路線縱斷面設(shè)計.doc

路線縱斷面設(shè)計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)計兩個斷鏈之間的縱斷面圖；2.2 根據(jù)地面平曲線設(shè)計起點和中點的縱斷面，選擇填方材料并說明理由；2.3 繪圖比例尺縱坐標為1:100，橫坐標為1:5000，用B4紙繪制；2.4 規(guī)范設(shè)計格式、設(shè)計步驟、設(shè)計內(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、張達賢）。3、縱斷面設(shè)計原則 3.1 縱斷面設(shè)計應(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)計的技術(shù)標準，滿足等級要求；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。有時排水管控制了道路高度。4、設(shè)計步驟4.1 準備工作 在平面路線圖上標注里程樁和百米標及其所處高程。本次設(shè)計總里程1470.8m，跨高程2.4m；共設(shè)置14個百米樁、26個里程樁，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 為特殊加點樁。4.2 標注特殊控制點1）路線起、終點，引起地形起伏大的變坡點； 2）標注控制點：影響縱坡設(shè)計的高程控制點（用高程表示）3）線路的起始點、導(dǎo)向線交點、地形邊坡點、豎曲線的起始點（豎曲線的ZY-YZ）。 4）平面圓曲線的ZY-YZ點。 采用定直線等分定理將控制點、里程樁、變坡點、起終點、百米標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)標準按照最經(jīng)濟的方法填方，初步確定設(shè)計線路。根據(jù)所處地區(qū)的地標表土及周圍填方材料初步繪制了一條即經(jīng)濟又合理的設(shè)計線，圖中標明了設(shè)計線和地面線。地面線：根據(jù)中線上個裝點的高程為點繪的一條不規(guī)則的折線，反映了沿途中線地面點的起伏變化情況（地面標高）。設(shè)計線：經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟上以及美學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)整按照運行中的各種指標限制坡度線長平臺、平降、延伸、坡度折減。 4.4.1 縱坡限制 1）縱坡設(shè)計要求 1、必須滿足標準規(guī)定 2、縱坡應(yīng)該盡量平順起伏不宜過大，縱坡設(shè)計應(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)計時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)計的極限值。2、說明：(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：(1)充分利用礦用自卸卡車剩余功率大爬坡能力強的特點；(2)可以減少開拓工程量；(3)坡度大發(fā)動機處在全負荷狀態(tài)，后燃嚴重，經(jīng)濟性下降；(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、起步風險大；(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)計時考慮的影響因素; （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，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%以下縱坡的對卡車行駛不存在困難，即上坡不必換擋，下坡不必制動，3%的縱坡不作為設(shè)計坡度；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輸效率和減少三角臺階的土方工程量；如果臺階并段采用了5%的縱坡大坡道，夜間行駛時司機易出現(xiàn)驟睡而引發(fā)重大事故，同時長大坡道也易造成發(fā)動機過熱現(xiàn)象。4）坡長限制最小坡長限制 （1）理由：1、過短，則變坡點個數(shù)增加，行車時顛簸頻繁，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）標準規(guī)定以計算行車速度行駛s的行程作為規(guī)定值。最大坡長限制（1）理由：如果臺階并段采用了縱坡大坡道，夜間行駛時司機易出現(xiàn)驟睡而引發(fā)重大事故，同時長大坡道也易造成發(fā)動機過熱現(xiàn)象。持續(xù)下坡剎車頻繁危及安全。（2）采用調(diào)查法確定一個坡長，一般盡量不要連續(xù)臺階連接。（3）影響因素1、動力特性爬坡能力 2、下坡安全（8%+ 事故多發(fā) ）3、道路等級 4、自然條件 5）緩和破斷 在縱斷面設(shè)計中，當陡坡的長度達到限制坡長時應(yīng)安排一段緩坡，用以恢復(fù)在陡坡上降低速度，同時考慮下坡安全的需要。 在緩坡上汽車將以加速行駛，因此緩坡的坡長應(yīng)適應(yīng)加速的需要。但實際設(shè)計中很難滿足這個要求，標準規(guī)定緩和破段的縱坡應(yīng)不大于3%，其長度不應(yīng)小于最短坡長。本次設(shè)計路線縱斷面坡度均在3%一下，對于露天礦運輸部造成困難不作縱坡設(shè)計 4.4.2豎曲線限制 1）豎曲線：當縱斷面兩個轉(zhuǎn)折線夾角代數(shù)差大于2%時，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時，為了緩和因車輛動能變化而產(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，所以實際上同圓曲線幾乎相同。在實際設(shè)計中，可根據(jù)計算的方便，采用拋物線或圓曲線。 2)豎曲線的作用和設(shè)計要求 作用：緩和縱向變坡處行車動量變化而產(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。標準規(guī)定在變坡點處應(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算公式： 邊坡角： 曲線長： 切線長： 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。如其長過短，汽車倏然而過司機會感覺到不舒服。因此，應(yīng)限制汽車在豎曲線上的行程時間不過短。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，回族當司機的視線。為了行車安全對凸形豎曲線的最小半徑或最小長度應(yīng)加以限制。4、凹形：設(shè)計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計算行車速度(公里/時)405020豎曲線最小半徑(米)凸形1000500300凹形5003003004.4.3 平、縱組合設(shè)計 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)指標大小應(yīng)均衡。對縱面線形不斷起伏，而在平面上，卻采用高標準的線形是無意義的。反而在平面上線形迂回前進、彎道較多，而在縱斷面設(shè)計上采用高標準也同樣沒有意義。3）選擇組合得當?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行車安全?）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)稍長于豎曲線 這種組合是使平曲線與豎曲線對應(yīng)，最好使豎曲線的起點和終點分別在平曲線的兩個緩和曲線內(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。一個長的平曲線有兩個以上的豎曲線，或一個大的豎曲線含有兩個以上的平曲線，看上去都別扭，根據(jù)統(tǒng)計資料，當平曲線半徑小于1000m時，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 通過對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)計整段路面采取填方設(shè)計，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成路基；這種路基具有力學強度高、水穩(wěn)定性好的特點，而且取材容易、方便運輸、節(jié)約成本等優(yōu)點。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、變坡點）1）設(shè)計變坡點的里程樁號取整數(shù)2）里程樁之差為坡長，高程之差為縱坡5、繪圖步驟 5.1 建立B4紙坐標體系、選好比例尺、確定樣式。 5.2 標明縱坐標高程和橫坐標里程并注釋比例尺和單位說明；繪制圖表，包括：土壤說明、地標高程、設(shè)計高程、填挖高度、坡長坡度、百米標與里程樁、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 在途中表格對應(yīng)位置從起點開始每100m（圖中50mm）標注一個百米標；分別為0、1、2、313、14。3）里程樁 將圖中平、縱曲線的ZY、YZ點、變坡點、50m里程點分別標注在圖上；分別為K0、K1、K2、K3、 K24 、K25 、K26。4）地標高度 采用定直線等分定理求得各控制點的高程繪制到圖中控制點高程計算方法：例如：控制點高程=660+a/b 5）地面線 將圖中相鄰控制點用直線連接起來就是地表平面線 6）設(shè)計線 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)計路線的路基必須大于84cm。從地面線上排土場控制點上方選一點作為設(shè)計線起點，然后按照最經(jīng)濟、最合理的路線找去下一個變坡點，最后選取終點直線連接成設(shè)計線。 5.3 計算坡度及坡長 式中 H高程差L坡長坡度角=2，須設(shè)置豎曲線。5.4 豎曲線要素計