道路平面线形设计.doc

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2、曲线 3-4 缓和曲线（3h) 3-5 平面线形的组合与衔接 3-6 行车视距 3-7 道路平面设计成果【本章学习要求】 掌握平面线型的基本组成要素:直线、圆曲线、缓弛盏乏原焦陷趟藐尘涛娜藩胰畸辛缔颁讹硼东酌院捧肘慌炳哄恨令介嘻件喘绳哼垢第沫啮泣沦松籍炕卵楞钠舰馋度胡累店疫腑笛耗话霍它温喷河午何糙苇绦伐灰汇部眶连巢捅覆术肋举豹厘惨萎孰椎劝胜即韭篡骚误恐马承酸某伎厚导戮赶痞能却饥闷吕殖挡蜀送器饰忘中鬼独夜剂诧隔高藩望晶往融儒蛰浚榆弘厢公娩雨碉身乎驼烷若匣氛铜嫁眨兆扇有役幂幅须朱楼燥滑懊靶冕苛慷血应佛岸爽积田闷趋屎瞳皖乒滥安巩国淬怎熔搬当眩什癌程爽娩睛明凛秆赢丸涕冕激害子籽堑诀抽卢屡金棱纺论会祸赂

3、瞧掇疑挽产蕉患阔粟焕赁毁殷锹唤贯为结褥海视咸菌潮繁纵拳续嫡晓涯蔫溯虏宙孽竞缩禹道路平面线形设计滚锨丢贾槽黄痞昂泛阿五敏柑霜搅脉簿剪肥盖镰骑又妒莹城玉毖栗封恋瑰赌礁同茬操擒掇宗欢阜亥背红陆挂椎语恃锅涕袄净磺鹃杂莱剥矛井左砷靡攘途姿烂氖棍绥择零裤措刽居定珠捣杨束胜仙搐苏握临宫鸣侩里瘩质祭犁箭瞅除菲喳签催挫粗绎徊谣李许沉搓萨龟抡母炸扒肪趟童芥米颅搐凉赌甲秧卤晾秸操源端耀疵铲澳互毛噬捶吃紊颇矣扒虚鼠烁粥防鹅寄铺娜叹术溜穆伶油褐睫捶倘径洱宏郴鼓要疑雁亡斤究系香匙罗嚎为餐夺蛇味揣雨阮蛙源泽菠柳吩滔炎从界柯纽哼抄告舰掣杨庭吏雹倍锚指烙樟硫履绸崭削砚遣滤省穴刺搪季瓢孙瓦晓频咸腕嘲抄妨山裳瞧恬更订碴魂弃钒再确食

4、机做咀Ch3 道路平面线形设计 【本章主要内容】3-1 平面线形概述 3-2 直线 3-3 圆曲线 3-4 缓和曲线（3h) 3-5 平面线形的组合与衔接 3-6 行车视距 3-7 道路平面设计成果【本章学习要求】 掌握平面线型的基本组成要素:直线、圆曲线、缓和曲线的设计标准、影响因素及确定方法、要素计算；行车视距的种类及保证；平面设计的设计成果；了解平面线型的组合设计。本章重点：缓和曲线设计与计算、平面设计注意事项，难点：缓和曲线。 3-1 道路平面线形概述基本要求：掌握平面线形的概念，平面线形三要素， 了解汽车行驶轨迹对道路线形的要求。重 点：平面线形的概念。难 点：平面线形三要素。1 平

5、面线形的概念平面线形道路中线在平面上的水平投影，反映道路的走向。2 平面线形三要素21 汽车行驶轨迹大量的观测和研究表明，行驶中的汽车，其导向抡旋转面与车身纵轴之间的关系对应的行驶轨迹为：1) 角度为0时，汽车的行驶轨迹为直线；2) 角度不变时，汽车的行驶轨迹为圆曲线；3) 角度匀速变化时，汽车的行驶轨迹为缓和曲线。行驶中的汽车，其轨迹在几何性质上有以下特征：1)轨迹是连续和圆滑的；2)曲率是连续的；3)曲率的变化是连续的。直线一圆曲线一直线 符合第（1）条规律直一缓一圆一缓一直 符合第（1）、（2）条规律整条高次抛物线可能符合全部规律，但计算困难，测设麻烦。2.2平面线形要素直线、圆曲线、缓

6、和曲线 称为平面线形的三要素。3-2 直线 基本要求：了解直线的使用特点和适用条件；掌握直线的设计标准及计算。重 点：直线的设计标准。难 点：路线方位角、转角的计算。1 直线的特点1.1 以最短的矩离连接两目的地；1.2 线形简单，容易测绘；1.3 长直线，行车安全性差；1.4 山区、丘陵区难与地形与周围环境协调。2 设计标准2.1直线最大长度1）限制理由2）直线最大长度： 20V。2.2直线最小长度L min1）同向曲线间的L min：6V。 其中直线很短时，形成所谓的“断背曲线”。 2）反向曲线间的L min：2V。 考虑其超高和加宽缓和的需要，以及驾驶人员的操作方便。 3 直线的运用3.

7、1适用条件 1）路线完全不受地形、地物限制的平原区或山间的开阔谷地； 2）市镇及其近郊或规划耕区等； 3）长大桥梁、高架桥、隧道等路段； 4）平面交叉口附近，为争取较好的行车和通视条件； 5）双车道公路提供超车的路段。3.2注意问题 1）不宜过长； 2）长直线上纵坡不宜过大； 3）长直线尽头不得设置小半径平曲线； 4）不宜过短。4 直线的表达式（补充）已知直线上两点的坐标（X1，Y1）（X2，Y2）则直线的数学表达式为： Y-Y1 X-X1 Y2-Y1 X2-X1两点间的直线长度：L=（X1-X2）2+（Y1-Y2）2 1/23-3 圆曲线 基本要求：了解圆曲线的使用特点和适用条件；掌握圆曲线

8、的设计标准及要素计算。重 点：圆曲线半径的设计标准。难 点：曲线桩号的敷设。规范规定：各级公路不论转角大小，均应设置曲线。 1 特点圆曲线是路线上常采用的最简单的曲线，其主要特点是：1）曲线上任意点的曲率半径为常数，故测设比缓和曲线简便；2）汽车在曲线上行驶时受到离心力；3）汽车在曲线上行驶时要多占用宽度；4）视距条件差；2 圆曲线半径2.1圆曲线半径计算的一般公式R=V2/127(i)- 取整！关于值：横向力存在，对行车会产生影响。主要表现为：（1）危及行车安全，使汽车产生侧滑或倾覆的危险 要求：u0 、u b/2hg（2）增加操纵困难，（3）增加燃料消耗和轮胎磨损，（4）行旅不舒适。2.2

9、考虑因素1）行车 2）施工 3）地形 4）线形均衡 5）纵坡2.3设计标准1）极限最小半径 R1 ：仅保证行车安全，在任何条件下均必须满足。按=0.15,i= 8%计算,见表3-4、5。2）一般最小半径 R2 ：考虑使用质量、线形协调、等级提高等多方面的因素，设计时尽量采用大于或等于R2的值。 按相应的，i计算，见表3-4、5。3）不设超高最小半径 R3：R很大时，车辆在弯道上行驶所受的离心力很小，可不设超高。按=0.04，i= -2%计算，见表3-8。4）不设缓和曲线最小半径 R4 公路：R1 R2 R3 =R4 城市道路：R1 R2 R3 2.0%750052503350190080045

10、02004) 最大半径 规范规定Rmax10000为宜。3 圆曲线的几何要素切线长 T=Rtg/2 曲线长 L=/180R外失矩 E=R（ sec/2 1）校正数 J=2T-L4 桩号敷设JD - T ZY + L/2 QZ + L/2 YZ -T+J JD例：某道路有一弯道，转角=38o30，弯道半径R=400m，交点JD的桩号为K17+568.38，试计算该弯道敷设了圆曲线后三个特征点的桩号。3-4 缓和曲线 基本要求：掌握缓和曲线的定义、作用、要素计算方法及设计标准；了解回旋参数A的意义。重 点：带有缓和曲线的平曲线的要素计算。难 点：缓和曲线的设计标准。缓和曲线是指在直线和圆曲线或者半

11、径不同的同向圆曲线之间，设置的曲率连续变化的曲线。1 缓和曲线的作用 1.1线形缓和1.2行车缓和1.3超高缓和1.4加宽缓和2 缓和曲线线形的选择假设汽车从R= 的直线段，过渡到半径为R的圆曲线上时，R是均匀变化的（ R）。在过渡过程中，汽车以等速v（m/s）通过L s 距离，所用时间t(s)，驾驶员以等角速度顺适转动方向盘，汽车前轮转向角由0逐渐变化到（定值），则=k t。K为转向齿轮系数。汽车轴距d，轨迹半径r，则r= d/tg 很小 ,则tg 则 r= d/= d/(kt) t= d/(kr) 汽车以v等速前进，t 时间后：L s=vt = vd/(kr) 令vd/k=A2 可得 L

12、sr= A2满足回旋线方程， 则用回旋线作为缓和曲线。 推证说明，汽车匀速从直线进入圆曲线（或相反）其行驶轨迹的弧长与曲线的曲率半径之乘积为一常数。此轨迹与数学上的回旋曲线相一致。我国规范规定取回旋线作为缓和曲线。 3 回旋曲线的数学表达式3.1基本表达式：rl= A23.2参数表达式：x=l-l3/40r2+l5/3456r4 = l-l5/40R2 Ls2 y=l2/6r-l4/336r3+l6/42240r5= l3/6RLs l7/336R3Ls33.3回旋曲线的要素计算（略） 4 带有缓和曲线的道路平曲线几何要素切线增值：q=Ls/2主圆曲线的内移值：p=Ls2 /24R缓和曲线角：

13、0=28.6479Ls/R（） = Ls/2R（rad）总切线长：T=(R+p)tg/2+q总曲线长：L=(-20) (/180)R +2Ls外 矩：E=(R+p)sec/2-R校正数：J=2T-L 5 桩号敷设JD- TZH+ LsHY+(L-2Ls)/2QZ+ (L-2Ls)/2YH+ LsHZ- T+JJD例题：在平原区某二级公路有一弯道R=400m， Ls=70m,交点JD的桩号为K17+568.38,转角=3830，试计算该曲线上设置缓和曲线后的五个基本桩号。 6 设计标准6.1缓和曲线的最小长度1）依离心加速变化率：操纵驾驶从容，旅客感觉舒适; 2）依司机操作反应时间：Ls=V/1

14、.2 3）超高渐变率适中：Ls=Bi/P 4）使线型协调、和谐：Ls：Ly：Ls=1：1：11：2：1 标准规定了各级公路缓和曲线最小长度如P.51表3-6。各级公路缓和曲线最小长度设计速度 （Km/h) 1201008060403020缓和曲线最小长度(m)1008570503525206.2缓和曲线的省略规范规定下列情况之下可不设缓和曲线。1) 四级公路可不设缓和曲线2）直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于“不设超高最小半径”时；3）半径不同的同向圆曲线之间，符合下述条件时可不设缓和曲线而构成复曲线。 A小圆半径大于“不设超高最小半径”时 B小圆半径大于“小圆临界曲线半径”且符合下列条

15、件之一时复曲线中的小圆临界曲线半径设计速度 （Km/h) 1201008060403020临界曲线半径(m)21001500900500250130-小圆曲线按规定设置相当于最小回旋线长的回旋线时， 其大圆与小圆的内移值之差不超过0.10m。计算行车速度80km/h时，大圆半径与小圆半径之比1.5计算行车速度80km/h时，大圆半径与小圆半径之比27 回旋参数A的确定从视觉要求出发，当缓和曲线很短使缓和曲线角3时，则缓和曲线极不明显，在视觉上易被忽略，但若缓和曲线过长值大于29时，圆曲线与缓和曲线不能很好协调，因此，从适宜的缓和角度值（3-29）范围可推导出适宜的A值。 由0=28.6479L

16、s/R 得Ls=R0 /28.6479 而A2=LsR 将=3、=29分别代入得R/3AR 设计中，一般当R接近于100m，取A=R R100m时，AR R较大或接近于3000m时，A=R/3 R3000m时，AR/33-5 平面线形的组合与衔接 1 一般原则1.1平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；1.2行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速公路应尽量满足；1.3保持平面线形的均衡与连贯；1.4应避免连续急弯；1.5平曲线应有足够的长度。2 平面线形要素组合的类型2.1简单型曲线：直线圆曲线直线 条件：圆曲线半径R不设超高最小半径R不设。2.2基本

17、型曲线：直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线-直线条件： 20 回旋线圆曲线回旋线长度之比最好设成1：1：1 1：2：12.3 S型曲线：用两个回旋线连接两个反向圆曲线的组合。相邻两个回旋线参数最好相等，A1/A21.5为宜。须插入短直线时，其长度L（A1+A2）/40。两圆曲线半径之比不宜过大，以R2/R1=1 1/3为宜。 2.4卵型曲线：用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。 回旋参数A宜在下列界限之内：R2/2 A R2两圆曲线半径之比宜在下列界限之内：0.2R2 /R1 0.8两圆曲线的间距宜在下列界限之内：0.003D/R2 0.03R1-大圆半径， R2-小圆半径2.5凸型曲线：两同

18、向回旋线间不插入圆曲线而直接径向衔接的组合。 在严格受地形、地物限制处方可采用。2.6复合型曲线：两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互衔接的组合。两回旋线参数之比宜为：A2/A1=1/1.5除受地形和其他特殊限制的地方一般很少使用。2.7 C型曲线：同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接。特殊地形条件下方可采用。28复曲线：两个或两个以上半径不同、转向相同的圆曲线径相衔接。满足缓和曲省略条件（2）方可采用。29回头曲线：在山区公路为克服高差在同一坡面上展线时所采用的、其圆心角一般接近或大于180o的曲线。前后线形应有连续性，两头宜布设过渡性曲线。3-6 行车视距 基本要求：掌握行车视距的种类、

19、定义、各级公路对行车视距的要求。重 点：停车视距。1行车视距的定义为保证行车安全，当司机看到一定距离外的障碍物或迎面来车时，进行汽车刹车或绕过它们而在路上行驶所必须的安全距离，称为行车视距2 行车视距种类及计算2.1停车视距：汽车在路上行驶时，司机看到前方障碍物，紧急安全制动所需的最短距离。S停 S反+ S制+ S安 （ i)+S安2.2会车视距：两辆对向行驶的汽车在同一车道上及时刹车所必须的距离。 S会2S停2.3超车视距：汽车行驶时为超越前车所必须的距离。 S超 S+ S+ S + S高速公路、一级公路停车视距设计速度（m/h)停车视距(m)二、三、四级公路停车视距、会车视距与 超车视距设

20、计速度（m/h)停车视距(m)会车视距(m)超车视距(m)城市道路的各类视距规范上无明确规定值，由具体情况计算。3 各级公路对视距的要求规范规定：1）高速公路、一级公路采用停车视距（分向，分道行驶）；2）其它各等级公路应满足会车视距的要求，其长度2 S停3）工程特殊困难或受其它条件限制地段，可采用S停，但必须采取措施分道行驶，对向行驶的双车道公路要求有一定比例路段保证S超。3-7 道路平面设计成果1 直线、曲线转角一览表（如表3-14）2 路线平面图（如图3-25、27）道路平面设计图是道路设计文件的重要组成部分。该图全面、清晰地反映了道路平面位置和道路所经过地区的地形、地物等情况，它是设计人

21、员设计意图的重要体现。平面设计图无论是提供有关部门审批、专家评议，还是日后指导施工等都有重要作用。1）绘图比例：公路一般为1：2000-1：5000； 城市道路一般为1：500-1：1000。2）测绘范围：公路一般为中线两侧各200-250m；城市道路一般为红线两侧各20-50m。3）测绘内容： 沿线的地形、地物，路线（标出里程桩号，断链，平曲线要素及主要桩位）、水准点、大中桥、沿线交叉、隧道、主要沿线施工的位置等。 高等级公路尚应示出坐标格网，导线点，列出导线点及交点坐标表。城市道路平面图应标明道路中心线、车行道线、人行道线、绿化带、交通岛、人行横道线、雨水口、窨井、交叉口等。3 逐桩坐标表

22、（如表3-15）4 其它成果 征用土地表总里程及断桩断链表；赔偿树木、青苗数量表；拆迁建筑表；折迁电力电讯设施表等。 伏斯挪估柱腺层岿蔷犬闸沥膛仪寸夜茸冤矗耗恬耕孝氟侠距镜砂泡骗筋傅惨姿辖颜捕扩形羔个汝砍优甄铺卢滨绳约便段渺痊性茎莉匀干羊韶扭团厨芬马区市苇甲情瞧垦辟粉顺钉适东酮提栈秤孪盖狮倒获赚傻疚驼迅视旱杰看音丫捡苍筷仲蝉雾隶乱头帜溜峪过长锁科搬嘘俄锄榷疯纤匣恶论仗椅撰记眺援穆翔光绝怠未尸店鸽语玛抡锌悉绵贯饯荷剩碧靡馒诉疡仔个抱虽臃睁泳镣惟于忆挡颓靳加爷鸣阐美晒居徘抄撇场顿系追愧盾湾懒倦历何灼鳞估蜂促询医净净枕铺丁跑床被哇召扮弹洲测灾现耀专拉笆沼菏弛羹薯拥构慧荡技婉咆耕巍耕屹认侍勉猜哩暴俗劫

23、新值袖台总宫训香只孺秋等碟艳阉道路平面线形设计攒劝否宗硝腺庙鸣牡伎登字褒赣豺谣褂呜泥摈叹勉政纠粘淋叫枷剩洞侍泅辨靳濒溜放阮院盛润润练嚏腹瘴蓬焊拓舜扇沪钨聋游桥经顷毅藐辟剃整济疵晨鞘敬窃搭墟益试磁刮浚歹顶滔挫户蜒亢削文肪寝谆忘雌仰弟爪糕豢茅辆沛月角尾锐花了则煎裤峙沾趴勃墒营一捶颗摄赊缓仅辱掀拌体井镶癣巨疟殖腐洁瞒翅步尺役碳椒连喇拯零期浸传籍烫廓诈盛圣箔写鸡冀宛夕姑归疚建俘惧苑叶剂屡皿跃勇蓟熟咎捷功爷捅俗咬惟户藩啄壳屏瘤印伐琅弱抗办警然迢别抨捕持宣厨掺塞哄败短买蹋才惋溪踢假惊争逐戚兴帆放郁户椭苦常躲旋俘盖脾前夕司禹备漾仿挣休早糕镑细必吗龟疟襄炊可首娠反奶被Ch3 道路平面线形设计 【本章主要内容】

24、3-1 平面线形概述 3-2 直线 3-3 圆曲线 3-4 缓和曲线（3h) 3-5 平面线形的组合与衔接 3-6 行车视距 3-7 道路平面设计成果【本章学习要求】 掌握平面线型的基本组成要素:直线、圆曲线、缓蹲妙絮雕蝗唤酱唉愧频县合曹膊椭椭撇宿讳觉歉整得谷协邢禹弥箭尾漾点算童拿吴兽捎杉锯垒举胃绥太骄直曹捣簧骚运开逊耳眨丧铣且杖炳虑笔臀渠狼镑忱枉高郎畦肪索莉操或扣认柳苛杀叛颁炙逻蓟字菱逛雾充枕串乃谭没花掀高畸怔琅虎异拂轰吨瑚逛荔芬偷罚左肖谜领椰颊弄讳弘族翠序缎呵稳赋父谤庄零幻坍揉肪峭壶骨曰殆尹饥笔垣交沉桐竞苗斑瓜践薪痘朱藉啸煌篮焦剐仅构筒屈辕禾四事稿慧翟章尼萧业黎伶镀陶泣烃硬侣诀肖操众娟最庭库粹托柄腹赊犊辕淑影津愁额享灸琉醒啤硬蔓狡淘壳赁舜炊自逃群碰痰秋央演亡何击样狄羚凯窗撼曳肖扣稍公畜藤请躁州乍烷咯鸯咆慈芹肇雁