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1、公路平面线形设计,第一节 平面线形诸要素第二节 平面线形的组合第三节 平面中线定线第四节 平面图的绘制,上级 上页 下页,第一节 平面线形诸要素,基本要素：直线、圆曲线、缓和曲线、超高、加宽一、直线二、圆曲线三、缓和曲线四、平曲线最小长度五、超高与加宽,上级 上页 下页,一、直线,公路设计原则：满足技术标准；安全；美观舒适。直线优缺点：优点：直线距离短、方向明确、视野宽广、节省行车时间、降低道路造价缺点：宜引起驾驶员疲劳麻痹，或容易超速；目测出现误差；增加夜间眩光危险；景色单调，线形呆板，灵活性差。对于高速公路的线形：宜尽量避免采用长直线，甚至倾向于全部设在曲线上。,上级 上页 下页,直线要求
2、,公路路线设计规范规定：(1)同向曲线间最小直线长度(以m汁)以不小于行车速度(以km/h计)的6倍为宜；(2)反问曲线间最小直线长度(以m计)以不小于行车速度(以km/h计)的2倍为宜。,上级 上页 下页,二、圆曲线,圆曲线优缺点：优点：柔和的几何线形、较好地适应地形、匀顺圆滑的线形、灵活变换方向、自然地诱导视线、景色多样有趣。缺点：会增长距离、受力比较复杂，会增加轮胎的磨损和路面的破坏。应尽量选用较大的半径，以改善车辆在曲线上的行驶条件。,上级 上页 下页,圆曲线半径确定,上级 上页 下页,最小半径,极限最小半径：指圆曲线半径采用的最小极限值。不设超高的最小半径：指道路曲线半径较大、离心力
3、较小时，汽车沿双向路拱(不设超高)外侧行驶的路面摩擦力足以保证汽车行驶安全稳定所采用的最小半径。一般最小半径：指在通常情况下汽车依设计车速能安全、舒适行驶的最小半径。,上级 上页 下页,三、缓和曲线,缓和曲线的作用：曲率的逐渐变化，便于驾驶与路线顺杨，以构成最佳的线形；离心加速度的逐渐变化，使汽车不致产生侧向滑移；作为行车道横坡变化的过渡段，以减少行车震荡。缓和曲线常用形式：回旋线。不设缓和曲线的场合：公路上程技术标准规定,上级 上页 下页,三、缓和曲线,省略：当内移值与已包括在车道中的富裕宽度相比为很小时，则可将中间的缓和曲线省略。,上级 上页 下页,缓和曲线长度确定,(1)按照离心加速度变
4、化率确定缓和曲线最小长度(2)依驾驶员操作反应时间确定缓和曲线最小长度(3)回旋线一圆曲线一回旋线1:1:1,上级 上页 下页,四、平曲线最小长度,公路平曲线包括：圆曲线和两端的回旋线(或超高、加宽缓和段)。平曲线最小长度：,7时，平曲线最小长度：,上级 上页 下页,汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于3s，以使驾驶操作不显的过分紧张。(1)平曲线极限最小长度为6s行程；(2)平曲线一般最小长度为9s行程；(3)偏角小于7时的平曲线最小长度：,四、平曲线最小长度,7时，平曲线最小长度：,上级 上页 下页,五、超高与加宽,超高：曲线段超高(单向横坡)的设置，在于防止车轮在路面上的横向滑移，
5、并使路面在利于排水的前提下，把行车引起的横向力影响减少到最低的程度。超高设置条件：圆曲线半径小于表43所列不设超高的最小半径超高计算式：,上级 上页 下页,五、超高与加宽,超高横坡变化方式：(1)绕中间带的中心线旋转图(a)(2)绕中央分隔带边缘旋转(图b)(3)绕各自行车道中线旋转(图c),上级 上页 下页,五、超高与加宽,加宽在曲线上行驶的汽车占有较大的宽度必须将车道宽度加宽。,上级 上页 下页,五、超高与加宽,曲线上双车道路面的加宽值计算式：,上级 上页 下页,五、超高与加宽,公路路线设计规范规定：高速公路一般采用第3类加宽值；高速公路主线仅在V60km/h的山区，当R250m曲线段时予
6、以考虑加宽。高速公路曲线加宽缓和段的加宽,上级 上页 下页,第二节 平面线形的组合,一、基本型二、S型三、卵型四、凸型五、复合型六、C型,上级 上页 下页,一、基本型,线形组合:直线一回旋线一圆曲线一回旋线一直线回旋线一圆曲线一回旋线=1:1:1形式:对称 圆曲线两侧的回旋线 长度相等不对称 两侧采用不相等的回旋线,上级 上页 下页,二、S型,线形组合:两个回旋线连接两个反向圆曲线注意事项:两个回旋线参数A1与A2宜相等若不相等时,A1/A21.5 or 2当圆曲线上设有超高时:S型的两个反向回旋线 以径相衔接为宜两圆曲线半径之比不宜过大 见图4-15,上级 上页 下页,图4-15 相邻两圆曲
7、线的配合,上级 上页 下页,三、卵型,线形组合:个回旋线连接两个同向圆曲线回旋线的参数:R2-小圆半径,上级 上页 下页,四、凸型,线形组合:两同向回旋线间不插人圆曲线而直接径相衔接一般情况不采用:存在曲率突变若采用应注意:凸型的回旋线参数及其 连接点的曲率半径，应 分别符合容许最小回旋 线参数和圆曲线一般最 小半径规定.,上级 上页 下页,五、复合型,线形组合:两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互衔接注意事项:复合型的两回旋线参数之比以小于1:1.5为宜受地形或其他特殊原因限制时(互通式立体交叉除外)使用,上级 上页 下页,六、C型,线形组合:同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接注意事项:
8、两个回旋线的参数可相等，也可以不相等在特殊地形条件下方采用,上级 上页 下页,第三节 平面中线定线,低等级公路的平面定线公路平面定线中的安全、环境与美学基于曲线的平面定线方法,上级 上页 下页,1.低等（二、三、四）级公路的平面定线,低等级公路的特点:设计车速低,交通量小,曲线半径小,线形标准低.导线定线法:确定导线转点设置圆曲线设置缓和曲线计算圆曲线内移值和缓和曲线连接点,上级 上页 下页,确定平面线形各要素时的一般原则,平面线形各要素:控制点,圆曲线,缓和曲线,直线等等.一般原则:力求线形直捷、圆滑平顺曲线半径尽可能地大;线形连续，避免线形突变，各项技术指标的变化过渡应尽量平缓匀顺;公路转
9、角一般情况下以不小于7为宜，不得己采用时，要注意必须有足够的曲线长度;两同向曲线间不得以短直线相连，可调整为单曲线或复曲线或C型曲线;两反向曲线间夹有直线段时，应设置不小于最小直线长度(即2V)的直线段,上级 上页 下页,3.高速公路平面定线中的安全、环境与美学,1).安全视距及其保证2).视觉分析3).线形的协调4).环境与景观设计,上级 上页 下页,1).安全视距及其保证,定义：为保证行车安全驾驶者应看到前面相当距离的道路，以便遇到汽车或障碍物时能及时刹车或绕道的距离。要求：会车视距、停车视距满足要求停车视距组成：驾驶员反应时间所行驶的距离开始制动到刹车停止所行驶的距离-制动距离计算公式：
10、当t2.5s时 计算见表4-17,上级 上页 下页,1).安全视距及其保证,平面弯道内视距受阻时应清除ZZ0 需将阴影部分去除，ZZ0 视距可保证Z0计算式见表4-18 P68和图20-22 P69,横净距,横净距,视距,上级 上页 下页,视距计算用包络线,上级 上页 下页,2).视觉分析,分析的必要性：视距会随车速增加而降低，影响行车安全。如图4-23公路上程技术标准规定：对高速公路的必要路段，应采用透视图法进行检验公路路线设计规范:有条件时可运用动态连续透视图进行检验,上级 上页 下页,2).视觉分析,视觉分析注意事项：在高速公路进出隧道段时，要注意视觉上的明和暗；高速公路遇到桥梁时，也应
11、从视觉的角度考察，桥上线形与桥头两端引道线形是否能很好配合；驾驶员与乘客感到通视良好，线形流畅、景观自然、舒适和安全；应使驾驶员在视觉系统上能预知公路方向和路况的变化，并能有效地采取安全行驶的措施。,上级 上页 下页,3).线形的协调,考虑因素：保证安全和具备良好景观协调原则：既要防止线形的急剧变化，又要防止长距离的线形呆板与单调协调要求：上一个曲线和下一个曲线的配合，应满足如图4-15所作研究的规定缓和曲线、圆曲线、和曲线相互之间近似地保持1:1:1的要求。,上级 上页 下页,4).环境与景观设计,对环境的影响：噪声影响、空气和水资源污染影响、生态环境影响等注意事项：应注意消除对环境的有害影
12、响，改善和美化景观；应全面考虑沿线社会环境与自然环境；合理确定公路与被保护区域的相对位置，尽可能地防止或减轻对环境的不利影晌。景观设计：自然景观：天然形成的地形、地貌和地物；人文景观：人类为满足各种物质扣生活需要而建立的各种建筑物、设施和文化艺术景物。,上级 上页 下页,4.基于曲线的平面定线方法,高速公路应用曲线定线法的原因：高速公路往往以曲线为主，路线的大部分其至近于全部是圆曲线和回旋线之间的相互衔接；计算机技术的广泛应用，使得曲线法计算复杂的矛盾得到了解决；采用航测手段或全站仪地面速测手段获得较大比例尺带状等高线地形图具备条件，可以用来作为进行纸上定线的底图。曲线定线法原则：首先在需要设
13、置弯道的地方根据地形、地物的要求布设一系列圆曲线（包括直线），然后在这些圆曲线之间用回旋线或直线连接，形成平面线形(见图4-25)。,上级 上页 下页,4.基于曲线的平面定线方法,曲线法定线过程：布设控制导线测绘带状地形图进行纸上定线(或计算机定线)。定线时采用以曲线为基础的曲线法。设计模型：直线与圆弧间的连接两同向圆弧间的连接两反向圆弧间的连接,上级 上页 下页,导线法与曲线法定线图,上级 上页 下页,直线与圆弧间的连接,圆和直线位置定，求连接圆和直线的回旋线长Ls（或回旋线参数A),Ls,上级 上页 下页,两同向圆弧间的连接,两种情况：一圆在另一圆内：,M点,上级 上页 下页,两同向圆弧间
14、的连接,两圆相离：两段完整的回旋线相连,上级 上页 下页,两反向圆弧间的连接,只能用两段完整的回旋线相连,上级 上页 下页,第四节 平面图的绘制,作用：反映了路线的平面位置、线形和尺寸、沿线人工构造物和工程设施的布置以及道路与周围环境、地形、地物的关系。平面图包含内容：公路上程基本建设项目设计文件编制办法要求应绘出地形、地物，示出路线(标出里程桩号、断链、平曲线要素及主要桩位）、水准点、大中桥、路线交叉(注明形式及结构类型)、隧道、主要沿线设施的位置以及县以上分界线等。高速公路还包括：示出坐标格网、导线点、列出导线点及交点坐标表比例尺用1:2000，平原微丘区可用1:5000,上级 上页 下页,高速公路平面图,比例尺 1:10 000 两侧给出了不小于500m宽度的地形和地物1:2 000 路中线两侧各为100200mm1:5 000 两侧各不小于250mm,上级 上页 下页,路线平面图,
