道路勘測(cè)設(shè)計(jì)第3章 平面設(shè)計(jì)

第三章平面設(shè)計(jì)2023/2/11第三章平面設(shè)計(jì)

本章的主要內(nèi)容：

1、直線

2、圓曲線

3、緩和曲線

4、平面線形的組合設(shè)計(jì)

5、視距

本章的難點(diǎn)內(nèi)容：

1、緩和曲線

2、平面線形的組合設(shè)計(jì)2023/2/12第三章平面設(shè)計(jì)§3.1概述3.1.1路線平面的基本線形

道路——是一條三維空間的實(shí)體。路線——是指道路中線的空間位置。路線的平面——路線在水平面上的投影路線的縱斷面——沿中線豎直剖切再行展開(kāi)則是。橫斷面——中線上任意一點(diǎn)的法向切面是道路在該點(diǎn)的。2023/2/13第三章平面設(shè)計(jì)§3.1概述3.1.1路線平面的基本線形

中線2023/2/14第三章平面設(shè)計(jì)路線設(shè)計(jì)——是指確定路線空間位置和各部分幾何尺寸的工作。

路線平、縱、橫斷面設(shè)計(jì)，三者相互關(guān)聯(lián)，既分別進(jìn)行，又綜合考慮。

1）制約因素：社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然地理和技術(shù)條件。

2）設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)出符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、滿足行車(chē)要求且工程費(fèi)用最省的路線。

3）設(shè)計(jì)順序：

平面→高程、橫斷面測(cè)量→縱斷面設(shè)計(jì)→橫斷面設(shè)計(jì)→修改平面，反復(fù)設(shè)計(jì)2023/2/15第三章平面設(shè)計(jì)

路線的平面線形平面線形是指由直線、圓曲線和緩和曲線組成的平面線形

2023/2/16第三章平面設(shè)計(jì)2023/2/17第三章平面設(shè)計(jì)1）汽車(chē)行駛軌跡.

行駛中的汽車(chē)其重心的軌跡在幾何性質(zhì)上有以下特征：

①軌跡是連續(xù)的、圓滑的，任一點(diǎn)不出現(xiàn)錯(cuò)頭和破折。

②曲率是連續(xù)的，任一點(diǎn)不出現(xiàn)兩個(gè)曲率值。

③曲率變化是連續(xù)的，任一點(diǎn)不出現(xiàn)兩個(gè)曲率變化率值。

3.1.2平面線形設(shè)計(jì)的基本要求2023/2/18第三章平面設(shè)計(jì)

汽車(chē)行駛軌跡不連續(xù)的路線2023/2/19第三章平面設(shè)計(jì)

直線－圓－直線:

不滿足第二、三條性質(zhì)，但滿足第一條要求，滿足了車(chē)輛的直行和轉(zhuǎn)向要求，可作為低等級(jí)山區(qū)道路采用。

2023/2/110第三章平面設(shè)計(jì)為滿足第二條要求，在直線與圓曲線間引入了一條曲率逐漸變化的“緩和曲線”，使整條線形符合汽車(chē)行駛軌跡特性的第一條和二條，保持了線形的曲率連續(xù)。它不滿足第三條要求，不是最理想的，但與汽車(chē)行駛軌跡接近，國(guó)內(nèi)外普遍采用。2023/2/111第三章平面設(shè)計(jì)

2）平面線形要素

行駛中汽車(chē)的導(dǎo)向輪與車(chē)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(chē)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)——緩和曲線直線、圓曲線、緩和曲線稱為“平面線形三要素”2023/2/112第三章平面設(shè)計(jì)

3.2.1

直線的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：兩點(diǎn)之間距離最短。

具有短捷、直達(dá)的印象。

行駛受力簡(jiǎn)單，方向明確，駕駛操作簡(jiǎn)易。

測(cè)設(shè)簡(jiǎn)單方便（用簡(jiǎn)單的就可以精確量距、放樣等）

在直線上設(shè)構(gòu)造物更具經(jīng)濟(jì)性。

直線路段能提供較好的超車(chē)條件§3.2直線2023/2/113第三章平面設(shè)計(jì)

3.2.1

直線的特點(diǎn)缺點(diǎn)：直線單一無(wú)變化，與地形及線形自身難以協(xié)調(diào)。過(guò)長(zhǎng)的直線在交通量不大且景觀缺乏變化時(shí)，易使駕駛?cè)藛T感到單調(diào)、疲倦。

在直線縱坡路段，易錯(cuò)誤估計(jì)車(chē)間距離、行車(chē)速度及上坡坡度。易對(duì)長(zhǎng)直線估計(jì)得過(guò)短或產(chǎn)生急躁情緒，超速行駛。§3.2直線2023/2/114第三章平面設(shè)計(jì)

3.2.2直線的運(yùn)用

下述路段可采用直線：

1）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開(kāi)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(zhǎng)大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段；

4)路線交叉點(diǎn)及其前后；

5)雙車(chē)道公路提供超車(chē)的路段。2023/2/115第三章平面設(shè)計(jì)3.2.3直線的長(zhǎng)度

（1）直線最大長(zhǎng)度德國(guó)（日本）20V；前蘇聯(lián)8km；美國(guó)3mile。最大長(zhǎng)度主要應(yīng)根據(jù)駕駛員的視覺(jué)反應(yīng)及心理上的承受能力來(lái)確定?？偟脑瓌t：公路線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，與景觀相協(xié)調(diào)，直線的最大長(zhǎng)度應(yīng)有所限制，當(dāng)采用長(zhǎng)的直線線形時(shí)，為彌補(bǔ)景觀單調(diào)的缺陷，應(yīng)結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施。2023/2/116第三章平面設(shè)計(jì)3.2.3直線的長(zhǎng)度采用長(zhǎng)的直線線形時(shí)，應(yīng)注意的問(wèn)題：直線的最大長(zhǎng)度應(yīng)有所限制。當(dāng)采用長(zhǎng)的直線線形時(shí)，為彌補(bǔ)景觀單調(diào)之缺陷，應(yīng)結(jié)合沿線具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施并注意下述問(wèn)題：①長(zhǎng)直線上縱坡不宜過(guò)大，因長(zhǎng)直線再加下陡坡行駛更易導(dǎo)致高速度；②長(zhǎng)直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，可以使生硬呆板的直線得到一些緩和；2023/2/117第三章平面設(shè)計(jì)哪一個(gè)最優(yōu)？2023/2/118第三章平面設(shè)計(jì)

3.2.2直線的運(yùn)用

采用長(zhǎng)的直線線形時(shí)，應(yīng)注意的問(wèn)題：

③兩側(cè)地形過(guò)于空曠時(shí)，宜采取種植不同樹(shù)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(zhǎng)直線或長(zhǎng)下坡盡頭的平曲線必須采取設(shè)置標(biāo)志、增加路面抗滑能力等安全措施。2023/2/119第三章平面設(shè)計(jì)美國(guó)俄勒岡州典型沙漠公路2023/2/120第三章平面設(shè)計(jì)香榭麗舍與凱旋門(mén)2023/2/121第三章平面設(shè)計(jì)德國(guó)柏林2023/2/122第三章平面設(shè)計(jì)3.2.3直線的長(zhǎng)度（2）直線的最小長(zhǎng)度

①

同向曲線間的直線最小長(zhǎng)度

同向曲線——指兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的相鄰曲線間連以直線所形成的平面線形。

A.當(dāng)Ｖ≥60km/h時(shí)，直線≥６Ｖ（以km/h計(jì)）為宜。。

B.當(dāng)Ｖ≤40km/h時(shí)，可參照上述規(guī)定執(zhí)行。2023/2/123第三章平面設(shè)計(jì)斷背曲線——互相通視的同向曲線間若插以短直線，容易產(chǎn)生把直線和兩端的曲線看成為反向曲線的錯(cuò)覺(jué)，當(dāng)直線過(guò)短時(shí)甚至把兩個(gè)曲線看成是一個(gè)曲線，這種線形破壞了線形的連續(xù)性，且容易造成駕駛操作的失誤，通常稱為斷背曲線。設(shè)計(jì)中應(yīng)最好的辦法是在兩同向曲線間插入長(zhǎng)的直線段盡量避免。2023/2/124第三章平面設(shè)計(jì)3.2.3直線的長(zhǎng)度2）直線的最小長(zhǎng)度

②

反向曲線間的直線最小長(zhǎng)度

反向曲線——指兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的相鄰曲線間連以直線所形成的平面線形。

A.當(dāng)Ｖ≥60km/h時(shí)，直線≥２Ｖ（以km/h計(jì)）為宜；

B.當(dāng)Ｖ≤40km/h時(shí)，可參照上述規(guī)定執(zhí)行；

C.特別困難四級(jí)15m。2023/2/125第三章平面設(shè)計(jì)

§3.3圓曲線3.3.1圓曲線的線形特征1）曲線上任意一點(diǎn)的曲率半徑R=常數(shù)，故測(cè)設(shè)比緩和曲線簡(jiǎn)便。2）汽車(chē)在圓曲線上的行駛要受到離心力；在平曲線上行駛時(shí)要多占路面寬。3）視距條件差，容易發(fā)生交通事故。4）較大半徑的長(zhǎng)緩圓曲線具有線形美觀、順適、行車(chē)舒適等特點(diǎn)。故常采用。2023/2/126第三章平面設(shè)計(jì)3.3.2汽車(chē)在圓曲線上的行駛特性XY(1)根據(jù)汽車(chē)行駛在曲線上力的平衡式計(jì)算曲線半徑：2023/2/127第三章平面設(shè)計(jì)3.3.2汽車(chē)在圓曲線上的行駛特性

(1)根據(jù)汽車(chē)行駛在曲線上力的平衡式計(jì)算曲線半徑：

式中：V——計(jì)算行車(chē)速度，（km/h）；

μ——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(shí)：不設(shè)超高時(shí)：2023/2/128第三章平面設(shè)計(jì)(2)關(guān)于橫向力系數(shù)μ橫向力的存在對(duì)行車(chē)產(chǎn)生種種不利影響,越大越不利，表現(xiàn)在以下幾方面：

1)危及行車(chē)安全:μ≤φh2)增加駕駛操縱的困難:μ<0.3

3)增加燃料消耗和輪胎磨損

4)行旅舒適:μ＜0.1～0.15間圖3-8汽車(chē)輪胎的橫向偏移角a)輪胎橫向變形b)輪跡的偏移角3.3.2汽車(chē)在圓曲線上的行駛特性2023/2/129第三章平面設(shè)計(jì)

(3)關(guān)于最大超高要考慮車(chē)輛組成μ≤φh要考慮氣候因素

要考慮駕駛者和乘客以心理上的安全感公路最大超高值表3-1公路等級(jí)高速公路一二三四一般地區(qū)(％)108積雪冰凍地區(qū)(％)63.3.2汽車(chē)在圓曲線上的行駛特性城市道路最大超高值表3-2計(jì)算行車(chē)速度(km／h)6060，5040，30，20最大超高橫坡度(％)6422023/2/130第三章平面設(shè)計(jì)3.3.3圓曲線的半徑《標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)不同橫向摩阻系數(shù)值，對(duì)于不同等級(jí)的公路規(guī)定了極限最小半徑、一般最小半徑和不設(shè)超高的最小半徑三個(gè)最小半徑。

(1)極限最小半徑

定義：指各級(jí)公路在采用允許最大超高和允許的橫向摩阻系數(shù)情況下，能保證汽車(chē)安全行駛的最小半徑。強(qiáng)調(diào)說(shuō)明：極限最小半徑是路線設(shè)計(jì)中的極限值，是在特殊困難條件下不得已才使用的，一般不輕易采用。哪一個(gè)最大？哪一個(gè)最小？2023/2/131第三章平面設(shè)計(jì)(2)．一般最小半徑

定義：指各級(jí)公路在采用允許最大超高和允許的橫向摩阻系數(shù)情況下，能保證汽車(chē)安全行駛的最小半徑。

適用：一般最小半徑是在通常情況下推薦采用的最小半徑。一方面考慮了汽車(chē)在這種曲線上以設(shè)計(jì)速度或以接近設(shè)計(jì)速度行駛時(shí)，旅客有充分的舒適感；另一方面考慮到在地形比較復(fù)雜的情況下不會(huì)過(guò)多增加工程量。2023/2/132第三章平面設(shè)計(jì)(3)不設(shè)超高的最小半徑定義：指平曲線半徑較大，離心力較小時(shí)，汽車(chē)沿雙向路拱（不設(shè)超高）外側(cè)行駛的路面摩阻力足以保證汽車(chē)行駛安全穩(wěn)定所采用的最小半徑。路面不設(shè)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。2023/2/133第三章平面設(shè)計(jì)(4).最小半徑的選用

在適應(yīng)地形的情況下應(yīng)選用較大的曲線半徑。

在確定圓曲線半徑時(shí)，應(yīng)注意：一般情況下宜采用最小平曲線半徑的4～8倍，或超高為2%～4%的圓曲線半徑。地形條件受限制時(shí)，應(yīng)采用大于或接近于圓曲線最小半徑的“一般值”。地形條件特殊困難而不得已時(shí)，方可采用圓曲線最小半徑的“最小值”。應(yīng)同前后線形要素相協(xié)調(diào)，使之構(gòu)成連續(xù)、均衡的曲線線形。應(yīng)同縱面線形相配合，必須避免小半徑曲線與陡坡相重合。

(5).圓曲線最大半徑

《規(guī)范》規(guī)定圓曲線的最大半徑不宜超過(guò)l0000m。

2023/2/134第三章平面設(shè)計(jì)2023/2/135第三章平面設(shè)計(jì)3.3.4圓曲線的計(jì)算（1）單圓曲線，其曲線幾何要素為：（2）曲線主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算如下：

ZY（樁號(hào)）=JD（樁號(hào)）－TQZ（樁號(hào)）=YZ（樁號(hào)）－L/2YZ（樁號(hào)）=ZY（樁號(hào)）+LJD（樁號(hào)）=QZ（樁號(hào)）+J/2

2023/2/136第三章平面設(shè)計(jì)

§3.4緩和曲線

緩和曲線——是道路平面線形要素之一，它是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。2023/2/137第三章平面設(shè)計(jì)

§3.4緩和曲線

3.4.1緩和曲線的線形特征與作用

（1）.緩和曲線的線形特征（特點(diǎn)）

1)緩和曲線曲率漸變，設(shè)于直線與圓曲線間，其線形符合汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的行車(chē)軌跡，從而使線形緩和，消除了曲率突變點(diǎn)?！饔芒?)由于曲率漸變，使道路線形順適美觀，有良好的視覺(jué)效果和心理作用感?！饔芒冖郏ㄐ熊?chē)緩和）（超高緩和）2023/2/138第三章平面設(shè)計(jì)

§3.4緩和曲線

3.4.1緩和曲線的線形特征與作用

（1）.緩和曲線的線形特征（特點(diǎn)）

3)在直線和圓曲線間加入緩和曲線后，使平面線形更為靈活，線形自由度提高，更能與地形、地物及環(huán)境相適應(yīng)、協(xié)調(diào)、配合，使平面布線更加靈活、經(jīng)濟(jì)、合理?！饔芒?)與圓曲線相比，緩和曲線計(jì)算及測(cè)設(shè)均較復(fù)雜。2023/2/139第三章平面設(shè)計(jì)3.4.2汽車(chē)的行駛軌跡分析

汽車(chē)等速行駛，司機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)，汽車(chē)的行駛軌跡：

其中，是在t時(shí)間后方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度：=t

汽車(chē)前輪的轉(zhuǎn)向角為

=kωt

軌跡曲率半徑：

當(dāng)方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度為時(shí)，前輪相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)角度為，它們之間的關(guān)系為：

=k

φ

假定：1.汽車(chē)為一剛體，汽車(chē)不變形，忽略輪胎變形。

2.左、右輪差別不計(jì)，只研究重心的軌跡。

3.轉(zhuǎn)彎時(shí)汽車(chē)等速行駛，駕駛員勻速轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)。2023/2/140第三章平面設(shè)計(jì)設(shè)汽車(chē)前后輪軸距為d，前輪轉(zhuǎn)動(dòng)后，汽車(chē)的行駛軌跡曲線半徑為

汽車(chē)以v（m／s）等速行駛，經(jīng)時(shí)間t以后，其行駛距離（弧長(zhǎng)）為l：

汽車(chē)勻速?gòu)闹本€進(jìn)入圓曲線（或相反）其行駛軌跡的弧長(zhǎng)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。

3.4.2汽車(chē)的行駛軌跡分析2023/2/141第三章平面設(shè)計(jì)3.4.3緩和曲線的選擇（1）緩和曲線的形式1）回旋曲線2）三次拋物線3）雙紐線線形①回旋曲線、三次拋物線和雙紐線在極角較小（5°～6°）時(shí)，幾乎沒(méi)有差別。②隨著極角的增加，三次拋物線的長(zhǎng)度比雙紐線的長(zhǎng)度增加的較快，而雙紐線的長(zhǎng)度又比回旋線的長(zhǎng)度增加得快些。③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(chē)平順過(guò)渡的角度看，三種曲線都可以作為緩和曲線。④此外，也有使用n次（n≥3）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(guó)使用回旋曲線居多，我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的緩和曲線采用回旋線。2023/2/142第三章平面設(shè)計(jì)（2）回旋線的數(shù)學(xué)表達(dá)式回旋線的基本公式為：

rl=A2

（rl=C汽車(chē)行駛軌跡方程）式中：r——回旋線上某點(diǎn)的曲率半徑（m）；

l——回旋線上某點(diǎn)到原點(diǎn)的曲線長(zhǎng)（m）；

A——回旋線的參數(shù)。A表征回旋線曲率變化的緩急程度。3.4.3緩和曲線的選擇2023/2/143第三章平面設(shè)計(jì)ORLsYX

緩和曲線起點(diǎn)：回旋線的起點(diǎn)，l=0，r=∞；

緩和曲線終點(diǎn)：回旋線某一點(diǎn)，l＝Ls，r＝R。即回旋線的參數(shù)值為：3.4.3緩和曲線的選擇（3）回旋線的應(yīng)用范圍：2023/2/144第三章平面設(shè)計(jì)（3）回旋線的應(yīng)用范圍：

緩和曲線起點(diǎn)：回旋線的起點(diǎn)，l=0，r=∞；

緩和曲線終點(diǎn)：回旋線某一點(diǎn)，l＝Ls，r＝R。即回旋線的參數(shù)值為：3.4.3緩和曲線的選擇直線直線圓曲線緩和曲線緩和曲線2023/2/145第三章平面設(shè)計(jì)（4）回旋線的相似性3.4.3緩和曲線的選擇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(zhǎng)度的變化呈線性關(guān)系?；匦€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)。

A＝1時(shí)的回旋曲線叫單位回旋曲線?；匦€長(zhǎng)度要素=單位回旋線長(zhǎng)度要素×A

回旋線非長(zhǎng)度要素＝單位回旋線非長(zhǎng)度要素2023/2/146第三章平面設(shè)計(jì)3.4.4緩和曲線的長(zhǎng)度及參數(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

(1)緩和曲線的最小長(zhǎng)度

1）旅客感覺(jué)舒適：把離心加速度的變化率控制在αs≤0.6m/s3間較適當(dāng)。

2）超高漸變率適中：考慮超高緩和段長(zhǎng)度的要求，即還要滿足Ls≥LC。3）行駛時(shí)間不過(guò)短:從控制方向操作的最短時(shí)間考慮3s2023/2/147第三章平面設(shè)計(jì)3.4.4緩和曲線的長(zhǎng)度及參數(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

(2)回旋線參數(shù)值旅客感覺(jué)舒適：把離心加速度的變化率控制在αs≤0.6m/s3間。

超高漸變率適中、行駛時(shí)間不過(guò)短。1)回旋線最小參數(shù)值2023/2/148第三章平面設(shè)計(jì)2023/2/149第三章平面設(shè)計(jì)圖3－13A和R的關(guān)系2023/2/150第三章平面設(shè)計(jì)3.4.4緩和曲線的長(zhǎng)度及參數(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（3）緩和曲線的省略——公路

1）直線與圓曲線間緩和曲線的省略①R≥RP②四級(jí)公路

2）半徑不同的同向圓曲線間緩和曲線的省略

①R小≥RP

②R臨<R小<RP

且滿足A、B、C條件之一

A：P大-P小≤0.10m。

B：V≥80km/h，R大/R小<1.5C：V<80km/h，R大/R小<2③

四級(jí)公路2023/2/151第三章平面設(shè)計(jì)3.4.4緩和曲線的長(zhǎng)度及參數(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（3）緩和曲線的省略——城市道路

1）V<40km/h時(shí)，可省緩和曲線

2）大于V≥40km/h時(shí)，R>不設(shè)緩和曲線的最小R時(shí)，可省，表3－11。2023/2/152第三章平面設(shè)計(jì)3.4.5有緩和曲線的道路平曲線幾何元素

2023/2/153第三章平面設(shè)計(jì)(1)基本型曲線的曲線要素計(jì)算：

2023/2/154第三章平面設(shè)計(jì)

ZH(樁號(hào))=JD(樁號(hào))-THY(樁號(hào))=ZH(樁號(hào))+LsQZ(樁號(hào))=HZ(樁號(hào))-L/2YH(樁號(hào))=HY(樁號(hào))+LyHZ(樁號(hào))=YH(樁號(hào))+LsJD(樁號(hào))=QZ(樁號(hào))+J/2

（2）曲線主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算：2023/2/155第三章平面設(shè)計(jì)（3）回旋曲線上任意點(diǎn)的坐標(biāo)公式：

(4)圓曲線上任意一點(diǎn)坐標(biāo)公式：

注意：坐標(biāo)原點(diǎn)位置lml2023/2/156第三章平面設(shè)計(jì)2023/2/157第三章平面設(shè)計(jì)3.5.1平面線形設(shè)計(jì)一般原則

（1）.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?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。

原則：與地形相適應(yīng)，宜直則直，宜曲則曲，不片面追求直曲。直線、圓曲線、緩和曲線的選用與合理組合取決于地形地物等具體條件，片面強(qiáng)調(diào)路線要以直線為主或以曲線為主，或人為規(guī)定二者的比例都是錯(cuò)誤的。

§3.5平面線形組合設(shè)計(jì)

2023/2/158第三章平面設(shè)計(jì)

在寬闊的平原微丘區(qū)，路線應(yīng)直捷順暢。2023/2/159第三章平面設(shè)計(jì)在起伏的山嶺和丘陵地區(qū)，線形以曲線為主。2023/2/160第三章平面設(shè)計(jì)在沒(méi)有任何障礙物的戈壁、草原等開(kāi)闊地區(qū)，應(yīng)以直線為主。2023/2/161第三章平面設(shè)計(jì)(2).保持平面線形的均衡與連貫。為使一條道路上行駛的車(chē)輛盡量以均勻速度行駛，平面線形各要素應(yīng)保持連續(xù)而均衡，必須避免線形的突變。

①長(zhǎng)直線的盡頭避免接小半徑曲線長(zhǎng)直線上汽車(chē)行駛速度較高，如果突然遇到小半徑曲線，易產(chǎn)生減速不及造成的事故。3.5.1平面線形設(shè)計(jì)一般原則②高低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過(guò)渡同一等級(jí)道路上大、小指標(biāo)間的均衡過(guò)渡同一條道路上采用不同計(jì)算行車(chē)速度設(shè)計(jì)的路段之間的過(guò)渡。2023/2/162第三章平面設(shè)計(jì)

要求：長(zhǎng)直線的盡頭避免接小半徑曲線，特別避免長(zhǎng)直線下坡盡頭接小半徑平曲線。若由于地形所限小半徑曲線難免時(shí)，中間應(yīng)插入中等曲率的過(guò)渡性曲線，并使縱坡不要過(guò)大。2023/2/163第三章平面設(shè)計(jì)(3).應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形3.5.1平面線形設(shè)計(jì)一般原則2023/2/164第三章平面設(shè)計(jì)

(4).行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺(jué)和心理上的要求對(duì)高速路應(yīng)盡量滿足3.5.1平面線形設(shè)計(jì)一般原則2023/2/165第三章平面設(shè)計(jì)(5)平曲線應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度①平曲線的最小長(zhǎng)度平曲線一般由前后緩和曲線和中間圓曲線共三段曲線組成，每段曲線至少需要3s的時(shí)間。LS：LY：LS≈1：1：1，才能使其線形美觀、順暢。

基本型曲線：9s行程凸型曲線：6s的行程

平曲線最小長(zhǎng)度不得小于下表規(guī)定。設(shè)計(jì)速度(km/h)1201008060403020一般值（m）600500400300200150100最小值（m）2001701401007050403.5.1平面線形設(shè)計(jì)一般原則2023/2/166第三章平面設(shè)計(jì)②小偏角的平曲線長(zhǎng)度：

小偏角曲線的問(wèn)題：設(shè)置了較大的半徑也容易把曲線長(zhǎng)看成比實(shí)際的要短，造成急轉(zhuǎn)彎的錯(cuò)覺(jué)。

2023/2/167第三章平面設(shè)計(jì)小偏角曲線要求的平曲線長(zhǎng)度θ≤7°屬于小偏角彎道。為保證小偏角曲線有足夠的長(zhǎng)度，采用α＜7°的曲線外矢距E與α=7°時(shí)曲線的E相等時(shí)的曲線長(zhǎng)為最小平曲線長(zhǎng)。設(shè)計(jì)速度(km/h)1201008060403020平曲線最小長(zhǎng)度(m)1400/α1200/α1000/α700/α500/α350/α250/α表中的為公路轉(zhuǎn)角值（度），當(dāng)＜2°時(shí)，按=2°計(jì)。2023/2/168第三章平面設(shè)計(jì)3.5.2平面線形的組合設(shè)計(jì)

平面線形由直線、圓曲線、緩和曲線三個(gè)幾何要素組成，三個(gè)線形要素可以組合成不同的組合線形。

（1）簡(jiǎn)單形曲線當(dāng)一個(gè)彎道由直線與圓曲線組合時(shí)叫簡(jiǎn)單型曲線（單圓曲線）用于①

4級(jí)公路

②

其它各級(jí)，當(dāng)R≥RP(不設(shè)超高最小半徑)

可用于高速公路？2023/2/169第三章平面設(shè)計(jì)（2）基本形曲線按直線－回旋線－圓曲線－回旋線－直線的順序組合的曲線稱為基本型。用于：高、一、二、三級(jí)中，R<RP

注意：①滿足幾何條件②LＳ：LＹ：LＳ＝１：１：１左右③A的取值符合有關(guān)要求（R/3）≤A≤R2023/2/170第三章平面設(shè)計(jì)(3).凸形

1）定義：兩段同向緩和曲線之間不插入圓曲線而徑相銜接的組合形式（圓曲線長(zhǎng)度為零）

2）組合要求：凸形的回旋線的參數(shù)及其連接點(diǎn)的曲率半徑，應(yīng)分別符合容許最小回旋線參數(shù)和圓曲線最小半徑的規(guī)定。連接點(diǎn)附近最小0.3V的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，應(yīng)保持以連接點(diǎn)的曲率半徑確定的橫坡度。

3）適用條件

只有在路線嚴(yán)格受地形、地物限制處方可采用凸形。2023/2/171第三章平面設(shè)計(jì)(4).S形

1）S形定義：

兩個(gè)反向圓曲線用兩段反向回旋線連接的組合形式。2023/2/172第三章平面設(shè)計(jì)(4).S形

2）S形要求：①S形相鄰兩個(gè)回旋線參數(shù)A1與A2宜相等。②（A1/A2）應(yīng)＜2，有條件（A1/A2）宜＜1.5，當(dāng)A2≤200時(shí)，A1與A2之比應(yīng)小于1.5。③（R2/R1）=1~1/3為宜④

兩個(gè)反向回旋線以徑相連接為宜。當(dāng)回旋線相互重合時(shí)，其短直線的長(zhǎng)度應(yīng)符合下式規(guī)定：

L≤（A1＋A2）/402023/2/173第三章平面設(shè)計(jì)

3）S形曲線的計(jì)算

已知某公路有兩個(gè)交點(diǎn)間距為D=328.912m，JD1=K5+250.14，偏角α1=49°15′17″（右偏），半徑R1=200m；Ls1

=70m；JD2為左偏，α2=85°39′30。要求：按S型曲線計(jì)算確定Ls2、R2，并計(jì)算兩曲線主點(diǎn)里程樁號(hào)。計(jì)算步驟：（1）先根據(jù)α1、R1、Ls1，計(jì)算T1;

（2）T2=D-T2根據(jù)S形的組合要求，假定Ls2（3）用T2、LS2、α2計(jì)算R2。（4）檢查R2是否符合S形的組合要求，如不能，重新調(diào)整計(jì)算。2023/2/174第三章平面設(shè)計(jì)(5).C形

1）定義：兩同向回旋線在曲率為零處徑相連接（即連接處曲率為0，半徑為∞）的組合線形。

2）適用條件C形曲線僅限于地形條件特殊困難，路線嚴(yán)格受限制時(shí)方可采用。2023/2/175第三章平面設(shè)計(jì)(6).復(fù)合形

1）定義：將兩個(gè)以上的同向回旋線在曲率相等處相互連接線形。

2）組合要求：復(fù)合形的相鄰兩個(gè)回旋線參數(shù)之比以小于1：1.5為宜。

3）適用條件復(fù)合曲線在受地形條件限制，或互通式立體交叉的匝道設(shè)計(jì)中可采用。2023/2/176第三章平面設(shè)計(jì)（7）復(fù)曲線

1）定義：指兩個(gè)或兩個(gè)以上半徑不同，轉(zhuǎn)向相同的圓曲線徑相連接（lS=0）或插入緩和曲線（lS≠0）的組合曲線，后者又叫卵形曲線。

2)圓曲線直接相連的組合形式（LS=0）

即按直線－圓曲線（R1）－圓曲線(R2)－直線的順序組合構(gòu)成。用于四級(jí)公路中；或其它各級(jí)公路中，同時(shí)滿足LS的省略條件時(shí)采用，即其大、小半徑均應(yīng)大于不設(shè)超高的最小半徑。2023/2/177第三章平面設(shè)計(jì)2)兩端帶緩和曲線的組合形式即按直線－緩和曲線(A1)－圓曲線（R1）－圓曲線(R2)－緩和曲線(A2)－直線順序組合構(gòu)成。用于除四級(jí)公路以外的其它各級(jí)公路中，當(dāng)僅滿足lF的省略條件而不滿足lS的省略條件時(shí)采用。

2023/2/178第三章平面設(shè)計(jì)

3).卵形

定義：兩同向的平曲線，按直線—緩和曲線（A1）—圓曲線（R1）—緩和曲線（AF）—圓曲線（R2）—緩和曲線（A2）—直線的順序組合而成的線形。卵形曲線2023/2/179第三章平面設(shè)計(jì)

3).卵形組合要求：大圓能完全包住小圓而且不是同心圓。卵型曲線用一個(gè)回旋線連接兩個(gè)圓曲線，其公用緩和曲線的參數(shù)AF最好在R2/2≤A≤R2范圍內(nèi)（R2為小圓半徑）；2023/2/180第三章平面設(shè)計(jì)3).卵形組合要求：圓曲線半徑之比以滿足R2/R1=0.2～0.8為宜；兩圓曲線的間距，以D/R2=0.003～0.03為宜，（D為兩圓曲線間的最小間距）。2023/2/181第三章平面設(shè)計(jì)復(fù)曲線12023/2/182第三章平面設(shè)計(jì)復(fù)曲線22023/2/183第三章平面設(shè)計(jì)復(fù)曲線32023/2/184第三章平面設(shè)計(jì)(8).回頭曲線。回頭曲線是在山區(qū)越嶺線的特別困難地段，以延長(zhǎng)展線方式克服高差而采用的一種特殊曲線類型。

回頭曲線一般是由一個(gè)主曲線、兩個(gè)輔助曲線和主、輔曲線所夾的直線段組合而成的復(fù)雜曲線。2023/2/185第三章平面設(shè)計(jì)2023/2/186第三章平面設(shè)計(jì)§3.6行車(chē)視距

2023/2/187第三章平面設(shè)計(jì)3.6.1視距的定義(1)．定義視距——是指從車(chē)道中心線上1.2m的高度，能看到該車(chē)遭中心線上高為0.1m的物體頂點(diǎn)的距離，是指該車(chē)道中心線量得的長(zhǎng)度。行車(chē)視距——為了行車(chē)安全，駕駛?cè)藛T應(yīng)能隨時(shí)看到汽車(chē)前面相當(dāng)遠(yuǎn)的一段路程，一旦發(fā)現(xiàn)前方路面上有障礙物或迎面來(lái)車(chē)，能及時(shí)采取措施，避免相撞，這一必須的最短距離。圖3－25影響行車(chē)視距的地點(diǎn)a）平面視距b）縱斷面視距c）橋下視距

視距與視線：在直線段視距與視線的長(zhǎng)是一致的，但在曲線段，視線是直的，而視距是汽車(chē)在道路曲線上走過(guò)的距離，視距比視線長(zhǎng)。2023/2/188第三章平面設(shè)計(jì)（2）、行車(chē)視距類型

行車(chē)視距可分為停車(chē)視距、會(huì)車(chē)視距、錯(cuò)車(chē)視距和超車(chē)視距四種類型。

①停車(chē)視距是指駕駛員發(fā)現(xiàn)前方有障礙物到汽車(chē)在障礙物前安全停止所需的最短距離。2023/2/189第三章平面設(shè)計(jì)②會(huì)車(chē)視距：

在同一車(chē)道上兩對(duì)向汽車(chē)相遇，從相互發(fā)現(xiàn)至同時(shí)采取制動(dòng)措施雙雙安全停止所需的最短距離。2023/2/190第三章平面設(shè)計(jì)③錯(cuò)車(chē)視距：在沒(méi)有明確劃分車(chē)道線的雙車(chē)道道路上，兩對(duì)向行駛汽車(chē)相遇，發(fā)現(xiàn)后采取減速避讓措施安全錯(cuò)車(chē)所需的最短距離。2023/2/191第三章平面設(shè)計(jì)④超車(chē)視距：

在雙車(chē)道公路上，后車(chē)超越前車(chē)，從開(kāi)始駛離原車(chē)道起，至可見(jiàn)逆行車(chē)并能超車(chē)后安全駛回原車(chē)道所需的最短距離。2023/2/192第三章平面設(shè)計(jì)以上四種行車(chē)視距中，前三種為對(duì)向行駛，第四種為同向行駛。第四種超車(chē)視距所需要的距離最長(zhǎng)。前三種行車(chē)視距中會(huì)車(chē)視距最長(zhǎng)，且為停車(chē)視距的兩倍。⑤目高和物高的規(guī)定計(jì)算視距首先得明確“目高”和“物高”。“目高”是指駕駛?cè)藛T眼睛距地面的高度，規(guī)定以車(chē)體較低的小客車(chē)為標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)實(shí)測(cè)采用1.2m?！拔锔摺保嚎紤]安全和經(jīng)濟(jì)方面因素，再考慮汽車(chē)底盤(pán)離地的最小高度，它的變化在0.14m到0.20m之間，故規(guī)定物高為0.10m。2023/2/193第三章平面設(shè)計(jì)`1）、在平曲線的暗彎處（處于挖方路段的彎道與內(nèi)側(cè)有障礙物的彎道），包括具有中央分隔帶公路彎道外側(cè)超車(chē)車(chē)道上的視距；

2）、在縱斷面的凸形豎曲線處；

3）、在高速公路及城市道路跨線橋、門(mén)式交通標(biāo)志及廣告宣傳牌等，如果它們正好處在凹形豎曲線上方，可能會(huì)影響駕駛員的視線。

4）、在夜間行車(chē)時(shí)，若凹形豎曲線半徑過(guò)小，前燈照射距離近，影響行車(chē)速度和安全。

5）、交叉口相交處。（3）道路上可能存在視距不良的地段2023/2/194第三章平面設(shè)計(jì)2023/2/195第三章平面設(shè)計(jì)3.6.2視距的確定與視距的應(yīng)用

（1）停車(chē)視距：汽車(chē)行駛時(shí)，當(dāng)視高為1.2m，物高為0.1m時(shí)，駕駛?cè)藛T自看到前方障礙物時(shí)起，至障礙物前能安全停車(chē)所需的最短行車(chē)距離，