露天矿运输——矿山道路设计

7、8 1.0 2.5
（3）路肩宽度
在较高路段，宜在路肩上设护墙（堤），废石堆置护堆， 堆高一般为车轮高的一半。
（4）运输平台宽度：B=b1+2b2+b3+b4
B—运输平台宽度； b1—路面宽度； b2—路肩宽度； b3—水沟宽度； b4—路基外侧无堑 壁时的安全宽度。
生产干线、 生产支线、联络线、辅助线 ➢ 生产干线 ：采场各工作平盘通往卸矿点或排土场的共用路段。
（1）矿山道路按用途性质分：
➢ 生产干线 ：采场各工作平盘通往卸矿点或排土场的共用路段。 ➢ 生产支线：工作平盘或排土场与生产干线相连接的路线，以及由工作
平盘不经过干线直接到卸矿点或排土场的路段。 ➢ 联络线：通往露天矿生产场所行驶自卸汽车的其他路段。 ➢ 辅助线：通往辅助设施（炸药库、水源地、变电站等）行驶一般载重
运输量 (万吨/年)
>1200 250～1200
<250
行车密度 (辆/小时)
>85 25～85
设计行车速度 (Km/h) 40 30
<25
20
（4）行车密度（了解）
一般情况下，生产规模确定以后，所采用的汽车载重量也就基本确定，
各路段的行车密度也随之确定。
行车密度计算公式：
N--行车密度，辆/h；
N
60
地形条件复杂
80
60
50
思考题：陡坡过短对行车有影响吗？
（4）坡长限制
思考题：陡坡过短对行车有哪些影响？
最小坡长限制：从汽车行驶的平顺性要求，如坡长过短，变 坡点增多，汽车行驶在连续起伏路段产生的增重与减重变化 频繁，会降低行车速度和导致矿岩物料外泄；缓坡太短上坡 不能保证加速行驶要求，下坡不能减缓制动；从相邻竖曲线 的设置和纵断面视距等方面也要求坡长应有一定最短长度。 露天矿山道路的纵坡长度不应小于50m。
计算行车速度
超高横坡，% 2 3 4 5 6
超高横坡
40
250~100 ＜100~85 ＜85~75 ＜75~65 ＜65~45
30
曲线半径，米 150~55 ＜55~50 ＜50~45 ＜45~40 ＜40~25
20 100~25 ＜25~20 ＜25~15
（3）超高过渡
曲线和直线路段相连存在的问题？ 超高缓和段：当道路曲线设置超高横坡时，为行车舒适和排水通畅，必须 设置一定长度的超高过渡段，又称超高缓和段。
（4）坡长限制
陡坡过长对行车不利，因此对纵坡坡长必须加以限制。矿山 道路限制坡长如表，应在不大于限制坡长处设置缓和坡段。
纵坡限制坡长
道路等级
一
二
4＜i ≤ 5
700
5＜i ≤ 6
500
600
6＜i ≤ 7
300
400
纵坡坡度/%
7＜i ≤ 8 8＜i ≤ 9
250(300) 150(170)
9＜i ≤ 11
道路的曲线半径
道路的纵向轴线叫道路路线，道路路线是由许多直线和曲线组
成的空间线。
汽车类型 曲线半径 线路等级
一般载重汽车
一
二三
100t电动轮汽车 一 二三
不设超高曲线半径/m
≥250 ≥150 ≥100 ≥250 ≥150 ≥100
最小曲线半径/m
45
25 15 50 35 20
平面线形设计与组合
直线与圆曲线相连
反向曲线
同向曲线
S曲线
回头曲线
把两条锐角相交的直线路线用圆滑曲线在锐角的外侧将其 连接起来，此曲线叫回头曲线。
转车场
使用汽车运输的矿山，在各种卸载点、停车场、车库以及其它汽车 转车处，均应设转车场。露天矿生产道路一般设置回转式转车场，汽车 转头次数少且受地形条件限制的辅助线，方可采用L型或T型转车场。
道路等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
源自文库
停车视距 50 30 20
会车视距 100 60 40
3 纵断面设计
定义：沿道路中线垂直剖切，再行展开即为路线纵断面。 纵断面设计线由直坡线和竖曲线组成。
3 纵断面设计
直坡线分上坡和下坡，大小用坡度和坡长表示。
坡度计算公式：
i Hi 100 Li
式中: i--坡度，%； Hi--两变坡点的高差，m； Li--相邻两变坡点间的水平距离，及坡长，m。
双车道路面
宽度/m
二级 6.5 7.0 9.0 10.5 12.0 14.5 18.0 21.5
三级 6.0 6.5 8.0 9.5 11.0 13.5 17.0 20.0
一、 4.0 4.5 5.0 6.0 7.0 8.5 10.5 12.0 单车道路面 二级 宽度/m
三级 3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 7.5 9.5 11.0
3 纵断面设计
不同纵坡转折处称为变坡点，为平顺过渡，需要设置竖 曲线，竖曲线有凸有凹，其大小用半径和水平长度表示。
3 纵断面设计
（1）理想最大纵坡：指设计车型在油门全开的情况下，持 续以希望速度等速行驶所能克服的纵坡。 （2）最大纵向坡度
其确定得合理与否，直接影响到汽车的使用寿命、运行 安全、道路的使用质量、工程投资和运输成本。
半径最大，后轴内轮行驶轨
迹半径最小，而且偏向曲线
内侧，故曲线内侧应增加路
面宽度，以确保曲线上行车
的安全和顺畅。此外，汽车
b R R2 A2 A2 2R
式中：b—曲线路面加宽值，m；
在曲线上行驶时，有较大的 摆动偏移，也需要加宽曲线 路面。
R—圆曲线半径，m;
A—汽车后轴至保险杠的距离，m。
（5）行车视距
平曲线纵坡折减
平曲线半径 纵坡折减值/%
15 20 25 30 35 40 45 50 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
（4）坡长限制
坡长限制：对一定纵坡长度的限制称为坡长限制。包括最大 坡长限制和最小坡长限制。
思考题：陡坡过长对行车不利？
（4）坡长限制
坡长限制：对一定纵坡长度的限制称为坡长限制。包括最大 坡长限制和最小坡长限制。 思考题：陡坡过长对行车不利？ 上坡时：要克服坡度阻力，甚至会发生车辆跳档；易使水箱 开锅，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；使机件加速磨损。 下坡时：行驶时因制动次数过多，易使制动器发热失效，甚 至造成车祸；影响通行能力。 因此，对纵坡坡长必须加以限制。矿山道路限制坡长如表， 应在不大于限制坡长处设置缓和坡段。
（5）竖曲线
竖曲线：是指在道路 纵坡的变更处设置的 纵向曲线。竖曲线的 作用是满足行车平顺、 舒适及视距的需要。 露天矿山道路纵坡变 更处的相邻两个坡度 代数差大于2%时， 应设置竖曲线。可采 用圆曲线或抛物线。
4 路基设计
路基： 按照一定要求（如高度、宽度、强度的要求）在天 然地面或露天矿场内填高挖平，为车辆行驶铺平道 路的结构物。
公路最大纵向坡度主要受运行速度和最恶劣的气候条件 下路面与轮胎间的粘着条件的限制。坡度过大，运行速度将 显著降低，从而使运输能力下降。
一般矿山最大纵坡8%，困难地段10%。
（3）纵坡折减
思考两个问题： 何为纵坡折减？ 为何要进行纵坡折减呢？
（3）纵坡折减
纵坡折减：从道路最大纵坡中减去一折减值来即为纵坡折减。 主要考虑平曲线纵坡折减与高原地区纵坡折减两种情况。 合成坡度：平曲线坡段具有纵坡时，尤其在纵坡大而又存在 较大超高横坡的情况下，会在路面产生较大的合成坡度，严 重影响行车安全。 在有平曲线的坡道上，应将合成坡度控制在一定范围内，避 免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起该方 向滑移，保证行车安全。即应从道路最大纵坡中减去一折减 值来确定曲线上允许的最大纵坡度。
路基位于路面之下，是路面的基础
路基的三种形式： 填方路基 挖方路基 半挖半填方路基
路基工程包括三个主要项目：路基本体、路基防护和 加固建筑物、地面与地下排水设施。
影响公路路基稳定性的因素： 地质条件 施工方法 地面水和地下水的拦截与排除
（1）路基宽度
路基宽度是由行车路面宽度和路肩宽度组成。
W 24 HGK 1K2
K3
W--通过计算路段的年运量，t； H--年工作日，d； G--汽车载重量，t；
K1--时间利用系数；
K2--汽车载重利用系数；
K3--运输不均衡系数，取1.1-1.15.
2 道路平面设计
道路平面设计要解决的问题： 思考：假设场景，设计路线。
→→直线？+曲线？
解决两个问题： 曲线半径 线路连接
路面宽度如何确定？ 路肩宽度如何确定？
（2）路面宽度
路面宽度：B=nb+(n-1)x+2y
（2）路面宽度
路面宽度：B=nb+(n-1)x+2y
车宽类别 计算车宽/m
矿山道路路面宽度
一二三四五六七八 2.3 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 6.0 7.0
一级 7.0 7.5 9.5 11.0 13.0 15.5 19.0 22.5
超高缓和段长度不小于10m。矿山道路通常不使用缓和曲线。
平面图
透视图
（4）曲线路面加宽
露天矿汽车道路曲线半径小于200m时都应加宽，加宽一 般设在曲线内侧。（P35表1双车道路面加宽值）
思考题：为何曲线路面要加宽？
思考题：为何曲线路面要加宽？
汽车在曲线上行驶时，每个
车轮所走过的轨迹是不一样
的。其中前轴外轮行驶轨迹
三
800 500 350 200 100(150)
（4）坡长限制
缓和坡段：在纵断面设计中，当纵坡的长度达到限制坡长时， 设置较平缓的路段称为缓和坡段。坡度≤3%，长度一般取 80m，困难条件下取60m。
缓和坡段最小长度
道路等级
一、二 三（生产干线、直线） 三（联络线、辅助线）
地形条件一般
100
80
（3）路肩宽度 路肩：是指路面两侧至路基边缘的地带，用来保护和支撑路 面结构，临时停靠车辆，堆积维修道路的物料及行人，有利 于行车的安全和路基路面的稳定。 路肩应有足够的宽度，矿山道路干线根据不同车型可参照下 表确定路肩宽度。
路肩宽度
车宽分类 路肩宽度/m 挖方
填方
1、2 0.5 1.0
3 456 0.5 0.75 1.0 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0
行车视距：汽车在行驶中，发现障碍物后，能及时采取措施，防止发生 交通事故所需要的必须的最小距离。
行车视距
停车视距 会车视距 错车视距
停车视距：汽车行驶时，驾驶员自 看到前面障碍物时起，至到达障碍 物前安全停止的最短距离。 停车视距=反应距离+制动距离+停车 安全距离。
（5）行车视距
会车视距：辆汽车在同一行车道上相向行驶，驾驶员自看到前方车辆时 起，至安全会车时止，两辆汽车行驶所需的最短距离。可理解为两辆车 自相互发现至同时采取制动措施双双安全停止所需的最短距离。 一般情况下应满足会车视距的要求。 错车视距：在没有明确划分车道的双车道道路上，两对向行驶汽车相遇， 自发现后采取减速避让措施至安全错车所需的最短距离。
汽车在圆曲线 上行驶时会产 生离心力，可 能使汽车产生 横向滑移或倾 覆。
解决方案：
当道路的曲线半径小于不设超高的 半径时，为了抵消或减小离心力的 作用，防止汽车产生横向滑移和倾 覆，保证汽车平稳地通过曲线路段， 需将道路的外侧升高，将曲线路段 的路面做成向曲线内侧倾斜的单向 坡，这种设置叫超高。（行车速度 限制在15Km/h内时，可不设超高）。
平面线形设计与组合
道路的曲线半径
思考判断题： 矿山道路采用小曲线半径，曲线半径越小越好？
2 道路横断面
（1）道路横断面
道路横断面：指道路中线上任意一点垂直于路线前进方向 的法向切面。
（1）道路横断面
矿山道路典型横断面：行车道路面、路肩。
道路横断面组成
汽车在弯道高速行驶，乘客有什么感觉？
（2）曲线超高
§2.2 矿山道路设计
2.2 矿山道路设计
内容提要
1、道路的分类和等级； 2、道路平面； 3、道路纵断面； 4、路基设计；
学习目标
1. 掌握道路的分类和等级； 2. 掌握道路平面各要素及其应用； 3. 掌握道路纵断面各要素及其应用； 4. 掌握路基设计。
重点难点
重点：道路平面和纵断面、路基设计； 难点：道路平面和纵断面、路基设计在露天矿中的应用。
汽车的道路。
（2）按服务年限，生产公路分为： ➢ 固定公路（3年以上） ➢ 半固定公路（1-3年） ➢ 临时性公路（临时）
（3）道路等级（按行车密度、行车速度、年运输量分级）
公路 等级
矿山规模与公路性质
Ⅰ 大型露天矿固定干线
Ⅱ 大中型露天矿固定干线及 运量大服务长的生产支线
Ⅲ 中小型露天矿固定干线及 生产支线
矿山道路设计：
保证汽车安全可靠而经济地完成运输 任务，汽车运输的实践表明，道路状况 对汽车运输的经济指标有重大影响。
道路设计包含：平面设计、横断面设计、纵断面设计 、 路基设计、路面设计。
通常将道路分成 三个投影来研究： 即道路平面，纵 断面和横断面。
1 矿山道路的分类和等级
（1）矿山道路按用途性质分：