第三章 纵断面设计n 第一节 概 述n定义：沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面n纵断面设计：在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡度变化情况的过程n任务：研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度n依据：汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等1路线纵断面图构成：n地面线：它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线；反映了沿着中线地面的起伏变化情况n设计线：设计人员经过技术上、经济上、美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路线的起伏变化形状是路线上各点路基设计标高的连续2n地面标高：中线上地面点高程n路线纵断面图上的设计标高：即路基设计标高n1、新建公路的路基设计标高： 高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路采用路基边缘标高，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高2、改建公路的路基设计标高： 一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采用行车道中线处的标高n路堤：设计标高大于地面标高n 路堑：设计标高小于地面标高n纵断面设计内容：坡度及坡长n 竖曲线 3第二节 汽车的驱动力及行驶阻力 n一、汽车的驱动力n汽车的动力来源：n汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。
n在发动机里热能转化成机械能经过传动系变速和传动，将曲轴的扭矩传给驱动轮，产生Mk的扭矩驱动汽车驱动轮旋转，轮胎对路面产生向后的水平推力，则路面对车辆产生向前的推力，驱使汽车行驶 4汽车传动系统：5发动机输出的功率N与产生的扭矩M的关系：n1发动机曲轴扭矩M 及发动机转速特性TrM6N-n曲线、M-n曲线n发动机转速特性曲线：7东风EQ-140发动机外特性曲线8式中：Nmax发动机的最大功率(kW)； nN发动机的最大功率所对应的转速（rmin）n发动机转速特性经验公式：式中：Mmax最大扭矩（Nm）；n MN最大功率所对应的扭矩，n nN最大功率所对应的转速（r/min）；n nM最大扭矩所对应的转速(rmin)；9发动机曲轴上的扭矩M经过变速箱（速比ik）和主传动器（速比i0）两次变速两次变速的总变速比为：=i0ik；传动系统的机械效率为TD时： 减速行驶式中：道路阻力系数， 29临界速度：每一排档最大动力因数Dmax对应的速度，用Vk表示汽车的行驶状态30n汽车的最小稳定速度：是指满载（不带挂车）在路面平整坚实的水平路段上，稳定行驶时的最低速度（即临界速度Vk）31最大爬坡度：指汽车在坚硬路面上用最低档作等速行驶时所能克服的最大坡度。
cos1，sintgi， DImax=fcos+sin解此三角函数方程式，得最大坡角：三、汽车的爬坡能力n汽车的爬坡能力是指汽车在良好路面上等速行驶时克服了其它行驶阻力后所能爬上的纵坡度 a=0，则 i=D-f32四、理想的最大纵坡和不限长度的最大纵坡n1. 理想的最大纵坡i1：是指设计车型即载重车在油门全开的情况下，持续以理想速度V1等速行驶所能克服的坡度V1取值，对低速路为设计速度，高速路为上述载重车的最高速度 n i1=D1-fn2. 不限长度的最大纵坡i2：n容许速度V2：不同等级的道路容许速度应不同，其值一般应不小于设计速度的1/22/3（高速路取低限，低速路取高限） n i2=D2-f33五、最大纵坡最大纵坡：是指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值影响因素： 汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力和下坡的安全性 道路等级：等级高，行驶速度大，要求坡度阻力尽量小 自然条件：海拔高程、气候（积雪寒冷等） 纵坡度大小的优劣： 坡度大：行车困难：上坡速度低，下坡较危险 山区公路可缩短里程，降低造价341. 设计速度为120kmh、l00kmh、80kmh的高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡值可增加1。
2. 公路改建中，设计速度为40kmh、30kmh、20kmh的利用原有公路的路段，经技术经济论证，最大纵坡值可增加1n各级公路最大纵坡的规定（表3-9）设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%） 3 4 5 6 7 8 9351高原为什么纵坡要折减？在高海拔地区，因空气密度下降而使汽车发动机的功率、汽车的驱动力以及空气阻力降低，导致汽车的爬坡能力下降另外，汽车水箱中的水易于沸腾而破坏冷却系统2规范规定：位于海拔3000m以上的高原地区，各级公路的最大纵坡值应按书P60页表3-10规定予以折减折减后若小于4%，则仍采用4%高原纵坡折减36n 坡长是纵断面上相邻两变坡点间的长度n 内容：最小坡长限制：任何路段n 最大坡长限制：陡坡路段n 1最小坡长限制n标准规定，各级公路最小坡长一般不应小于915s行程，按书P64页表3-14选用n 城市道路最小坡长按表书P64页表3-15选用 六、坡长限制37n标准规定各级公路最大坡长限制见书P63页表3-11 2最大坡长限制38n 城市道路最大坡长见书P63页表3-12 393、缓和坡段n在纵断面设计中，当陡坡的长度达到限制坡长时，应安排一段缓坡，用以恢复在陡坡上降低的速度。
同时，从下坡安全考虑，缓坡也是需要的n标准规定，连续上坡(或下坡)时，应在不大于所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段缓和坡段的纵坡应不大于3，其长度不应小于最小坡长40n最小纵坡：各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值n最小纵坡值：0.3%，一般情况下0.5%为宜n适用条件：横向排水不畅路段 设置边沟的低填方路段n 干旱少雨地区以及横向排水良好，不产生路面积水的路段最小纵纵坡可不受上述限制4、最小纵坡415、平均纵坡n平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差H与该路段的距离L之比标准规定：二、三、四级公路越岭路线连续上坡(或下坡)路段，相对高差为200500m时，平均纵坡不应大于5.5；相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5任意连续3km路段平均纵坡不应大于5.542 1）.定义义：合成坡度是指由路线纵线纵 坡与弯道超高横坡或路拱横坡组组合而成的坡度，其方向即流水线线方向 合成坡度的计计算公式为为：6、合成坡度n式中：I合成坡度（%）；n ih超高横坡度或路拱横坡度（%）；n i路线设计纵坡坡度（%）4344。
