道路勘測設(shè)計-平面設(shè)計.pptVIP

道路勘測設(shè)計-平面設(shè)計,一、路 線 道路是一條三維空間的實體。 它是由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設(shè)施所組成的線形構(gòu)造物。 路線：是指道路中線的空間位置。 路線平面圖：路線在水平面上的投影。 路線縱斷面圖：沿道路中線的豎向剖面圖，再行展開即是路線的縱斷面。 路線橫斷面圖：道路中線上任意一點的法向切面是道路在該點橫斷面。,第一節(jié) 道路平面線形概述,路線平面設(shè)計：在路線平面圖上研究道路的基本走向及線形的過程。 路線縱斷面設(shè)計：在路線縱斷面圖上研究道路縱坡及坡長的過程。 路線橫斷面設(shè)計：在路線橫斷面圖上研究路基斷面形狀的過程。,路線設(shè)計：指確定路線空間位置和各部分幾何尺寸的工作。,二、平面線形設(shè)計的基本要求,行駛中汽車的軌跡的幾何特征： （1）軌跡連續(xù)。這個軌跡是連續(xù)的和圓滑的，即在任何一點上下出現(xiàn)錯頭和破折；,（一）汽車行駛軌跡,（2）曲率連續(xù)。其曲率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現(xiàn)兩個曲率的值。,（3）曲率變化連續(xù)。其曲率的變化率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現(xiàn)兩個曲率變化率的值。,（二）平面線形要素,行駛中汽車的導(dǎo)向輪與車身縱軸之間的關(guān)系： 1角度為零： 2角度為常數(shù)： 3角度為變數(shù)：,汽車行駛軌跡線 曲率為0直線 曲率為常數(shù)圓曲線 曲率為變數(shù)緩和曲線,現(xiàn)代道路平面線形正是由上述三種基本線形構(gòu)成的，稱為平面線形三要素。,第二節(jié) 直線,一、直線的特點,直線距離短，直捷，通視條件好。 汽車在直線上行駛受力簡單，方向明確，駕駛操作簡易。 便于測設(shè)。 直線線形大多難于與地形相協(xié)調(diào)，若長度運用不當(dāng)，不僅破壞了線形的連續(xù)性，也不便達(dá)到線形設(shè)計自身的協(xié)調(diào)。 過長的直線易使駕駛?cè)烁械絾握{(diào)、疲倦，難以目測車間距離。,二、直線的運用,1. 宜采用直線線形的路段： （1）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷地； （2）市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)； （3）長的橋梁、隧道等構(gòu)造物路段； （4）路線交叉點及其前后； （5）雙車道公路提供超車的路段。,（1）在直線上縱坡不宜過大，因長直線再加下陡坡更易導(dǎo)致高速度。 （2）長直線與大半徑凹豎曲線組合為宜，這樣可以使生硬呆板的直線得到一些緩和。,2. 當(dāng)采用長的直線線形時，應(yīng)注意的問題：,2. 當(dāng)采用長的直線線形時，應(yīng)注意的問題：,（3）道路兩側(cè)過于空曠時，宜采取植不同樹種或設(shè)置一定建筑物、雕塑、廣告牌等措施，以改善單調(diào)的景觀。 （4）長直線或長下坡的盡頭的平曲線，除曲線半徑、超高、視距等必須符合規(guī)定外，還必須采取設(shè)置標(biāo)志、增加路面抗滑能力等安全措施。,（1）在直線上縱坡不宜過大，因長直線再加下陡坡更易導(dǎo)致高速度。 （2）長直線與大半徑凹豎曲線組合為宜，這樣可以使生硬呆板的直線得到一些緩和。,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：直線的最大與最小長度應(yīng)有所限制。一條公路的直線與曲線的長度設(shè)計應(yīng)合理。 德國規(guī)定直線的最大長度（以米計）為20v（計算行車速度，km/h）（適于高速公路v100km/h）。 公路線形首先考慮的不是在平面線形上盡量多采用直線，或者是必須由連續(xù)的曲線所構(gòu)成，而是必須采用與自然地形相協(xié)調(diào)的線形。 合理利用地形和避免采用長直線。,3. 最大直線長度問題：,1同向曲線間的直線最小長度 規(guī)范：同向曲線間的最短直線長度以不小于設(shè)計速度的6倍為宜（6v）。,三、直線的最小長度,2反向曲線間的直線最小長度,規(guī)范規(guī)定：反向曲線間最小直線長度（以m計）以不小于設(shè)計速度（以kmh計）的2倍為宜。,一、圓曲線的幾何元素 各級公路和城市道路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置平曲線，而圓曲線是平曲線中的主要組成部分。 路線平面線形中常用的單曲線、復(fù)曲線、雙交點或多交點曲線、虛交點曲線、回頭曲線等中一般均包含了圓曲線。 圓曲線具有易與地形相適應(yīng)、可循性好、線形美觀、易于測設(shè)等優(yōu)點，使用十分普遍。,第三節(jié) 圓曲線,圓曲線幾何元素為：,計算基點為交點里程樁號，記為jd， zy=jd-t yz=zy+l qz=zy+l/2 jd=qz+j/2,曲線主點里程樁號計算：,（一）計算公式與因素 根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式計算曲線半徑：,二、圓曲線半徑,（一）計算公式與因素,根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式計算曲線半徑：,式中：v計算行車速度，（km/h）； 橫向力系數(shù)； ih超高橫坡度； i1路面橫坡度。,當(dāng)設(shè)超高時 ：,不設(shè)超高時 ：,（1）危及行車安全 汽車能在彎道上行駛的基本前提是輪胎不在路面上滑移，這就要求橫向力系數(shù)低于輪胎與路面之間所能提供的橫向摩阻系數(shù)f: f f與車速、路面種類及狀態(tài)、輪胎狀態(tài)等有關(guān)，一般在干燥路面上約為0.40.8，在潮濕的黑色路面上汽車高速行駛時，降低到0.250.40。路面結(jié)冰和積雪時，降到0.2以下，在光滑的冰面上可降到0.06（不加防滑鏈）。,1橫向力系數(shù)對行車的影響及其值的確定：,（2）增加駕駛操縱的困難,彎道上行駛的汽車，在橫向力作用下，彈性的輪胎會產(chǎn)生橫向變形，使輪胎的中間平面與輪跡前進(jìn)方向形成一個橫向偏移角。,（3）增加燃料消耗和輪胎磨損,使車輛的燃油消耗和輪胎磨損增加。 橫向力系數(shù) 燃料消耗（%） 輪胎磨損（%） 0 100 100 0.05 105 160 0.10 110 220 0.15 115 300 0.20 120 390,（4）行旅不舒適,值的增大，乘車舒適感惡化。 當(dāng)0.10時，不感到有曲線存在，很平穩(wěn)； 當(dāng)= 0.15時，稍感到有曲線存在，尚平穩(wěn)； 當(dāng)= 0.20時，己感到有曲線存在，稍感不穩(wěn)定； 當(dāng)= o.35時，感到有曲線存在，不穩(wěn)定； 當(dāng)= 0.40時，非常不穩(wěn)定，有傾車的危險感。,的舒適界限，由0.11到0.16隨行車速度而變化，設(shè)計中對高、低速路可取不同的數(shù)值。 美國aashto認(rèn)為v 70km/h時=0.16，v=80 km/h時， = 0.12是舒適感的界限。,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 高速公路、一級公路的超高橫坡度不應(yīng)大于10%， 其它各級公路不應(yīng)大于8%。 在積雪冰凍地區(qū)，最大超高橫坡度不宜大于6%。,2關(guān)于最大超高：,ih,標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最小平曲線半徑是汽車在曲線部分能安全而又順適的行駛的條件而確定的。 最小平曲線半徑的實質(zhì)是汽車行駛在公路曲線部分時，所產(chǎn)生的離心力等橫向力不超過輪胎與路面的摩阻力所允許的界限，并使乘車人感覺良好的曲線半徑值。,（二）最小半徑的計算,是各級公路按設(shè)計速度行駛的車輛能保證安全行車的最小允許半徑。,1極限最小半徑,一般最小半徑是指各級公路按設(shè)計速度行駛的車輛能保證安全、舒適行車的最小允許半徑。,2一般最小半徑,圓曲線半徑大于一定數(shù)值時，可以不設(shè)置超高，而允許設(shè)置等于直線路段路拱的反超高。 從行駛的舒適性考慮，必須把橫向力系數(shù)控制到最小值。,3不設(shè)超高的最小半徑,4.最小半徑指標(biāo)的應(yīng)用,4.最小半徑指標(biāo)的應(yīng)用,（1）公路線形設(shè)計時應(yīng)根據(jù)沿線地形等情況，盡量選用較大半徑。在不得已情況下方可使用極限最小半徑； （2）當(dāng)?shù)匦螚l件許可時，應(yīng)盡量采用大于一般最小半徑的值； （3）有條件時，最好采用不設(shè)超高的最小半徑。 （4）選用曲線半徑時，應(yīng)注意前后線形的協(xié)調(diào)，不應(yīng)突然采用小半徑曲線； （5）長直線或線形較好路段，不能采用極限最小半徑。 （6）從地形條件好的區(qū)段進(jìn)入地形條件較差區(qū)段時，線形技術(shù)指標(biāo)應(yīng)逐漸過渡，防止突變。,（三）圓曲線最大半徑,選用圓曲線半徑時，在與地形等條件相適應(yīng)的前提下應(yīng)盡量采用大半徑。 但半徑大到一定程度時，其幾何性質(zhì)和行車條件與直線無太大區(qū)別，容易給駕駛?cè)藛T造成判斷上的錯誤反而帶來不良后果，同時也無謂增加計算和測量上的麻煩。 規(guī)范規(guī)定圓曲線的最大半在不宜超過10000m。,一、緩和曲線的作用與性質(zhì) （一）緩和曲線的作用 1曲率連續(xù)變化，便于車輛行駛 2離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適 3超高橫坡度逐漸變化，行車更加平穩(wěn) 4與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀,第四節(jié) 緩和曲線,汽車等速行駛，司機(jī)勻速轉(zhuǎn)動方向盤時，汽車的行駛軌跡： 當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動角度為時，前輪相應(yīng)轉(zhuǎn)動角度為，它們之間的關(guān)系為： =k ；,（二）緩和曲線的性質(zhì),其中，是在t時間后方向盤轉(zhuǎn)動的角度， =t ； 汽車前輪的轉(zhuǎn)向角為 =kt (rad) 軌跡曲率半徑：,設(shè)汽車前后輪軸距為d，前輪轉(zhuǎn)動后，汽車的行駛軌跡曲線半徑為,汽車以v（ms）等速行駛，經(jīng)時間t以后，其行駛距離（弧長）為l： l=vt (m),汽車勻速從直線進(jìn)入圓曲線（或相反）其行駛軌跡的弧長與曲線的曲率半徑之乘積為一常數(shù)，這一性質(zhì)與數(shù)學(xué)上的回旋線正好相符。,二、回旋線作為緩和曲線,（一）回旋線的數(shù)學(xué)表達(dá)式 回旋線是公路路線設(shè)計中最常用的一種緩和曲線。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定緩和曲線采用回旋線。 回旋線的基本公式為： rl=a2 (rl=c) 極坐標(biāo)方程式 式中：r回旋線上某點的曲率半徑（m）； l回旋線上某點到原點的曲線長（m）； a回旋線的參數(shù)。a表征回旋線曲率變化的緩急程度。,1. 回旋線的參數(shù)值a的確定：,回旋線的應(yīng)用范圍：,緩和曲線起點：回旋線的起點，l=0，r=； 緩和曲線終點：回旋線某一點，lls，rr。 則 rls=a2，即回旋線的參數(shù)值為：,1. 回旋線的參數(shù)值a的確定：,回旋線的應(yīng)用范圍：,緩和曲線起點：回旋線的起點，l=0，r=； 緩和曲線終點：回旋線某一點，lls，rr。 則 rls=a2，即回旋線的參數(shù)值為：,緩和曲線的曲率變化：,由微分方程推導(dǎo)回旋線的直角坐標(biāo)方程： 以rl=a2代入得：,回旋線微分方程為： dl = r d dx = dl cos dy = dl sin,或ldl = a2d,2. 回旋線的數(shù)學(xué)表達(dá)式：,當(dāng)l=0時，=0。 對ldl=a2d積分得：,式中：回旋線上任一點的半徑方向與y軸的夾角。 對回旋線微分方程組中的dx、dy積分時，可把cos、sin用泰勒級數(shù)展開，然后用代入表達(dá)式，再進(jìn)行積分。,dx，dy的展開：,對dx、dy分別進(jìn)行積分：,在回旋線終點處，l = ls，r = r，a2 = rls,回旋線終點坐標(biāo)計算公式：,回旋線終點的半徑方向與y軸夾角0計算公式 ：,1. 各要素的計算公式 基本公式：rl=a2，,（二）回旋線的幾何要素,任意點p處的曲率半徑：,p點的回旋線長度：,p點的半徑方向與y軸的夾角,p = y + rcos -r p點曲率圓圓心m點的坐標(biāo)： xm = x rsin ym = r + p p點的弦長：,p點曲率圓的內(nèi)移值：,p點弦偏角：,道路平面線形三要素的基本組成是：直線-回旋線-圓曲線-回旋線-直線。 (1)幾何元素的計算公式：,2有緩和曲線的道路平曲線幾何元素：,回旋線終點處內(nèi)移值：,回旋線終點處曲率圓圓心x坐標(biāo)：,回旋線終點處半徑方向與y軸的夾角 ：,(1)幾何元素的計算公式：,切線長：,曲線長：,外距：,校正值：j = 2t - l,(2)主點里程樁號計算方法：,以交點里程樁號為起算點： zh = jd t hy = zh + ls qz = zh + l/2 yh = hz ls hz = zh + l,用切線支距法敷設(shè)回旋線公式：,l回旋線上任意點m至緩和曲線終點的弧長（m）。,（3）切線支距法敷設(shè)曲線計算方法：,切線支距法敷設(shè)帶有回旋線的圓曲線公式：,x=q+rsinm (m) y=p+r(1-cosm) (m) 式中：,lm圓曲線上任意點m至緩和曲線終點的弧長（m）； mlm所對應(yīng)的圓心角（rad）。,（三）回旋線的相似性,回旋線的曲率是連續(xù)變化的，而且其曲率的變化與曲線長度的變化呈線性關(guān)系。 可以認(rèn)為回旋線的形狀只有一種，只需改變參數(shù)a就能得到不同大小的回旋曲線。 a相當(dāng)于回旋線的放大系數(shù)，回旋線的這種相似性對于簡化其幾何要素的計算和編制曲線表很有用處。,例題：,已知平原區(qū)某二級公路有一彎道，偏角右=152830，半徑r=600m，緩和曲線長度ls=70m， jd=k2+536.48。 要求：（1）計算曲線主點里程樁號； （2）計算曲線上每隔25m整樁號切線支距值。 解：（1）曲線要素計算：,j=2t-l=2116.565-232.054=1.077,（1）曲線要素計算：,（2）主點里程樁號計算：,以交點里程樁號為起算點：jd = k2+536.48 zh = jd t =k2+536.48 - 116.565 = k2+419.915 hy = zh + ls = k2+419.915 +70 = k2+489.915 qz = zh + l/2= k2+419.915+232.054/2 =k2+535.942 hz = zh + l = k2+419.915 +232.054 =k2+651.969 yh = hz ls = k2+651.97 70=k2+581.969,（3）計算曲線上每隔25m整樁號的切線支距值：,列表計算曲線25m整樁號：zh= k2+419.915 k2+425 k2+450 k2+475 k2+500 平曲線切線支距計算表,計算切線支距值：,（1）lcz=k2+425（緩和曲線段）， zh=k2+419.915 l=2425-2419.915=5.085,（2）lcz=k2+500 ， hy=k2+489.915 （圓曲線段） lm=2500-2489.915=10.085,x=q+rsinm =34.996+250sin4.3053=80.038(m) y=p+r(1-cosm)=0.34+250（1-cos4.3053）=2.033(m),作業(yè)：,1用級數(shù)展開法計算p、q的表達(dá)式。 2已知平原區(qū)某一級公路有一彎道，偏角左=163642，半徑r=1000m，jd=k7+153.63。 要求：（1）計算曲線主點里程樁號； （2）計算曲線上每隔25m整樁號的切線支距值（列表計算）。,三、其它形式的緩和曲線,（一）三次拋物線 三次拋物線的方程式：,三次拋物線上各點的直角坐標(biāo)方程式： x=l,三、其它形式的緩和曲線,（二）雙紐線 雙紐線方程式：,雙紐線的極角為45時，曲線半徑最小。此后半徑增大至原點，全程轉(zhuǎn)角達(dá)到270。,回旋曲線、三次拋物線和雙紐線線形比較：,回旋曲線、三次拋物線和雙紐線在極角較小（56）時，幾乎沒有差別。 隨著極角的增加，三次拋物線的長度比雙紐線的長度增加的較快，而雙紐線的長度又比回旋線的長度增加得快些。 回旋線的半徑減小得最快，而三次拋物線則減小的最慢。從保證汽車平順過渡的角度看，三種曲線都可以作為緩和曲線。 此外，也有使用n次（n3）拋物線、正弦形曲線、多圓弧曲線作為緩和曲線的。但世界各國使用回旋曲線居多，我國標(biāo)準(zhǔn)推薦的緩和曲線也是回旋線。,四、緩和曲線的長度及參數(shù),（一）緩和曲線的最小長度: 1旅客感覺舒適: 汽車行駛在緩和曲線上，其離心加速度將隨著緩和曲線曲率的變化而變化，若變化過快，將會使旅客有不舒適的感覺。 離心加速度的變化率as：,在等速行駛的情況下：,滿足乘車舒適感的緩和曲線最小長度 ：,我國公路計算規(guī)范一般建議as0.6,2超高漸變率適中,由于緩和曲線上設(shè)有超高緩和段，如果緩和段太短，則會因路面急劇地由雙坡變?yōu)閱纹露纬梢环N扭曲的面，對行車和路容均不利。 規(guī)范規(guī)定了適中的超高漸變率，由此可導(dǎo)出計算緩和段最小長度的公式：,式中：b旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度； i超高坡度與路拱坡度代數(shù)差（%）； p 超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸線與行車道外側(cè)邊緣線之間的相對坡度。,3行駛時間不過短,緩和曲線不管其參數(shù)如何，都不可使車輛在緩和曲線上的行駛時間過短而使司機(jī)駕駛操縱過于匆忙。一般認(rèn)為汽車在緩和曲線上的行駛時間至少應(yīng)有3s,標(biāo)準(zhǔn)按行駛時間不小于3s的要求制定了各級公路緩和曲線最小長度。 城規(guī)制定了城市道路的最小緩和曲線長度，如表3-7。,（二）回旋曲線參數(shù)的確定,在一般情況下，特別是當(dāng)圓曲線半徑較大時，車速較高時，應(yīng)該使用更長的緩和曲線。 回旋線參數(shù)表達(dá)式： a2 = rls 從視覺條件要求確定a： 考察司機(jī)的視覺，當(dāng)回旋曲線很短，其回旋線切線角（或稱緩和曲線角）在3左右時，曲線極不明顯，在視覺上容易被忽略。 回旋線過長大于29時，圓曲線與回旋線不能很好協(xié)調(diào)。 適宜的緩和曲線角是=329。,由0=329推導(dǎo)出合適的a值：,將0=3和0=29分別代入上式，則a的取值范圍為：,回旋線參數(shù)a的確定：,經(jīng)驗證明，當(dāng)r在100m左右時，通常取ar；如果r小于100m，則選擇ar。 在圓曲線半徑較大時， r3000m，ar/3。,（三）緩和曲線的省略,在直線和圓曲線間設(shè)置緩和曲線后，圓曲線產(chǎn)生了內(nèi)移，其位移值為p，,在ls一定的情況下，p與圓曲線半徑成反比，當(dāng)r大到一定程度時，p值將會很小。這時緩和曲線的設(shè)置與否，線形上已經(jīng)沒有多大差異。 一般認(rèn)為當(dāng)p0.10時，即可忽略緩和曲線。如按3s行程計算緩和曲線長度時，若取p=0.10，則不設(shè)緩和曲線的臨界半徑為：,（三）緩和曲線的省略,由上表可知，設(shè)緩和曲線的臨界半徑比不設(shè)超高的最小半徑小?？紤]到緩和曲線還有完成超高和加寬的作用，應(yīng)按超高控制。,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)公路的平曲線半徑小于不設(shè)超高的最小半徑時，應(yīng)設(shè)緩和曲線。 四級公路可不設(shè)緩和曲線。,規(guī)范規(guī)定可不設(shè)緩和曲線的情況：,（1）在直線和圓曲線間，當(dāng)圓曲線半徑大于或等于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“不設(shè)超高的最小半徑”時； （2）半徑不同的同向圓曲線間，當(dāng)小圓半徑大于或等于“不設(shè)超高的最小半徑”時； （3）小圓半徑大于表7.4.2中所列半徑，且符合下列條件之一時：,規(guī)范規(guī)定可不設(shè)緩和曲線的情況：,計算行車速度80km/h時，大圓半徑（r1）與小圓半徑(r2)之比小于1.5。 計算行車速度80km/h時，大圓半徑（r1）與小圓半徑(r2)之比小于2。,（1）在直線和圓曲線間，當(dāng)圓曲線半徑大于或等于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“不設(shè)超高的最小半徑”時； （2）半徑不同的同向圓曲線間，當(dāng)小圓半徑大于或等于“不設(shè)超高的最小半徑”時； （3）小圓半徑大于表7.2.4中所列半徑，且符合下列條件之一時： 小圓曲線按規(guī)定設(shè)置相當(dāng)于最小回旋線長的回旋線時，其大圓與小圓的內(nèi)移值之差不超過0.10m。,作業(yè)題：,已知平原區(qū)某二級公路有一彎道，偏角右=133842，半徑r=800m，jd=k5+136.53。計算確定緩和曲線長度及曲線主點里程樁號。,第四節(jié) 新舊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要調(diào)整內(nèi)容,公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) jtg b01-2003 交通部2004-01-29發(fā)布， 2004-03-01實施 1997年發(fā)布jtj01-97同時廢止 一、公路分級 公路根據(jù)功能和適應(yīng)的交通量分為五個等級 高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路。,四車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為2500055000輛； 六車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將種汽車折合成小客車的年平均日交通量為4500080000輛； 八車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為60000100000輛。 2 一級公路：為供汽車分向、分車道行駛，并可根據(jù)需要控制出入的多車道公路。 四車道一級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為1500030000輛。 六車道一級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為2500055000輛。,1 高速公路：為專供汽車分向、分車道行駛并應(yīng)全部控制出入的多車道公路。,雙車道二級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為500015000輛。 4 三級公路：為主要供汽車行駛的雙車道公路 雙車道三級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種車輛折合成小客車的年平均日交通量為20006000輛。 5 四級公路：為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。 雙車道四級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種車輛折合成小客車的年平均日交通量2000輛以下。 單車道四級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種車輛折合成小客車的年平均日交通量400輛以下。,3 二級公路：為供汽車行駛的雙車道公路,舊標(biāo)準(zhǔn)概念：公路遠(yuǎn)景設(shè)計年限 高速公路和一級公路為20年 二級公路為15年 三級公路為10年 四級公路一般為10年。 新標(biāo)準(zhǔn)： 高速公路和具干線功能的一級公路的設(shè)計交通量應(yīng)按20年預(yù)測； 具集散功能的一級公路，以及二、三級公路的設(shè)計交通量應(yīng)按15年預(yù)測； 四級公路可根據(jù)實際情況確定。,二、各級公路設(shè)計交通量的預(yù)測,交通量換算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型。確定公路等級的各汽車代表車型和車輛折算系數(shù)規(guī)定如下表。,三、交通量折算,1 畜力車、人力車、自行車等非機(jī)動車，在設(shè)計交通量換算中按路側(cè)干擾因素計。 2 一、二級公路上行駛的拖拉機(jī)按路側(cè)干擾因素計。 三、四級公路上行駛的拖拉機(jī)每輛折算為4輛小客車。 3 公路通行能力分析所要求的車輛折算系數(shù)應(yīng)針對路段、交叉口等形式，按不同的地形條件和交通需求，采用相應(yīng)的折算系數(shù)。,三、交通量折算,各級公路設(shè)計速度規(guī)定如下表 。,四、設(shè)計速度,1. 高速公路特殊困難的局部路段，且因新建工程可能誘發(fā)工程地質(zhì)病害時，經(jīng)論證，該局部路段的設(shè)計速度可采用60kmh，但長度不宜大于15km。 2. 一級公路作為干線公路時，設(shè)計速度宜采用100kmh或80kmh。 一級公路作為集散公路時，根據(jù)混合交通量、平面交叉間距等因素，設(shè)計速度宜采用60或80kmh。,3. 二級公路作為干線公路時，設(shè)計速度宜采用80kmh。 二級公路作為集散公路時，混合交通量較大、平面交叉間距較小的路段，設(shè)計速度宜采用60kmh。 二級公路位于地形、地質(zhì)等自然條件復(fù)雜的山區(qū)，經(jīng)論證該路段的設(shè)計速度可采用40kmh。,一、平曲線線形設(shè)計一般原則 （一）平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào) （二）行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對高速路應(yīng)盡量滿足 高速公路、一級公路以及設(shè)計速度60km/h的公路，應(yīng)注重立體線形設(shè)計，盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。 設(shè)計速度40kmh的公路，首先應(yīng)在保證行車安全的前提下，正確地運用平面線形要素最小值。,第五節(jié) 平面線形設(shè)計,1長直線盡頭不能接以小半徑曲線。特別是在下坡方向的盡頭更要注意。 若由于地形所限小半徑曲線難免時，中間應(yīng)插入中等曲率的過渡性曲線，并使縱坡不要過大。,（三）保持平面線形的均衡與連貫（技術(shù)指標(biāo)的均衡與連續(xù)性）,（四）應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形 這種線形給駕駛者造成不便，給乘客的舒適也帶來不良影響。設(shè)計時可在曲線間插入足夠長的直線或回旋線。,（三）保持平面線形的均衡與連貫（技術(shù)指標(biāo)的均衡與連續(xù)性）,1長直線盡頭不能接以小半徑曲線。特別是在下坡方向的盡頭更要注意。 若由于地形所限小半徑曲線難免時，中間應(yīng)插入中等曲率的過渡性曲線，并使縱坡不要過大。 2高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡。,（五）平曲線應(yīng)有足夠的長度,汽車在公路的任何線形是行駛的時間均不宜短于3s，以使駕駛操作不顯的過分緊張。 (1)平曲線一般最小長度為9s行程； (2)平曲線極限最小長度為6s行程。 (3)偏角小于7時的平曲線最小長度 ：,式中：公路偏角，當(dāng)2時，按=2計算。,二、平面線形要素的組合類型,（一）基本型 按直線-回旋線-圓曲線-回旋線-直線的順序組合的線形。 適用場合：交點間距不受限。,二、平面線形要素的組合類型,計算方法： 由平曲線長度l=r+ls 按1：1：1設(shè)計時，l=3ls，則3ls=r+ls 故,（一）基本型 按直線-回旋線-圓曲線-回旋線-直線的順序組合的線形。 適用場合：交點間距不受限。 從線形的協(xié)調(diào)性出發(fā)，宜將回旋線、圓曲線、回旋線之長度比設(shè)計成1：1：1。,（二）s型,兩個反向圓曲線用兩段回旋線連接的組合。 適用場合：交點間距受限（交點間距較?。?。,（二）s型,兩個反向圓曲線用兩段回旋線連接的組合 適用場合：交點間距受限（交點間距較小）。 適用條件：,（二）s型,（2）在s型曲線上，兩個反向回旋線之間不設(shè)直線，是行駛力學(xué)上所希望的。不得已插入直線時，必須盡量地短，其短直線的長度或重合段的長度應(yīng)符合下式：,式中：l反向回旋線間短直線或重合段的長度。,兩個反向圓曲線用兩段回旋線連接的組合 適用場合：交點間距受限（交點間距較小）。 適用條件： （1）s型相鄰兩個回旋線參數(shù)a1與a2宜相等。當(dāng)采用不同的參數(shù)時，a1與a2之比應(yīng)小于2.0，有條件時以小于1.5為宜。,（3）s型兩圓曲線半徑之比不宜過大，宜為：,式中：r1大圓半徑（m）； r2小圓半徑（m）。,用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合。 適用場合：交點間距受限（交點間距較小）。,（三）卵型,式中：a回旋線參數(shù)； r2小圓半徑（m）。 （2）兩圓曲線半徑之比宜在下列界限之內(nèi)：,（1）卵型上的回旋線參數(shù)a不應(yīng)小于該級公路關(guān)于回旋線最小參數(shù)的規(guī)定，同時宜在下列界限之內(nèi)：,（三）卵型,用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合。 適用場合：交點間距受限（交點間距較?。?適用條件：,（3）兩圓曲線的間距，宜在下列界限之內(nèi)：,式中：d兩圓曲線最小間距（m）。,凸型的回旋線的參數(shù)及其連接點的曲率半徑，應(yīng)分別符合容許最小回旋線參數(shù)和圓曲線一般最小半徑的規(guī)定。,（四）凸型,在兩個同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的組合。,兩個回旋線參數(shù)之比宜為：a2：a1=1：1.5 復(fù)臺型回旋線除了受地形和其它特殊限制的地方外一般很少使用，多出現(xiàn)在互通式立體交叉的匝道線形設(shè)計中。,（五）復(fù)合型,兩個以上同向回旋線間在曲率相等處相互連接的線形。,（六）c型,其連接處的曲率為0，也就是r=，相當(dāng)于兩基本型的同向曲線中間直線長度為0。 適用場合：交點間距受限（交點間距較?。?。c型曲線只有在特殊地形條件下方可采用。 適用條件：同卵形曲線。,同向曲線的兩回旋線在曲率為零處徑相銜接的線形。,例：平原區(qū)某公路有兩個交點間距為407.54m，jd1=k7+231.38，偏角1=122420（左偏），半徑r1=1200m；jd2為右偏，2=153250，r2=1000m。 要求：按s型曲線計算ls1、ls2長度，并計算兩曲線主點里程樁號。,t1,t2,l1,l2,例：平原區(qū)某公路有兩個交點間距為407.54m，jd1=k7+231.38，偏角1=122420（左偏），半徑r1=1200m；jd2為右偏，2=153250，r2=1000m。 要求：按s型曲線計算ls1、ls2長度，并計算兩曲線主點里程樁號。,解：（1）計算確定緩和曲線長度ls1、ls2： 令兩曲線的切線長相當(dāng)，則取t1=407.54/2=203.77m 按各線形要素長度1：1：1計算ls1： ls1=r/2=12.2420/1801200/2=129.91 取ls1=130m 則經(jīng)計算得，t1=195.48m, 407.54/2=203.77m,切線長度與緩和曲線長度的增減有近似1/2的關(guān)系， ls1=130+28.29=146.58，取ls1=140m。 則計算得，t1= 200.49m t2=407.54-t1=407.54-200.49=207.05 按1：1：1計算ls2： ls2=r/2=15.3250pi/1801000/2=135.68 計算切線長t2得，t2=204.45m 207.05-204.45=2.60 取ls2=135.68+22.60=140.88 計算得， t2=207.055m 207.05-207.055=-0.005 取ls2=140.88-20.005=140.87,203.77-195.48=8.29，即t1計算值偏短。,jd1曲線要素及主點里程樁號計算,r1=1200 ls1=140 1=12.2420 t1=200.49 l1=399.82 e1=7.75 j1=1.15 jd1= k7+231.38 zh1=k7+030.89 hy1=k7+170.89 qz1=k7+230.80 yh1=k7+290.71 hz1=k7+430.71,jd2里程樁號計算：,jd2 = jd1+ 407.54 - j1= 7231.38 + 407.54 -1.15 = k7 + 637.77,jd2 = jd1+ 交點間距 - j1 = hz1 + 曲線間直線長度 + t2,jd2里程樁號計算：,jd2曲線要素及主點里程樁號計算 t2=207.05 l2=412.22 e2=10.11 j2=1.88 jd2=k7+637.77 zh2=k7+430.72 hy2=k7+571.59 qz2=k7+636.83 yh2=k7+702.07 hz2=k7+842.94,jd2 = k7 + 637.77 r2=1000 ls1=140.87 2=15.3250,作業(yè)：,平原區(qū)某公路有兩個交點間距為371.82m，jd1=k15+385.63，偏角1=201952（右偏），半徑r1=700m，jd2為右偏，2=170532，r2=850m，試按s型曲線計算ls1、ls2長度，并計算兩曲線主點里程樁號。,附：非對稱緩和曲線計算方法,公路平面線形基本要素是由直線、圓曲線和緩和曲線三個要素構(gòu)成的。 規(guī)范規(guī)定，基本型也可使用非對稱的緩和曲線，以適應(yīng)周圍地形地物。 （一）計算原理 緩和曲線采用的線型一般為回旋線，其性質(zhì)滿足rl=c（常量）。公路設(shè)計中定義該常量c為回旋線參數(shù)a，且a2=rls。這樣當(dāng)圓曲線半徑r和緩和曲線長度ls確定時，參數(shù)a就是定值，圓曲線的內(nèi)移值p，也就是定值。,非對稱緩和曲線計算原理,2,2,r,o,（二）采用的測設(shè)方法,平移圓心 法：平移圓心使圓曲線到兩條切線的距離分別等于兩個內(nèi)移值，這樣設(shè)計的平曲線位置相對于切線是不對稱的。 調(diào)整緩和曲線參數(shù)法：保持圓心位置不變而通過調(diào)整緩和曲線參數(shù)a值來實現(xiàn)非對稱緩和曲線設(shè)計。,（二）采用的測設(shè)方法,1.平移圓心 法,o,2. 調(diào)整緩和曲線參數(shù)法,按緩和曲線平均插入圓曲線原則設(shè)計：,2,2,-2,-22,r,o,（1）計算原理 設(shè)第一緩和曲線長度為ls1，第二緩和曲線長度為ls2，且ls1 ls2，則 緩和曲線參數(shù)：a12 = rls1，a22 = rls2,緩和曲線參數(shù)：a12 = rls1，a22 = rls2 因為ls1ls2，所以a1a2， p1p2， 方法令p2 = p1，由p2反推緩和曲線參數(shù)a2，再進(jìn)行緩和曲線計算。,因為,所以,（2）幾何要素計算： 上、下半支曲線分別按ls1和ls2單獨計算。,切線長：上半支 下半支,曲線總長,曲線長：上半支 下半支,外 距：,校正值： j=t1+t2-l,習(xí)題：,已知某二級公路有一彎道，偏角=123842，半徑r=800m，ls1=120，ls2=150，jd=k5+136.53。計算曲線主點里程樁號。,1.行車視距定義：汽車在行駛中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)障礙物后，能及時采取措施，防止發(fā)生交通事故所需要的必須的最小距離。 2.存在視距問題的情況： 夜間行車:設(shè)計不考慮 平面上：平曲線（暗彎）,第六節(jié) 行車視距,平面交叉處 縱斷面：凸豎曲線 凹豎曲線： (下穿式立體交叉),(1)停車視距：汽車行駛時，自駕駛?cè)藛T看到前方障礙物時起，至到達(dá)障礙物前安全停止，所需的最短距離。 (2)會車視距：在同一車道上兩對向汽車相遇，從相互發(fā)現(xiàn)時起，至同時采取制動措施使兩車安全停止，所需的最短距離。 (3)超車視距：在雙車道公路上，后車超越前車時，從開始駛離原車道之處起，至可見逆行車并能超車后安全駛回原車道所需的最短距離。,3.行車視距分類：,4.目高（視線高）與物高：,目高（視線高）：是指駕駛?cè)藛T眼睛距地面的高度，規(guī)定以車體較低的小客車為標(biāo)準(zhǔn)，采用1.2m。 物高：路面上障礙物的高度，0.10m,一、停車視距,1定義：停車視距是指駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方有障礙物后，采取制定措施使汽車在障礙物前停下來所需要的最短距離。 2停車視距構(gòu)成：,一、停車視距,感覺時間為1.5s； 制動反應(yīng)時間（制定生效時間）取1.0s。 感覺和制動反應(yīng)的總時間t=2.5s， 在這個時間內(nèi)汽車行駛的距離為,1定義：停車視距是指駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方有障礙物后，采取制定措施使汽車在障礙物前停下來所需要的最短距離。 2停車視距構(gòu)成： （1）反應(yīng)距離：是當(dāng)駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方的阻礙物，經(jīng)過判斷決定采取制動措施的那一瞬間到制動器真正開始起作用的那一瞬間汽車所行駛的距離。,（2）制動距離：是指汽車從制動生效到汽車完全停住，這段時間內(nèi)所走的距離。,3. 停車視距st：（考慮一定的安全距離）,會車視距：,定義：會車視距是在同一車道上兩對向汽車相遇，從相互發(fā)現(xiàn)時起，