第三章平面设计课件.ppt

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1、第 5 章 线形设计,5.1 平面线形设计 5.2 纵断面线形设计 5.3 平、纵线形组合设计 5.4 线形设计检验与评价,第三章平面设计,5.1平面线形设计 一 平面线形设计要点 （一）. 平面线形简捷、连续、 顺适，与地形、地物相适应，与周边环境相协调。 （二）. 保持平面线形的均衡与连贯 。 1.直线与平曲线的组合 直线与平曲线变化应连续、均衡，圆曲线半径长度与相邻直线长度相适应。设计时应避免以下组合： (1)长直线尽头不能接以小半径曲线。 (2)短直线接大半径平曲线,第三章平面设计,2.平曲线与平曲线的组合 相邻平曲线之间的设计指标应连续、均衡、避免突变。在条件允许时，相邻圆曲线大半径

2、与小半径之比宜小于2.0，相邻回旋线参数之比宜小于2.0，这种要求对行车是有利的。 3.高、低标准之间要有过渡 （三）注意与纵断面设计相协调 在平面图形设计中，应考虑纵断面设计的要求，与纵断面线形相协调。特别是平原微丘区的的道路，平曲线指标一般较高，平曲线较长，与铁路，主要道路及河流交叉的地方往往是纵断面线形的控制点。在设计平面线形时，应考虑平原区道路纵断面设计的特殊处，为纵断面设计留有活动余地，以利于平纵线形组合设计。,第三章平面设计,（四）平曲线应有足够的长度 最小平曲线长度，一般应考虑按下述条件确定： 1.驾驶员操作从容、乘客感觉舒适要求的平曲线最小长度 平曲线最小长度不应小于P135

3、表5-1规定 2.转角小于 7 时的平曲线长度 当道路转角小于或等于 7时 , 容易产生错觉,即不易识别出曲线,并误认为比实际曲线要短.为了使驾驶员不产生错觉,应使小于 7的曲线的外距E与7时曲线的外距相等, 即应设置较长的平曲线。,第三章平面设计,二、平面线形要素组合设计,（一）平面要素组合类型 1.基本型曲线： 如图（5-1）所示，按照直线回旋线圆曲线回旋线直线的顺序组合的线形形式。回旋线、圆曲线、回旋线之长度比宜设计成1111：2：1。,第三章平面设计,2. S型曲线： 如图（5-2）所示，两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合线形形式。（1）S型相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等 （2）

4、S型两圆曲线半径之比不宜过大，以R2/R1=11/3为宜 （3）L （ A1+A2）/40 L反向回旋线间短直线或重合段的长度（m）；A1、A2回旋线参数。 3.卵型曲线： 如图（5-3）所示，用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合线形形式。 其公用缓和曲线的参数 A 最好在R2/2AR2范围内(R2为小圆半径 ), 两圆曲线半径之比以满足R2 /R1=0.20.8 为宜 , 两圆曲线的间距以 D/R2=0. 00 30.03 为宜 (D 为两圆曲线间的最小间距 ) 。,第三章平面设计,4.凸型曲线：如图（5-4）所示在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的基本型线形的特例。 只有在路线严格受

5、地形、地物限制处方可采用凸型曲线。,第三章平面设计,5.复合型曲线： 如图（5-5）所示，两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的线形形式 。 （1）两个回旋线参数之比宜为： A2/A1=1/1.5 （2）复合型回旋线除了受地形和其它特殊限制的地方外，一般很少使用，多出现在互通式立体交叉的匝道线形设计中。 6.C型曲线： 如图（5-6）所示，同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式 。 C型曲线对于行车和线形外观来说都存在不利影响，只在有特殊地形条 件下方可采用。,第三章平面设计,7.回头曲线： 如图（5-7）所示：当山区因地质地形条件限制，自然展线困难时所设置的回头形状的曲线称为回头曲

6、线（圆心角大于或接近于180） 回头曲线是由一个主曲线、两个辅助曲线和主、辅曲线所夹的直线段组合而成的复杂曲线。 设计速度为40km/h的公路采用35,30km/h的回头曲线设计速度；设计速度为30km/h的公路采用25km/h的回头曲线设计速度。 主曲线继续指标规定如P135 表5-3所示,第三章平面设计,5.2纵断面线形设计,一、纵断面线形设计要点 （一）纵坡极限值的运用 在山区道路的设计中，应避免过分追求平缓的纵坡，使工程量和工程投资增大，影响区域自然环境，或为节省工作量采用较长的陡坡或采用不合理的陡坡与缓坡组合而影响行车安全。 应从以下三方面分析： （1）工程和环境。 （2）道路通行能

7、力 （3）车辆行驶速度 （二）最短坡长 坡长不宜过短，以不小于设计速度9s的行程为宜,第三章平面设计,（三）竖曲线半径的选用 竖曲线应选用较大半径为宜。当受限制时可采用一般最小值：坡差小时应尽量采用大的竖曲线半径。有条件时，宜按P139 表5-4的规定进行设计。 （四）相邻竖曲线的衔接 相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是同向凹形竖曲线之间，如直坡段不长应合并为单曲线或复曲线。如图5-12所示。 相邻反向竖曲线之间，为使增重与减重间和缓过渡，中间最好插入一段直坡段。若两竖曲线半径接近极限值时，这段直坡段至少应为设计速度的3s行程：当半径比较大时，亦可直接连接。如图5-12b所示,第三章平面设计

8、,（五）各种地形条件下的纵坡设计 （1）平原、微丘地形的纵坡应均匀平缓，注意保证最小填土高度和最小纵坡的要求。丘陵地形应避免过分迁就地形而起伏过大，注意纵坡应顺适下产生突变。 （2）山区沿河线应尽量采用平缓纵坡，坡长不应超过限制长度，纵坡不宜大于6%，注意路基控制标高的要求。 （3）越岭线：纵坡应力求均匀，尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜在连续采用极限长度的陡坡之间夹短的缓和坡段。越岭路线一般不应设置反坡。垭口附近的纵坡应尽量缓一些，应满足平均纵坡的要求。 （4）山脊线和山腰线除结合地形不得已时采用较大纵坡外，在可能条件下纵坡应缓些。,第三章平面设计,二、纵断面线形设计的一般原则,原则如

9、下 （1）应满足纵坡及竖曲线的各项规定，以及相关高程控制点和构造物设计对纵断面的要求。 （2）纵断面线形应平顺连续。 （3）平面上直线路段不宜在短距离内出现凹凸起伏频繁的纵断面线形。 （4）连续上坡合下坡路段应符合平均纵坡的规定。 （5）长下坡的直坡段端部不应设计小半径的凹形竖曲线或平曲线。 （6）纵断面设计应考虑路面排水的要求。 （7）在回头曲线路段，路线纵坡有特殊规定，应先定出回头曲线的纵坡，再从两端接坡。 （8）应争取纵向填挖平衡。,第三章平面设计,5.3平、纵线形组合设计,平、纵线形组合设计的总要求：设计速度v60km/h，必须重视平、纵的合理组合。设计速度40km/h。在保证行车安全

10、的前提下，正确运用线形要素指标。 一、视觉分析 （一）概念和意义 从视觉心理出发 , 对道路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调等进行研究 分析 , 以保持视觉的连续性 , 使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。 （二）驾驶员动视觉特点 驾驶员的视觉判断能力与车速密切相关 , 车速越高 , 其注视前方越远 , 而视角逐渐变小。 研究表明 : 驾驶员的注意力集中和心理紧张程度随车速的增加而增加。注意力集中点和 视野距离随车速而增大 , 高速行驶时 , 驾驶员对前景细节的视觉开始变得模糊不清。视角随 车速逐渐变窄 , 高速时驾驶员已不能顾及两侧景象了。,第三章平面设计,第三

11、章平面设计,驾驶员的动视觉具有如下特点： （1）驾驶过程中，驾驶员不易全面正确感觉车外的情况变化 （2）驾驶过程中，驾驶员的空间分辨能力降低 （3）高速行驶时，对驾驶员易形成“道路催眠”。 （4）高速行驶时，驾驶员更易出现错觉，导致判断失误增加。 （三）视觉分析方法 道路动态透视图评价。 二、组合设计原则 道路平、纵线形组合设计的原则如下： 1.在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。 2.保持线形技术指标在视觉和心理上的大小均衡。 3.选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。 4.注意与道路周围环境的配合。,第三章平面设计,三、组合设计方法,（一）平、纵线形组合方式

12、通过分解立体线形要素，平、纵线形有以下六种组合形式。如图5-21所示 （1）平面为直线，纵断面是直坡线构成恒等坡度的直线： （2）平面为直线，纵断面是凹形竖曲线构成凹下去的直线： （3）平面为直线，纵断面是凸形竖曲线构成凸起的直线： （4）平面为曲线，纵断面是直坡线构成恒等坡度的平曲线： （5）平面为曲线，纵断面是凹形竖曲线构成凹下去的平曲线： （6）平面为曲线，纵断面是凸形竖曲线构成凸起的平曲线。,第三章平面设计,第三章平面设计,组合效果分析 （1）第一种组合线形简单，行车枯燥，视景缺乏变化，易使驾驶员产生疲劳和频繁超车、超速。设计时应采用画车道线、设标志、绿化，并与路侧设施配合等方法调节单

13、调的视觉，增进视线诱导。 （2）第二种组合具有较好的视距条件，能给驾驶员以动的视觉效果，行车条件较好，设计时应避免采用较短的凹形竖曲线，在连续两个凹形竖曲线间注意避免插入短的直坡段，在长直线末端不宜插入小半径的凹形竖曲线。 （3）第三种组合视距条件差，线形单调，应注意避免：无法避免时应采用较大的竖曲线半径，若长直线上反复凹凸时，应避免出现“驼峰”、“暗凹”和“浪形”等不良视觉现象。 （4）第四种组合只要圆曲线半径选择适当，纵坡不过陡，可获得较好的视觉和心理感受，设计时须检查合成坡度是否超限。 （5）第5.6种组合设计是较复杂的组合形式。若平、纵面线形要素大小适宜，位置适当，均衡协调，可活得视觉

14、舒顺、视线诱导良好的立体线形：相反，则会出现一些不良的后果。,第三章平面设计,（二）平、纵线形组合的基本要求 （1）直线与直坡线、直线与凹形竖曲线、直线与凸形竖曲线、平曲线与直坡线是常用的组合形式。只要圆曲线半径和竖曲线半径达到一般值以上就能获得较好的效果。 （2）平曲线与竖曲线宜相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。,第三章平面设计,（3）要保持平曲线与竖曲线大小均衡。 研究认为：竖曲线半径约为平曲线半径1020倍，能达到均衡。 （4）要选择适当的合成坡度 （三）平、纵线形设计中应避免的组合 （1）避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线 （2）避免将小半径的平曲线起、终点设在或接近竖曲线的顶部或

15、底部。 （3）避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。 （4）避免小半径的竖曲线与缓和曲线重合。 （5）避免在长直坡上设置陡坡或长度短、半径小的竖曲线。 （6）避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形。,第三章平面设计,第三章平面设计,第三章平面设计,第三章平面设计,3.路线平面设计的内容 道路平面线形设计 , 是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求 , 合理地确定各线形要素的几何参数 , 保持线形的连续性和均衡性 , 避免采用长直线 , 并注意使线形与地形、地物、环境 和景观等协调。由于线形几何要素的确定是以设计速度为依据的 , 因此 , 对于车速较高的道路 , 线形设计还应考虑

16、汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。本章将重点讨论这些要素 , 如圆曲线半径、缓和曲线长度以及直线、曲线的合理配置等。,第三章平面设计,3.2 直线,一 直线的特点 1.优点： (1)节省距离; (2)汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易； (3)测设简单。 2.缺点： (1)在地形有较大起伏的地区 , 直线线形大多难于与地形相协调 , 易产生高填深挖路基 , 破坏自然景观 , 若长度运用不当 , 不仅破坏了线形的连续性 , 也不便达到 线形设计自身的协调。 (2)过长的直线易使驾驶人员感到单调、疲倦 , 难以目测车间距离 , 于是产生尽快驶出直线的急躁情绪 , 一再加速以至超

17、过规定车速许多 , 这样很容易导致交通事故的发生。,第三章平面设计,二 直线的最大长度和最小长度 1.直线的最大长度 德国和日本：直线的最大长度（以米计）为20（是计算行车速度，用km/h表示）； 苏联：8km； 美国：3mile（4.83km）。 我国规范指出: 直线的最大长度应有所限制，尽量避免长直线。当地形条件及其它特殊情况限制而采用长直线时，为弥补长直线路段景观单调缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。,第三章平面设计,2.直线的最小长度 同向曲线限制直线最小长度的原因:当直线较短,在视觉上容易形成直线与两端曲线构成反弯的错觉;甚至把两个曲线看成一个曲线,破坏了线形的连续性,形成

18、所谓”断背曲线”. 反向曲线限制直线最小长度的原因:由于两弯道转弯方向相反,考虑到其超高和加宽缓和的需要,以及驾驶人员操作的方便. V 60 km/h 时 （1）同向曲线间的直线最小长度不小于6V （米）； （2）反向曲线间的直线最小长度以不小于2 V （米）。 V 40 km/h 时以上条件参考执行 。同向曲线间当地形条件及其它特殊情况限制时，最小直线长度(以m 计)可适当减短，但不得小于设计速度(以km/h计)的3倍。,第三章平面设计,第三章平面设计,三.直线的运用,（1）不受地形、地物限制的平坦地区或山涧谷地； （2）城镇及其近郊道路 , 或以直线为主体进行规划的地区 ; （3）长大桥梁

19、、隧道等构造物路段； （4）路线交叉点及其前后路段； （5）双车道公路提供超车的路段。 当不得已采用长直线时,应注意其对应的纵坡不宜过大;若两侧地形过于空旷,宜采取一定措施予以改善;定线时应注意把能引起兴趣的自然风景和建筑物纳入视线范围.在长直线尽头设置的平曲线,还必须采取设置标志,增大路面抗滑能力等安全保护措施.,第三章平面设计,3.3 圆曲线,一 圆曲线的特点 设置在路线改变方向的转折处. 1.曲线上任意点的曲率半径 R= 常数 , 曲率 1/R= 常数 , 故测设和计算简单 ; 2.曲线上任意一点都在不断地改变着方向 , 比直线更能适应地形的变化 , 尤其是由不同半径的多个圆曲线组合而成

20、的复曲线 , 对地形、地物和环境有更强的适应能力 ; 3.汽车在圆曲线上行驶要受到离心力的作用 , 而且往往要比在直线上行驶多占用道路宽度 ; 4. 汽车在小半径的圆曲线内侧行驶时 , 视距条件较差 , 视线受到路堑边坡或其他障碍物的影响较大 , 因而容易发生行车事故。,第三章平面设计,二 圆曲线半径及圆曲线长度 1.圆曲线半径公式 （1）横向力系数讨论 危及行车安全：h h横向摩阻系数，与车速、路面种类及状态、轮胎状态有关。其取值范围为 干燥路面0.40.8 潮湿黑路面0.250.4 路面结冰积雪0.2以下 光滑冰面0.06 增加驾驶操纵的困难 轮胎横向变形，导致轮迹有横向偏移角。当车速较高

21、，角度大于5度，司机很难控制。 增加燃料消耗和轮胎磨损 （见教材表格）,第三章平面设计,旅行不舒适：当0.10时，不感到有曲线存在，很平稳； 当=0.15时，稍感到有曲线存在，尚平稳； 当=0.20时，已感到有曲线存在，稍感不稳定； 当=0.35时，感到有曲线存在，不稳定； 当0.40时，非常不稳定，有倾车的危险感 的舒适界限，由0.11到0.16随行车速度而变化，通常高速路取较低值，低速路取较高值。,第三章平面设计,（2）最大超高 ihmax 限制最大超高原因： 道路上行驶的车速不一样，要兼顾快车和慢车。超高过大，对于慢车或者暂停在弯道上的车辆，有沿路面最大合成坡度下滑的危险。 因此： ih

22、max w w为一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻系数. 公路采用10%-高速公路,一级公路 8%-二三四级公路 6%-积雪冰冻地区的各级公路 城市道路用6%-80km/h 4%-60,50km/h 2%-40,30,20km/h,第三章平面设计,2. 最小圆曲线半径 公路： 极限最小半径：指各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系数情况下,能保证汽车安全行驶的最小半径.中的极限最小半径就是在规定的设计速度下,按ih=8%, h=0.10.16计算出来的. 特殊困难的条件下不得已才使用的，一般不轻易采用。 一般最小半径:指各级公路在采用允许的超高和横向摩阻系数情况下,能保证汽车安全,舒适行驶

23、的最小半径.中的极限最小半径就是在规定的设计速度下,按ih=68%, h=0.050.06计算出来的. 旅客有充分的舒适感, 线形对于地形、地物有比较好的适应性，线形设计不会过多地增加工程量. 不设超高最小半径: h =0.035，ih = -0.015按公式计算得来。 城市道路：一般采用不设超高的半径,第三章平面设计,3. 圆曲线半径的运用 道路平面设计时,应该根据地形地物等条件,尽量选用较大半径. 既要满足技术合理,又要经济适用. 三个最小半径的选用原则. 最大圆曲线半径：不宜超过10000m 4.圆曲线的最小长度 为便于驾驶操作和行车安全舒适,汽车在任何一段线形上行驶的时间都不应短于三秒

24、. 平曲线设计时 , 圆曲线的最小长度一般要有3S行程 .,第三章平面设计,三 圆曲线的计算,第三章平面设计,JD 1.曲线要素计算 E 已知:曲线半径R(m)，曲线转角 (度）， 则 : 圆曲线长 L=R*(/180)* (m); 切线长 T=R*tg(/2) (m); 外距 E=Rsec(/2)-1 (m); 超距 J=2T-L (m); 2.主点桩号计算 已知：交点JD的桩号， 则 ：曲线起点ZY（直圆）=JD-T 曲线终点YZ（圆直）=ZY+L 曲线中点QZ（曲中）=YZ-L/2 交点桩号JD（交点）=QZ+J/2,第三章平面设计,3.4 缓和曲线,一 缓和曲线的作用与性质 1.作用

25、（1)曲率连续变化，便于车辆遵循 （2）离心力逐渐变化，旅客感觉舒适 （3）超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳 （4）与圆曲线配合得当，增加线形美观,第三章平面设计,2. 性质 讨论汽车直线进入圆曲线转弯的轨迹方程： 假设：汽车匀速行驶 v (m/s) 方向盘匀速转动(rad/min) 行驶时间 t (s) 前后轮轴距d 行驶轨迹曲线半径r 方向盘转动角度 = t 车轮转动角度 = k = k t (k1) 则 r = d/tan d/ =d/ (k t ) t=d/（ kr） 行驶轨迹弧长 l = v t = v d/( kr ) 令 v d/( k)=C （C为常数） 则 l=C/ r 汽车

26、匀速从直线进入圆曲线时，其行驶轨迹 的弧长与曲线的曲率半径之乘积为一常数。 C=A2 = l r即为回旋线的表达形式。 回旋线终点处： l =LS， r =R，则 R LS= A2,第三章平面设计,二 缓和曲线的形式 1.回旋线的数学表达式 一般方程：rl =C=A2 在缓和曲线的终点处 ,l =Ls,r=R, 则 RLs= A2, 即 如右图,在回旋线上任意点P 取微分单元,则有: dl=rd 以rl=A2代入得: dl= 当l=0, =0,ldl=A2d 积分得:l2=2A2, =l2/2A2,第三章平面设计,dx=dlcos (1) dy=dlsin (2),第三章平面设计,将式中的co

27、s,sin分别以级数表示:,代入dx=dlcos, dy=dlsin,得到新的式子,并将=l2/2A2也代入,得,第三章平面设计,将上式积分(积分后,将 代入),得 在回旋线终点处,l=Ls,r=R,代入上式,便得,第三章平面设计,2.有缓和曲线道路平曲线几何元素,第三章平面设计,3.其他形式的缓和曲线,1). 三次抛物线 2). 双纽线 3). 多次抛物线 我国公路标准和城市道路规范规定采用回旋线为缓和曲线形式。,第三章平面设计,三 缓和曲线的长度及参数,1.缓和曲线的最小长度 （1）旅客感觉舒适 离心加速度的变化率 ： 汽车在匀速行驶的情况下， 公路参考这一规定建议s0.6（m/s3）,高

28、速公路通常采用s =0.35（m/s3），最大为s =0.5（m/s3）。,第三章平面设计,（2）超高渐变率适中 式中：B道路超高横断面旋转轴至车行道路缘带外侧边缘的宽度（m）； i超高横坡度与路拱坡度的代数差； p适当的超高渐变率，即旋转轴线与车行道外侧边缘线之间的相对坡度. B * i p LS,第三章平面设计,（3）行驶时间不过短 （3S行程距离） （4）线形顺适与美观的要求 缓和曲线角=329 而 = LS / 2R ( rad ) 则 R / 9 L R 2. 缓和曲线参数A值,第三章平面设计,缓和曲线参数 A 值决定了回旋线曲率变化的缓急程度 . 经验认为 : 使用回旋线作为缓和曲

29、线时 , 回旋线参数 A 和与之连接的圆曲线之间只要保持 R/3 AR, 便可得到视觉上协调而又舒顺的线形。 不过上述关系只适用 R 在某种范围之间。经验证明 , 当 R 在 100 m 左右时 , 通常取 A= R; 如果 R 小于 1 00 m, 则选择 A 等于 R 或大于 R 。反之 , 在圆曲线半径较大时 , 可选择 A 在 R/3 左右，如 R 超过了 3000 m, 即使 A 小于 R/3, 在视觉上也是没有问题的。,第三章平面设计,2.4.5 缓和曲线的省略 1.公路路线设计规范规定 ：四级公路不设缓和曲线。 城市道路设计规范规定：当设计车速40km/h时不设置缓和曲线。 2.

30、 内移值 p =LS2/24R R增大， p减小。 当 p=0.20（m） LS= Vt /1.2 t =3 (s) 得 R临界=0.144V2 公路：不设缓和曲线的最小半径=不设超高的最小半径 城市道路：不设缓和曲线的最小半径=2 R临界 3.缓和曲线的省略： (1) 在直线与圆曲线间，当圆曲线半径大于或等于 “ 不设超高的最小半径 ” 时。 (2)半径不同的同向圆曲线间，当小圆半径大于或等于“不设超高的最小半径 时。,第三章平面设计,(3)小圆半径大于表 3-5 中所列临界曲线半径 , 且符合下列条件之一时 小圆曲线按规定设置相当于最小缓和曲线长的回旋线时 , 其大圆与小圆的内移值之差不超

31、过 0.10m 设计速度 80km/h 时 , 大圆半径 (R1 ) 与小圆半径 (R2 ) 之比小于1.5. 设计速度 80km/h 时 , 大圆半径 (R1) 与小圆半径 (R2) 之比小于 2.,第三章平面设计,2.4.6 缓和曲线的设置与计算,第三章平面设计,四 计算示例,例题:在平原区某二级公路(V=80km/h)有一弯道R=250m,交点JD的桩号为K17+568.38,转角a= .试计算该曲线上设置缓和曲线后的五个基本桩号,第三章平面设计,第三章平面设计,第三章平面设计,3.5 平面线形设计 一 平面线形设计一般原则 1. 平面线形简捷、连续、 顺适，与地形、地物相适应，与周边环

32、境相协调。 2.行使力学上的要求是基本的,视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足. 3. 保持平面线形的均衡与连贯 。 (1)长直线尽头不能接以小半径曲线。 (2)高、低标准之间要有过渡.,第三章平面设计,4. 应避免连续急弯的线形 。 5. 平曲线应有足够的长度 。 （1）汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难 平曲线一般由前后缓和曲线和中间圆曲线共三段曲线组成。根据经验 , 在每段曲线上驾驶员操作方向盘不感到困难至少需要 3s 的时间 , 全长需要 9s; 如果中间的圆曲线长度为零 , 形成凸型曲线 , 至少也需要 6s 的行程。因此按 6s 的通过时间来设置最小平曲线长度是适宜的。 （2）缓和

33、曲线上离心加速度的变化率不超出定值 当平曲线是由两段缓和曲线组成的凸型曲线时 , 平曲线的最小长度应取该最小缓和曲线长度的两倍。,第三章平面设计,(3)转角小于 7 时的平曲线长度 当道路转角小于或等于 7时 , 容易产生错觉,即不易识别出曲线,并误认为比实际曲线要短.为了使驾驶员不产生错觉,应使小于 7的曲线的外距E与7时曲线的外距相等, 即应设置较长的平曲线。,第三章平面设计,(一)直线与曲线的组合 路线的行车平顺性要求直线与曲线彼此协调而有比例地交替.路线的平曲变化应缓和匀顺.平曲线的半径、长度与相邻的直线长度应相适应.例如,德国的道路设计规范规定,曲线半径的大小取决于相连直线的长度L.

34、当L500m时,RL(m);当L500m时, R500(m). 过长的直线会使司机感到疲倦,同时也是肇事的原因之一. 直线与圆曲线配合不好的线形应予避免.,二 平面线形组合与衔接,第三章平面设计,(二)曲线与曲线的组合,1、圆曲线的组合 （1）同向曲线 同向曲线是指转向相同的两相邻曲线。同向曲线间以短直线相连而成的曲线称为断背曲线，它破坏了平面线形的连续性，应当避免。同向曲线间的最小长度应满足规范要求。,第三章平面设计,（2）反向曲线 反向曲线是指转向相反的两相邻曲线。两反向曲线间最小直线长度宜大于或等于两倍的设计速度值。设计速度小于40km/h的双车道公路，两相邻反向曲线在无超高加宽时可径相

35、连接；在无超高而有加宽时，中间应有长度不小于10m的加宽缓和段。,第三章平面设计,（3）复曲线 复曲线是指两同向曲线直接相连、组合而成的曲线。一、二、三级公路半径不同的圆曲线构成为复曲线时，应符合以下条件之一： a、当小圆半径大于或等于“不设超高的最小半径 ” 时。 b、小圆半径大于表 3-5 中所列临界曲线半径 , 且符合下列条件之一时 小圆曲线按规定设置相当于最小缓和曲线长的回旋线时 , 其大圆与小圆的内移值之差不超过 0.10m 设计速度 80km/h 时 , 大圆半径 (R1 ) 与小圆半径 (R2 ) 之比小于1.5. 设计速度 80km/h 时 , 大圆半径 (R1) 与小圆半径

36、(R2) 之比小于 2.,第三章平面设计,2、回头曲线,当山区因地质地形条件限制，自然展线困难时所设置的回头形状的曲线称为回头曲线（圆心角大于或接近于180） 回头曲线是由一个主曲线、两个辅助曲线和主、辅曲线所夹的直线段组合而成的复杂曲线。 设计速度为40km/h的公路采用35,30km/h的回头曲线设计速度；设计速度为30km/h的公路采用25km/h的回头曲线设计速度。,第三章平面设计,第三章平面设计,1.基本型：按照直线回旋线圆曲线回旋线直线的顺序组合的线形形式。回旋线、圆曲线、回旋线之长度比宜设计成1111：2：1。 2. S型：两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合线形形式。（1）S型

37、相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等 （2）S型两圆曲线半径之比不宜过大，以R2/R1=11/3为宜 （3）L （ A1+A2）/40 L反向回旋线间短直线或重合段的长度（m）；A1、A2回旋线参数。,3、平面线形的组合,第三章平面设计,3.卵型：用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合线形形式。 其公用缓和曲线的参数 A 最好在R2/2AR2范围内(R2为小圆半径 ), 两圆曲线半径之比以满足R2 /R1=0.20.8 为宜 , 两圆曲线的间距以 D/R2=0. 00 30.03 为宜 (D 为两圆曲线间的最小间距 ) 。 4.凸型：在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的基本型线形的特例。 只

38、有在路线严格受地形、地物限制处方可采用凸型曲线。,第三章平面设计,5.复合型：两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的线形形式 。 （1）两个回旋线参数之比宜为： A2/A1=1/1.5 （2）复合型回旋线除了受地形和其它特殊限制的地方外，一般很少使用，多出现在互通式立体交叉的匝道线形设计中。 6.C型：同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式 。 C型曲线对于行车和线形外观来说都存在不利影响，只在有特殊地形条 件下方可采用。,第三章平面设计,3.6 道路平面设计成果,1.表格内容 （1）直线、曲线及转角一览表 （2）逐桩坐标表 2.平面图形内容 （1）比例 公路： 方案图 1：1000

39、0或1：5000 施工图 1：2000或1：1000 城市道路：总体规划图 1：10000或1：5000 路网规划图 1：2000 施工图 1：1000或1：500,第三章平面设计,（2）内容 公路与城市道路平面图的区别：内容组成、表达方式 断链 ：道路实际里程与编制的桩号有差值。 12+500 12+400 12+400=12+500 12+500=12+400 长链长100米 短链长100米 长链：路线的实际里程比编设桩号长。 短链：路线的实际里程比编设桩号短。,第三章平面设计,补充作业： 1.假定某弯道的最大横向力系数为0.10，则 （1）当R=500米时，i h=5%时，允许最大车速为多少？ （2）当V=80，i h=-2%时，平曲线半径至少应多大？ 2.某山岭区二级公路，已知JD1、JD2、JD3的坐标分别为（40961.914，91066.103）、（40433.528，91250.097）、（40547.416，91810.392），并设JD2的R=150米。LS=40米，求JD2的曲线要素及主要点里程。并计算该平曲线处五个主点的坐标。 x JD1 A1 =A2-A1 0 右偏 0 左偏 A2 JD3 JD2 y,第三章平面设计,