道路工程(運輸)第2章課件

2.1概述2.2平面線形設(shè)計2.3行車視距2.4道路平面設(shè)計成果第2章平面設(shè)計2.1概述第2章平面設(shè)計12.1概述平面線形指道路中線在水平面上的投影線形。1.汽車行駛軌跡特征（1）軌跡線是連續(xù)的，在任何一點上不出現(xiàn)錯頭、折點或間斷；（2）軌跡線的曲率是連續(xù)的，軌跡上任何一點不出現(xiàn)兩個曲率值。（3）軌跡線的曲率對里程或時間的變化率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現(xiàn)兩個曲率變化率值。2.1概述平面線形指道路中線在水平面上的投影線形2道路工程(運輸)第2章ppt課件3道路工程(運輸)第2章ppt課件4道路工程(運輸)第2章ppt課件5（1）曲率為零（曲率半徑為無窮大）的線形：直線（2）曲率為常數(shù)（曲率半徑為常數(shù)）的線形：圓曲線（3）曲率為變數(shù)（曲率半徑為變數(shù)）的線形：

緩和曲線2.平面線形三要素（1）曲率為零（曲率半徑為無窮大）的線形：2.平面線形三要素62.2平面線形設(shè)計2.2.1直線1.直線的特點●優(yōu)點：汽車在直線上行駛受力簡單，方向明確，駕駛操作簡易；測設(shè)簡單?！袢秉c：單調(diào)，疲勞，緊張，超速2.2平面線形設(shè)計2.2.1直線72.適用條件（1）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山澗谷地；（2）市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等；（3）長大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段；（4）路線交叉點及其前后路段；（5）雙車道公路提供超車的路段。2.2.1直線（

=0）2.適用條件2.2.1直線（=0）83.直線的運用（1）直線的最大長度德國和日本：直線的最大長度（以米計）為20Ⅴ（Ⅴ是計算行車速度，用km/h表示）；蘇聯(lián)：8km；美國：3mile（4.83km）。

3.直線的運用9

V≥60km/h時（1）同向曲線間的直線最小長度不小于6V（米）；（2）反向曲線間的直線最小長度以不小于2V（米）。V≤40km/h時以上條件參考執(zhí)行。（2）直線的最小長度（2）直線的最小長度10道路工程(運輸)第2章ppt課件112.2.2圓曲線（

=1/R）道路工程(運輸)第2章ppt課件12橫向設(shè)置超高橫向設(shè)置超高131.圓曲線半徑

●圓曲線半徑公式（1）橫向力系數(shù)μ討論①危及行車安全：μ≤φhφh橫向摩阻系數(shù)②增加駕駛操縱的困難③增加燃料消耗和輪胎磨損1.圓曲線半徑

●圓曲線半徑公式14④行旅不舒適：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，已感到有曲線存在，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

μ的舒適界限，由0.11到0.16隨行車速度而變化，通常高速路取較低值，低速路取較高值。④行旅不舒適：15（2）最大超高ihmax

ihmax≤φh

w公路采用0.10、0.08、0.06，城市道路用0.06、0.04、0.02（2）最大超高ihmax16極限最小半徑：μmax,ihmax特殊困難的條件下不得已才使用的，一般不輕易采用。一般最小半徑:旅客有充分的舒適感,線形對于地形、地物有比較好的適應(yīng)性，線形設(shè)計不會過多地增加工程量.不設(shè)超高最小半徑:μ=0.035，ih=-0.015按公式計算得來。公路最小圓曲線半徑極限最小半徑：μmax,ihmax特殊困難的條17設(shè)超高最小半徑：μmax,ihmax特殊困難的條件下不得已才使用的，一般不輕易采用。設(shè)超高推薦最小半徑：綜合考慮乘客舒適度和工程經(jīng)濟性。

不設(shè)超高最小半徑:μ=0.067，ih=-0.02按公式計算取整得來。●

最大圓曲線半徑：不宜超過10000m城市道路最小半徑設(shè)超高最小半徑：μmax,ihmax特殊困難的條件18道路工程(運輸)第2章ppt課件192.圓曲線的計算

（1）曲線要素計算

已知:曲線半徑R(m)，曲線轉(zhuǎn)角

(度），則:圓曲線長

L=R*(/180)*

(m);

切線長T=R*tg(/2)(m);

外距E=R[sec(/2)-1](m);

超距

J=2T-L

(m);

QZJDTZYYZE

2.圓曲線的計算QZJDTZYYZE20（2）主點樁號計算

已知：交點JD的樁號，R,

則：曲線起點ZY（直圓）=JD-T

曲線終點YZ（圓直）=ZY+L

曲線中點QZ（曲中）=YZ-L/2

交點樁號JD（交點）=QZ+J/2

QZJDTZYYZE

（2）主點樁號計算QZJDTZYYZE21道路工程(運輸)第2章ppt課件222.2.3緩和曲線1.緩和曲線的作用（1)曲率連續(xù)變化，便于車輛遵循（2）離心力逐漸變化，旅客感覺舒適（3）超高橫坡度逐漸變化，行車更加平穩(wěn)（4）與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀2.2.3緩和曲線1.緩和曲線的作用23討論汽車轉(zhuǎn)彎的軌跡方程：假設(shè)：汽車勻速行駛v(m/s)

方向盤勻速轉(zhuǎn)動ω(rad/min)

行駛時間t(s)方向盤轉(zhuǎn)動角度φ=ωt車輪轉(zhuǎn)動角度Ф=kφ=kωt(k﹤1)則r=d/sinФ≈d/Ф=d/(kωt)t=d/（kωr）行駛軌跡弧長

l

=vt=vd/(kωr)

令vd/(kω)=C（C為常數(shù)）則l

=C/r

ФdФr

緩和曲線性質(zhì)討論汽車轉(zhuǎn)彎的軌跡方程：ФdФr緩和曲線性質(zhì)24汽車勻速從直線進入圓曲線時，其行駛軌跡的弧長與曲線的曲率半徑之乘積為一常數(shù)。

C=A2=l

r

即為回旋線的表達形式?；匦€終點處：

l

=LS，r=R，則

RLS=A2

ФdФrRLS=A2

汽車勻速從直線進入圓曲線ФdФrRLS=A225(1)回旋線的數(shù)學(xué)表達式

一般方程：r*l

=C=A2dl=rd

dx=ds*cosdy=ds*sin直角坐標表達式：

x=l-l5/(40C2)+

…

y=l3/(6C)-l7/(336C3)+…

2.緩和曲線的形式（回旋曲線）2.緩和曲線的形式（回旋曲線）26

（2）回旋線的幾何要素曲率半徑：回旋線長：緩和曲線角：內(nèi)移值：P點半徑圓心坐標長切線長：短切線長：弦長：弦偏角：M（2）回旋線的幾何要素曲率半徑：M273.緩和曲線的長度及參數(shù)

●緩和曲線的最小長度（1）旅客感覺舒適離心加速度的變化率：汽車在勻速行駛的情況下，公路參考這一規(guī)定建議αs≤0.6（m/s3）,高速公路通常采用αs=0.35（m/s3），最大為αs=0.5（m/s3）。3.緩和曲線的長度及參數(shù)

●緩和曲線的最小長度28式中：B—道路超高橫斷面旋轉(zhuǎn)軸至車行道路緣帶外側(cè)邊緣的寬度（m）；⊿i—超高橫坡度與路拱坡度的代數(shù)差；

p—適當(dāng)?shù)某邼u變率，即旋轉(zhuǎn)軸線與車行道外側(cè)邊緣線之間的相對坡度.

（2）超高漸變率適中（2）超高漸變率適中29B*⊿i

LSpihigigiiB*⊿iLSpihigigii30（3）行駛時間不過短（3S行程距離）（4）線形順適與美觀的要求緩和曲線角β=3°~29°

而β=LS/2R(rad)

則R/9≤LS≤R2.緩和曲線參數(shù)的確定A2=RLS

（3）行駛時間不過短（3S行程距離）31

●《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：四級公路不設(shè)緩和曲線。

●《城市道路設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)設(shè)計車速﹤40km/h時不設(shè)置緩和曲線。當(dāng)p=0.20（m)LS=Vt/3.6t=3(s)

得R臨界=0.144V2公路：不設(shè)緩和曲線的最小半徑=不設(shè)超高的最小半徑城市道路：不設(shè)緩和曲線的最小半徑=2R臨界4.緩和曲線的省略●《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：四級公路不設(shè)緩和曲線。432半徑不同的同向圓曲線徑相連接處，小圓半徑大于“小圓臨界曲線半徑”中所列半徑，且符合其中條件之一亦可省略?！?/p>

復(fù)曲線中緩和曲線的省略：半徑不同的同向圓曲線徑相連接處，小圓半徑335.緩和曲線的設(shè)置與計算5.緩和曲線的設(shè)置與計算342.2.5平面線形組合設(shè)計一般公路線形高速公路線形立體交叉線形2.2.5平面線形組合設(shè)計一般公路線形35●平面線形簡捷、連續(xù)，與地形、地物相適應(yīng)，與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)?！裨跐M足行駛力學(xué)基本要求的前提下，高速路還應(yīng)盡量滿足視覺和心理上的要求?！癖３制矫婢€形的均衡與連貫?！駪?yīng)避免連續(xù)急彎的線形?！衿角€應(yīng)有足夠的長度。（1）平曲線的最小長度應(yīng)滿足6S行程距離。（2）小偏角平曲線加長。當(dāng)平曲線轉(zhuǎn)角≤7°時應(yīng)設(shè)置較長的平曲線。1.平面線形設(shè)計一般原則●平面線形簡捷、連續(xù)，與地形、地物相適應(yīng)，與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。362.平面線形組合類型（1）基本型：

按照直線—回旋線—圓曲線—回旋線—直線的順序組合的線形形式。

回旋線、圓曲線、回旋線之長度比宜設(shè)計成1︰1︰1或1：2：1。2.平面線形組合類型（1）基本型：37：兩個反向圓曲線用兩段回旋線連接的組合線形形式。（1）S型相鄰兩個回旋線參數(shù)A1與A2宜相等（2）S型兩圓曲線半徑之比不宜過大，以R2/R1=1~1/3為宜（3）L≤（A1+A2）/40L—反向回旋線間短直線或重合段的長度（m）；

A1、A2—回旋線參數(shù)。（2）S型：兩個反向圓曲線用兩段回旋線連接的組合線形形式。（2）S型38用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合線形形式。（1）任何相切、相交、相割的兩個圓曲線不能形成卵型曲線。（2）兩圓曲線的半徑、間距、回旋線參數(shù)應(yīng)滿足相應(yīng)的要求。（3）卵型用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合線形形式。（3）卵型39在兩個同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的基本型線形的特例。只有在路線嚴格受地形、地物限制處方可采用凸型曲線。（4）凸型：在兩個同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的基本型線形的特例。40（5）復(fù)合型：兩個以上同向回旋線間在曲率相等處相互連接的線形形式?！駜蓚€回旋線參數(shù)之比宜為：A2/A1=1/1.5●

復(fù)合型回旋線除了受地形和其它特殊限制的地方外，一般很少使用，多出現(xiàn)在互通式立體交叉的匝道線形設(shè)計中。（5）復(fù)合型：兩個以上同向回旋線間在曲率相等處相互連接的線形41（6）C型：同向曲線的兩回旋線在曲率為零處徑相銜接的形式。C型曲線對于行車和線形外觀來說都存在不利影響，只在有特殊地形條件下方可采用。道路工程(運輸)第2章ppt課件422.3行車視距為了行車安全，駕駛?cè)藛T應(yīng)能隨時看到汽車前面相當(dāng)遠的一段路面，一旦發(fā)現(xiàn)前方道路上有障礙物或迎面來車，能及時采取措施，避免相撞所必須的最短距離。2.3行車視距為了行車安全，駕駛?cè)藛T應(yīng)能隨時看到432.3.1停車視距:駕駛員發(fā)現(xiàn)障礙物到汽車在障礙物前停車所需要的最短距離。

v

障礙物

s1s2s3S停2.3.1442.會車視距（無中央分隔帶的雙車道道路）

S會

2S停

s1s2s3s2

s1

3.超車視距（無中央分隔帶的雙車道道路）分全超車視距和最小超車視距兩種。計算圖式見圖。2.會車視距（無中央分隔帶的雙車道道路）45

46《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定：●停車視距是最起碼的要求?！駟蜗蛐旭偟牡缆窇?yīng)滿足停車視距的要求?！穸?、三、四級公路的視距不得小于停車視距的兩倍即要求滿足會車視距。●對于雙車道公路還要求有一定比例的路段保證超車視距以提供部分車輛超車的需要。2.3.2各級公路對行車視距的要求《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定：2.3.2各級公路對行車視距472.4道路平面設(shè)計成果1.表格內(nèi)容（1）直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表（2）逐樁坐標表2.4道路平面設(shè)計成果1.表格內(nèi)容48直線、曲線及轉(zhuǎn)角表直線、曲線及轉(zhuǎn)角表49

逐樁坐標表逐樁坐標表502.平面圖形內(nèi)容（1）比例公路：方案圖1：10000或1：5000

施工圖1：2000或1：1000城市道路：總體規(guī)劃圖1：10000或1：5000

路網(wǎng)規(guī)劃圖1：2000

施工圖1：1000或1：5002.平面圖形內(nèi)容51道路工程(運輸)第2章ppt課件52

小結(jié)：

1.直線：最大長度限制.最小長度限制

2.圓曲線：最小半徑：極限最小半徑，一般最小半徑，不設(shè)超高最小半徑

3.緩和曲線：緩和曲線最小長度

4.平面線形組合基本型，S型，卵型，凸型，復(fù)合型，C型

5.行車視距停車視距，會車視距，超車視距

6.平曲線計算小結(jié)：53作業(yè)：1.假定某彎道的最大橫向力系數(shù)為0.10，則（1）當(dāng)R=500米時，ih=5%時，允許最大車速為多少？（2）當(dāng)V=80km/h，ih=-2%時，平曲線半徑至少應(yīng)多大？2.某三級公路，已知JD1、JD2、JD3的坐標分別為（40961.914，91066