[工学]第5章 道路勘测设计课程-李娜课件.ppt

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1、,课程简介,一、教 材：道路规划与勘测设计 二、总学时：56学时+课程设计(一周) 三、考 核：作业+考勤笔试 * 课程设计单独记成绩 四、主 讲：李娜 tel: 027-63227110 E_mail:,1.高速公路规划与设计（丛书，人民交通出版社1998.1） 2.公路工程技术标准（JTJ01） 3.公路路线设计规范（JTJ011） 4.城市道路设计规范（CJJ037） 5.实用公路美学美（人民交通出版社，1981.1） 6.公路勘测设计规范（JTJ061） 7.现代公路勘测设计实用技术 刘培文（人民交通出版社1999.5） 8.道路立交工程 王伯惠（人民交通出版社，2000.）,主要参考

2、资料,概 述,(一) 概念,* 道路工程除受力构造物的计算、设计以及地质水文条件的利用、改造以外的全部造型设计称为道路几何设计，也就是通常指的平、纵、横三维定位设计。 * * 几何设计是一个由粗到细的分阶段的设计过程 *,概 述,（二）常识,1. 公路的分级与分类、城市道路的分类与分级 2. 几何设计的基本依据： 设计车速、设计车辆、设计交通量 3. 几何设计的基本内容： 对道路“带状空间体的空间定位（坐标、高程）设计。为简化设计和便于施工放样，通常将三维问题分解为三个二维问题，即： 平 面 x-y 纵断面 s-H 横断面 b-H 4. 路线与环境,概 述,一、公路,1 、分级 交通部1997

3、年颁布的公路工程技术标准JTJ001-97将公路根据使用任务、功能和适应的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。 高速公路：专供汽车分向、分道行驶并全部控致出入的干线，适应各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量25000-100000辆，全部控制出入。 一级公路：供汽车分向、分道行驶，适应各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量15000-30000辆，部分控制出入。 二级公路：适应各种车辆折合成中型载重车的远景设计年限年平均昼夜交通量3000-7500辆。 三级公路：适应各种车辆折合成中型载重车的远景设计年限年平均昼夜交通量1000-400

4、0辆。 四级公路：适应各种车辆折合成中型载重车的远景设计年限年平均昼夜交通量，双车道1500辆以下，单车道200辆以下。,概 述,一、公路,2、 公路等级的选用 公路等级应根据公路网规划、远景交通量，从全局出发，结合道路的使用任务、性质综合确定。 （1）公路的设计年限 远景设计年限：确定道路横断面车行道和人行道宽度时道路 交通量达到饱和时的年限。 高速公路、一级公路：20年 二级公路：15年 三、四级公路：10年，也可根据实际情况缩短。 路面结构设计年限：路面修成至需要翻修改建的年限。 （2）设计路段最小长度 高速公路、一级公路：大于或等于20公里，特殊10公里，其他等级公路：大于或等于10公

5、里，特殊5公里。,概 述,二、城市道路,1、城市道路分类 按照道路在城市道路网中的地位、交通功能以及沿街建筑的服务功能分为四种类型。 快速路: 解决城市长距离的快速交通。 主干路：以交通功能为主的连接城市各主要分区的干线道路。 次干路：区域性的主要道路，具有区域的集散功能和服务功能。 支 路 ：以服务功能为主，直接与两侧建筑、街坊出入口相接的局部地区道路。 2、城市道路分级 根据城市的规模、设计交通量和地形类别进行划分：除快速路 外，其他各类道路各分为、 、级。一般与城市规模对应。 3、远景设计年限： 快速路和主干路：20年；次干路：15年；支路：1015年。,第5章 道路勘测设计基本理论与知

6、识,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,现代道路主要服务对象 汽车 道路设计前提 满足汽车行驶的要求 汽车行驶总的要求 安全、迅速、经济与舒适 具体说来: 一要保证汽车行驶的稳定性，即不倒溜、不滑移、不倾覆 二尽可能提高车速，降低运输成本，以提高运输效率 三尽量使乘客和驾驶员感到舒适 因此，在道路线形设计时，需要研究汽车在道路上的行驶特性及其对道路设计的具体要求，这是道路线形设计的理论基础,是制定道路线形几何标准的理论依据。 本章将着重介绍汽车的动力特性及其与道路线形设计的基本关系，同时介绍有关道路勘测设计的基础知识,道路勘测设计基础理论,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,为研究汽车在道路上

7、的运动状况，首先分析汽车的驱动原理，掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力，即牵引力与行驶阻力,5.1 汽车的牵引力及行驶阻力,汽车在道路上行驶时，必须有足够的驱动力来克服各种行驶阻力。汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。 燃料和空气在发动机内燃烧，通过活塞、曲轴将热能转化为机械能，产生有效功率N，驱使曲轴以每分钟n的转速旋转，产生扭矩M，再经过离合器、变速器、传动轴、主传动器、差速器和半轴等一系列的变速和传动，将曲轴的扭矩传给驱动轮，产生扭矩Mk驱动汽车行驶,牵引力,内燃发动机 产生曲轴扭矩M 驱动轮扭矩Mk,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,汽车的牵引力,分析,如图5-2，把驱动轮上的扭

8、矩Mk用一对力偶Ta和T代替，Ta作用在轮缘上与路面水平反力F抗衡，T作用在轮轴上推动汽车前进，称为牵引力，与汽车行驶阻力R抗衡,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,分析,分析上式： 如要获得较大的牵引力T，必须要有较大的总变速比，但增大，则车速V就降低，因此，对同一发动机不可能同时获得大的牵引力和高的车速。 为此，对汽车设置了几个排档，每一排档都具有固定的总变速比，以及该档的最大车速和最小车速。当使用低档时，用较大的值，获得较小的牵引力和较高的车速。从前面的车速V的计算公式也可看出牵引力T与功率N之间的关系,发动机的有效功率越大，汽车的牵引力越大,汽车的牵引力,第5章 道路勘测设计基本理论与

9、知识,汽车行驶时需要不断克服运动过程中所遇的各种阻力。 这些阻力包括：空气阻力、道路阻力和惯性阻力,5.1.2 汽车的行驶阻力,汽车在行驶中，由于迎面空气的压力、车后的真空吸力及空气与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进，总称为空气阻力。当行驶速度在100 km /h以上，有时一半的功率用来克服空气阻力。 汽车在运动时所产生的空气阻力Rw可以用下式计算 ：,式中： K空气阻力系数 A汽车迎风面积（m2），KA也称为汽车流线型因数 V汽车与空气的相对速度（km/s），可近似地取汽车 的行驶速度,5.1.2.1 空气阻力,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,（1）滚动阻力 车轮在路面上滚动所产生的阻力，是

10、由轮胎与路面变形引起的。与路面类型、轮胎结构及行驶速度等有关。 滚动阻力与轮胎承受的力成正比，即,式中：Rf滚动阻力 (N) G 汽车的总重力 (N) f滚动阻力系数，见下表,5.1.2.2 道路阻力,Rf =Gf (N),表51 各类路面滚动阻力系数 f 值,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,（2）坡度阻力 汽车在坡道上行驶时，汽车重量在平行于路面方向有分力，上坡时分力与汽车前进方向相反，阻碍汽车行驶，而下坡时分力与前进方向相同，推动汽车行驶。 坡度阻力可用下式计算,式中：RI坡度阻力 （N） G车辆总重力 （N） 道路纵坡倾角 i道路纵坡度，上坡为正；下坡为负,5.1.2.2 道路阻力,

11、RI=Gsin 当sintg=i 时 RI=Gi,以上可以看出，滚动阻力和坡度阻力均与道路状况有关，且都与汽车的总重力成正比，将它们统称为道路阻力，以RR表示,RR=G ( f+I ) （N）,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,（3）惯性阻力 汽车变速行驶时，需要克服其质量变速运动时产生的惯性和惯性力矩称为惯性阻力，用RI表示。 汽车的质量分为平移质量和旋转质量（如飞轮、齿轮、传动轴和车轮等）两部分。变速时平移质量产生惯性力，旋转质量产生惯性力矩。 由于惯性力矩计算比较复杂，为方便计算，一般给平移质量惯性力乘以大于1的系数，来代替旋转质量惯性力矩的影响。即,式中：RI惯性阻力 （N） G 车

12、辆总重力 （N） g 重力加速度 （m/s2） 惯性力系数（或旋转质量换算系数）,5.1.2.2 道路阻力,小结,汽车的总行驶阻力：,R=RW+RR+RI,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.1.3 汽车的运动方程式和行驶条件,汽车在道路上行驶时，必须有足够的牵引力来克服各种行驶阻力。当牵引力与各种行驶阻力之代数和相等的时候，称为牵引平衡。其牵引平衡方程式（也称汽车的运动方程式）为 ：,5.1.3.1汽车的运动方程式,T = R = RW+RR+RI,如节流阀部分开启时，对驱动力T进行修正。修正系数用U表示，称之为负荷率 ：,一般，负荷率U=80%90%。将有关公式代入牵引平衡方程式，则汽

13、车的运动方程式为 ：,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.1.3 汽车的运动方程式和行驶条件,汽车在道路上行驶，必须有足够的牵引力来克服各种行驶阻力 （行使必要条件）,5.1.3.1汽车的行驶条件,T R,只有足够的牵引力还不能保证汽车正常地行驶。若驱动轮与路面之间的附着力不够大，车轮将在路面上打滑，不能前进。所以，汽车牵引力的发挥，还要受轮胎与路面之间附着条件的制约。即汽车行驶的充分条件是驱动力小于或等于轮胎与路面之间的附着力： （行使充分条件）,TGk,式中： 附着系数（可理解为滑动摩擦系数），主要取决于路面的粗糙程度和潮湿泥泞程度，轮胎的花纹和气压，以及车速和荷载等，见表5-2（下页

14、） Gk作用在驱动轮的荷载。一般情况下，小汽车为总重的0.50.65倍，载重车为总重的0.650.80倍,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.1.3 汽车的运动方程式和行驶条件,5.1.3.1汽车的行驶条件,根据以上汽车行驶条件的分析，实际工作中对路面提出了一定要求： 宏观上：要求路面平整而坚实，尽量减小滚动阻力（满足规范平整度要求） 微观上：要求路面粗糙而不滑，以增大附着力（混凝土路面压纹）,表52 各类路面上附着系数的平均值,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.2 汽车的动力特性及加、减速行程,5.2.1 汽车的动力因数,T = R = RW+RR+RI,T - RW = RR +

15、 RI,等号左端 (T-RW) 称: 汽车的后备牵引力，它与汽车的构造和行驶速度有关 等号右端 (RR + RI ): 汽车在道路上行驶时的道路阻力RR和惯性阻力RI之和，主要与道路状况和汽车的行驶状态有关，将右端行驶阻力表达式代入，变换后可得：,汽车的动力性能系指汽车所具有的加速、上坡、最大速度等的性能。研究汽车的动力性能的目的：为道路纵断面设计提供理论依据,D称为动力因数，即为单位车重具备的牵引潜力。它表征某型汽车在海平面高程上，满载情况下，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.2.1 汽车的动力因数,D是关于V的二次函数，为使用方便，将D与V的函

16、数关系用曲线表示，称为动力特性图。利用该图可直接查出各排档时不同车速对应的动力因数值 动力因数和动力特性图是按海平面及汽车满载情况下的标准值计算绘制的。若道路的高程既不在海平面上汽车也不是满载，则应对动力因素D进行修正。方法：给D乘以一个修正系数 ：,分析,为动力因数D的海拔荷载修正系数，见上面右式,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.2.1 汽车的动力因数,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.2.1 汽车的动力因数,思 考 ？,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.2.2 汽车的行驶状态,对不同排档的DV曲线，D值都有一定使用范围，档位愈低，D值愈大，而车速愈低。当汽车的动力因数为

17、D，道路阻力为，汽车的行驶状态有以下三种情况,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.2.2 汽车的行驶状态,在动力特性图上，与任意的D=相应等速行驶的速度称为平衡速度，用Vp表示。 汽车在道路阻力为1的坡道上行驶，与D1=1对应的平衡速度为V1。当汽车行驶速度VV1时减速行驶，直到V1为此；当VV1时加速行驶，直到V1为止。（图5-5） 每一排档都存在各自的最大动力因数Dmax，与之对应的速度称作临界速度，用Vk表示。 若汽车以某一排档作等速行驶，当D2=2时，汽车可采用V1或V2的任一速度行驶。（图5-6） 临界速度Vk是汽车稳定行驶的极限速度。一般情况下汽车都采用大于某一排档的临界速度V

18、k作为行驶速度，以便克服额外阻力而连续行驶,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.2.3 汽车的爬坡能力,汽车的爬坡能力是指汽车能克服坡度的能力。 汽车的最大爬坡能力是用最大爬坡坡度评定的。最大爬坡度系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,公式推导,当a0时，i=D-f,由于最低档爬坡能力大，坡道倾角也大，此时cos1,sintg=i， 应用下式计算,DImax= f cos+sin,解此三角函数方程式，得 ：,式中 ：aImax最低档所能克服的最大坡道倾角；f 滚动阻力系数； DIma 最低档的最大动力因数,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.2.4 汽车的加、减速

19、行程,汽车的加速性能是指汽车在各种使用条件下迅速增加行驶速度的能力，可用加速度、加速时间和行程来评定。汽车的加速度愈大，加速时间和行程愈短，汽车的加速性能愈好。,由ds=vdt及加、减速度a=dv/dt(m/s2)，得,（a0）,设初速V1，终速V2对上式积分，并将车速v(m/s)化成V（km/h），得,为使用方便，对上式积分，将数据绘制加、减速行程图，以备查用（见下页）,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,V=80 km/h,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,思 考 ？,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方

20、向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。 影响汽车行驶稳定性的主要因素 : 汽车本身结构参数、驾驶员操作技术以及道路与环境等外部因素的作用。 = 以下采用力学平衡的原理分析汽车行驶的稳定性，从而为道路线形设计提供依据。,5.3 汽车的行驶稳定性,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.3.1 汽车行驶的纵向稳定性,图5-8为汽车在直坡道上低等速上坡行驶受力图，惯性阻力为零，因车速低可略去空气阻力和滚动阻力。图中G为汽车总重力，为坡道倾角，hg为重心高度，Z1和Z 2为作用在前、后轮上的法向反作用力，X1和X 2为作用在前、后轮上的切向反作用力，L为汽车轴距，l1和l2为汽车重心至前、后轴

21、的距离，O点为汽车重心，O1和O2为前、后轮与路面接触点,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.3.1.1 纵向倾覆条件分析,产生纵向倾覆的临界状态是汽车前轮法向反作用力Z1为零，此时，汽车可能绕O2点发生倾覆现象。对O2点取矩，并让Z1=0，得 ：,式中： 0 Z1为零时极限坡道倾角； i 0 Z1为零时道路的纵坡度。 当坡道倾角0（即道路纵坡ii 0）时，汽车可能产生纵向倾覆。,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.3.1.2 纵向倒溜条件分析,根据附着条件，驱动轮不产生纵向倒溜的状态是下滑力与附着力平衡。即 ：,产生纵向倒溜临界状态时坡道倾角； i 产生纵向倒溜临界状态时道路纵坡度,

22、其中对点O1取矩，可得：,因hg*tg较小，可略去不计，且,当坡道倾角（即道路纵坡ii）时，汽车可能产生纵向倒溜。i的大小主要取决于驱动轮荷载Gk与汽车总重力G的比值以及附着系数值 。,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.3.1.2 纵向稳定性的保证,分析式上面两式，一般l / hg接近1，而 远小于1，所以,汽车在坡道上行驶时，纵向倒溜现象发生纵向倾覆之前。为保证汽车行驶的纵向稳定性，纵坡设计应满足不产生纵向倒溜为条件。则汽车行驶时纵向稳定性的条件为 ：,即ii0,当道路纵坡度i 满足上式条件时，一般汽车满载都能保证纵向行驶的稳定性。但在运输中装载过高时，由于重心高度hg的增大而破坏纵向

23、稳定性条件，所以，应对汽车装载高度有所限制。,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.3.2 汽车行驶的横向稳定性,5.3.2.1 汽车在平曲线上行驶时受力分析,汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其方向水平背离圆心。离心力大小为:,式中： F 离心力 （N） R 平曲线半径 （m） V 汽车行驶速度 （m/s）,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.3.2.1 汽车在平曲线上行驶时受力分析,离心力对汽车在平曲线上行驶的稳定性影响很大，它可能使汽车向外侧滑移或倾覆。为了减少离心力的影响，保证汽车在平曲线上稳定行驶，必须使平曲线上路面做成外侧高、内侧低呈单向横坡的形式，这种设置称为超高。,将离心

24、力F与汽车重力G分解为平行于路面的横向力X和垂直于路面的竖向力Y,由于路面横向倾角一般很小，则sintg=ih，cos1,式中竖向力Y是稳定因素，横向力X是汽车行驶的不稳定因素 由于同样大小的力作用在不同重量汽车上其稳定性程度是不一样的，于是采用横向力系数来衡量，其意义为单位车重力的横向力,分析,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,单位车重力的横向力,车速v(m/s) 化成V（km/h）,公式表达了横向力系数与车速、平曲线半径及超高之间的关系。值愈大、汽车在平曲线上的稳定性愈差,分析,式中： R平曲线半径 （m） u横向力系数 V行车速度 （km/h） ih横向超高坡度,5.3.2.1 汽车在

25、平曲线上行驶时受力分析,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.3.2.2 横向倾覆条件分析,汽车在具有超高的平曲线上行驶时，由于横向力的作用，可能使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆的危险。为使汽车不产生倾覆，必须使倾覆力矩小于或等于稳定力矩,Fih比G小得多 略去不计,式中： b汽车轮距 （m） hg汽车重心高度 （m）,将 代入，可得下式 ：,利用此式可计算汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平曲线半径R或最大允许行驶速度V,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.3.2.3 横向滑移条件分析,汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，可能使汽车沿横向力的方向产生向外横向滑移。为使汽

26、车不产生横向滑移，必须使横向力小于或等于轮胎和路面之间的横向附着力,式中： h 横向附着系数， 一般h =（0.60.7）,值见P32,将 代入，可得下式 ：,利用此式可计算出汽车在平曲线上行驶时，不产生横向滑移的最小平曲线半径R或最大允许行驶速度V,表52 各类路面上附着系数的平均值链接,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.3.2.4 横向稳定性的保证,通过前面的分析，从上面的两个公式可知，汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数u值的大小 现代汽车在设计制造时重心较低，一般b2hg，即 。 而 ，所以 。也就是汽车在平曲线上行 驶时，横向滑移现象发生在横向倾覆之前，因此道路

27、设计 中平曲线最小半径满足 。一般在满载情况 下能够保证横向行车的稳定性。但装载过高时可能发生倾覆现象，因此应控制汽车装载高度,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,汽车的制动性能是指汽车行驶中强制降低车速以至停车，或在下坡时能保持一定速度行驶的能力。 = 汽车的制动性能直接关系到汽车的行驶安全，影响路线设计行车视距、山区公路中陡坡长度指标及缓和坡段的设置等。一些重大交通事故往往与制动距离太长有关，所以具有良好的制动性能是汽车行驶安全的重要保障,5.4 汽车的制动性能,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.4.2 制动距离,汽车的制动过程：人为地增加汽车的行驶阻力，使汽车的动能或位能（当汽车下

28、坡时）转化为热能的过程。 车轮制动是利用制动器内的摩擦阻力矩来形成路面对车轮的切向摩擦阻力，简称为制动力。 制动力P阻止车轮前进，在急刹车时P值最大，而最大的P值取决于轮胎与路面之间的附着力。在附着系数较小的路面上，若制动力大于附着力，车轮将在路面上滑移，易使制动方向失去控制。所以，P值的极限值为,P=G,式中： G 分配到制动轮上的汽车重力。现代汽车全部车轮均为制动轮，一般制动时采用后轮制动，紧急制动时前后轮均制动，G值为汽车的总重力（N） 路面与轮胎之间的附着系数，与轮胎、路面及制动等条件有关,制动力P的方向与汽车运动方向相反 ，制动平衡方程式 （略去空气阻力）,第5章 道路勘测设计基本理

29、论与知识,5.4.1 制动平衡方式,上式中： a 制动减速度 （m/s2） 道路阻力系数，=f+i,v(m/s) V（km/h） 积分后可得,上式中： S 制动距离 （m） V1 制动初速度 （km/h） V2 制动终速度 （km/h）,当制动到汽车停止时V2=0,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,汽车在运输工作中需要消耗燃料、轮胎及各种配件材料等，其中燃料的消耗量所占比重最大，而汽车燃料是国家重要的能源物质。因此减少燃料消耗量，对降低运输成本，提高汽车的行车经济性很有意义,5.5 汽车的行车经济性,汽车行驶的燃料消耗主要与发动机有关，除此外，还要受到道路的状况、交通情况、驾驶技术及环境等方

30、面的影响。 通常用下述指标作为评价燃料经济性的评价指标 :,1、每100km行程燃料消耗kg数Qs,Qs=100Qt/V（kg/100km）,2、每tkm燃料消耗kg数QsG,QsG=Qs/100Gi= Qt/V Gi（km/kg）,2、每kg燃料所行驶的里程L,L=1/Qs=V/Qt100（km/kg）,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,道路工程是一种投资较大的基础设施工程。为了保证勘测设计的科学性、合理性与可行性，道路勘测设计过程通常按照由粗到细的顺序，分阶段地进行。不同的阶段有不同的工作深度。道路工程项目一般采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计，与之相对应的设计前勘测工作分别为初测和

31、定测。对于技术简单、方案明确的小型建设项目，也可采用一阶段设计（勘测为一次性定测）。对于技术上复杂而又缺乏经验的项目，必要时采用三阶段设计，即初步设计、技术设计和施工图设计,5.6 勘测设计的阶段,初步设计应根据批准的设计任务书（或测设合同）和初测资料编制。 - 一阶段施工图设计应根据批准的设计任务书（或测设合同）和一次定测资料编制。 - 两阶段设计时，施工图设计应依据批准的初步设计和定测资料编制。 - 三阶段设计时，技术设计应根据批准的初步设计和补充测量资料编制；施工图设计应根据批准的初步设计、技术设计和定测（或补充定测）资料编制,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.7 勘测设计的依据,

32、5.7.1设计车辆,现代道路设计的主要服务对象是汽车。汽车的物理特性及其尺寸大小对于道路几何设计有着决定意义，因此确定有代表性的车辆作为设计依据是非常必要的 所谓设计车辆是指道路几何设计所依据的车辆,汽车的种类很多，但作为道路几何设计依据的汽车: 公 路 : “小客车、载重车、鞍式列车” 三类； 城市道路 : “小型汽车、普通汽车、铰接车” 三类。 各类汽车外廓尺寸详见后页的表格 由于公路和城市道路在遴选设计车辆方面考虑的因素有所不同，导致设计车辆的外廓尺寸不尽一致，但都列入了相应的设计规范，均为道路几何设计的依据,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.7 勘测设计的依据,5.7.1设计车辆

33、,表53 公路设计车辆外廓尺寸（m）,表54 城市道路设计车辆外廓尺寸（m）,注：表中前悬指车体前缘到前车轴中心的距离 后悬指后轴中心到车体后缘的距离,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,JTG B01-2003,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,CJJ 3790规范,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.7.2 设计车速,表55 各级公路设计车速（km/h）,设计车速是指道路几何设计依据的车速，即在气候正常、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几何线形、路面条件、附属设施等）影响时，一般驾驶员能保持安全而舒适地行驶的最大行车速度，也称计算行车速度,表56 城市道路设计车速（km/h）,

34、第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.7.2 设计车速,CJJ 3790规范,JTG B01-2003,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.7.3 设计交通量,设计交通量：指道路设计年限内预测的能够达到的设计采用最大交通量,在统计或估算交通量时，必然会遇到不同车辆间的换算（或折算）问题。也就是说，道路交通量的统计或估算，最后都会落脚到某一种单一的“标准车型”，所涉及到的车辆都以某一个相对合理的“折算系数”折算成标准车辆。车辆换算的问题较复杂，涉及到的因素很多，要真实和确切地反映各种车辆之间的换算关系还有待研究。 目前应用情况，车辆换算的方法主要有两种： 一、以具有代表性的平均车头时距之比

35、作为换算依据； 二、根据车辆占道面积（静态面积或动态面积）之比作为换算依据。 公路、城市道路采用的车辆换算系数参见后面的表,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,5.7.3 设计交通量,CJJ 3790规范,城市道路,JTG B01-2003,公路,第5章 道路勘测设计基本理论与知识,思考题,1、汽车的牵引力与行驶速度有什么关系？ 2、汽车在道路上正常行驶的充要条件是什么？ 3、汽车动力因数公式 中各符号的含义及计算单位是什么？ 怎样利用动力特性图分析汽车的行驶速度？ 4、怎样使用汽车的加减速行程图？ 5、汽车行驶的稳定性对道路的线形设计可能提出哪些要求？ 6、道路勘测设计为什么要划分阶段？“技

36、术设计”一般在什么情况下采用？ 7、谈谈你对合理地进行交通量换算（或折算）的观点,课堂习题讲解,假设某道路弯道的最大横向力系数控制为0.10，则： （1）当R=500m,ih=0.05时,允许最大的车速为多少？ （2）当v=80km/h, ih=-0.02（反超高）时,平曲线半径至少多大？,有的同学采用 的计算方法, 一般情况下,满足行驶舒适条件的要求（ 一般取0.11到0.16之间）高于满足横向滑移条件的要求,注意！,课堂习题讲解,已知海拔荷载修正系数0.8，道路滚动系数 f =0.01, （1） 若东风EQ-140型载重汽车满载以80km/h的速度开始在3的坡道上爬行，当坡长为1000m时，求到达坡顶的车速。 （2）若要求东风EQ-140型载重汽车满载以60km/h的车速匀速行驶，道路海拔高度为1000m时，道路的最大纵坡不得大于多少？,分析,本题要查表或图 进行计算，第二小问应重求，因为道路海拔高度已给定,