Chp1-高速公路線形設(shè)計2

Chp1-高速公路線形設(shè)計2第一頁，共83頁。§3平面線形直線圓曲線緩和曲線道路是一個三維空間實體，其中線是一條空間曲線，中線在水平面上的投影形狀即為公路平面線形。高速公路平面線形組成的三個基本要素分別是：

第二頁，共83頁。一、直線路線短捷，方向明確線形簡單，容易測設(shè)長直線線形呆板，易疲勞、超速、夜間眩光與環(huán)境難以協(xié)調(diào)

1、直線特點(diǎn)第三頁，共83頁。2、直線最大長度德國規(guī)定不超過72s的行程日本根據(jù)德國的規(guī)定制定出“適宜的直線最大長度為行車速度的20倍”原蘇聯(lián)規(guī)定為8km美國規(guī)定為4.83km我國規(guī)范尚未對最大直線長度作出具體規(guī)定，但規(guī)范中也指出，直線的最大長度應(yīng)有所限制。第四頁，共83頁。同向曲線間最小直線長度以不小于6V為宜；反向曲線間最小直線長度以不小于2V為宜。3、直線最小長度第五頁，共83頁。設(shè)計速度（km/h）12010080一般值（m）1000700400極限值（m）650400250不設(shè)超高最小半徑（m）路拱≤2％550040002500路拱>2％750052503350二、圓曲線圓曲線最小半徑包括一般值、極限值及不設(shè)超高的最小半徑。1、圓曲線最小半徑第六頁，共83頁。二、圓曲線圓曲線最小半徑包括一般值、極限值及不設(shè)超高的最小半徑。極限最小半徑是指圓曲線半徑采用的最小極限值。不設(shè)超高的最小半徑是指道路曲線半徑較大、離心力較小時，汽車沿雙向路拱（不設(shè)超高）外側(cè)行駛的路面摩擦力足以保證汽車安全穩(wěn)定所采用的最小半徑。一般最小半徑是指在通常情況下采用的最小半徑。1、圓曲線最小半徑第七頁，共83頁。設(shè)計速度（km/h）12010080一般值（m）1000700400極限值（m）650400250不設(shè)超高最小半徑（m）路拱≤2％550040002500路拱>2％750052503350圓曲線最小半徑圓曲線半徑如何確定？思考？第八頁，共83頁。一般情況下宜采用極限最小半徑的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；地形條件特別困難不得已時，方可采用極限最小半徑；同前后平面線形要素相協(xié)調(diào)；同縱面線形相配合，避免小半徑曲線與陡坡相重疊；根據(jù)實地的地形、地物、地質(zhì)、人工構(gòu)造物及其它條件的要求，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)綜合確定。

圓曲線半徑的確定第九頁，共83頁。行駛時間不能過短2、平曲線最小長度控制離心加速變化率小偏角處曲線長不能過短為使線形圓滑舒順，平曲線長度應(yīng)超過安全行車所必需的長度，Lmin宜大于3V，最好取6V。

設(shè)計速度（km/h）12010080平曲線最小長度（m）200170140第十頁，共83頁。三、緩和曲線曲率逐漸變化，便于駕駛與路線順暢離心加速度逐漸變化，汽車進(jìn)入圓曲線不致產(chǎn)生側(cè)向沖擊作為超高與加寬的過渡段，減少行車震蕩與圓曲線配合,增加線形美觀

1、緩和曲線作用第十一頁，共83頁。第十二頁，共83頁。設(shè)計速度（km/h）12010080緩和曲線最小長度（m）1008570

圓曲線長度和緩和曲線長度的關(guān)系如何？思考？2、緩和曲線最小長度按離心加速度變化率計算按視覺條件計算Ls=R/9～R

按司機(jī)操作反應(yīng)時間計算第十三頁，共83頁。設(shè)計速度（km/h）12010080A最小值

（m）2602001403、回旋線最小參數(shù)A對高速公路，考慮到駕駛者的視覺與舒適感，不設(shè)緩和曲線的最小半徑與不設(shè)超高的最小半徑值相同。

4、不設(shè)緩和曲線的圓曲線半徑

第十四頁，共83頁。切線總長：外矢距：曲線總長：超距：5、緩和曲線要素計算

第十五頁，共83頁。四、曲線的超高與加寬在公路的圓曲線路段，為了抵抗離心力的作用，將路面做成圓心傾斜的單向橫坡，稱為超高。超高橫坡度的大小可按下式計算得到：1、超高(1)何謂超高？高速公路的最大超高值，一般地區(qū)為10％，積雪冰凍地區(qū)為6％。

第十六頁，共83頁。從直線上路拱雙坡斷面，過渡到曲線上具有超高橫坡的單坡斷面，要有一個逐漸變化的區(qū)段，這一變化段為超高緩和段。超高緩和段長度可按下式計算：（2）超高緩和段第十七頁，共83頁。（3）超高橫坡變化的旋轉(zhuǎn)軸繞中間帶中心線旋轉(zhuǎn)繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn)第十八頁，共83頁。曲線上雙車道路面加寬值計算式為：高速公路雙車道路面加寬值規(guī)定見下表：2、加寬圓曲線半徑（m）200－250150－200100－150加寬值（m）0.81.01.5第十九頁，共83頁。在圓曲線范圍內(nèi)加寬為不變的全加寬值，兩端設(shè)置加寬緩和段。第二十頁，共83頁。路面加寬值由直線段加寬為0逐漸按比例增加到圓曲線起點(diǎn)處的全加寬值。為使路面邊緣圓滑、舒順，任一點(diǎn)加寬值為：

第二十一頁，共83頁。五、行車視距第二十二頁，共83頁。1、行車視距分為：停車視距會車視距超車視距第二十三頁，共83頁。高速公路主要考慮哪些行車視距？思考？高速公路基本路段有中央分隔帶而無對向車流，主要考慮停車視距S停的要求。高速公路立交雙向行駛匝道上，需要保證會車視距。

第二十四頁，共83頁。2、停車視距（1）停車視距是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)前方路上的障礙物到將車停住，沿車道中心線所必須的最短距離。司機(jī)視線高度以小客車為標(biāo)準(zhǔn)，取1.2m；障礙物是指車道中心線上0.10m高之物體頂面。（2）停車視距由三部分組成：

反應(yīng)距離S反

制動距離S制

安全距離S安第二十五頁，共83頁。設(shè)計速度（km/h）12010080停車視距（m）210160110貨車停車視距（m）245180125（3）高速公路停車視距第二十六頁，共83頁。3、平面視距的保證第二十七頁，共83頁。（1）橫凈距：在彎道各點(diǎn)的橫斷面上，汽車軌跡線與視線之間的距離。橫凈距小于行車軌跡至障礙物的距離，視距能夠得到保證；橫凈距大于行車軌跡至障礙物的距離，視距不能得到保證。

第二十八頁，共83頁。（2）圖解法確定清除范圍按一定比例繪制彎道平面圖，并示出行車軌跡線位置；在行車軌跡線上以規(guī)定的視距S量出多組對應(yīng)起終點(diǎn)，并分別連接起來；繪出這些視線的包絡(luò)線，即視距包絡(luò)線；與彎道內(nèi)側(cè)的障礙無位置比較，即可確定相應(yīng)斷面上的視距切除范圍。第二十九頁，共83頁。（2）圖解法確定清除范圍第三十頁，共83頁。六、基于曲線的平面定線方法第三十一頁，共83頁。曲線法三種典型的設(shè)計模型

直線與圓弧間的連接第三十二頁，共83頁。曲線法三種典型的設(shè)計模型

直線與圓弧間的連接兩同向圓弧間的連接第三十三頁，共83頁。曲線法三種典型的設(shè)計模型

直線與圓弧間的連接兩同向圓弧間的連接兩反向圓弧間的連接

第三十四頁，共83頁?！?縱面線形一、縱坡度與坡長限制1、最大縱坡

最大縱坡是指在縱斷面設(shè)計中所允許采用的最大坡度值。最大縱坡的確定是主要依據(jù)高速公路上所行駛的代表性車型及其動力特性。設(shè)計速度（km/h）12010080最大縱坡（％）345我國高速公路最大縱坡第三十五頁，共83頁。2、最小縱坡一般規(guī)定最小縱坡不宜小于0.3％。特別對長路塹路段以及其它橫向排水不暢路段，為防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，應(yīng)采用不小于0.3％的縱坡。當(dāng)在平曲線超高橫坡漸變段上，為使行車道邊緣不致出現(xiàn)反坡，路線最小縱坡不宜小于容許超高漸變率。當(dāng)必須采用平坡或小于0.3％的縱坡時，其邊坡應(yīng)作縱向排水設(shè)計。第三十六頁，共83頁。3、坡長限制設(shè)計速度（km/h）12010080最小坡長（m）300250200（1）最小坡長

為保證行車的安全與平順，坡長不宜過短，通常最短以不小于設(shè)計車速行駛9s的行程為宜。第三十七頁，共83頁。（2）最大坡長陡坡路段因汽車發(fā)動機(jī)功率降低而影響行車安全，為保證行車安全，應(yīng)限制坡長以控制汽車爬坡、滿足汽車車速下降到不低于最低限速時所能行駛的距離?？v坡長度限制主要是依據(jù)8t載重車的爬坡性能曲線，同時考慮坡底速度與允許速度差確定的。第三十八頁，共83頁。（3）我國高速公路的坡長限制

設(shè)計速度（km/h）12010080縱坡度（％）3456900700－－1000800600－1100900700500第三十九頁，共83頁。如果有條件預(yù)測縱坡前的車輛行駛速度，應(yīng)根據(jù)實際速度折減量按下表確定最大限制坡長。

縱坡（％）3456速度折減量（km/h）10152025900700－－7009001200－4506009001000－500700850第四十頁，共83頁。陡坡路段處可設(shè)置緩和坡段，緩和坡段的縱坡應(yīng)小于3％，長度應(yīng)符合最小長度的規(guī)定。在連續(xù)上坡路段是由幾個不同陡坡坡段組成時，坡長是否符合規(guī)定，一般可采用平均縱坡法。思考：高速公路V＝100km/h一段已設(shè)計好4％上坡段500m，擬再按3％設(shè)置上坡段，其長度為多少？第四十一頁，共83頁。二、合成坡度

1、合成坡度是指由路線縱坡與路拱橫坡所組成的斜向坡度。第四十二頁，共83頁。2、高速公路規(guī)定：一般地區(qū)合成坡度不得大于10％及10.5％。積雪或冰凍地區(qū)合成坡度不得大于8％。1、合成坡度在高速公路的什么位置考慮？2、當(dāng)設(shè)計采用的道路縱坡與超高組成的合成坡度超過容許值時，怎么辦？思考？自然橫坡較陡峻的傍山路段合成坡度必須小于8％。第四十三頁，共83頁。4、最小合成坡度我國規(guī)范規(guī)定最小合成坡度不宜小于0.5％；在超高過渡的變化處，合成坡度不應(yīng)設(shè)計為0％。

第四十四頁，共83頁。三、豎曲線

1、基本方程式因縱坡很小，因而實際計算時，可假設(shè)豎曲線的切線長度T、曲線長度L等于其水平投影長度。

第四十五頁，共83頁。豎曲線長度L或豎曲線半徑R：豎曲線切線長T：豎曲線外距E：豎曲線上任一點(diǎn)的縱距y：

2、豎曲線要素計算第四十六頁，共83頁。凸形豎曲線3、設(shè)計標(biāo)高設(shè)計標(biāo)高＝未設(shè)豎曲線時的設(shè)計標(biāo)高-y凹形豎曲線設(shè)計標(biāo)高＝未設(shè)豎曲線時的設(shè)計標(biāo)高+y第四十七頁，共83頁。4、豎曲線最小半徑和最小長度

豎曲線半徑（m）設(shè)計速度（km/h）12010080凸形極限值1100065003000一般值17000100004500凹形極限值400030002000一般值600045003000豎曲線最小長度（m）1008570第四十八頁，共83頁。當(dāng)上坡方向載重汽車的行駛速度降低到下表的容許最低速度以下時。

1、爬坡車道設(shè)置條件

設(shè)計速度（km/h）12010080容許最低車速（km/h）605550上坡路段的設(shè)計小時交通量超過設(shè)計通行能力時。六車道及六車道以上的高速公路，一般情況下不再需要設(shè)置爬坡車道。四、爬坡車道

第四十九頁，共83頁。爬坡車道設(shè)置在上坡方向主線車行道右側(cè)，一般寬3.50m，其與主線車行道之間設(shè)以路緣帶。爬坡車道的路肩和主線一樣仍然由硬路肩和土路肩組成。當(dāng)爬坡車道旁路肩較窄，不能提供緊急停車時，應(yīng)在連續(xù)很長的爬坡車道路段，根據(jù)需要設(shè)置緊急停車帶。

2、爬坡車道的構(gòu)造

（1）橫斷面構(gòu)成

第五十頁，共83頁。（2）超高與加寬主線超高值（％）1098765432爬坡車道超高值（％）5432超高坡度的旋轉(zhuǎn)軸為爬坡車道內(nèi)側(cè)邊緣。爬坡車道的曲線加寬按行車道曲線加寬有關(guān)規(guī)定。

爬坡車道的超高坡度規(guī)定值第五十一頁，共83頁。（3）平面布置爬坡車道總長由起點(diǎn)處漸變段長度、爬坡車道長度和終點(diǎn)處附加長度三部分組成。

爬坡車道終點(diǎn)附加長度附加段縱坡（％）下坡平坡上坡0.51.01.52.0附加長度（m）150200250300350400第五十二頁，共83頁。3、爬坡車道長度的確定

繪制道路縱斷面線形圖繪制分段換算坡度圖繪制速度曲線圖確定爬坡車道范圍與長度第五十三頁，共83頁?！?橫斷面一、橫斷面組成與一般圖示

第五十四頁，共83頁。世界各國高速公路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖第五十五頁，共83頁。在山嶺、丘陵地段或地形受制約地段，當(dāng)采用整體式斷面而工程量過大時，宜采用分離式斷面，此時上下行斷面各自獨(dú)立，并由行車道、路肩等部分組成。

第五十六頁，共83頁。高速公路路基寬度設(shè)計速度（km/h）12010080車道數(shù)86486464路基寬度（m）一般值45.034.528.044.033.526.032.024.5最小值42.0－26.041.0－24.5－21.5八車道高速公路路基寬度“一般值”為設(shè)置左側(cè)硬路肩、內(nèi)側(cè)車道采用3.50m時的寬度。八車道高速公路路基寬度“最小值”為不設(shè)置左側(cè)硬路肩、內(nèi)側(cè)車道采用3.75m時的寬度。第五十七頁，共83頁。二、行車道寬度

各國由于設(shè)計車速的差異及大型車所占比例不同，其車道寬度一般為3.50－3.75m。

國名車道寬度（m）法國、瑞典3.50美國、英國3.66（12英尺）德國、意大利、丹麥、比利時、羅馬尼亞、中國3.75第五十八頁，共83頁。三、中間帶

1、中間帶組成中間帶由中央分隔帶和路緣帶組成。

第五十九頁，共83頁。中間帶一般分寬、窄兩種中間帶方式。美國用地較寬裕，實際多采用寬中間帶的方式。對于用地緊張的國家和地區(qū)多采用窄中間帶的方式。日本鄉(xiāng)間高速公路中間帶寬度為4.5m，即中央分隔帶3m，兩側(cè)路緣帶各0.75m，同時采取設(shè)置防護(hù)欄和防眩板等措施來補(bǔ)救分隔作用和防眩作用。

2、中間帶寬度第六十頁，共83頁。我國用地緊張，設(shè)計規(guī)范規(guī)定采用窄中間帶的方式。設(shè)計速度（km/h）12010080中央分隔帶寬度（m）一般值3.002.002.00最小值2.002.001.00左側(cè)路緣帶寬度（m）一般值0.750.750.50最小值0.750.500.50中間帶寬度（m）一般值4.503.503.00最小值3.503.002.00中央分隔帶寬度1.00m，僅限于在中間帶內(nèi)不埋設(shè)管線或不設(shè)置跨線橋橋墩時采用。

中間帶寬度規(guī)定見下表：

第六十一頁，共83頁。3、中央分隔帶中央分隔帶寬度等于設(shè)施帶寬度和側(cè)向安全寬度2C之和。對于窄中間帶的設(shè)計方式，設(shè)施帶寬度考慮到植樹與設(shè)置防沖護(hù)欄的需要，一般為0.8m。側(cè)向安全寬度C值一般為1m左右，因此中央分隔帶寬度一般以不小于3m為宜。第六十二頁，共83頁。一條道路不得頻繁地變化中央分隔帶寬度，以保持良好的線形及視線，不得以需改變中央分隔帶寬度時，應(yīng)設(shè)計漸變過渡段。中央分隔帶表面處理可采用植草皮或采用鋪面封閉等方式。一般情況下，寬度>4.5m的中間帶植草皮，栽灌木，寬度≤4.5m的中間帶采用鋪面封閉。

第六十三頁，共83頁。中央分隔帶一定距離需設(shè)開口，一般情況下，以每2km設(shè)一處為宜。開口位置應(yīng)設(shè)在通視良好的路段，若開口位于曲線路段，其平曲線半徑以大于700m為宜。

第六十四頁，共83頁。開口端形狀視中央分隔帶寬度而定，當(dāng)分隔帶寬度<3m時可采用半圓形；當(dāng)寬度≥3m時可采用彈頭形。

第六十五頁，共83頁。路緣帶是路肩或中間帶的組成部分，與行車道連接，用行車道的外側(cè)標(biāo)線或不同的路面顏色來表示。4、路緣帶路緣帶主要是起誘導(dǎo)駕駛員視線和分擔(dān)側(cè)向余寬的功能，以利于行車安全，同時考慮超車的需要，一般寬度以0.75m為宜，特殊情況下可減至0.5m。第六十六頁，共83頁。四、路肩

（1）路肩由右側(cè)路緣帶、硬路肩和土路肩組成。保持行車道的功能臨時停放故障車輛作為路面的橫向支承作為側(cè)向余寬

（2）路肩作用第六十七頁，共83頁。（3）路肩寬度設(shè)計速度為120km/h的四車道高速公路，采用3.50m的右側(cè)硬路肩。六車道、八車道高速公路，采用3.00m的右側(cè)硬路肩。

設(shè)計速度（km/h）12010080右側(cè)硬路肩寬度（m)一般值3.00或3.503.002.50最小值3.002.501.50土路肩寬度（m）一般值0.750.750.75最小值0.750.750.75第六十八頁，共83頁。高速公路采用分離式斷面時，應(yīng)設(shè)置左側(cè)硬路肩，其寬度應(yīng)符合下表規(guī)定。設(shè)計速度（km/h）12010080左側(cè)硬路肩寬度（m）1.251.000.75左側(cè)土路肩寬度（m）0.750.750.75第六十九頁，共83頁。當(dāng)高速公路右側(cè)硬路肩寬度小于2.50m，