第四章纵断面设计.ppt
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1、,第四章 纵断面设计,本章主要介绍纵坡设计和竖曲线设计的基本方法。学习平、纵线形组合的基本思路,掌握纵断面设计图的绘制方法。,第一节 概 述,纵断面图主要由地面线和设计线组成。 地面线:根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线,反映了沿着中线地面的起伏变化情况。,一、纵断面图,设计线:反映了道路路线的起伏变化情况 。由直坡段和竖曲线组成。,路基设计洪水频率:路基工程中采用一定的洪水频率作为路基防水设计标准,称为路基洪水频率。,二、设计标高 纵断面设计线上的标高, 新建公路:高速公路、一级公路:为中央分隔带的外侧边缘标高; 二、三、四级公路:为路基边缘标高,在设置超高、加宽的地 段为设加宽
2、、超高前的路基边缘标高。, 改建公路:一般按新建公路处理,也可视具体情况采用中线标高。,第二节 纵坡及坡长设计,一 纵坡设计的一般要求,。必须满足标准规定,。纵坡应该尽量平顺起伏不易过大,。考虑沿线地形地质、水文等,。纵坡设计应考虑填挖平衡,。平原区应满足最小填土高度要求,。桥梁隧道交叉口前后纵坡应较缓,二 最大纵坡,各级公路最大纵坡,对桥上及桥头路线的最大纵坡: 大、中桥上纵坡不宜大于4%,紧接大、中桥桥头两端的引道纵坡应与桥上纵坡相同。小桥涵不做特殊要求。,隧道部分路线纵坡: 隧道内纵坡不应大于3%,但短于50m的隧道其纵坡不受此限制; 紧接隧道洞口的路线纵坡应与隧道内纵坡相同。,三 高原
3、纵坡折减,当折减后的最大纵坡值小于4%,仍采用4%。,四 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,在长路堑、低填以及其它横向排水不通畅地段,为保证排水要求,防止积水渗入路基而影响其稳定性,纵坡不应小于0.3%,一般情况下以不小于0.5%为宜。,五 坡长限制,最短坡长的限制主要是从汽车行驶平顺的要求考虑的。 如果坡长过短,使变坡点增多,汽车行驶在连续起伏地段产生的增重与减中的变化频繁,导致乘客感觉不舒适,车速越高越感突出 从路容美观、相临两竖曲线的设置和纵面视距等也要求坡长应有一定最短长度。 通常取910秒的行程距离。,1最短坡长限制,主要是对陡坡的坡长进行
4、限制。 原因:车辆在陡坡上行驶时, 上坡时使行车速度显著下降,甚至要换较抵挡位克服坡度阻力; 上坡时易使水箱“开锅”,导致汽车爬坡无力,甚至熄火; 下坡行驶制动次数频繁,易使制动器发热而失效,甚至造成车祸。 当陡坡由几个不同坡度的路段组成时,应对其进行检验;检验方法有两种:平均坡度法、百分比法。,2最大坡长限制,六 缓和坡段 在两段较长的陡坡间设置的小于3%的坡段称为缓和坡段。 在纵断面设计中,当陡坡的长度达到限制坡长时应安排一段缓坡,用以恢复在陡坡上降低的速度。同时考虑下坡安全的需要。 标准规定缓和坡段的纵坡应不大于3%,其长度应不小于最短坡长。,七 平均纵坡 平均纵坡是指一定长度的路段纵向
5、所克服的高差与路线长度的比值。 二级、三级、四级公路越岭路线的平均纵坡,一般以接近5.5%(相对高差200m500m)和5%(相对高差大于500m)为宜,并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5%。 八、合成坡度 合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度。 计算公式: 最大合成坡度: 最小合成坡度:合成坡度过小,会导致路面排水不畅,影响行车安全。各级公路最小合成坡度不宜小于0.5%。当合成坡度小于0.5%时,应采取综合排水措施,以保证路面排水畅通。,第三节 竖曲线,纵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。 竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线
6、,在使用范围二者几乎没有差别。但抛物线在计算上比圆曲线方便,因此设计中一般采用二次抛物线。,一、竖曲线要素的计算公式,设变坡点相临两纵坡坡度分别为i1和i2,它们的代数差用 表示,即, 当 为“+”时,表示凹形竖曲线; 为“-”时,凸形竖曲线。,竖曲线长度: 竖曲线切线长: 竖曲线上任一点竖距: 竖曲线外距:,二、竖曲线的最小半径,1. 凸型竖曲线最小半径 考虑因素:离心加速度不过大、停车视距要求。 两方面因素中,视距要求的最小半径值更大,因此,标准根据视距要求规定了凸型竖曲线的极限最小半径,并将其值的1.52倍规定为一般最小半径。,2. 凹型竖曲线最小半径 考虑因素:离心加速度不过大、夜间前
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