2道路勘测设计课件第二章
道路勘测设计 第二章道路平面设计3

R
0
]
y P R {1 cos[( LP LS 2) 180 R]}
基本形单曲线回旋线要素计算
(二)设置缓和曲线的圆曲线:基本型单曲线 3、加密桩点坐标计算: (1)缓和曲线段内坐标计算: 切线支距法:
LP x LP 2 40 R 2 LS
L y P 6 RLS
2.4 道路平面设计方法
三、平面设计一般规定与基本步骤
道路平面布置设计的步骤:
(1)根据道路的技术等级,根据《标准》JTG B01-2003和《规范》 JTG D20-2006查出设计速度、最小半径、缓和曲线最小长度、直线 段的最大最小长度等主要技术标准的规定值
(2)根据地形、地物条件确定控制因素
(三)复曲线设计:
3、卵形复曲线:
实际工程中,应尽量避免采用这种曲线
(三)复曲线设计:
3、卵形复曲线:
①复中设置缓和曲线的特点: 缓和曲线段两端点的 曲率半径分别与相应 圆的圆曲线半径一致
曲线定位桩点计算
FZ
较小半径圆曲线相对 于大半径圆曲线内移 一段距离
即复曲线中间缓和曲 线段被原公切点中分 缓和曲线段中点(FZ 点)通过内移距离(内 移值之差PF)的中心
Eh B
切线支距法: x q R sin
Lh
y P R (1 cos )
LP LS 180 [
LS 90 LS 0 (弧度) (度) 2R R
θ
LP LS / 2180
R
x q R sin[( LP LS 2) 180 R]
Eh ( R P) sec R(m) 2
Lh ( 2 0 )
道路勘测设计课件第2章

同理可得汽车左轮上所受的法向反力
Zr Ga B B cos Ga hg sin Pjy sin Pjy hg cos 2 2 B
L
b Pjycos
Lf
Cs
Mjz Yf
Gasin 图2-3汽车曲线行驶的侧向力和反作用力
图2-3所示为汽车在有横坡的公路上作曲线行驶时的受力 情况(俯视图),图中除侧向力及惯性矩MJZ外,其它作 用力及反作用力均未绘出。
图2-2所示为汽车在有横坡的道路上作曲线行驶的受力情况。图中汽车 的重力 G 和惯性力 P 作用在汽车的重心 Cg上,由于横坡的存在,此 时作用在汽车上的侧向力除力 p cos 外,尚有汽车重力平行于路面的 分力 G sin 。
a
jy
yj
a
如对汽车左边车轮与公路接触面中点的连线取矩,则可得
Ga B cos 2
•
• ①保证汽车在路上行驶的稳定性,即保证安全行车,不发生翻车、倒溜或 侧滑。因此需要在研究汽车行驶过程中的力系的平衡条件、分布情况和行 车稳定性等的基础上,合理设置纵、横坡度和弯公以及提高车轮与路面间 附着力。 • ②尽可能提高车速。评价运输效率的指标是汽车运输生产率和运输成本, 平均技术速度是主要影响因素之一。为了提高车速,就需要充分发挥汽车 行驶的动力性能,因此在公路设计时必须严格控制曲线半径、最大纵坡及 坡长,合理设置超高和缓和曲线,并尽可能地采取大半径曲线及平缓的纵 坡。 • ③保证公路上的行车畅通。为保证公路上行车不受阻碍或受尽量小阻碍, 公路线形设计需要保证平面上有足够的视距,纵断面上应正确设计竖曲线, 横断面上应有足够的通行宽度。此外,还应尽可能地减少平面交叉以及采 取增加交通安全和防止公害等措施。 • ④尽量满足行车舒适。线形设计时,需要正确地组合平面线形和纵面线形, 以增进驾驶者和乘客在视觉上和心理上的舒适感,采用符合视觉舒顺要求 的曲线半径,注意线形与景观的协调、沿线的植树绿化等。
道路勘测设计二PPT课件

.
53
6.2最大横向力系数
3)增加燃料消耗和轮胎磨损 μ使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加
横向力 系数μ
0 0.05 0.10 0.15 0.20
燃料消耗 (%)
100 105 110 115 120
轮胎磨损 (%)
100 160 220 300 390
.
n 横向力系数 为 μ=0.2时,其 燃料消耗 与轮 胎磨损 分别比 μ=0时多20 %和近3倍
.
45
5汽车行驶时的横向稳定性
5.2曲线上汽车的受力分析
引入横向力系数μ,作为衡量稳定性程度的指 标,其意义为单位车重的横向力,即
X G
gv2Rih
用V(km/h)表达上述公式,则:
V2 12.7R
ih
46
5汽车行驶时的横向稳定性
.
47
6 圆曲线
各级公路和城市道路不论转角大小均应设置圆 曲线
路线平面线形中常用的单曲线、复曲线、双交 点或多交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等中
采用的措施 纵坡不应过大,一般应小于3%
同大半径凹型竖曲线结合为宜
两侧地形过于空旷时,宜采取栽植不同树种或 设置一定建筑物等措施
长直线或长下坡尽头的平曲线,应对路面超高、
停 车视距等进行检验,必要时须采用设置标
志、增加路面抗滑. 能力等安全措施
22
4.4 直线的最小长度
定义 相邻两曲线之间应有一定长度的直线,这 个直线是指前一曲线的终点(HZ或YZ)到 后一曲线的起点(ZH或ZY)之间的长度
型
沙
漠
公
路
.
36
香 榭 丽 舍 与 凯 旋 门
.
37
德 国 柏 林
《道路勘测设计》第2章平面设计课后习题及答案

第二章 平面设计2—5.设某二级公路设计速度为80km/h ,路拱横坡为2%.⑴试求不设超高的圆曲线半径及设置超高(% 8 i h =)的极限最小半径(μ值分别取0。
035和0。
15)。
⑵当采用极限最小半径时,缓和曲线长度应为多少(路面宽B = 9 m ,超高渐变率取1/150)? 解:⑴不设超高时:)(h V R i 1272+=μ=0.02)]-(0.035[127802⨯=3359.58 m, 教材P36表2-1中,规定取2500m 。
设超高时:)(h V R i 1272+=μ=0.8)](0.15[127802+⨯=219。
1 m , 教材P36表2-1中,规定取250m.⑵当采用极限最小半径时,以内侧边缘为旋转轴,由公式计算可得: 缓和曲线长度:=∆=pi B L '150/1%2%89)(+⨯=135 m 2—6 某丘陵区公路,设计速度为40km/h ,路线转角"38'04954︒=α,4JD 到5JD 的距离D=267.71m 。
由于地形限制,选定=4R 110m ,4s L =70m ,试定5JD 的圆曲线半径5R 和缓和曲线长5s L . 解:由测量的公式可计算出各曲线要素:πδπβ︒•=︒•=-==1806,18022402m ,240000200032R l R l R l l R l p , 解得:p=1.86 m , q = 35 m , =4T 157。
24 m ,则=5T 267.71-157。
24 = 110。
49 m考虑5JD 可能的曲线长以及相邻两个曲线指标平衡的因素,拟定5s L =60 m ,则有:522460p R = ,30260m ==,"28'20695︒=α 解得=5R 115。
227m "00'54322︒=右α ,2-7、某山岭区公路,设计速度为40km/h ,路线转角 "00'3043︒=右α ,1JD 至2JD 、2JD 到3JD 距离分别为458。
大学课程《道路勘测设计》PPT教学课件:2.1-2.2公路平面线形

2.2 直线 2.2.1 直线的特点
2. 直线路线的运用
不受地形、地物限制的平坦地区、沙漠地 区、山间开阔谷地;
市镇及其近郊或方正的耕作区等规划以直 线条为主体的地区;
高路堤、长大桥梁、隧道等路段; 路线交叉点及其前后、收费站前后; 双车道公路提供超车的路段。
2.2 直线 2.2.1 直线的特点
(1)角度为零:汽车行驶轨迹线 为直线;
(2)角度为常数:圆曲线; (3)角度为变数:缓和曲线。
与上述三种状态对应的行驶轨迹线 为:
➢ 1、曲率为零的线形:直线 ➢ 2、曲率为常数的线形:圆曲线 ➢ 3、曲率为变数的线形:缓和曲
线
现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的,称为平面线形三要素。
2.2 直线 2.2.1 直线的特点
技能目标:
1. 能对公路进行超高和加宽平面设计及 计算; 2. 能对路线中桩坐标进行计算; 3. 能对公路进行平面线形设计,并整理 成相应图表。
2.1公路平面线形
2.2直线
2
目
2.3圆曲线
录
2.4缓和曲线 2.5曲线超高与加宽
2.6路线中桩坐标计算
2.7行车视距
2.1 公路平面线形 2.1.1 公路路线基本概念
1. 直线特点: ➢优点: • 1.短捷、直达、有美感; • 2.汽车行驶受力简单,方向明确,操作容易; • 3.易定线,方便测定方向和距离; • 4.提供较好的超车条件。 ➢缺点: • 1.过长直线不灵活,难与地形环境相协调; • 2.直线长度运用不当,易破坏线形的连续性; • 3.过长直线易使人感到单调疲劳,难以目测车间距离
公路勘测设计
学习目录
1. 绪论 2. 公路平面设计 3. 公路纵断面设计 4. 公路横断面设计 5. 公路选线
《道路勘测设计》PPT课件 (2)

(4 )竖曲线上任意点设计标高的计算
1)计算切线高程
H1=H0-(T-x) · i 式中H0 ---变坡点标高(m);
H1 ---计算点切线高程(m) ; i---纵坡度
2)计算设计标高
H=H1+y 式中H---设计标高(m) ;
+---当为凹形竖曲线时取“+”,当为凸形竖曲线时 取“-”。
整理ppt
(2)最小纵坡 为了保证挖方地段、设置边沟的低填方地段和横向排水
不畅地段的纵向排水,防止积水渗入路基而影响其稳 定,规定各级公路的长路堑路段、以及其他横向排水 不畅的路段,均应采用不小于0.3%的纵坡.当必须设计 水平坡(0%)或小于0.3%的纵坡时,边沟排水设计应与 纵坡设计一起综合考虑,在城市道路中一般可采用设 置锯齿形偏沟或采取其他排水措施来处理。
地质、水文等因素,考虑路基稳定、排水及工程量等
的要求,对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲
线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行综合设
计
整理ppt
1
4.1 概 述
④目的: 设计出纵坡合理、线型平顺圆滑的理想线形,以达到行
车安全、快速、舒适、工程费较省、运营费用较少的 目的。 设计纵坡的基础知识。第一,对路基设计标高的规定。 对于新建公路,高速公路和一级公路采用中央分隔带 外缘标高,二、三、四级公路采用路基边缘标高,在 设置超高和加宽路段则是指在设置超高加宽之前该处 标高;对于改建公路,一般按新建公路的规定办理, 也可以采用中央分隔带中线或行车道中线标高。
ip=H/L 式中 ip---平均纵坡;
L---路线长度(m);
H---路线长度L两端的高差( m ) 。
整理ppt
7
4.2 纵 坡 设 计
道路勘测设计平面设计三版PPT课件
36
二、圆曲线半径
(一)计算公式与因素 根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径:
X Fcα o G s α sin
Y
X
X F Gi h
Gv gR
2
Gi
h
G(
v2 gR
ih )
V2 127R
ih
.
37
当设超高时 :
R V2
127( ih )
式中:V——计算行车速度,(km/h);
μ——横向力系数;
.
25
由于路面横向倾角α一般很小,则
sinα≈tgα=ih , cosα≈1 , 其 中 ih 称 为 横 向 超 高
坡度,
XFGhiG g2 R vGhiG(gv2R ih)
采用横向力系数来衡量稳定性程度,其意义为单位车 重的横向力,即
X G
v2 gR
ih
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V2 127R
ih
u越大,行车越. 不稳定
保证横向稳定性的条件:
μ h
或
R V2
127h(ih)
.
33
侧翻示例
.
34
第四节 圆曲线
道路不论转角大小均应设平曲线来实现路线方向的改变
一、圆曲线的特点
①圆曲线半径R=常数,曲率1/R=常数,易测设计算。
②对地形、地物、环境的适应能力强。
③多占用车道宽。
④视距条件差(R小时)-路堑遮挡
.
35
.
▪ 当方向盘转动角度为时,前轮相应转动角度为, 它们之间的关系为: =k ;
▪其中,是在t时间后方向
φ
盘转动的角度, =t ;
▪ 汽车前轮的转向角为
第二章道路勘测设计的主要依据及工作内容 ppt课件
2020/12/27
16
3)、汽车的平衡方程式和行驶条件
a)、汽车的行驶阻力
汽车在道路上行驶时须克服各种阻力,如滚动阻力、空气阻力、 坡度阻力、弯道阻力和惯性阻力等。这些阻力一方面与道路的 特性有关,如路面平整程度、坡度、弯道曲率半径等,另一方 面则随车辆的运行特性而变,如车辆总重、行驶速度、速度变 化速率、车身迎风面积和外廓线形等。
(2)、汽车的横向稳定性(曲线上)
滑移:
V2
R 127h ih
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32
4)、汽车的行驶稳定性和制动性能
(2)、汽车的横向稳定性(曲线上) 稳定性保证:
发生横向倾覆前,先发生滑移。
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33
4)、汽车的行驶稳定性和制动性能
(3)、汽车的纵横组合稳定性
上坡速度降低,耗费增加,而下坡 存在合成坡度,比较危险。
RR wR RR I
式中,Rm为车辆总行驶阻力,kg。在车辆下坡或减速行驶 时,式中的坡度阻力或惯性阻力为负值。
由上述各项阻力的关系式可以看出,除空气阻力外,其它
各项阻力均与车辆的总质量成正比;而除了坡度阻力和惯性
阻力外,其它各项阻力还与车辆的行驶速度或速度平方成正
比。
车辆总质量和行驶速度是影响行驶阻力大小的两项最主要
车辆重量大小,主要影响到对道路和桥梁的结构承载能力的要求 。重量特性主要由车辆总重和轴重以及轴型和轮型表征。车辆总 重或轴重越大,对道路和桥梁结构承载能力的要求越高,同时, 在使用过程中对道路和桥梁的损坏越严重,因而,所建工程的造 价(投资)和工程的运营(维护)费用便越高。为了兼顾道路建 设和运营部门及道路使用者双方的利益和便利,对道路上行驶车 辆的总重和轴重的最高值进行定量限制。
2第二章道路勘测设计
第六节
平面设计成果
一、直线曲线转角表 通过测角、量中线、配半径后的成果,反映设计者对 平面线形的布置意图,绘制平面图的依据。 内容: 1、交点号: JD12 2、交点桩号: K3+254 3、偏角值:α左=32°34′58″;α右=27°56′13″
4、曲线要素: 曲线半径 R ; 缓和曲线参数A2=R×LS; 缓和曲线长度LS (由计算或查表取得);
α
hc
iF
Lc
B
ic i hc
(三)超高的构成
1、绕内边缘转(新建路)
2、绕中轴转(改建路)
二、弯道加宽(P36)
因弯道行驶时占路宽比直线宽,因此在弯道部分路基应加宽。 (一)加宽值计算 单车道:e=R- R 2 L2 R—平曲线半径 L—前保险杠到后轴的距离 R2-L2= R2+e2-2Re 由于2Re>> e2,因此略去e2 得e= L2/2R 考虑汽车的摆动幅度,在弯道上加宽。
(二)超高缓和段
1、边轴旋转法 超高缓和段LC=BiC/iF iC=tgα=hC/B ic——超高横坡度 i——路拱坡度 2、中轴旋转法 iF= hC/LC ,LC= hC/iF 因 hC=Bi/2+ BiC/2 得:LC=(B/2)×(iC+i)/iF iF 平区—1%;重区—2% 超高渐变率(P33) 边转与中转相比:LC边>LC中 LC采用5的倍数,不小于10M
(3)错车视距SZ (4)超车视距Sq (5)避让障碍视距S
二、视距标准
1、停车视距:
L1 Ss L0
S停=L1+SS+L0=Vt/3.6+V2K/254(Φ+i)+L0 V—Km/h t—S K—制动器使用系数1.2-1.4 Φ—纵向附着系数 i—纵坡度 上坡“+”下坡“-” V 120 Φ 0.29 计算完取整 平 110 100 0.31 80 60 50 0.31 0.33 0.35 二 重 40 平 75 三 重 30 平 40 40 0.38 30 0.44 四 重 20 20 0.44
第二章:汽车行驶性能 《道路勘测设计》
高速稳定性和操纵轻便性。
汽车的转向特性影响着汽车在弯道 上的行驶轨迹。
10
5. 燃油经济性
指汽车以最少的燃油消耗量完成单 位运输工作的能力,它是汽车的主 要使用性能之一。
汽车燃油经济性越好,单位行程的 燃油消耗量越小。
11
6.行驶平顺性
指汽车在不平坦的道路上行驶时, 免受冲击和震动的能力。 汽车行驶的平顺性,对汽车平均技 术车速、驾驶员和乘客的舒适性、 运货的完整性等有很大影响。
28
滚动阻力的大小:
R f Gf cos
cos 1
R f Gf
Rf---滚动阻力(N);
G— 车辆总重力(N);
f— 滚动阻力系数,它与路面类型、轮胎结构和
行驶速度等有关,一般应由试验确定,在一定类型 的轮胎和一定车速范围内,可视为只和路面状况有 关的常数。
29
(2)坡度阻力
汽车减速行驶,直至停车。
36
三、汽车行驶条件
2.汽车的行驶条件
(1) 汽车行驶的必要条件(即驱动条件)
要使汽车行驶,必须具有足够的驱动力来克服各 种行驶阻力,即:
T R
(2) 汽车行驶的充分条件 汽车行驶的充分条件是驱动力小于或等于轮胎与 路面之间的附着力,即:
T G k
依维柯 45· 10 南京汽 车制造 厂 6000 2000 2730 4500 3310 1692 1544 76/3800 230.3/8.0/~120 ≥30° 12.10/2 6.194 3.894 2.260 1.428 1.000 5.692
生产厂名
北京汽 车二厂 4710 1850 2100 1800 4075 2800 1480 1470 55.2/171.5/15/85 36 5.7 6.09 3.09 1.71 1.00 4.95 5.83
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2
D = f +i+
δ
g
a
——D 2.动力特征图 ——D与V的关系 修正系数 λ ——与海拔,满载程度 ——与海拔, 与海拔
二、汽车的行驶状态 1.道路阻力系数
ψ =
f +i
λ
a=
λg f +i λg (D − )= (D −ψ ) ζ ζ λ
2.
ψ < 0 , a>0 加速 ψ = 0 , a=0 等速 ψ > 0 , a=<0 减速
3.每一排挡各自 Dmax 对应的速度称为临界速度 4.稳定行驶V1 > Vk 不稳定行驶 V1 < Vk 某档 Vmax ≥ V ≥ Vk ,否则需要换档 5. 也称为最小稳定速度
Vk
三、爬坡能力——等速 a=0 爬坡能力 等速 a=0
i = λD − f
α 最低档爬坡能力大, 最低档爬坡能力大, 大,
最大爬坡度
sin α ≠ π
cos α ≠ 0
λDIm ax = f cos α + sin α
imax = tgα Im ax
四、加减速行驶 1.计算公式 2.行程图 3.行程图的用法 求加速最短行程和减速最大行程 求 V2 绘制沿线最大车速图
第三节
汽车行驶的稳定性
一、纵向 1.倾覆 2.滑移
K r T
二、行驶阻力——空气、道路、惯性 行驶阻力——空气、道路、 ——空气 1.空气阻力 1.空气阻力 V大, R w 大 Rw = 0.5KAρV 2 2.道路阻力 滚动阻力、 2.道路阻力 滚动阻力、坡度阻力 3.惯性阻力 惯性力系数 3.惯性阻力 主要与飞轮的转动惯量以及传动系的传动比有关
i < i0
i < iϕ
分析得: 分析得: iϕ < i ϕ
3.保证 i < i ϕ 注意装载高度影响重心高度
二、横向 1.平曲线上的汽车受力分析 越大, 横向力系数 µ 越大,稳定性越差 2.倾覆 µ ≤
b 最小R或者V的计算公式见公式2 ,最小R或者V的计算公式见公式2-35 2h g
3.滑移 µ ≤ ϕ h 4.保证 µ ≤ ϕ h
道路勘测设计
第二章
汽车的行驶特性
第一节 汽车的驱动力及行驶阻力 一、驱动力 1.发动机的特性曲线 取值: 1.发动机的特性曲线 取值: 发动机的技术说明书 经验公式, 经验公式,近似计算 2.驱动轮扭矩 驱动轮扭矩: 2.驱动轮扭矩: M K = M RηT
n 3.汽车的驱动力 3.汽车的驱动力 T = Mr = M rη = 0.377 V Mητ ( N ) 对同一发动机要得到大的驱动力与高速度不可兼得
汽车的制动性
P + PR + RI = 0
2.制动距离
第五节
评价指标
燃油经济性
燃油消耗率 g e ——发动机每千瓦小时的燃油耗油量 发动机每千瓦小时的燃油耗油量
ห้องสมุดไป่ตู้
一、 纵向组合稳定性 1.弯道阻力 2.纵坡 i ≤ imax
V2 − ih 127 R
V2 在直坡道上, 3.在直坡道上,有 i + ih ≤ imax 1 gR
V2 4.近似地 曲线上有 i + ih ≤ imax 2 gR
近似: 近似:i max 2
= i max 1
第四节
一、评价指标 二、制动距离 1.制动平衡方程 p > Gϕ 则滑移 制动力 p ≤ Gϕ
三、汽车的运动方程与行驶条件 负荷率U 1.驱动平衡方程 负荷率U UT=R 2.行驶条件 必要条件: 必要条件: T ≥ R 充分条件: T ≤ ϕGk 充分条件:
第二节
动力特性及加减速行驶
一、动力因数 表征汽车在海平面高程上, 1.D 表征汽车在海平面高程上,满载情况下每单位车重 克服阻力和惯性力的能力 :