路線縱斷面設(shè)計(jì).doc

路線縱斷面設(shè)計(jì)1、假定條件 1.1 該地區(qū)為丘陵地形，地表主要為草植被覆蓋；1.2 植被下面為第四系松散堆積物覆蓋，以灰黑、灰白泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)沙巖為主。厚度在6.631米之間。1.3 本區(qū)屬于自然區(qū)類劃分，即大陸性亞寒帶氣候，降水主要集中在7、8、9月份。雨季中濕狀態(tài)的臨界高度為84cm，4、5月份發(fā)生雪融期潮濕狀態(tài)的臨界高度為56cm。2、設(shè)計(jì)要求2.1 根據(jù)平面定線的結(jié)果結(jié)合本次給定的條件設(shè)計(jì)兩個(gè)斷鏈之間的縱斷面圖；2.2 根據(jù)地面平曲線設(shè)計(jì)起點(diǎn)和中點(diǎn)的縱斷面，選擇填方材料并說(shuō)明理由；2.3 繪圖比例尺縱坐標(biāo)為1:100，橫坐標(biāo)為1:5000，用B4紙繪制；2.4 規(guī)范設(shè)計(jì)格式、設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)內(nèi)容；2.5 所需材料:第一次的作業(yè)A3紙 筆記、參考書（露天礦線路工程、張達(dá)賢）。3、縱斷面設(shè)計(jì)原則 3.1 縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)服從上位依據(jù)（總規(guī)、控規(guī)、可研、初設(shè)等作業(yè)批準(zhǔn)的高程），根據(jù)所處的工作階段取得可靠地定線依據(jù)；3.2 滿足縱斷面設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足等級(jí)要求；衡；3.4 路基穩(wěn)定，路基最小填土高度為84cm；3.5 保證市政管線的埋設(shè)、使用。管線覆土最小厚度0.7m。有時(shí)排水管控制了道路高度。4、設(shè)計(jì)步驟4.1 準(zhǔn)備工作 在平面路線圖上標(biāo)注里程樁和百米標(biāo)及其所處高程。本次設(shè)計(jì)總里程1470.8m，跨高程2.4m；共設(shè)置14個(gè)百米樁、26個(gè)里程樁，其中K0 K1 K2 K4 K7 K9 K11 K12 K13 K14 K15 K16 K18 K20 K23 K24為整樁，K3 K5 K6 K8 K10 K17 K19 K21 K22 K25 為特殊加點(diǎn)樁。4.2 標(biāo)注特殊控制點(diǎn)1）路線起、終點(diǎn)，引起地形起伏大的變坡點(diǎn)； 2）標(biāo)注控制點(diǎn)：影響縱坡設(shè)計(jì)的高程控制點(diǎn)（用高程表示）3）線路的起始點(diǎn)、導(dǎo)向線交點(diǎn)、地形邊坡點(diǎn)、豎曲線的起始點(diǎn)（豎曲線的ZY-YZ）。 4）平面圓曲線的ZY-YZ點(diǎn)。 采用定直線等分定理將控制點(diǎn)、里程樁、變坡點(diǎn)、起終點(diǎn)、百米標(biāo)的高程反映到縱斷面圖上。4.3 試坡 在已有的地形控制斷面上，依據(jù)給定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按照最經(jīng)濟(jì)的方法填方，初步確定設(shè)計(jì)線路。根據(jù)所處地區(qū)的地標(biāo)表土及周圍填方材料初步繪制了一條即經(jīng)濟(jì)又合理的設(shè)計(jì)線，圖中標(biāo)明了設(shè)計(jì)線和地面線。地面線：根據(jù)中線上個(gè)裝點(diǎn)的高程為點(diǎn)繪的一條不規(guī)則的折線，反映了沿途中線地面點(diǎn)的起伏變化情況（地面標(biāo)高）。設(shè)計(jì)線：經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上以及美學(xué)上等多方面比較后定出的一條具有規(guī)則形狀的幾何線，反映了道路路基的起伏變化情況。4.4 調(diào)整按照運(yùn)行中的各種指標(biāo)限制坡度線長(zhǎng)平臺(tái)、平降、延伸、坡度折減。 4.4.1 縱坡限制 1）縱坡設(shè)計(jì)要求 1、必須滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 2、縱坡應(yīng)該盡量平順起伏不宜過大，縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)考慮填挖平衡 3、考慮沿線地形地質(zhì)、水文等2）最大縱坡限制1、最大縱坡：指在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)在保證滿載自卸卡車正常爬坡的最大縱向坡度，是道路縱坡設(shè)計(jì)的極限值。2、說(shuō)明：(1)露天礦允許最大縱坡為8%，考慮到路面質(zhì)量一般為6%7%；(2)縱坡大小影響開拓系統(tǒng)的展線、工程量。3、優(yōu)缺點(diǎn)：(1)充分利用礦用自卸卡車剩余功率大爬坡能力強(qiáng)的特點(diǎn)；(2)可以減少開拓工程量；(3)坡度大發(fā)動(dòng)機(jī)處在全負(fù)荷狀態(tài)，后燃嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)性下降；(4)重車爬坡輪胎受侵徹力大，易受熱而發(fā)生熱剝離；(5)在最大縱坡上卡車發(fā)生故障停車、起步風(fēng)險(xiǎn)大；(6)雨季容易發(fā)生輪胎打滑、側(cè)滑影響行車安全。 4、最大縱坡設(shè)計(jì)時(shí)考慮的影響因素; （1）考慮汽車下坡是的安全性 （2）拖掛車的要求 （3）冰雪及雨滑時(shí)，汽車上下坡安全行駛的要求3）最小縱坡限制 為使道路上行車快速安全和暢通，為了保證排水，均應(yīng)設(shè)置不小于0.3的縱坡。 3%以下縱坡的對(duì)卡車行駛不存在困難，即上坡不必?fù)Q擋，下坡不必制動(dòng)，3%的縱坡不作為設(shè)計(jì)坡度；最小縱坡為5%以上，但在露天礦坑內(nèi)盡量提高坡度以提高運(yùn)輸效率和減少三角臺(tái)階的土方工程量；如果臺(tái)階并段采用了5%的縱坡大坡道，夜間行駛時(shí)司機(jī)易出現(xiàn)驟睡而引發(fā)重大事故，同時(shí)長(zhǎng)大坡道也易造成發(fā)動(dòng)機(jī)過熱現(xiàn)象。4）坡長(zhǎng)限制最小坡長(zhǎng)限制 （1）理由：1、過短，則變坡點(diǎn)個(gè)數(shù)增加，行車時(shí)顛簸頻繁，影響行車平順性；2、過短，則不能滿足設(shè)置最短豎曲線這一幾何條件的要求。（2）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以計(jì)算行車速度行駛s的行程作為規(guī)定值。最大坡長(zhǎng)限制（1）理由：如果臺(tái)階并段采用了縱坡大坡道，夜間行駛時(shí)司機(jī)易出現(xiàn)驟睡而引發(fā)重大事故，同時(shí)長(zhǎng)大坡道也易造成發(fā)動(dòng)機(jī)過熱現(xiàn)象。持續(xù)下坡剎車頻繁危及安全。（2）采用調(diào)查法確定一個(gè)坡長(zhǎng)，一般盡量不要連續(xù)臺(tái)階連接。（3）影響因素1、動(dòng)力特性爬坡能力 2、下坡安全（8%+ 事故多發(fā) ）3、道路等級(jí) 4、自然條件 5）緩和破斷 在縱斷面設(shè)計(jì)中，當(dāng)陡坡的長(zhǎng)度達(dá)到限制坡長(zhǎng)時(shí)應(yīng)安排一段緩坡，用以恢復(fù)在陡坡上降低速度，同時(shí)考慮下坡安全的需要。 在緩坡上汽車將以加速行駛，因此緩坡的坡長(zhǎng)應(yīng)適應(yīng)加速的需要。但實(shí)際設(shè)計(jì)中很難滿足這個(gè)要求，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定緩和破段的縱坡應(yīng)不大于3%，其長(zhǎng)度不應(yīng)小于最短坡長(zhǎng)。本次設(shè)計(jì)路線縱斷面坡度均在3%一下，對(duì)于露天礦運(yùn)輸部造成困難不作縱坡設(shè)計(jì) 4.4.2豎曲線限制 1）豎曲線：當(dāng)縱斷面兩個(gè)轉(zhuǎn)折線夾角代數(shù)差大于2%時(shí)，要在轉(zhuǎn)折處設(shè)置一段能平滑過渡的曲線。 汽車行駛在縱坡變坡點(diǎn)時(shí)，為了緩和因車輛動(dòng)能變化而產(chǎn)生的沖擊功和保證視距，必須插入豎曲線。豎曲線一般采用圓曲線和二次拋物線兩種。由于豎曲線的前后坡差很小，拋物線呈非常平緩的線形，因曲率變化較小，所以實(shí)際上同圓曲線幾乎相同。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可根據(jù)計(jì)算的方便，采用拋物線或圓曲線。 2)豎曲線的作用和設(shè)計(jì)要求 作用：緩和縱向變坡處行車動(dòng)量變化而產(chǎn)生的沖擊作用，確定道路縱向行車視距，將豎曲線與平曲線恰當(dāng)組合有利于路面排水和改善行車的視線誘導(dǎo)和舒服感。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在變坡點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置豎曲線。 要求：在工程量允許的條件下，可以采用大的豎曲線半徑；如果存在反向豎曲線，應(yīng)設(shè)置一段不小于3s行車速度的路段。 3)豎曲線要素豎曲線要素的計(jì)算公式： 邊坡角： 曲線長(zhǎng)： 切線長(zhǎng)： 外距： 縱距：4）豎曲線的最小半徑限制1、緩和沖擊：汽車在豎曲線上行駛時(shí)不因沖擊而造成不舒服感，以及視覺平順等要求。2、汽車從直線坡道行駛到豎曲線上，盡管豎曲線半徑較大。如其長(zhǎng)過短，汽車倏然而過司機(jī)會(huì)感覺到不舒服。因此，應(yīng)限制汽車在豎曲線上的行程時(shí)間不過短。最短應(yīng)滿足3s行程。3、滿足視距的要求：汽車行駛在凸形豎曲線上，如果半徑太小，回族當(dāng)司機(jī)的視線。為了行車安全對(duì)凸形豎曲線的最小半徑或最小長(zhǎng)度應(yīng)加以限制。4、凹形：設(shè)計(jì)的最小半徑能降低離心率的影響，夜間行車前照燈射程滿足停車視距。5、凸形：設(shè)計(jì)的最小半徑要求失重不致過大，保證縱向停車視距足夠。豎曲線半徑與行車速度 表1計(jì)算行車速度(公里/時(shí))405020豎曲線最小半徑(米)凸形1000500300凹形5003003004.4.3 平、縱組合設(shè)計(jì) 原則：1）保持視覺的連續(xù)性。應(yīng)在視覺上自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持是覺的連續(xù)性，在視覺上能否自然地引導(dǎo)視線，是衡量平、縱線組合的基本問題。2）保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。對(duì)縱面線形不斷起伏，而在平面上，卻采用高標(biāo)準(zhǔn)的線形是無(wú)意義的。反而在平面上線形迂回前進(jìn)、彎道較多，而在縱斷面設(shè)計(jì)上采用高標(biāo)準(zhǔn)也同樣沒有意義。3）選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露龋岳诼访媾潘托熊嚢踩?）注意與周圍環(huán)境相配合。組合：1）平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長(zhǎng)于豎曲線 這種組合是使平曲線與豎曲線對(duì)應(yīng)，最好使豎曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別在平曲線的兩個(gè)緩和曲線內(nèi)，即所謂的“平包豎”。2）平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡平曲線與豎曲線其中一方大而平緩，那么另一方就不要形成多而小。一個(gè)長(zhǎng)的平曲線有兩個(gè)以上的豎曲線，或一個(gè)大的豎曲線含有兩個(gè)以上的平曲線，看上去都別扭，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，當(dāng)平曲線半徑小于1000m時(shí)，豎曲線半徑大約為平曲線半徑的1020倍為好。3）暗、明彎與凸、凹豎曲線 暗彎與凸形豎曲線組合，以及明彎與凹形豎曲線組合較為合理，且給人一種平順舒適的感覺。 4.5 核對(duì) 通過對(duì)特殊地段的中線作橫斷面比較填、挖工程量是否合理，調(diào)整道路中線的位置。1） 填挖高度：本次設(shè)計(jì)整段路面采取填方設(shè)計(jì)，其高度應(yīng)不低于在7、8、9月中濕狀態(tài)的臨界高度84cm和4、5月雪融期產(chǎn)生潮濕臨界厚度56cm。2）填挖材料：采用露天礦常用的碎石土、卵石土、礫石土、粗砂土、中砂土與一定量塊石混合壓實(shí)成路基；這種路基具有力學(xué)強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，而且取材容易、方便運(yùn)輸、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)。4.6 定坡 經(jīng)過調(diào)整以后，逐段把線段要數(shù)確定（坡度、坡長(zhǎng)、變坡點(diǎn)）1）設(shè)計(jì)變坡點(diǎn)的里程樁號(hào)取整數(shù)2）里程樁之差為坡長(zhǎng)，高程之差為縱坡5、繪圖步驟 5.1 建立B4紙坐標(biāo)體系、選好比例尺、確定樣式。 5.2 標(biāo)明縱坐標(biāo)高程和橫坐標(biāo)里程并注釋比例尺和單位說(shuō)明；繪制圖表，包括：土壤說(shuō)明、地標(biāo)高程、設(shè)計(jì)高程、填挖高度、坡長(zhǎng)坡度、百米標(biāo)與里程樁、平曲線要數(shù)。 1) 平曲線要素平曲線要素 表212345L1=180ma1=43L3=812.0ma1=43L5=160mEW方向R=200mN/E 47R=225mWE方向L2=150.0mL4=168.8mE=7.5mE=8.5mJ=15.0mJ=16.9m2）百米樁 在途中表格對(duì)應(yīng)位置從起點(diǎn)開始每100m（圖中50mm）標(biāo)注一個(gè)百米標(biāo)；分別為0、1、2、313、14。3）里程樁 將圖中平、縱曲線的ZY、YZ點(diǎn)、變坡點(diǎn)、50m里程點(diǎn)分別標(biāo)注在圖上；分別為K0、K1、K2、K3、 K24 、K25 、K26。4）地標(biāo)高度 采用定直線等分定理求得各控制點(diǎn)的高程繪制到圖中控制點(diǎn)高程計(jì)算方法：例如：控制點(diǎn)高程=660+a/b 5）地面線 將圖中相鄰控制點(diǎn)用直線連接起來(lái)就是地表平面線 6）設(shè)計(jì)線 依據(jù)表土性質(zhì)，即7、8、9月中濕狀態(tài)的臨界高度84cm和4、5月雪融期產(chǎn)生潮濕臨界厚度56cm，設(shè)計(jì)路線的路基必須大于84cm。從地面線上排土場(chǎng)控制點(diǎn)上方選一點(diǎn)作為設(shè)計(jì)線起點(diǎn)，然后按照最經(jīng)濟(jì)、最合理的路線找去下一個(gè)變坡點(diǎn)，最后選取終點(diǎn)直線連接成設(shè)計(jì)線。 5.3 計(jì)算坡度及坡長(zhǎng) 式中 H高程差L坡長(zhǎng)坡度角=2，須設(shè)置豎曲線。5.4 豎曲線要素計(jì)