第三章 纵断面设计.docx
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第三章纵断面设计
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第三章纵断面设计
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（）。
2、纵断面的设计线是由（）和（）组成的。
3、纵坡度表征匀坡路段纵坡度的大小，它是以路线（）和（）之比的百分数来度量的。
4、新建公路路基设计标高即纵断面图上设计标高是指：
高速、一级公路为（）标高；二、三、四级公路为（）标高。
5、汽车在公路上行驶的主要阻力有（）阻力、（）阻力、（）阻力和（）阻力等四种。
6、缓和坡段的纵坡不应大于（），且坡长不得（）最小坡长的规定值。
7、二、三、四级公路越岭路线的平均坡度，一般使以接近（）和（）为宜，并注意任何相连3KM路段的平均纵坡不宜大于（）。
8、转坡点是相邻纵坡设计线的（），两坡转点之间的距离称为（）。
9、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平曲线的（）。
10、纵断面设计的最后成果，主要反映在路线（）图和（）表上。
二、选择题
1、二、三、四级公路的路基设计标高一般是指（）。
A路基中线标高B路面边缘标高C路基边缘标高D路基坡角标高
2、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
3、凸形竖曲线最小长度和最小半径地确定，主要根据（）来选取其中较大值。
A行程时间，离心力和视距B行车时间和离心力
C行车时间和视距D视距和理性加速度
4、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
5、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（）.
A0%B0.3%C2%D3%
6、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、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
8、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
9、公路的最小坡长通常是以设计车速行驶（）的行程来规定的。
A3-6sB6-9sC9-15sD15-20s
10、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最小纵坡和坡长D路基设计洪水频率
11、在纵坡设计中，转坡点桩号应设在（）的整数倍桩号处。
A5mB10mC20mD5.0m
12、《公路工程技术标准》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双曲线
13、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
14、各级公路的最小合成坡度，不应小于（）。
A0.3%B0.4%C0.5%D0.6%
三、名称解释
1．公路的纵坡度
2．平均纵坡
3．合成坡度
4．爬坡车道
5．转坡角
四、问答题
1．在纵断面设计中，确定最大纵坡和最小纵坡的因素分别有哪些？
2．缓和坡段的作用是什么？
《公路工程技术标准》对设置缓和坡段有何规定？
3．确定竖曲线最小半径时主要考虑哪些因素？
4．简述平、纵面线形组合的基本原则。
5．纵断面设计时怎样考虑标高控制？
6．确定转坡点位置时应考虑哪些问题？
7．路线纵断面设计应考虑哪些主要标高控制点？
8．简述纵断面设计的方法与步骤。
五、计算题
1．某二级公路连续纵坡设计时第一坡段纵坡为7%，长度为200米；第二坡段纵坡为6%，长度为300米，则第三坡段纵坡为5%的坡长最多可拉多长？
纵坡长度限制表（米）
5%
6%
7%
900
700
500
2．某公路有连续三个变坡点分别为：
K8+700、K9+100、K9+380，对应的设计标高分别为：
77.756米、65.356米、68.716米。
若在变坡点K9+100处的竖曲线半径为3000米，试计算：
（1）该竖曲线要素及起止点桩号；
（2）桩号K8+980、K9+060、K9+150、K9+220的路基设计标高。
3．某路段中有一变坡点桩号为K15+450，高程为66.770米，其相邻坡段的纵坡分别为—3.68%和+2.06%。
为保证路基的最小填土高度，变坡点处的路基设计标高不得低于68.560米。
试进行：
（1）计算竖曲线半径最小应为多少米（取百米的整数倍数）？
（2）用确定的竖曲线半径计算竖曲线起止点桩号。
一、参考答案
1、地面线、设计线
2、直线（均坡线）、竖曲线
3、高差、水平距离
4、中央分隔带的外侧边缘、路基边缘
5、空气、滚动、坡度、惯性
6、3%、小于
7、5%、5.5%、5%
8、交点、坡长
9、小半径、拐点
10、纵断面设计、路基设计
二、参考答案
1、C路基边缘标高
2、D中央分隔带外侧边缘标高
3、A行程时间，离心力和视距
4、C曲线长
5、A0%
6、B等速
7、B下坡
8、D排水要求
9、A3-6s
10、A路基最小填土高度
11、B10m
12、A二次抛物线
13、D平、纵、横
14、C0.5%
三、参考答案
1．公路的纵坡度：
是指公路中线相邻两变坡点之间的高差与水平距离比值的百分比。
2．平均纵坡：
是指一定长度的路段纵向所克服的高差与该路段长度的比。
3．合成坡度：
是指在公路平曲线上既有纵坡又有横向超高时纵坡与超高横坡的矢量和。
4．爬坡车道：
是指在陡坡路段正线行车道外侧增设的供载重车辆行驶的专用车道。
5．转坡角：
纵断面上相邻两纵坡线相交，后坡线相对前坡线的转角。
四、参考答案
1．答:
⑴确定最大纵坡因素有:
①汽车的动力性能：
考虑公路上行驶的车辆，按汽车行驶的必要条件和充分条件来确定；
②公路等级：
不同的公路等级要求的行车速度不同；公路等级越高、行车速度越大，要求的纵坡越平缓；
③自然因素：
公路所经过的地形、海拔高度、气温、雨量、湿度和其它自然因素，均影响汽车的行驶条件和上坡能力。
⑵确定最小纵坡的因素有:
①路基的纵向排水；
②路面的纵、横向排水。
2．答:
⑴缓和坡段的作用是：
改善汽车在连续陡坡上行驶的紧张状况，避免汽车长时间低速行驶或汽车下坡产生不安全因素
⑵《公路工程技术标准》对设置缓和坡段的规定：
对于不同设计速度的公路，连续上坡（下坡）时应在不大于相应纵坡最大坡长范围内设置缓和坡段，且缓和坡段的纵坡度不应大于3%，长度应符合纵坡长度的规定。
3．答:
⑴对于凸形竖曲线应考虑：
①缓和冲击；②经行时间不宜过短；③满足视距要求。
⑵对于凹形竖曲线应考虑：
①缓和冲击；②前灯照射距离要求；③跨线桥下视距要求；④经行时间不宜过短。
4．答:
①应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；
②平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊太大，使线形在视觉上和心理上保持协调；
③选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和安全行车；
④应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。
5．答:
纵断面设计时标高控制的考虑是：
①在平原地区，主要由保证路基最小填土高度所控制；②在丘陵地区，主要由土石方平衡、降低工程造价所控制；③在山岭区，主要由纵坡度和坡长所控制，但也要从土石方尽量平衡和路基附属工程合理等方面适当考虑；④沿河受水浸淹、沿水库、大、中桥桥头等地段，路基一般应高出设计频率的计算水位（并包括雍水和浪高）0.5m以上；⑤当设计公路与铁路平面交叉时，铁路轨道的标高为控制标高；⑥当设计公路与公路、铁路立交时，满足跨线净空高度的要求；⑦还应考虑公路起终点、垭口、隧道、重要桥梁、排灌涵洞、地质不良地段等方面的要求。
6．答:
确定转坡点位置时应考虑：
①尽可能使填挖工程量最小和线形最理想；
②使最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、缓和坡段满足有关规定的要求；
③处理好平、纵面线形的相互配合和协调；
④为方便设计与计算，变坡点的位置一般应设在10米的整数桩号处。
7．答:
路线纵断面设计应考虑的主要标高控制点有：
路线的起终点、越岭垭口、重要桥梁涵洞的桥面标高、最小填土高度、最大挖深、沿溪线的洪水位、隧道进出口、平面交叉和立体交叉点、与铁路交叉点及受其他因素限制路线必须通过的标高。
8．答:
纵断面设计的方法与步骤是：
（1）做好准备工作；①按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线；②绘出平面直线与平曲线资料，以及土壤地质说明资料；③将桥梁、涵洞、地质土质等与纵断面设计有关的资料在纵断面图纸上标明；④熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和设计要求。
（2）标注控制点；
（3）试定纵坡；
（4）调整纵坡；对照技术标准，检查纵坡是否合理，不符合要求时则应调整纵坡线。
（5）核对；选择有控制意义的重点横断面“戴帽”检查。
（6）定坡；纵坡线经调整核对后，即可确定纵坡线。
（7）设置竖曲线；根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。
（8）根据已定的纵坡和变坡点的设计标高及竖曲线半径，即可计算出各桩号的设计标高。
五、参考答案
1．解：
设第三坡段最多可拉X米
则有
解得
故可拉154.28米
2．解：
（1）计算该竖曲线要素及起止点桩号
（米）
（米）
（米）
竖曲线起点桩号=（K9+100）-64.5=K9+035.5
竖曲线止点桩号=（K9+100）+64.5=K9+164.5
（2）计算桩号K9+060、K9+150的路基设计标高。
①对于K9+060：
（米）
路基设计标高=65.356+[（K9+100）-（K9+060）]
+0.100=66.696（米）
②对于K9+150：
（米）
路基设计标高=65.356+[（K9+150）-（K9+100）]
+0.035=65.991（米）
3．解：
（1）计算竖曲线半径最小值如下：
外距
（米）
由
和
有
得
（米）
依题意（取百米的整数倍数）可得R=4400（米）
（2）计算该竖曲线起止点桩号
（米）
（米）
（米）
竖曲线起点桩号=（K15+450）-126.28=K15+323.72
竖曲线止点桩号=（K15+450）+126.28=K15+576.28
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