纵断面设计习题答案

3-1.汽车的行驶阻力有哪些？汽车的行驶条件对路面的要求是什么？答：有○1空气阻力○2道路阻力○3惯性阻力。根据汽车的行驶条件，对路面提出了一定要求，宏观上要求路面平整而平实，尽量减小滚动阻力，微观上又要求路面粗糙而不滑，以增大附着力。3-2.道路最大纵坡是如何确定的？答：确定最大纵坡不仅根据道路等级、自然条件、动力性能，还要考虑工程和运营的经济的。我国《标准》规定最大纵坡时，对汽车在坡道上行驶情况进行了大量调查、实验，并广泛征求各有关方面特别是驾驶员的意见，也考虑了畜力车通行状况，经综合分析研究后确定了最大纵坡值。3-3.为何要进行坡长限制？达到坡长限制值后如何设计？答：纵坡越陡，坡长越长，对行车影响也越大。主要表现在：行车速度显著下降，甚至要换低排挡克服坡度阻力；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，易使制动器发热失效，甚至造成车祸；影响通行能力和服务水平。因此，对纵坡长度加以限制。在纵断面设计中，当纵坡的长度达到限制长度时，按规定设置的较小纵坡路段称为缓和坡段。其作用是恢复在较大纵坡上降低的速度；减少下坡制动次数，保证行车安全，确保道路通行质量。在缓坡上汽车加速行驶，缓坡的长度应适应该加速过程的需要。3-4.为何要限制平均纵坡及合成坡度？答：限定平均纵坡度是为合理运用最大纵坡度、坡长限制和坡段的规定，保证车辆安全顺适行驶；在有平曲线的坡道上，应将合成坡度控制在一定的范围内，可避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起改方向滑移，保证行车安全。3-5.竖曲线的要素有哪些？竖曲线最小半径如何确定？答：要素有：竖曲线长度L、外线长T、外距E根据缓和冲击、行驶时间及视距要求三个限制因素，可计算出个设计速度时的凸形竖曲线最小半径和最小长度，《标准》规定的一般最小半径为极限最小半径的1.5~2.0倍，在条件许可时应尽量采用大于一般最小半径的竖曲线为宜。3-6.为何要设置爬坡车道？如何设置？答：为何设置：在公路纵坡较大路段上，载重车爬坡时需克服较大的爬坡阻力，是输出功率与车重比值降低，车速下降，大型车与小型车的速差较大，超车频率增加，对行车安全不利。速差较大的车辆混合行驶，必然减小快车的行驶自由度，导致通行能力降低。为消除上述不利影响，宜在陡坡路段增设爬坡车道，将载重车从从正线车流中分流出去，以提高小客车行驶的自由度，确保行车安全，提高路段的通行能力。如何设置：1.横断面组成：爬坡车道设于上坡方向正线行车道右侧，宽度一般为3.5m，包括设于左侧路缘带的宽度0.5m，爬坡车道的平曲线需要加宽时，应按一个车道规定加宽设计。2.横坡度：若爬坡车道位于直线路段时，其横坡度的大小同正线拱坡度，采用直线式横坡，坡向向外。另外，爬坡车道右侧路肩的横坡度大小和坡向参照正线与右侧路肩之间的关系确定。3.平面布置与长度.爬坡车道的平面布置视公路等级有不同设置，其总长度由分流渐变段长度、爬坡车道长度和合流渐变长度组成。3-7.避险车道的作用及其组成是什么？答：避险车道具有两个作用：一是使失控车辆从主线中分流，避免对主线车辆造成干扰；二是使失控车辆平稳停车，不应出现人员受伤、车辆严重损坏的现象。组成：主要由引道、制动车道、服务车道及辅助设施（路侧护栏、防撞设施、施救锚栓、呼救电话、照明等）3-8.纵断面设计的方法步骤是什么？答：1.拉坡前的准备工作2.标注控制点位置3.试坡4.调整5.核对6.定坡3-9.某条道路变坡点桩号为K25+460．00，高程为780．72m，1i=0．8％，2i=5％，竖曲线半径5000m。(1)判断凸、凹性；(2)计算竖曲线要素；(3)计算竖曲线起点、K25+400．00、K25+460．00、K25+500．00、终点的设计标高。解答：（1）ω＝i2-i1＝5％-0.8％＝4.2％凹曲线（2）竖曲线要素L＝R⋅ω＝5000×4.2％＝210.00mT＝L/2＝105.00mE=T2/2R＝1.10m（3）设计高程竖曲线起点桩号：K25+460-T＝K25+355.00设计高程：780.72-105×0.8％＝779.88mK25+400：横距：x＝（K25+400）-（K25+355.00）＝45m竖距：h＝x2/2R＝0.20m切线高程：779.88+45×0.8％＝780.2m设计高程：780.24+0.20＝780.44mK25+460：变坡点处设计高程=变坡点高程+E=780.72+1.10＝781.82m竖曲线终点桩号：K25+460+T＝K25+565设计高程：780.72+105×5％＝785.97mK25+500：两种方法1）从竖曲线起点开始计算横距：x＝（K25+500）-（K25+355.00）＝145m竖距：h＝x2/2R＝2.10m切线高程（从竖曲线起点越过变坡点向前延伸）：779.88+145×0.8%=781.04m设计高程：781.04+2.10＝783.14m2）从竖曲线终点开始计算横距：x＝（K25+565）-（K25+500）＝65m竖距：h＝x2/2R＝0.42m切线高程（从竖曲线终点反向计算）：785.97-65×5%=782.72m或从变坡点计算：780.72+（105-65）×5%=782.72m设计高程：782.72+0.42＝783.14m两种方法结果相3-10.某城市I级主干道，其纵坡分别为0020015.15.2ii、，变坡点桩号为K1+520.00，标高为429.00m。由于受地下管线和地形限制，曲线中点处的标高要求不低于429.30m而不高于429.40m，试确定竖曲线的半径，并计算K1+500.00，K1+520.00，K1+515.00点的设计标高解答：ω＝i2-i1＝1.5％-（-2.5）％＝4％ω0，故为凹曲线由二次抛物线型竖曲线特性知：切线长T：T=L/2＝Rω/2外距E：E=T2/2R＝Rω2/8曲线中点处的设计高程为该点处切线高程加竖距，由题意，竖距的取值范围为E=（429.30-429，429.40-429）＝（0.30，0.40）所以：E＝Rω2/8＝（0.30，0.40），半径的取值范围：R=（1500，2000）以R=1800.00为例：L＝Rω＝1800×4％＝72.00mT＝L/2＝36.00mE＝Rω2/8＝1800×（4％）2/8＝0.36m设计高程计算：竖曲线起点桩号：K1+520.00-T＝K1+520.00-36.00＝K1+484.00竖曲线起点高程：429.00+36×2.5％＝429.90m竖曲线终点桩号：K1+520.00+T＝K1+520.00+36.00＝K1+556.00竖曲线终点高程：429.00+36×1.5％＝429.54mK1+500.00处：横距x1＝（K1+500.00）-（K1+484.00）＝16.00m竖距h1＝x12/2R＝162/（2×1800）＝0.07m切线高程＝429.90-2.5％×16＝429.50m设计高程＝429.50+0.07＝429.57mK1+520.00处：设计高程＝429.00+0.36＝429.36mK1+515.00处：横距x3＝（K1+515.00）-（K1+484.00）＝31.00m竖距h1＝x32/2R＝312/（2×1800）＝0.27m切线高程＝429.90－2.5％×31＝429.125m设计高程＝429.375+0.27＝429.39m3-11.某平原微丘区二级公路，设计速度80km/h，有一处平曲线半径为250m，该段纵坡初定为5%，超高横坡为8%。请检查合成坡度，若不满足要求时，该曲线上允许最大纵坡度为多少？解：二级公路（80km/h）最大合成坡度9%其合成坡度I=0022224.908.005.0hii不满足要求。最大纵坡i=00222.408.009.0