第一篇第一章第三章辅导

1第一篇第一章、第三章第一章绪论一、重点、难点问题辅导1、理解纵断面的概念。2、理解汽车的驱动力与车速的关系，掌握汽车的行驶阻力及运动方程。3、掌握汽车的动力因数，了解汽车的行驶状态，汽车的爬坡能力，汽车的加减速行驶状态。4、了解汽车纵向行驶稳定性。5、掌握纵坡设计的基本规定及意义。6、掌握竖曲线半径确定的理论依据，能够进行竖曲线设计及计算。学习重点：纵坡设计；竖曲线设计；平纵面线形组合设计。难点：汽车动力特性；纵向行驶稳定性。内容提要和学习指导二、典型例题1．路基工程的主要特点有哪些？路基应满足哪些基本要求？答：路基工程的主要特点（1）工程数量大（2）涉及面较广、工程复杂（3）工期长、耗费劳力多因此路基施工对施工工期的影响比较大，甚至会成为影响公路建设期限的关键因素。对路基的基本要求：路基是道路的基本结构物，除要求路基设计有正确合理的断面尺寸以外，还应满足以下基本要求：（1）具有足够的整体稳定性；（2）具有足够的强度和刚度；（3）具有足够的水温稳定性。2．路基设计的具体内容主要包括哪几方面？答：路基设计的具体内容主要包括以下方面：（1）收集设计资料，(如沿线地质、水文、地形、地貌、气象等资料)作为路基设计的依据。2（2）设计路基主体，确定路基横断面形状及边坡坡度。（3）排水系统及排水结构物的布置与设计。（4）坡面防护、冲刷防护和支挡构筑物的布置与设计。（5）路基工程的其它设施（如取土坑、弃土堆、护坡道等）的布置与计算。3．我国公路用土的依据及分类如何？路基土的依据及工程分级如何？答：我国公路用土依据土的颗粒组成特征，土的塑性指标及土中有机质含量的情况，分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类，并进一步细分为11种土。路基土的工程分级：在施工中路基土、石按其开挖时的难易程度，可分为六级，4．各类土的工程性质如何？答：各类土的工程性质：各类公路用土具有不同的工程性质，在选择路基填筑材料及修筑稳定土路面结构层时，应根据不同的土类分别采取不同的工程技术措施。砂性土是修筑路基的最好的材料，粘性土次之，粉性土是不良材料，最容易引起路基病害。重粘土（特别是含有蒙脱石的重粘土）也是不良的路基土。此外，还有一些特殊的土类，如具有特殊结构的土（大孔土或黄土）、含有机质的土（泥碳、硅藻土等）、以及含易容盐的土（盐渍土、石膏土等），用于填筑路基时必须采取相应技术措施。5．什么是路基水温状况？它对路基有何影响？答：路基水温状况：由湿度与温度变化对路基产生的共同影响称为路基的水温状况。路基水温状况的影响：冬季：（1）沿路基深度出现较大的温度梯度。（2）在冻结区出现水分的迁移和积聚（在土质水文条件差的区域）。（3）路基部分区域出现冻胀。春季：（1）路基上层土的湿度增大，路基的强度或承载能力大大降低。（2）交通量繁重的路段，形成了翻浆。冻胀和翻浆的出现，使路基路面遭受严重破坏。形成冻胀和翻浆的主要原因是路基在冻结期间发生的水分积聚。影响水分积聚的因素：土、水、温度。6．路基干湿类型对路基有何影响？划分为哪几类？划分路基干湿类型的方法有哪几种？答：路基干湿类型与路基的强度及稳定性有密切的关系，并在很大程度上影响路面的结3构及厚度的设计。路基干湿类型划分为四类：干燥、中湿、潮湿和过湿。为了保证路基路面结构的稳定性，一般要求路基处于干燥或中湿状态。潮湿、过湿状态的路基必须经处理后方可铺筑路面。路基干湿类型划分的方法：（1）以分界稠度划分路基干湿类型（2）以路基临界高度判别路基干湿类型7．路基的受力状况如何？答：路基承受两种荷载，一种是路面路基自重产生的荷载，另一种是车辆轴重而产生的荷载。在两种荷载的共同作用下，路基土在一定范围内，处于受力状态。正确的设计应使路基土在轮载作用下只产生弹性变形，当车辆使过后，路基可以恢复原状，这样可以保证路基的相对稳定，而不致引起路面的破坏。8．何谓路基工作区？答：在路基的某一深度处，，车辆荷载引起的应力与路基自重引起的应力相比只占一小部分（1/5∼1/10），在此深度以下，车辆荷载对土基的作用影响很小，可以忽略不计。将此深度Za范围内的路基称为路基工作区。9．路基的常见病害有哪些？防治路基病害的措施有哪些？答：路基的常见病害：裸露在大气中的路基，经受着各种自然因素的作用及土体自重和行车荷载的作用。路基的常见病害有以下几种。（1）路基的沉陷：路基的沉陷是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落。（2）边坡的滑塌：路基边坡的滑塌是最常见的路基病害之一，根据边破土质类别、破坏原因和规模的不同，可分为以下两种：1）溜方：有少量土体沿土质边坡向下移动所形成。2）滑坡：一部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动。（3）路基沿山坡滑动（4）不良地质和水文条件造成的路基破坏路基病害防治。为了保证路基的稳定性，防止各种病害的发生，可采取以下措施：4（1）正确设计路基横断面。（2）选择良好的路基用土填筑路基，尤其对路基上层填土。（3）选择正确的填筑方法，充分压实路基，使其达到规定的压实度。（4）适当提高路基，防止水分从侧面渗入或因地下水位上升而侵入路基工作区范围。（5）正确进行排水设计，（包括地面排水、地下排水、路表面排水以及地基的特殊排水）。必要时设置隔离层（用以阻隔毛细水上升）、隔温层（用以减小路基冰冻深度和水分的积聚）及砂垫层（用以疏干土基）。（7）采取边坡加固与防护措施，修筑挡土结构物，以提高路基的整体稳定性。以上各项措施其目的在于防止水分侵入路基，或使已侵入的水分迅速从路基排出，保持路基干燥，提高路基的整体强度和稳定性。10．影响路基稳定性的主要因素有哪些？答：影响路基稳定性的因素很多，归纳起来主要是水和温度两大方面，另外与路基填土本身的工程特性也有密切的关系。影响路基水温状况的因素有自然因素和人为因素。人为因素可以控制，但自然因素不可以控制，只能充分认识它，取其利避其害。11．对路基土进行分类的主要依据是什么？答：（1）土的颗粒粒径组成（分布）。（2）土的塑性指标。（3）土颗粒的矿物成分或其余物质含量。12．路基工程的主要病害类型有哪些?答：（1）路堤沉陷；（2）边坡滑塌；（3）碎落、崩塌、风化：（4）不良地质和水文条件造成的破坏。第三章纵断面一、重点、难点问题辅导沿道路中线竖向剖切然后展开的剖面称为道路的纵断面图，它反映了道路中线原地面的起伏情况以及路线设计的纵坡情况。路线纵断面设计即是根据自然地理条件、气候情况、汽5车的动力特性以及道路等级等情况，拟定的道路竖向起伏变化的空间线形。纵断面图上主要反映两条线：一是地面线，是根据道路中线上各桩的高程而点绘成的一条不规则的折线，反映了原地面的起伏变化情况。一是纵断面设计线，它是经过技术上、经济上以及美学上等多方面进行比较及研究后确定出来的一条具有规则形状的几何线形，它反映了道路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直坡段及曲线段组成的，直坡段有上坡、下坡之分，上坡为正坡，下坡为负坡，用坡度（%）及坡长（m）表示，坡长为直坡段的水平投影长。直坡段坡度的大小直接影响车辆的行驶速度、行驶安全及运输效率，他们一些极限值的确定及限制，是受汽车类型及行驶动力制约的。在两直坡的变坡点处为平顺行车及必要的视距，以一曲线进行过渡，称为竖曲线。竖曲线分凹、凸，以半径大小及水平投影长度表示。纵坡与汽车行驶特性有关。一、汽车行驶理论（一）汽车的牵引力（二）汽车的行驶阻力（三）汽车的行驶条件1、为使汽车行驶，牵引力必须足以克服各项阻力，行驶中牵引力与各项阻力平衡，称为牵引平衡。即：jifwtRRRRRP1.3.15或：dtdvgGiGfGkFVriiMkmke13201.3.16牵引力必须等于各项行驶阻力之和，这是汽车行驶的必要条件，也称驱动条件。2、牵引力不能大于轮胎与路面间的摩擦力汽车行驶中以增加发动机的扭矩，加大传动比等措施来增加牵引力，并不是总能生效。若轮胎与路面间的摩擦附着力不够大，汽车将在路面上打滑。这样增加扭矩只会使驱动轮加速旋转，路面的切向作用力（即牵引力）并不会增加，所以除了驱动条件外，还受附着条件的制约。附着力Pφ是当车轮在未承受侧向力的条件下，车轮与路面在接触面上无相对位移时，路面对轮胎的切向作用力的极限值。ZXPmax1.3.17（四）汽车的动力因素和行驶性能图1、汽车的动力因素2、行驶性能图行驶性能图即D～V的关系曲线，式1.3.19的图示。1）绘制过程2）实用中对D值的修正3）D值的使用范围4）特性图的作用，应用汽车动力特性图可以确定：1）汽车各排挡在正常行驶条件下的速度范围，即临界速度Vk，D最大时的速度，速度小于Vk将出现不稳定行驶。限制速度Vmax，转速最大时的V，当阻力大于此排挡时的阻6力时应换低挡，反之换高挡。2）汽车在一定的道路状况下可能的行驶速度和在一定的速度下可能爬的坡度。3）在一定的道路状况下，确定汽车行驶的加减速情况，并确定最大的加速率和最小减速率。（五）汽车的最高速度和最小稳定速度（六）汽车的几种行驶情况1、等速行驶2、减速行驶3、加速行驶（七）理想的最大坡度i1和不限长度的最大坡度i21.理想的最大坡度i12.不限长度的最大坡度i2（八）加减速行程和坡长限制（九）陡坡的最大长度和缓坡的最小长度二、纵坡设计（一）纵坡设计的一般要求（二）纵坡设计的基本规定三、竖曲线在道路纵断面上，为便于行车安全舒适，对于两个不同坡度的坡段，在转折处需要设置一段曲线进行缓和，我们把这一段曲线称为竖曲线。竖曲线的形式可以采用抛物线或圆曲线等多种形式，这里只介绍抛物线型竖曲线。（一）竖曲线要素的计算公式1.坡度差ω变坡点前后两侧纵坡坡度分别为1i和2i，1i、2i上坡为“+”，下坡为“－”，用表示坡度差，即12ii，当0时竖曲线为凹形竖曲线；0时，竖曲线为凸形竖曲线，见图1.3.11。2．竖曲线的基本方程式Rxy22（1.3.28）1.切线上任意一点与竖曲线的距离hRlRxlRxllxxRliRxlxRPQhAAAAAAQP2)2()2(21)2()(21yy2222122（1.3.30）注意l值从竖曲线的起讫点算起。2.竖曲线长度LRRiRixxLAB12（1.3.31）73.竖曲线切线长T因为在变坡点处RTRTEhBA2222，所以2LTTTBA（1.3.32）4.外距E由式1.3.30RTE22（1.3.33）5.内距M由图1.3.12，)2(212RLEM8884222RRLRLRLM（1.3.34）设计竖曲线时常用的公式如下：RlhRTETRL222L22（二）竖曲线的最小半径理论上限制竖曲线设计的因素在纵断面设计中，竖曲线的设计要受到很多因素的限制，但对于竖曲线的最小半径和最小长度主要有三个因素限制，即汽车行驶的缓和冲击、行驶时间、视距要求。四、道路平纵线形组合设计（一）视觉分析（二）道路平、纵线形组合设计1、平、纵线形组合的一般设计原则；2、平曲线和竖曲线的组合五、道路纵断面设计（一）纵断面设计的方法和步骤（二）纵坡设计应注意的问题（三）纵断面图的绘制（四）城市道路纵断面设计的一般原则