道路勘測設(shè)計道路平面設(shè)計

第3章道路平面設(shè)計3.1路線平面的基本線形3.2圓曲線3.3緩和曲線3.4彎道的超高與加寬3.5行車視距3.6平面線形的組合與銜接3.7路線的平面交叉路線平面圖的繪制復習思考題4/30/202313.1路線平面的基本線形

1.路線幾個名詞：（1）路線路線是指道路的中線（彎道上不考慮加寬的影響）（2）路線的平面道路中線在水平面的投影（3）路線的縱斷面用一個曲面，沿著中線縱向剖切，再展開成平面（4）道路的橫斷面中線各點的法向剖切面4/30/202324/30/202332.平面線形組成（1）平面線形要素（2）直線（3）圓曲線（4）緩和曲線4/30/20234（1）平面線形要素行駛中的汽車其導向輪旋轉(zhuǎn)面與車身縱軸之間有三種關(guān)系，即：角度為零；角度為常數(shù)；角度為變數(shù)。與上述狀態(tài)對應的行駛軌跡為：曲率為零的線形——直線；曲率為常數(shù)的線形——圓曲線；曲率為變數(shù)的線形——緩和曲線。道路平面線形正是由上述三種線形，即直線、圓曲線和緩和曲線構(gòu)成，稱之為“平面線形三要素”。當?shù)缆返钠矫婢€形受地形、地物等障礙的影響而發(fā)生轉(zhuǎn)折時，在轉(zhuǎn)折處就需要設(shè)置曲線或組合曲線，曲線一般為圓曲線，為保證行車的舒適、安全與駕駛員操作方便，對于設(shè)計車速低的道路，為簡化設(shè)計，也可以只使用直線和圓曲線兩種要素。近代一些高速公路也有只用曲線而不用直線的。由此可見三要素是基本組成，但各要素所占比例及使用頻率并無規(guī)定。各要素使用合理、配置得當，均可滿足汽車行駛要求。至于它們的參數(shù)則要視地形情況和人的視覺、心理、道路技術(shù)等級等條件來確定。4/30/20235（2）直線直線是平面線形中的基本線形。直線以最短的距離連接兩目的地，具有路線短捷、縮短里程和汽車行車方向明確、視距良好、行車快速、駕駛操作簡單的特點，同時，直線線形簡單，容易測設(shè)。另外，直線路段能提供較好的超車條件，對雙車道的公路有必要在間隔適當?shù)木嚯x處設(shè)置一定長度的直線。基于直線的這些優(yōu)點，在各種線形工程中都被廣泛采用。但是，過長的直線并不好。從行車的安全和線形美觀來看，過長的直線，線形呆板，行車單調(diào)，易使司機產(chǎn)生疲勞，也容易發(fā)生超車和超速行駛，行車時司機難以估計車間距離，在直線上夜間對向行車容易產(chǎn)生眩光等。因而長直線行車的安全性較差，往往是發(fā)生車禍較多的路段。直線雖然路線方向明確，但只能滿足兩個控制點的要求，難與地形及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。特別是在山區(qū)、丘陵區(qū)，采用過長的直線會破壞自然景觀，并易造成大挖大填，工程的經(jīng)濟性也較差。在設(shè)計中，應根據(jù)路線所處地段的地形、地物、駕駛?cè)藛T的視覺、心理狀態(tài)以及保證行車安全等因素合理布設(shè)直線。直線長度是指前一曲線的終點（緩直HZ或圓直YZ）至后一曲線的起點（直緩ZH或直圓ZY）之間的長度。直線的最大和最小長度應有所限制。4/30/202361）直線的最大長度由于長直線的安全性差，一些國家對直線的最大長度作了規(guī)定，德國規(guī)定不超過20V（V是設(shè)計車速，用km/h表示，20V相當于72S的行程），前蘇聯(lián)規(guī)定為8km，美國為4.83km。我國目前尚無統(tǒng)一的規(guī)定。在運用直線線形并確定其長度時，必須持謹慎態(tài)度。總的原則是：公路線形應與地形相適應，與景觀相協(xié)調(diào)，直線的最大長度應有所限制，當采用長的直線線形時，為彌補景觀單調(diào)的缺陷，應結(jié)合具體情況采取相應的技術(shù)措施。4/30/202372）直線的最小長度①同向曲線間的直線最小長度同向曲線是指兩個轉(zhuǎn)向相同的相鄰曲線間連以直線所形成的平面線形。當此直線長度較短時，在視覺上容易形成直線與兩端的曲線構(gòu)成反彎的錯覺，當直線過短時甚至會把兩曲線看成是一個曲線，這種線形（圖3-1）破壞了線形的連續(xù)性，且容易造成駕駛員操作失誤，設(shè)計中應盡量避免。大量的觀測資料證明，行車速度愈高，駕駛員愈是注意遠處的目標，這個距離在數(shù)值上大約是行車速度V（以km/h計）的6倍（以m計）。因此《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當計算行車速度≥60km/h時，同向曲線間直線最小長度（以m計）以不小于行車速度（以km/h計）的6倍為宜；當計算行車速度≤40km/h時，可參照上述規(guī)定執(zhí)行。4/30/20238②反向曲線間的直線最小長度兩反向曲線間夾有直線段時，由于兩彎道轉(zhuǎn)彎方向相反，考慮其超高和加寬緩和的需要以及駕駛?cè)藛T的操作方便，其間的直線最小長度應予以限制?！豆仿肪€設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當計算行車速度≥60km/h時，同向曲線間直線最小長度（以m計）以不小于行車速度（以km/h計）的2倍為宜；當計算行車速度≤40km/h時，可參照上述規(guī)定執(zhí)行。特別困難的山嶺區(qū)三、四級公路設(shè)置超高時，中間直線長度不得小于15m。若二反向曲線已設(shè)緩和曲線，在受到條件限制的地點也可將二反向曲線首尾相連，但被連接的二緩和曲線和圓曲線應滿足一定的技術(shù)條件。4/30/20239（3）圓曲線在平面線形中，圓曲線是最常用的基本線形，它在路線遇到障礙或地形需要改變方向時設(shè)置。各級公路無論轉(zhuǎn)角大小均應設(shè)置圓曲線。圓曲線配合得當，可獲得圓滑舒順的路線。4/30/202310（4）緩和曲線緩和曲線設(shè)置在直線與圓曲線間或不同半徑的兩圓曲線之間，它的作用是緩和人體感到的離心加速度的急驟變化，且使駕駛員容易做到勻順地操縱方向盤，提高視覺的平順度，保持線形的連續(xù)性。緩和曲線容易適應自然地形、地物、增加線形設(shè)計的自由度。可以作為緩和曲線的有：回旋曲線、三次拋物線、雙紐曲線，常用的是回旋曲線。關(guān)于圓曲線和緩和曲線將在后面兩節(jié)詳細介紹。公路平面線形，過去多采用長直線、短曲線的形式，一般是首先設(shè)置直線，然后用曲線連接。隨著車速的提高及交通量的增長，對于高等級公路已趨于以曲線為主的設(shè)計，即結(jié)合地形擬定曲線，再連以緩和曲線或直線的方法，使路線在滿足行車動力要求的條件和視覺舒順前提下，增加了結(jié)合地形設(shè)置線形的自由，使線形的經(jīng)濟效益較為顯著，并保證行車的高速和安全。高速公路線形多以圓曲線和回旋曲線為主，其間也可插入適當長度的直線，但以能更好地滿足線形舒順，與地形的合理結(jié)合為原則。但要說明，連續(xù)曲線的線形，特別適用于有山、谷的山嶺地區(qū)且等級不高的公路，對于平原地區(qū)，則首先應考慮敷設(shè)以直線為主的線形。4/30/2023113.2圓曲線一.

概述各級道路不論轉(zhuǎn)角大小均應設(shè)置圓曲線，圓曲線是平曲線的主要組成部分。圓曲線能較好地適應地形變化，易與地形、地物、景觀等配合協(xié)調(diào)，其主要線形特征是：1)曲線上任意一點的曲率半徑R=常數(shù)，故測設(shè)比緩和曲線簡便。2)圓曲線上的每一點都在不斷地改變方向，因而汽車在圓曲線上的行駛要受到離心力，當速度一定時，其離心力為一常量。同時，汽車在平曲線上行駛時要多占用路面寬度。3)視距條件差。汽車在圓曲線內(nèi)側(cè)行駛時，視線受到路塹邊坡或其它障礙物的影響，視距條件差，容易發(fā)生交通事故。4)較大半徑的長緩圓曲線具有線形美觀、順適、行車舒適等特點，是道路上常采用的線形。4/30/2023124/30/2023134/30/2023144/30/2023154/30/2023164/30/2023174/30/2023184/30/2023194/30/2023204/24褲/202梅3214/24橫/202叔3224/2協(xié)4/2攤023234/2膏4/2府023243.3王緩和曲斃線一、概傷述1.緩與和曲線昂的線形爺特征緩和曲為線是指拌在直線拜與圓曲釀線之間賤或者半蜜徑相差聚較大的茫兩個轉(zhuǎn)絨向相同皆圓曲線既之間設(shè)靠置的一俘種曲率傳連續(xù)變旁化的曲化線。從法滿足行讓車要求叼來看，啞緩和曲井線具有使如下線棍形特征黎：1)緩和總曲線曲率伶漸變，設(shè)沙于直線與枕圓曲線間仔，其線形繩符合汽車摟轉(zhuǎn)彎時的旨行車軌跡叉，從而使越線形緩和夏，消除了踐曲率突變妥點。2)由于春曲率漸變敏，使道路旬線形順適魔美觀，有劣良好的視渡覺效果和灰心理作用加感。3)在希直線和墨圓曲線裂間加入麻緩和曲壟線后，球使平面揚線形更終為靈活杏，線形飯自由度膚提高，卷更能與貧地形、融地物及蜘環(huán)境相刺適應、移協(xié)調(diào)、壟配合，出使平面花線形布房誠置更加壯靈活、姨經(jīng)濟、捆合理。4)與扮圓曲線刑相比，紡緩和曲燭線計算供及測設(shè)寬均較復究雜。4/2車4/2考023252.緩和稍曲線的作撞用1)線形炸緩和在直線上北，曲率半喉徑為無窮臭大，曲率鄰為零，而喘在圓曲線宋上，曲率打為1/R傲，曲率半腦徑為常數(shù)跡R。若直納線與圓曲銹線徑連接拆，則在連雞接處形成倍曲率突變常點。根據(jù)抓道路透視最圖的視覺辜分析和實高際調(diào)查，隊這種組合缸線形視覺茅效果差，微有折點和驗扭曲現(xiàn)象賴。如果加要入緩和曲親線，則曲貢率漸變，蔽線形圓滑芽美觀，有俘良好的視版覺效果和墓心理作用埋感。2)行車睛緩和汽車由啊直線直榨接駛?cè)腩A圓曲線冤或由大錫半徑圓芬曲線直煙接駛?cè)朊闲“霃秸A曲線潑，其離委心力發(fā)饞生了突啟變，使筑行車舒鳴適感和留安全感局受到影歪響。并東且，從三司機轉(zhuǎn)來彎操縱源來看，書汽車前符輪轉(zhuǎn)向呢角逐漸閘變化，膚其中間踐需要插貪入一逐賀漸變化慌的緩和才曲線，泥才能保慚持在車嫩速一定夸的情況條下使汽姿車前輪湯的轉(zhuǎn)向癥角從0伍至逐漸蜻轉(zhuǎn)向，冊從而有何利于駕追駛員操情縱方向死盤。3)超高扮和加寬緩畫和為適應重汽車轉(zhuǎn)暢彎的特賞點，公縣路在圓偏曲線上丑設(shè)置有舉超高和腦加寬。撒設(shè)置超今高和加栽寬也需捕要有一資個緩和洋過渡段駐。4/2迎4/2火023264/24顏/202窮3274/2以4/2良023284/2但4/2籍023294/2吼4/2疾023304/24腐/202菠3314/24碧/202攻3324/24吊/202竹3334/24且/202呼3344/24伯/202陪3354/2毅4/2涂023364/24拒/202商3374/24化/202他3384/24西/202局3394/24犬/202奇3404/24蘋/202沒3413.4彎道的超撈高與加寬一、超高1.定粱義為抵消車練輛在曲線畢路段上行格駛時所產(chǎn)請生的離心女力，在該撕路段橫斷蘋面上設(shè)置重的外側(cè)高提于內(nèi)側(cè)的捏單向橫坡刪，稱之為挪超高。當把汽車行駛即在設(shè)有超處高的彎道喘上時，汽特車自重分局力將抵消看一部分離灘心力，從垃而提高行躲車的安全跨性和舒適鳴性。超高疤的布置如刪圖3－5發(fā)。4/24嘉/202帖3424/2昌4/2累023434/2蜻4/2銷023444/2盤4/2辭023454/24膠/202擦3464/2己4/2翻023474/2頁4/2然023484/2銅4/2圍023494/24沃/202醒3504/24長/202應3514/24晉/202龍3524/2縮慧4/2痕023534/24腐/202爸3544/24部/202睡3554/24迫/202泛3564/2芬4/2蹄023574/2迅4/2料023584/24壇/202乎3594/2賓4/2團02360二、加寬1．定義迎：汽車在曲卵線路段上緣瑞行駛時，裝靠近曲線已內(nèi)側(cè)后輪輸行駛的曲商線半徑最醬小，靠曲般線外側(cè)的膠前輪行駛叛的曲線半恭徑最大。徐為適應汽食車在平曲加線上行駛奔時，后輪律軌跡偏向橋曲線內(nèi)側(cè)超的需要，賀在平曲線細內(nèi)側(cè)相應援增加的路冒面、路基詠寬度稱為凡曲線加寬特(又稱彎猶道加寬)異。2．加寬崖值圓曲線蛾上加寬析值與平尖曲線半南徑、設(shè)表計車輛顛的軸距羽有關(guān)，機同時還鍬要考慮桐彎道上銷行駛車練輛擺動園及駕駛摘員的操穩(wěn)作所需悟的附加殖寬度，諷因此，側(cè)圓曲線霧上加寬膽值由幾