15.1概述用一曲面沿道路中線豎直剖切,展開成平面稱道路的縱斷面。反映路線在縱斷面上的形狀、位置及尺寸的圖形叫路線縱斷面圖,它反映路線所經地區中線之地面起伏情況與設計標高之間的關系,它與平面圖、橫斷面圖結合起來,就能夠完整地表達道路的空間位置和立體線形??v斷面線形設計應根據道路的性質、任務、等級和地形、地質、水文等因素,考慮路基穩定、排水及工程量等的要求,對縱坡的大小、長短、前后縱坡情況、豎曲線半徑大小以及與平面線形的組合關系等進行綜合設計,從而設計出縱坡合理、線形平順圓滑的理想線形,以達到行車安全、快速、舒適、工程費較省、運營費用較少的目的。道路縱斷面設計與選線有密切的關系,實際上在選線過程中已做了縱坡大小、坡長分配、縱面與平面配合等的考慮,縱斷面設計是將選線的預想具體化,因此,可以認為縱斷面設計是選線工作的繼續和深化。當然,在縱斷面設計過程中還將對選線的預想做些適當的修正,如果在選線過程中對縱坡值考慮不夠,就可能改線。Date2Date3第三,一般認為道路上3%的縱坡對汽車行駛不造成困難,即上坡時不必換檔,下坡時不必剎車。對于小于3%的縱坡,可以不作特殊考慮,只是為了排水的需要(公路邊溝的溝底縱坡與路線縱坡一般是相同的),一般要有一個不小于最小縱坡的坡度。如果排水上無困難,可以用平坡。但是采用了大于5%的縱坡時,必須慎重考慮,因為縱坡太大,上坡時汽車的燃料消耗過大,而下坡時又必須用剎車,重車或有拖掛車的車輛都易出事故,對運輸經濟與安全極為不利。Date4Date55.2縱坡設計1.縱坡度2.坡長限制3.合成坡度4.縱坡設計的一般要求Date61.縱坡度(1)最大縱坡(2)最小縱坡(3)平均縱坡(4)高原縱坡折減Date7Date8Date9Date10Date11Date12Date13Date14Date152.坡長限制(1)最大坡長限制(2)最小坡長限制(3)組合坡長Date16Date17Date18Date19Date20Date21Date22Date23Date245.3豎曲線設計縱斷面上兩相鄰不同坡度線的交點稱為變坡點。為保證行車安全、舒適以及視距的需要,而在變坡處設置的縱向曲線,即為豎曲線。相鄰兩坡度線的交角用坡度差“ω”表示,坡度角一般較小,可近似地用兩坡段坡度的代數差表示,即ω=i2-i1 ,式中、分別為兩相鄰坡段的坡度值,上坡為正,下坡為負。如圖4-2。ω為正,變坡點在曲線下方,豎曲線開口向上,稱為凹形豎曲線;ω為負,變坡點在曲線上方,豎曲線開口向下,稱為凸形豎曲線。 各級道路在變坡點處均應設置豎曲線。豎曲線的線形采用二次拋物線。由于在其應用范圍內,圓曲線與拋物線幾乎沒有差別,因此,豎曲線通常表示成圓曲線的形式,用圓曲線半徑R來表示豎曲線的曲率半徑。 Date25Date26Date27Date28Date29Date30Date312.豎曲線設計標準豎曲線最小半徑豎曲線最小長度凹形豎曲線極限最小半徑凸形豎曲線極限最小半徑豎曲線的一般最小半徑Date32Date33Date34Date35Date36Date37Date38Date39Date40Date41Date42Date43Date44Date45Date465.4平縱面線形組合設計道路的空間線形是指由道路的平面線形和縱面線形所組成的空間立體形狀。道路線形設計首先是從路線規劃開始的,然后經選線、平面線形設計、縱面線形設計和平縱線形組合設計的過程,最終以平、縱組合的立體線形展現在駕駛員眼前的。行駛過程中,駕駛員所選擇的實際行駛速度,是由他對立體線形的判斷作出的,因此,設計中僅僅滿足平面、縱面線形標準還是不夠的。道路的空間線形應能保持視覺的連續性,并有足夠的舒適感和安全感。Date47Date48Date49Date50Date51Date52Date53Date54Date55Date565.5高等級道路上的爬坡車道1.設置爬坡車道的條件2.爬坡車道的設計Date57Date581.設置爬坡車道的條件(1)公路高速公路、一級公路縱坡長度受限制的路段,應對載重汽車上坡行駛速度的降低值和設計通行能力進行驗算,符合下列情況之一者,在上坡方向行車道右側設置爬坡車道:1)沿上坡方向行駛載重汽車的行駛速度降低到表4-14的允許最低速度以下時,可設置爬坡車道。2)上坡路段的設計通行能力小于設計小時交通量時,應設置爬坡車道。Date59Date60Date61Date622.爬坡車道的設計(1)橫斷面組成爬坡車道設于上坡方向主線行車道右側,如圖4-7所示。爬坡車道的寬度一般為3.5m,包括設于其左側路緣帶的寬度0.5m。爬坡車道的路肩和主線一樣仍然由硬路肩和土路肩組成。但由于爬坡車道上行駛速度較低,其硬路肩寬度可以不按主線的安全標準要求設計,一般為1.0 m。而土路肩寬度以按主線要求設計為宜。對長而連續的爬坡車道,為了臨時停車的需要而應按規定設置緊急停車帶。爬坡車道的曲線加寬按行車道曲線加寬有關規定執行。 Date63Date64Date65(3)平面布置與長度爬坡車道的平面布置如圖4-8所示,其總長度由起點處漸變段長度L1、爬坡車道的長度L和終點處附加長度L2組成。起點處漸變段長度L1用來使主線車輛駛離主線而進入爬坡車道,其長度一般取45m。爬坡車道的位置與長度L,一般應根據所設計的縱斷面線形,通過加、減速行程圖繪制出載重車行駛速度曲線,找出小于容許最低速度的路段,從而得到需設爬坡車道的位置及長度L。爬坡車道終點處附加長度L2用來供車輛駛入主線前加速至容許最低車速,其值與附加段的縱坡度有關,見表4—16規定,該附加長度包括終點漸變段長度60m在內。Date66Date67(4)爬坡車道長度的確定設計步驟如下:(1)繪制道路縱斷面線形圖,如課本圖5-11所示,其中LV為豎曲長度線(2)繪制分段換算坡度圖,換算成直線坡段。換算如下: 長度不足200m的曲線,各取一半分別采用其前后的坡度值 長度大于200m的曲線,當其前后坡度的代數差絕對值小于0.5% 時,分成四段,兩端的1/4段采用其前后坡段的坡度值,中間的2/4段采用前后坡段坡度代數平均值。(3 )繪制速度曲線圖,(4)確定爬坡車道的長度。由速度圖直接找出低于容許車速的界限范圍及相應的起訖點長度,即為所求的爬坡車道的長度。即C圖中的LV值。爬坡車道的長度通常是根據爬坡性能曲線用圖解方法求取。按道路設計縱坡與坡長的關系,經查爬坡性能曲線圖逐段推求各端點車速,其中低于容許最低車速的分割路段,即為待定的爬坡車道起訖點的范圍。Date685.6 高速公路縱斷面的布局 一、平原地區高速公路的填土高度二、山區高速公路縱斷面設計特點三、縱斷面設計的一般原則Date695.6 縱斷面設計方法與縱斷面設圖 一、縱斷面設計方法與步驟1.準備工作縱坡設計前,應根據中樁和水準記錄點繪出路線縱斷面圖的地面線,繪出平面直線、平曲線示意圖,寫出每個中樁的樁號和地面標高以及沿線土壤地質說明資料,并熟悉和掌握全線有關勘測設計資料,領會設計意圖和要求。Date70Date71Date72Date73Date74Date75Date76Date77Date78Date79Date80Date81Date82Date83Date84Date85
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高速公路 縱斷面 設計 第五
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