第五章線形設計

第五章線形設計本章框架第一節(jié)平面線形設計第二節(jié)縱斷面線形設計第三節(jié)平、縱線形組合設計第四節(jié)線形設計檢驗與評價第一節(jié)平面線形設計一、平面線形設計要點（一）平面線形應直捷、流暢，與地形、地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調。（二）保持平面線形的均衡與連續(xù)。1.直線與平曲線的組合（以下避免）（1）長直線盡頭接小半徑平曲線。（2）短直線接大半徑的平曲線。2.平曲線與平曲線的組合。相鄰平曲線之間的設計指標應連續(xù)、均衡，避免突變。在條件允許時，相鄰圓曲線大半徑R與小半徑之比宜小于2.0，相鄰回旋線參數(shù)之比宜小于2.0，這種要求對行車有利。3.高、低標準之間要有過渡。除滿足有關設計路段在長度和梯度上的要求外，還應結合地形的變化，使路線的平面線形指標逐漸過渡，避免出現(xiàn)突變。（三）注意與縱斷面設計相協(xié)調。（四）平曲線應有足夠的長度。最小平曲線長度一般應考慮下述條件確定：1.駕駛員操作從容、乘客感覺舒適要求的平曲線最小長度。按6s行程時間確定平曲線最小值，按10s行程時間確定平曲線一般值。設計速度(km／h)1201008060403020一般值(m)

1000850700500350250200最小值(m)

200170140100705040各級公路平曲線最小長度表2.轉角α小于7度時的平曲線長度。設計速度(km／h)1201008060403020平曲線最小長度(m)1400／α1200／α1000／α700／α500／α350／α280／α二、平面線形要素組合設計（一）平面要素組合類型1.基本型曲線定義：平曲線按直線－回旋線－圓曲線－回旋線－直線順序的組合形式。分類：對稱基本型（）非對稱基本型（）簡單型（）要求：從線形的協(xié)調性，回旋線、圓曲線、回旋線的長度之比宜設計成1:1:1~1:2:1；并注意滿足設置基本型曲線的幾何條件：2β≤α

式中：α——路線轉角(°)β——回旋線角(°)。2.S型曲線定義：兩個反向圓曲線用兩段反向回旋線連接的組合形式。要求：從行駛力學與線形協(xié)調、超高過渡考慮，宜；當采用不等參數(shù)時，比值應小于2.0，有條件時以小于1.5為宜。兩回旋線以徑向連接為宜，當條件受限不得已插入短直線或相互重合時，短直線或重合段的長度L應符合下式規(guī)定：兩圓曲線半徑之比不宜過大，以1~1/3為宜。3.卵形曲線定義：用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合形式。

要求：R2/2≤A≤R2(R2為小圓半徑)；兩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)。4.凸形曲線定義：兩個同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的組合形式。要求：回旋線參數(shù)及其連接點的曲率半徑應符合規(guī)定。連接點附近最小0.3v的長度范圍內(nèi)，應保持以連接點曲率半徑確定的超高橫坡度。只在路線嚴格受限時采用。5.復合型曲線定義：將兩個以上的同向回旋線在曲率相等處相互連接的組合形式。要求：相鄰回旋線參數(shù)之比以小于1.5為宜。除互通式立體交叉匝道線形外，僅在受限時適用。6.C型曲線定義：兩同向回旋線在曲率為零處徑相連接的組合形式。要求：兩回旋線參數(shù)可以相等也可不等。僅限于路線受限時可采用。7.回頭形曲線定義：山區(qū)道路為克服高差，在同一坡面上轉角接近或大于180度，由主曲線和輔曲線的組合形式。要求：上線輔曲線半徑與主曲線半徑比值不宜大于2.0。兩相鄰回頭曲線間應盡可能拉開距離。僅適用受限的三四級公路及山城道路。要求：上線輔曲線半徑與主曲線半徑比值不宜大于2.0。兩相鄰回頭曲線間應盡可能拉開距離。僅適用受限的三四級公路及山城道路。（二）平面線形要素組合計算1.基本型曲線設計與計算（1）對稱形曲線計算內(nèi)移值：切線增長值：緩和曲線角：切線長：平曲線長：外距：切曲差：（2）非對稱形曲線計算見p136。2.卵形曲線計算略*作業(yè)某公路有一對稱基本型平曲線，其半徑R=200米，交點樁號為K19+630.56，轉角,若緩和曲線長度為75米，試計算該平曲線的五個基本樁號?？傄螅海?）當設計速度V≥60km/h時，必須注重平、縱的合理組合；（2）當設計速度V≤40km/h時，在保證行車安全的前提下，力求做到各種線形要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利組合。第三節(jié)平、縱線形組合設計一、組合設計原則（1）在視覺上能自然地引導駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。（2）保持線形技術指標在視覺和心理上的大小均衡。（3）選擇組合得當?shù)暮铣善露?，以利用路面排水和行車安全。?）注意與道路周圍環(huán)境的配合。二、組合設計方法（一）平、縱線形組合形式及效果線形簡單、易超速視距較好、行車條件好視距較差、增大半徑選擇適當、視覺條件好線形復雜、取決設計線形復雜、取決設計（二）平、縱線形組合的基本要求（1）直線與直坡線、直線與凹形豎曲線、直線與凸形豎曲線、平曲線與直坡線是常用的組合形式。（2）平曲線與豎曲線宜相互重合，且平曲線宜稍長于豎曲線（“平包豎”）。（3）要保持平曲線與豎曲線大小均衡。R豎＝（10～20）R平）（4）要選擇適當?shù)暮铣善露?。（三）平、縱線形設計中應避免的組合（1）避免豎曲線的頂、底部插入小半徑的平曲線。（2）避免將小半徑的平曲線起訖點設在或接近豎曲線的頂部或底部。（3）避免使豎曲線頂、底部與反向平曲線的拐點重合。（4）避免小半徑的豎曲線與緩和曲線重合。（5）避免在長直線上設置陡坡或長度短、半徑小的豎曲線。（6）避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形。（四）線形與景觀的協(xié)調與配合第四節(jié)線形設計檢驗與評價一、線形設計檢驗與評價的方法（一）道路透視圖（二）沿線耗油量（三）事故率預測模型（四）可能速度法（五）運行速度法二、基于運行速度的線形設計

連續(xù)性評價標準

《安評指南》中采用相鄰路段運行速度的差值（）來檢查線形設計的連續(xù)性。相鄰路段是指平面、縱斷面、橫斷面指標或設計速度不同的相鄰路段。規(guī)定：相鄰路段運行速度的差值小于10km/h時，連續(xù)性好；在10~20km/h之間時，連續(xù)性較好；大于20km/h時連續(xù)性差，相鄰路段需要調整平、縱面設計。三、用運行速度評價道路線形的方法（一）劃分分析路段根據(jù)圓曲線半徑和縱坡的大小進行劃分：（1）平直路段：指平面線形為直線或半徑大于或等于1000m的平曲線且縱坡小于3%，或縱坡大于3%但坡長小于等于300m的路段；（2）縱坡段：指平面線形為直線或半徑大于或等于1000m的平曲線，且縱坡大于或等于3%，坡長大于300m的路段；（3）小半徑平曲線段：指平面線形為半徑小于1000m的平曲線，且縱坡小于2%的路段。（4）彎坡組合路段：指平面線形為半徑小于1000m的平曲線，且縱坡大于或等于2%的路段。1.設計路段的初始運行速度一般可通過調查點的現(xiàn)場觀測或按表5-13估算各種設計速度對應的小客車和大型貨車的運行速度，作為設計路段的初始運行速度。設計速度（Km/h）6080100120初始運行速度小客車8095110120大型貨車55657575（二）運行速度的測算2.平直路段運行速度（1）當直線入口速度等于期望速度時，車輛在平直路段上保持期望速度勻速行駛，直線段出口運行速度等于期望速度。（2）當直線入口速度小于期望速度時，直線段出口運行速度按公式計算；當計算出的運行速度大于或等于期望速度時，取期望速度。（3）當入口速度大于期望速度時，車輛將減速行駛，直到期望速度后勻速行駛，為期望速度。3.縱坡段運行速度當縱坡大于3%且坡長大于300m時，需對運行速度進行修正。計算縱坡段運行速度時不考慮平面線形，只需根據(jù)該段的縱坡和坡長對入口速度按表5-15進行修正。修正后的結果作為該段的出口速度。4.小半經(jīng)平曲線路段運行速度小半經(jīng)平曲線路段的運行速度，按表5-16中的運行速度預測模型計算平曲線中點和平曲線出口的運行速度。5.彎坡組合路段運行速度按表5-17中的運行速度預測模型計算彎坡組合路段平曲線中點和平曲線出口的運行速度。（三）線形設計的評價1.運行速度協(xié)調性評價（1）評價方法計算相鄰路段運行速度的差值，若速度差超過標準規(guī)定值，應調整相鄰路段的平、縱面設計，調整的目的是使相鄰路段的速度差值滿足標準值。（2）調整方法對速差處速度高的路段，通過減小圓曲線半徑、增大縱坡進行調整，使運行速度降低，減小運行速度差值；對速差處速度低的路段，可增大圓曲線半徑、減小縱坡，使運行速度增大，減小運行速度差值；若因地形或線形條件限制，不能調整或經(jīng)調整速差仍較大時，應采取限速等措施，使運行速度差值減小。2.設計速度與運行速度協(xié)調性評價設計速度與運行速度協(xié)調性評價：是指對同一路段的運行速度與設計速度的差值進行評價。當同一路段運行速度與設計速度的差值大于20km/h時，應對該路段的設計指標進行安全性檢驗和調整。若路段運行速度高于設計速度時，應按運行速度檢驗和調整，否則行車不安全；若路段運行速度低于設計速度時，只要運行速度連續(xù)，行車是安全的，不必調整。四、基于運行速度的線形設計步驟1.初始設計根據(jù)可行性研究確定的道