公路路线及存在的问题PPT课件

1、 一、汽车行驶轨迹与公路平面线形第1页/共32页 一、汽车行驶轨迹与公路平面线形第2页/共32页 一、汽车行驶轨迹与公路平面线形一、汽车行驶轨迹与公路平面线形第3页/共32页 一、汽车行驶轨迹与公路平面线形一、汽车行驶轨迹与公路平面线形 根据目前公路线形设计现状，下列问题需要进一步深入研究： 目前国际上普遍采用回旋线作为缓和曲线，在使用精度范围内，回旋线可以 满足公路线形设计需要，且数学公式简单，没有必要再寻求更精确的缓和曲线数学表达式，而应重点研究平面三要素的合理组合应用问题，如直线的最大长度、曲线间的直线长度、直线与圆曲线半径的协调配合等。 从路基和边坡稳定性考虑，研究平面线形三要素与工程

2、数量、填挖高度的关系。第4页/共32页 一、汽车行驶轨迹与公路平面线一、汽车行驶轨迹与公路平面线形形 从行车安全考虑，研究平面线形三要素与交通事故的关系，以指导公路线形设计。 从生态环境考虑，研究公路线形与环保、生态、气候、地质等的问题，研究特殊地区和不良地质地区的公路平面线形。第5页/共32页二、汽车动力性能与公路纵坡度二、汽车动力性能与公路纵坡度汽车的动力性能是指汽车所具有的加速、上坡、最大速度等性能。汽车的动力性愈好，速度就愈高，所能克服的行驶阻力也愈大。根据汽车运动方程式，公路上行驶中的汽车，当驱动力等于各种行驶阻力之和时，汽车等速行驶；当驱动力大于各种行驶阻力之和时，汽车加速行驶；当

3、驱动力小于各种行驶阻力之和时，汽车减速行驶，直至停车。第6页/共32页二、汽车动力性能与公路纵坡度二、汽车动力性能与公路纵坡度各级公路允许的最大纵坡是根据汽车的动力性能、制动性能、公路等级、自然条件以及工程和运营经济等因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。第7页/共32页p汽车的动力性能不同类型的汽车具有不同的动力性能和制动性能，其上坡时的爬坡能力和下坡时的制动效能也各不相同。按照公路上行驶的车辆类型及其所具有的动力性能来确定汽车规定速度下的爬坡能力和下坡安全，是确定公路最大纵坡的常用方法。最大纵坡应能保证汽车在一定的速度下顺适、安全上下坡，并留有一定余地，不能按最低档位的最大爬坡能力确定

4、，也应考虑汽车装载的适量超载，以策安全。 二、汽车动力性能与公路纵坡度二、汽车动力性能与公路纵坡度第8页/共32页p公路等级不同的公路等级对应于不同的设计速度，而汽车的爬坡能力与行驶速度成反比，等级高时通行能力大，要求的行车速度也高，相应其纵坡应小。因此，不同等级、性质的公路，其最大纵坡的限制值不应相同。在确定最大纵坡时，必须把保证各级公路具有规定的设计速度作为前提。第9页/共32页p自然条件公路所经地区的地形、海拔高度、气温、降雨、冰雪等自然因素对汽车的行驶条件和爬坡能力都会产生影响。第10页/共32页公路最大纵坡与汽车的动力性能密切相关，但由于汽车系统动力学研究的滞后，使公路最大纵坡缺乏理

5、论支持。目前关于最大纵坡的规定是通过调查得到的，需要在理论上根据系统动力学研究确定，然后通过实际调查数据加以修正。针对低等级的山区公路，根据工程和运营的经济性，以及行车的安全性，规定了平均纵坡5.0%5.0%5.5%5.5%，且任意连续3km3km的平均纵坡不大于5.5%5.5%。对于目前大量建设的高速公路，最大纵坡只有5.0%5.0%左右，显然过去的规定已不适用高速公路，迫切需要研究山区高速公路的平均纵坡规定。随着公路隧道大量修建，以及长大隧道的出现，隧道内路线纵坡值也引起广大学者重视，目前正在研究的是基于汽车尾气排放的隧道内最大纵坡的研究。第11页/共32页三、汽车加、减速行程与公路坡长限

6、制三、汽车加、减速行程与公路坡长限制根据动力因数D与行车速度V的关系，对不同的道路阻力，汽车的行驶状态有三种：当 D 时, ,a0, ,加速行驶；当 D 时, ,a0, ,等速行驶；当 D 时, ,a0, ,减速行驶。第12页/共32页p最小坡长从行车角度，纵断面上变坡点过多、过近，使纵向起伏变化频繁，车辆行驶上、下颠簸，影响行车的舒适和安全，车速愈高表现愈明显。从公路线形角度，相邻变坡点之间的距离不应过短，以插入适当的竖曲线来缓和纵坡，也利于平、纵线形合理的组合与布设。第13页/共32页第14页/共32页现行技术标准中关于最大坡长的限制是针对整体式断面制订的，当地形条件限制或为了减少开挖数量

7、而采用分离式断面时，单方向只有上坡行驶或下坡行驶，因上、下坡汽车行驶特性不同，最大坡长限制也应不同，针对分离式断面的坡长限制问题需进一步研究。从上坡恢复损失的速度和下坡缓和制动、保障行车安全考虑，陡坡之间缓坡的大小和长度需进一步研究。第15页/共32页第16页/共32页四、汽车行驶稳定性与公路平纵控制指标四、汽车行驶稳定性与公路平纵控制指标汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外力（重力、离心力等）作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。汽车行驶的纵向稳定性汽车行驶的横向稳定性汽车行驶的纵横组合向稳定性 第17页/共32页公路纵坡控制指标根据汽车行驶

8、时纵向稳定性的条件 = ，公路设计纵坡,现代汽车前后轮均为制动轮，则条件变为 。ii ii GGk四、汽车行驶稳定性与公路平纵控制指标四、汽车行驶稳定性与公路平纵控制指标ihGX第18页/共32页hGX第19页/共32页四、汽车行驶稳定性与公路平纵控制指四、汽车行驶稳定性与公路平纵控制指标标hiRVii127max2第20页/共32页平、纵控制指标是保证安全的极限值，一般设计采用的指标均小于极限值，正常行驶状态下可以保证汽车行驶的稳定性。但在超高、超载、超速情况下可能出现行车危险。目前在我国的公路上，超高装载现象比较少，而超载和超速现象比较严重，引起的交通事故占到80%左右。因此，治超问题是目

9、前急待解决的难题。汽车行驶的纵向稳定性，是在汽车等速上坡正常行驶情况下推导的稳定条件，即假定惯性阻力为零，上坡车速低略去了空气阻力和滚动阻力。显然，最不利的情况是汽车下坡行驶且紧急制动时更易发生纵向滑移或倾覆的事故，这是以后应研究的问题。四、汽车行驶稳定性与公路平纵控制指四、汽车行驶稳定性与公路平纵控制指标标第21页/共32页四、汽车行驶稳定性与公路平纵控制指四、汽车行驶稳定性与公路平纵控制指标标第22页/共32页五、汽车制动性与公路视距和避险车道五、汽车制动性与公路视距和避险车道汽车的制动性是指汽车行驶中，强制降低车速以至停车，且能维持行驶方向和在下坡时能保持一定速度行驶的能力。制动性直接关

10、系到汽车的安全行驶，一些重大的交通事故常与制动距离太长有关。制动距离一般指汽车从制动生效到汽车安全停住这段时间内所走的距离，它是评价汽车制动性能基本的指标。第23页/共32页五、汽车制动性与公路视距和避险车五、汽车制动性与公路视距和避险车道道公路视距公路视距包括行车视距、会车视距、错车视距及超车视距，其中会车视距和错车视距约为停车视距的2 2倍，超车视距一般与制动距离没有关系，而停车视距与制动距离直接相关。第24页/共32页五、汽车制动性与公路视距和避险车道五、汽车制动性与公路视距和避险车道第25页/共32页隧道内因行车条件与洞外的变化，使得驾驶员的视觉和心理也与洞外产生一定差异，驾驶员的反应

11、时间可能受到影响，因此隧道内停车视距也会与洞外不同，需要深入研究。对于视距的要求是通过平面的视距曲线和纵断面的竖曲线半径保证的，当公路修建通车后，实际上是一个立体视距保证问题，平面或纵断面可能满足视距的要求，但在立体视距中有可能不满足。五、汽车制动性与公路视距和避险车道五、汽车制动性与公路视距和避险车道第26页/共32页五、汽车制动性与公路视距和避险车道五、汽车制动性与公路视距和避险车道第27页/共32页六、汽车外廓尺寸与公路横断面六、汽车外廓尺寸与公路横断面公路上行驶的车辆主要是汽车，汽车的行驶特性、外廓尺寸以及行驶于公路上不同类型车辆的组成对公路几何设计起决定作用，比如确定路幅组成、车道宽

12、度、弯道加宽、行车视距等都与设计采用的车辆密切相关。因此，选择有代表性的车辆作为公路设计的依据是必要的，公路设计所采用的具有代表性的车辆称为设计车辆。第28页/共32页行车道宽度路肩宽度平曲线加宽视线高度公路建筑限界建筑限界又称净空，是由净高和净宽组成。公路建筑限界是为保证公路上各种车辆、人群的正常通行与安全，在一定高度和宽度范围内不允许有任何障碍物侵入的空间界线。在公路横断面及各组成部分设计中，绝对不允许桥台、桥墩以及照明灯柱、护栏、信号机、标志、行道树、电杆等设施侵入公路建筑限界以内。六、汽车外廓尺寸与公路横断面六、汽车外廓尺寸与公路横断面第29页/共32页在山区高速公路建设中，常会遇到沟谷狭窄的地形或横坡较陡的山坡地带，若按正常的路基横断面布设，会产生高填方、高边坡，使开挖工程量很大，造成边坡稳定性差、破坏自然生态环境等严重问