纵断面计算题

第三章纵断面设计思考题纵断面设计成果包括哪些内容？简述纵坡设计的步骤；竖曲线上的设计高如何计算？如何进行平、纵组合？5.习题一、填空题1．在公路路线纵断面图上，有两条主要的线：一条是 ；另一条是 。纵断面设计就是根据汽车的 、 、 和 ，以及当地气候、地形、地物、地质、水文、土质条件、排水要求、工程量等来研究这条空间线形的纵坡布置。3．纵断面的设计线是由 和 组成的。4．纵坡度表征匀坡路段纵坡度的大小，它是以路线 和 之间的百分数来量度的，即i=h／l(%)。5．理想的纵坡应当 平缓，各种车辆都能最大限度以接近 速度行驶。6．汽车在公路上行驶，要受到 阻力、 阻力、 阻力和 阻力等四种行车阻力的作用。7．最大纵坡的确定主要根据汽车的 、 、 ，并要保证8．最小坡长通常以计算行车速度行驶 的行程来作规定。9．设置爬坡车道的目的主要是为了提高高速公路和一级公路的 ，以免影响 的车辆行驶。10．纵断面线型的布置包括 的控制， 和 的决定。11．纵断面图上设计标高指的是 的设计标高。12．转坡点是相邻纵坡设计线的 ，两转坡点之间的水平距离称为 。13．调整纵坡线的方法有抬高、降低、 、 纵坡线和 纵坡度等。14．凸形竖曲线的最小长度和半径主要根据 和 来选取其中较大者。15．凹形竖曲线的最小长度和半径主要根据 和 来选取其中较大者。16．纵断面设计图反映路线所经中心 和 之间的关系。竖曲线范围内的设计标高必须改正，按公式h=l2/2R计算，l代表距 的距离，TOC\o"1-5"\h\z竖曲线上任一点l值在转坡点前从竖曲线 标起，在转坡点后从竖曲线 标起。18．凸形竖曲线的标高改正值为 ，凹形竖曲线为 ；设计标高=未设竖曲线的标高 。当路面为表处(_f=，解放牌汽车用III档，以30km/h不减速行驶(D=时，可爬升的最大纵坡为 。在确定竖曲线半径大小时，《规范》规定当条件受限制时，方可采用 最小值，特殊困难不得已时，才允许采用 最小值。21．在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部应避免插入 平曲线，或将这些顶点作为反向曲线的 。22．纵断面设计的最后成果，主要反映在路线 和 上。23．缓和坡段的纵坡不大于 ，且坡长不得 最小坡长的规定值。二、三、四级公路越岭路线的平均纵坡，一般以接 (相对高差为200-500m)和 (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高速公路和一级公路，当纵坡大于 时，可设爬坡车道，其宽度一般为各级公路的 路段，以及其它 的路段，均应采用不小于％的纵坡。二、选择题路基设计标高一般是指()。A.路基中线标咼；B.路面边缘标咼；c.路肩边缘标咼；D.路基坡脚标咼设有中间带的高速公路和一级公路，其路基设计标高为( )。A.路面中线标高； B.路面边缘标高；c.路缘带外侧边缘标高；D.中央分隔带外侧边缘标高凸形竖曲线最小长度和最小半径的确定，主要根据( )来选取其中较大值。A.行程时间、离心加速度和视距；B.行程时间和离心力；c行程时间和视距； D.视距和离心加速度竖曲线起终点对应的里程桩号之差为竖曲线的( )。A.切线长；B.切曲差；C.曲线长平原微丘区一级公路合成坡度的限制值为10％，设计中某一路段，按平曲线半径设置超高横坡度达到10％，则此路段纵坡度只能用到()。A.O％； B.0.3％； C.2％； D.3％汽车在公路上行驶，当牵引力的大小等于各种行驶阻力的代数和时，汽车就( )行驶。A.加速；B.等速；c.减速；D.无法确定7•牵引平衡方程式P=P+P+P+P中的各种阻力，坡度阻力P与车速()关系。wifjiA•有直接；B•有间接；c.完全无当某一排档的巾二D时，说明该排档不能()。maxA.加速；B.等速；C.减速最大纵坡的限制主要是考虑( )时汽车行驶的安全。A.上坡；B.下坡；C.平坡确定路线最小纵坡的依据是( )。A•汽车动力性能；B•公路等级；c•自然因素；D•排水要求新建公路路基设计标高一般是以( )标高为准。A.路基中心；B.加宽后的路基内侧边缘；c.未加宽前的路肩外侧边缘汽车下坡减速行驶时，其行使阻力中( )为正值。A.空气阻力与滚动阻力；B.滚动阻力与惯性阻力；c空气阻力与坡度阻力汽车下坡减速行驶时，其行使阻力中( )为负值。A.空气阻力与惯性阻力；B.滚动阻力与惯性阻力；c惯性阻力与坡度阻力汽车上坡减速行驶时，其行使阻力中( )为负值。A•惯性阻力；B•滚动阻力；C•坡度阻力15．汽车下坡加速行驶时，其行使阻力中()为正值。A.惯性阻力；B.空气阻力；C.坡度阻力16．公路纵坡越大越长，则汽车越需要()。A.较高排档；B.较高车速；c.较大D值17．公路的最小坡长通常是以设计速度行驶()的行程来规定的。A.3~6s；~9s；C.9~15s；D.15〜20s在平原区，纵断面设计标高的控制主要取决于( )。A.路基最小填土高度； B•土石方填挖平衡；c.最大纵坡和坡长；D.路基设计洪水频率在纵坡设计中，转坡点桩号应设在( )的整数倍桩号处。A.5m；B.10m；C.20m；D.50m《设计规范》中规定，高速公路和一级公路当纵坡大于4％时，可沿上坡方向车道右侧设置()。A.爬坡车道；B.变速车道；c.错车道；D.辅道《设计规范》规定：公路竖曲线采用()。A.二次抛物线；B.三次抛物线；c.回旋曲线；D.双纽线TOC\o"1-5"\h\z对于海拔高度在4500m的平原微丘区二级公路，其最大纵坡值应为()。A.3％； B.4％； C.5％； D.6％路基设计表是汇集了路线( )设计成果。A.平面；B.纵断面；C.横断面；D.平、纵、横各级公路在积雪冰冻地区，合成坡度值不应大于( )。A.4％； B.6％； C.8％：D.10％各级公路的最小合成坡度不宜小于( )。A.O.3％； B.0.4％； C.0.5％：D.1.0％三、问答题决定转坡点位置时应考虑哪些问题?缓和坡段的作用是什么?平、纵面线形组合的基本原则是什么?从汽车行驶的动力特性出发，对道路纵坡有何要求?路线纵断面设计应考虑哪些主要标高控制点?汽车行驶的条件是什么?道路纵坡设计应考虑哪些技术指标的限定要求?相邻竖曲线在衔接时应注意哪些问题?简答纵坡设计的步骤。纵坡大于5％的坡段长度为什么要加以限制?为什么要控制平均纵坡?合成坡度过大对汽车行驶有什么不利?对平曲线与竖曲线组合设计有何要求?四、计算题1.如图1所示，A点里程桩号为K3+040,其设计标高为478.00m,变坡点B（K3+240） 图1处竖曲线的切线长用25m。求：K3+215,K3+240,K3+260及C点（K3+390）的设计标2.某竖曲线半径R=3000m,其相邻坡段的纵坡度分别为：1=3%,i2=1%,转坡点桩号为K6+770,高程为396.67m。要求完成：（1）竖曲线各要素计算；（2）如果曲线上每隔10m设置一桩，请按表1完成竖曲线上各桩点的高程计算。竖曲线高程计算表 表1230高程为。问该转坡点处最大能设多大的竖曲线半径（取5m整倍数）？根据所设半径求A、B和K2+230处的路线设计高程。某山岭重丘区三级公路，所经地区积雪季节较长。试问在纵坡设计时，平曲线半径为100m的弯道上，其最大纵坡不应超过何值？（卩=,丨合=路段中某一转坡点的标高为,其相邻坡段的纵坡分 图2别为一6%和4%,根据实际情况,转坡点处的设计标高不得低于。问：竖曲线半径最小应为多少米（取百米的整倍数）?习题参考答案一、填空题地面线 设计线动力性能 道路性质公路等级交通组成匀坡线 竖曲线升降高度h 水平距离1均匀 设计空气 滚动坡度惯性动力性能 公路等级自然条件行车安全9s〜15s通行能力 较高车速设计标高 设计纵坡度变坡点位置11.路肩边缘(有超高、加宽则为未超高、加宽前的路肩边缘)12.交点坡长13.延长缩短加大缩小14.视距行程时间15.离心力行程时间16．地面起伏设计标高17．切点起点终点18.负值正值土h值19．％20.一般极限小半径转向点纵断面图路基设计表23.3％小于24.％5％％25.4％长路堑横向排水不畅二、选择题1.C；2.D；3.C；4.C；5.A：6.D：7.C；8.A；9.B；10.D；11.C；12.A；13.C；14.A；15.C；16.C：17.C：18.A；19.B；20.A；21.A；22.B；23.D；24.C；25.C三、问答题答：(1)考虑坡长限制；(2)最大纵坡；缓和坡段和纵坡设计的有关要求；纵面线型与平面线型的相互协调、配合；使工程量最小而线型最好；转坡点位置设在10m整倍数的桩号上。答：(1)改善汽车在大于5％的坡道上行驶的紧张状态，避免汽车长时间使用低档爬坡；(2)增大汽车下坡行驶时的安全性，减轻汽车机件负荷(上坡)和降低制动器过高的温度(下坡)。答：(1)应该在视觉上自然诱导驾驶员的视线；保持视觉上的连续性，平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持平衡；选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。答：(1)纵坡力求平缓；陡坡宜短，长坡道的纵坡应加以严格限制；纵坡度不宜变化太大，尤其应避免急剧起伏变化，力求纵坡均匀。答：应标出公路起终点、垭口、桥涵、地质不良地段范围、最小填土高度、沿河线洪水位、隧道、路线交叉点等位置的控制标高，以及工程艰巨地段横断面的最大容许填土高度和最小挖深限度。6．答：(1)必要条件：牵引力必须大于或等于各行驶阻力之代数和；充分条件：牵引力不能大于路面和轮胎之间的摩阻力，即满足PWP。wmax7．答：(1)最大纵坡；最小纵坡；最大坡长；最小坡长；缓和坡段；平均纵坡；合成坡度。8．答：(1)同向竖曲线，特别是同向凹曲线问，如果直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线形式的竖曲线，避免出现“断背”曲线；(2)反向曲线间，最好设置一段直线坡段，其长度一般不小于计算行车速度的3s行程。9.答：(1)准备工作：①点绘出里程、桩号、直线与平曲线、地面高程和地面线；②标出桥涵、地质、土质及有关资料。(2)纵坡设计：标出控制点；试定坡度线；调整纵坡线；根据横断面图核对纵坡线；确定纵坡线；计算各桩号设计标高。10．答：(1)纵坡大于5％的坡段太长会因克服升坡阻力需要增大牵引力，动力因数提高，速度降低。在提高动力因数时汽车功率必须提高，从而热量大大增加而使水箱开锅，产生气阻，致使汽车爬坡无力，甚至熄火，机件磨损大，驾驶员工作条件恶劣；(2)下坡时制动次数太多，使制动器发热而失效，造成车祸。11．答：(1)若平均纵度较大，上坡用低档的时间较长，容易引起汽车“开锅”；(2)下坡时较长时间加速，为保安全必须频繁制动，引起制动器发热，甚至烧毁制动片而造成车祸；为使行车便利和安全，合理运用最大纵坡坡长及缓和坡段的规定。12．答：(1)如果合成坡度过大，当汽车速度较慢或停在弯道上时，可能沿合成坡度的方向产生侧滑或打滑；若遇急弯陡坡，汽车可能在短时间内沿合成坡度方向下坡，因合成坡度比纵坡和横坡均大，汽车会突然加速，冲出弯道而造成车祸；在合成坡度上行车，还会造成汽车倾斜、货物偏重，致使汽车倾倒。13．答：(1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线，即“平包竖”；(2)平曲线与竖曲线的半径大小应保持均衡。四、计算题1.解：(1)B点桩号竖曲线计算：B点桩号为K3+240,®二0.05, L=2T=50m,252R二L/o二50/0.05二1000m,E二T2/2R二 二0.31m2x1000（2）标高计算K3+215处：H二478.00+0.03x175二483.25mK3+240处：H二478.00+0.03x200-0.31二483.69mK3+260处：H'二H—0.02x20=484.00—0.40=483.60mBx2 5.02y二二 二0.01m2R 2x1000H=H'—y=483.60—0.01=483.59mC点处，即K3+390处：H二H—0.02x150二481.00mB2.解：（1）o=i—i=0.03—0.01=0.02（凸形竖曲线）12L二R®=3000x0.02二60mT二L/2二30mT2 302E= = =0.15m2R2x3000（2）竖曲线起点桩号=K6+770-30=K6+740竖曲线终点桩号=K6+770+30=K6+800l2竖曲线上任一桩号的标高改正值计算公式为h=-2R凸形竖曲线设计标高=切线标高-h详细计算结果请见表2。竖曲线高程计算表 表2桩号至曲线起、终点距离l(m)标高改正值h(m)坡道咼程(m)竖曲线高程(m)起点K6+74000+