公路路線-平面線形設(shè)計

復(fù)習(xí)2、公路的等級（行政、技術(shù)兩方面）及技術(shù)指標(biāo)？1、公路的組成（結(jié)構(gòu)、線形兩方面）？3、公路基本建設(shè)程序？第二章公路路線

2.公路縱斷面線形

4.道路交叉

1.公路平面線形

3.公路橫斷面線形職業(yè)能力目標(biāo)熟悉路線設(shè)計的有關(guān)概念看懂路線平面、縱斷面、橫斷面設(shè)計學(xué)習(xí)要求熟悉路線平面、縱斷面、橫斷面設(shè)計內(nèi)容掌握路線設(shè)計的要求與方法了解道路路線組成及路線交叉方式與要求基礎(chǔ)知識道路是一條帶狀的三維空間實(shí)體。它的中心線是一條空間曲線，這條中心線在水平面上的投影，稱為道路路線的平面沿中心線豎直剖切展開的直面，稱為道路路線的縱斷面中心線上任意點(diǎn)處的法向切面，稱為道路路線的橫斷面設(shè)計階段的劃分公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目，根據(jù)路線的性質(zhì)和要求兩階段設(shè)計一階段設(shè)計三階段設(shè)計兩階段設(shè)計（1）初步設(shè)計——根據(jù)批準(zhǔn)的可行性研究報告和計劃任務(wù)書，進(jìn)行初測，選定合理的設(shè)計方案，計算工程數(shù)量及主要材料數(shù)量，提出施工方案建議，編制設(shè)計概算，提供包括文字說明和圖表資料在內(nèi)的初步設(shè)計文件。（2）施工圖設(shè)計——經(jīng)上級批準(zhǔn)初步設(shè)計后，再進(jìn)行定測，編制施工組織設(shè)計和施工圖預(yù)算。多數(shù)工程采用的主要程序一階段設(shè)計根據(jù)批準(zhǔn)的計劃任務(wù)書，進(jìn)行一次詳細(xì)的定測，據(jù)以編制施工圖設(shè)計文件和工程預(yù)算。僅適用于技術(shù)簡單、方案明確的小型工程三階段設(shè)計（1）初步設(shè)計——根據(jù)批準(zhǔn)的計劃任務(wù)書，進(jìn)行初測，編制初步設(shè)計文件和工程設(shè)計概算；（2）技術(shù)設(shè)計——經(jīng)上級批準(zhǔn)后，對初步設(shè)計中未能解決的重大、復(fù)雜的技術(shù)問題，落實(shí)技術(shù)方案，編制修正設(shè)計文件和概算；（3）施工圖設(shè)計——經(jīng)批準(zhǔn)后，進(jìn)行定測，編制施工組織設(shè)計和施工圖預(yù)算。適用于技術(shù)復(fù)雜而又缺乏經(jīng)驗(yàn)的建設(shè)項(xiàng)目或其中的個別工程公路平面縱斷面橫斷面公路設(shè)計是設(shè)置在地表供汽車行駛的一種線型帶狀的工程結(jié)構(gòu)物。公路設(shè)計內(nèi)容:線型設(shè)計〔線型組成—直線、曲線、凹凸等〕結(jié)構(gòu)設(shè)計〔結(jié)構(gòu)組成—路面結(jié)構(gòu)、路床、路肩、路基等〕公路線型的基本要求公路服務(wù)的對象是汽車，因此，要保證汽車在公路上行駛必須:安全、迅速、經(jīng)濟(jì)和舒適。公路路線應(yīng)滿足下列要求:１、保證汽車在道路上行駛的穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指汽車在公路上處于動態(tài)或靜態(tài)時，不會產(chǎn)生傾覆、倒溜和測向滑移。因此，要求公路有足夠的附著力。要注意上坡和彎道。

2、保證行車暢通，達(dá)到安全、迅速的目的要暢通必須滿足:足夠?qū)挾绕矫?、縱面要有足夠的行車視距減少平面交叉

3、對公路的平、縱、橫斷面有合理布局根據(jù)公路等級及使用任務(wù)和功能，合理利用地形，正確運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)做到:平面順適縱坡均衡橫面合理線型組合協(xié)調(diào)盡量避免穿越不良地質(zhì)區(qū)技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理想一想：

如圖2-1-1所示的公路線型中平面線型要素包括哪三種？屬于哪種平面線型組合類型？

1、公路平面線形公路平面線形圓曲線緩和曲線直線曲線左右拐彎超高？加寬？道路平面線形設(shè)計圓曲線緩和曲線平曲線超高平曲線加寬緩和段行車視距平面設(shè)計成果各級公路和城市道路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置平曲線設(shè)置在直線與圓曲線之間或大圓曲線與小圓曲線之間，由直線向圓曲線或較大圓曲線向較小圓曲線過渡的線形平曲線設(shè)計時，常將彎道外側(cè)車道抬高，構(gòu)成與內(nèi)側(cè)車道同坡度的單向坡，使汽車在平曲線上行駛時獲得一個指向內(nèi)側(cè)的橫向分力，用以克服離心力。當(dāng)曲線上設(shè)有加寬和超高時，為保證線形平順和行車安全，需設(shè)置緩和段。使汽車在一定的車速下能及時制動或避讓。在這段時間內(nèi)，汽車沿路面所行駛的最短距離。路線平面設(shè)計應(yīng)提供各種圖紙和表格汽車在曲線上行駛時，四個車輪軌跡半徑不同，因而需要比直線上更大的寬度。汽車在曲線上行駛時，四個車輪軌跡半徑不同，因而需要比直線上更大的寬度。汽車在曲線上行駛時，四個車輪軌跡半徑不同，因而需要比直線上更大的寬度。平曲線加寬基礎(chǔ)知識道路是一條帶狀的三維空間實(shí)體。它的中心線是一條空間曲線，這條中心線在水平面上的投影，稱為道路路線的平面優(yōu)、缺點(diǎn)？長度要求？直線各級公路在何處設(shè)置圓曲線？圓曲線半徑越小越好？？圓曲線半徑越大越好？圓曲線在確定圓曲線半徑時應(yīng)注意：一般情況下宜采用極限最小曲線半徑的4～8倍或超高為2％～4％的圓曲線半徑；地形條件受限制時，應(yīng)采用大于或接近于一般最小半徑的圓曲線半徑；地形條件特殊困難而不得已時，方可采用極限最小半徑；應(yīng)同前后線性要素相協(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（陡坡加急彎的情況）。

圓曲線半徑一般情況，超高有些情況，路拱Rmin=V2/[127（μmax+ibmax）]極限最小半徑一般最小半徑不設(shè)超高的最小半徑Rmin

——極限最小半徑，mμmax

——極限最小半徑所對應(yīng)的橫向力系數(shù)ibmax

——最大超高橫坡度R一般——一般最小半徑，mIb

——路拱超高橫坡度μ——一般最小半徑所對應(yīng)的橫向力系數(shù)R免——不設(shè)超高最小半徑，m；i1——路拱橫坡度：道路等級二級及二級以上，i1=0.01~0.02；二級以下，i1=0.03~0.04；μ——不設(shè)超高橫向力系數(shù)其中：“-”表示汽車在道路圓曲線外側(cè)行駛R一般=V2/[127（μ+ib）]

R免=V2/[127（μ-i1）]想一想：

什么是極限最小半徑？什么是一般最小半徑？什么是不設(shè)超高的最小半徑？圓曲線元素切線長T曲線長L外距E超距D練一練：設(shè)計速度為120km/h，轉(zhuǎn)角60度求一般最小半徑對應(yīng)的圓曲線元素。基礎(chǔ)知識道路是一條帶狀的三維空間實(shí)體。它的中心線是一條空間曲線，這條中心線在水平面上的投影，稱為道路路線的平面緩和曲線想一想：

緩和曲線的概念？為緩和行車方向的突變和離心力的突然產(chǎn)生與消失，需要在直線（超高為0）與圓曲線（超高為h）之間插入一段曲率半徑由無窮大逐漸變化至圓曲線半徑的過渡曲線（使超高由0變?yōu)閔），此曲線為緩和曲線。主要有回旋線、三次拋物線及雙紐線等。緩和曲線緩和曲線的作用：一、有利于駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤，使路線順暢；二、消除離心力的突變，使汽車不致產(chǎn)生側(cè)向滑移；三、完成超高和加寬的過渡。在相同計算行車速度的公路上，不論曲線半徑大小如何，都可取同一個緩和曲線長度緩和曲線基本型緩和曲線-圓曲線-緩和曲線

圖2-1-7組合形式S型兩個反向圓曲線用兩段反向緩和曲線連接圖2-1-8組合形式橫向力系數(shù)汽車在做圓周運(yùn)動時，每單位車輛總重所受的橫向力橫向力系數(shù)為0.1相當(dāng)于50kg5kg的橫向力橫向力系數(shù)汽車在做圓周運(yùn)動時，每單位車輛總重所受的橫向力橫向力系數(shù)為0.1相當(dāng)于50kg5kg的橫向力橫向力系數(shù)當(dāng)μ＜0.10時，不感到有曲線存在，很平穩(wěn)；當(dāng)μ=0.15時，稍感到有曲線存在，尚平穩(wěn)；當(dāng)μ=0.20時，己感到有曲線存在，稍感不穩(wěn)定；當(dāng)μ=0.35時，感到有曲線存在，不穩(wěn)定；當(dāng)μ=0.40時，非常不穩(wěn)定，有傾車的危險感。影響旅行舒適性超高橫坡度公路等級汽車專用公路

一般公路高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路一般地區(qū)10%8%

積雪冰凍地區(qū)6%極限最小半徑橫向力系數(shù)及超高橫坡度取用表一般最小半徑橫向力系數(shù)及超高橫坡度取用表

各級公路的最小半徑值計算行車速度（km/h）1201008060403020μmax0.100.110.120.130.140.150.16ibmax（%）8888888計算行車速度（km/h）1201008060403020μ0.050.050.060.060.060.050.05ib（%）6678766計算行車速度（km/h）1201008060403020極限最小半徑（m）650400250125603015一般最小半徑（m）10007004002001006530不設(shè)超高的最小半徑（m）路拱≤2.0%5500400025001500600350150路拱＞2.0%7500525033501900800450200例：已知某平原區(qū)高速公路，其計算行車速度V=120km/h，設(shè)該公路的橫坡度i=1.5%，試計算該公路不設(shè)超高的最小半徑為多少？例：已知某平原區(qū)高速公路，其計算行車速度V=120km/h，設(shè)該公路的橫坡度i=1.5%，試計算該公路不設(shè)超高的最小半徑為多少？解：已知i=0.015，設(shè)μ=0.035與《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定相對照?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定不設(shè)超高最小半徑時，當(dāng)i<=2%時，μ=0.035~0.04；當(dāng)i>2%時，μ=0.04~0.05。（p87）表5-1符合規(guī)定什么是圓曲線上的超高？平曲線設(shè)計時，將彎道外側(cè)車道抬高，構(gòu)成與內(nèi)側(cè)車道同坡度的單向坡，使汽車在平曲線上行駛時獲得一個指向內(nèi)側(cè)的橫向分力，用以克服離心力，減少橫向力，保證汽車行駛的穩(wěn)定性及乘客的舒適性，這種設(shè)置稱為平曲線超高。平曲線超高為什么要設(shè)置超高？為了使較小的曲線半徑能通行較大車速的車輛當(dāng)汽車行駛到平曲線上時，前輪輪軸中心沿著車道中心行進(jìn)，后輪輪軸中心會向內(nèi)側(cè)偏移。圓曲線半徑愈小或汽車軸距愈長，后輪的偏移值就會愈大。為了讓汽車后輪能夠在堅實(shí)的車道面上行駛，在公路設(shè)計時，都將圓曲線內(nèi)側(cè)的路面適當(dāng)予以加寬，稱為圓曲線加寬。平曲線加寬平面曲線加寬《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，當(dāng)圓曲線半徑R≤250m時，應(yīng)設(shè)置加寬。雙車道路面的全加寬值見下表雙車道路面的全加寬值單車道路面的全加寬值按表列數(shù)值的1/2取用注意事項(xiàng)：1、加寬應(yīng)設(shè)置在圓曲線的內(nèi)側(cè)，路面加寬時路基一般也同時加寬；2、分道行駛的公路，圓曲線半徑較小時，其內(nèi)側(cè)的加寬值應(yīng)大于外側(cè)車道的加寬值。設(shè)計時應(yīng)按內(nèi)外車道不同的半徑，通過計算分別確定其加寬值。加寬類型圓曲線半徑（m）汽車軸距加前懸（m）250~200200~150150~100100~7070~5050~3030~2525~2020~15150.40.60.81.01.21.41.82.22.5280.60.70.91.21.52.0---35.2+8.80.81.01.52.02.5----平面線形：直線、圓曲線（最小半徑）、超高、加寬緩和段按作用不同，分為超高緩和段和加寬緩和段。超高緩和段長度一般以“超高漸變率”來控制。超高漸變率是指在超高緩和段上，由于彎道外側(cè)路基抬高后，外側(cè)路緣縱坡較設(shè)計縱坡增加的附加縱坡度。超高漸變率過大，會使行車不舒適，路容不美觀；過小則易在路面上積水為使線形順適和行車安全，在平曲線上加寬后，應(yīng)在主曲線兩端設(shè)置加寬緩和段。其長度一般與超高緩和段長度相同；當(dāng)圓曲線上不設(shè)超高僅有加寬時，其長度不應(yīng)小于10m，但加寬緩和段長度和全加寬值的比例應(yīng)按其加寬漸變率1：15計算，且取5m