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1、内蒙古科技大学建筑与土木工程学院张玥道路勘测设计2 平面设计本章内容n2.1 概述n2.2 直线n2.3 圆曲线n2.4 缓和曲线n2.5 平曲线测设综述n2.6 平面线形设计n2.7 行车视距n2.8 平面设计成果2.1 概述n2.1.1 基本概念n1）路线：道路中线的空间位置。n2）路线的平面：道路中线在水平面上投 影n3）纵断面：沿中线竖直剖切再行展开 （在铅垂面上的投影）n4）横断面：中线各点的法向切面。n5）路线设计：确定路线空间位置和各部 分尺寸的工作。NRLsTLE右曲线要素40000312.142 623.02112.161XY桩号左JD11K40+912.182 417522
2、4.033 588949.302转角平曲线要素表8 5526.8“某公路平面设计图XYJHFEAAAB BBBCCDDEEEEFFFFFFGGHHHJJJJJ JJKKKKKMMMMMXX XYYN1N2N1N1N1N2N2B K0 +6 29 .1 5BK 0 + 60 0B K0 +50 0BK0 +40 0BK0+30 0BK0+2 43. 60BK0+20 0k K 0 +8 00kK0+7 00kK0+ 600kK 0+ 500kK0 +400kK 0+3 00kK 0 + 20 0kK0+ 10 0kK0+00 0EK0 +3 00EK 0+2 00EK0+1 32 .5 2D K
3、0+ 71 4 .0 1J K1 + 05 9.9 3D K0 +7 21 . 30DK 0+ 700D K0 + 60 0DK 0 +5 0 0DK 0+ 42 4.68D K0 +4 00DK0+ 30 0DK0+ 200DK0+1 62. 22JK2+0 62. 64JK2+00 0JK1+9 00JK1+8 00JK1 +700JK1 +60 0JK1+ 500JK1+40 0JK1+ 30 0JK1+2 00J K 1+ 100JK 1+ 10 0JK0+ 90 0JK0+ 800J K 0+ 70 0JK0 +60 0JK0+ 5 0 0JK 0 +4 00JK0+3 00JK0+
4、 20 0MK0 +24 9. 30JK0+1 34. 46A9K0+ 853 .59HK0+61 5. 17HK0+ 600HK0+5 00HK 0+ 40 0HK0+489 .3 7HK0 +4 00H K 0+ 3 00MK0+ 807 .1 3GK0+3 00.0 2G K0 +20 0GK 0 +1 0 0G K0 +07 9. 8 7FK1 +4 14 .7 5FK1 +70 0FK1 +60 0FK 1 +50 0F K 1 +4 0 0FK1+3 00FK1+2 00FK1+ 10 0HK0+196 .3 7FK0+95 4.3 7FK1+0 00FK0 +900FK0+8 0
5、0FK0+70 0FK0+60 0FK0+50 0FK0+4 00FK0+30 0FK0+2 00XK0+531 .2 8FK 0 +219 .15A5K22+0 70. 80FK0+108 .3 0MK0+ 5 6 1 . 19E K 0+ 95 2.72E K 0+9 00EK0+8 00E K 0+ 7 00EK0 +60 0EK0+ 50 0E K 0+ 400A 9 K 1 +829 .2 0CK0+ 20 0CK0 +2 00CK 0 +318 .5 7BK0+9 64. 67BK0+90 0BK0+8 00B K0 +700C K0+0 98. 91AK0+296 .4 8A5K
6、23 +753 .18A9K1+6 40.233AK0 +639 .9 0FK1 +757 .1 5BK 0 +126 .8 4AK 0 +162 .3 0AK0+ 200AK0+ 300AK 0 +754. 68 6AK0+7 00AK 0+6 0 0A K0 +5 0 0AK0+4 00N1 K 1 +6 0 0N 1K 1+ 50 0N1 K1+4 0 0N1K1 +30 0N1K1+ 20 0N 1 K 1 +10 0N1K1+0 00N 1K0+ 90 0N1K0+8 00N1K0+7 00N1K0+60 0N1K0+5 00N1K0+4 00N1K0+3 00N1K0+2 0 0N
7、1K0+1 00N 1 K 0 +093 .03N2K1+ 10 0N 2 K1+00 0N2K0+ 900N 2 K0+80 0N2K0+7 00N2K0+6 00N 2 K0+50 0N2K0+ 40 0N2K0+3 00N 2K0+ 20 0N2K0+ 1 00N2K0+ 025 .5 4 1A 5 K23+9 00A5K2 3+8 00A5K23+ 70 0A5K23 +60 0A 5 K23+5 00A5K23 +40 0A5K23 +30 0A5K23+ 20 0A5K23+ 10 0A5K23 +00 0A 5 K 2 2+9 00A5K22+8 00A 5 K 2 2+7 00
8、A 5 K 2 2+6 00A5K22 +50 0A5K2 2+40 0A 5 K 2 2+3 00A 5 K 2 2+2 00A5K22 +10 0A 5 K 2 2+0 00A5K21+ 90 0A 5 K 2 1+8 00A 5 K 2 1+7 00A 5 K 2 1+6 50MK0+9 00M K 0+ 80 0MK0 + 7 00MK 0+5 0 0MK 0 +4 0 0MK 0+ 30 0MK0+2 00A5K21+6 00A5K21+5 00A 9 K 1 +80 0A9K1+7 00A9K1+ 600A9K1+ 50 0A9K1 +40 0A 9 K1+3 00A9K1+2 0
9、0A9K1+ 100A 9 K1+0 00A9K0+ 90 0A9K0+8 00XK0+50 0XK0+4 00XK0+3 00XK0+20 0XK0+ 100XK0- 00 0.1 59YK 0 +675. 90Y K0 +60 0YK0+5 00YK0+40 0YK0+ 300YK0+2 00JK1+9 33. 76YK0+15 9. 00N2K1 +14 0. 50 3某互通立交平面设计图2.1.2 路线设计的任务及一般程序n1）任务n在充分调查研究，掌握大量材料的基础 上，设计出符合技术标准，满足行车要 求，工程费用最省的路线。在设计过程 中，平、纵、横三个方面既要分别处理， 又要综合
10、考虑。n2）一般程序n公路：先定平面，再进行纵、横断面设计。n城市道路：平面由红线控制，侧重于纵断 面、横断面设计。（3）曲率变化率是连续的。直线与圆弧相切插入缓和曲线高次曲线 （n=3)2.1.3 平面线形要素sok=1/R（1）轨迹是连续的、圆滑的（2）曲率是连续的 sok=1/Rk=1/R son1）汽车的行驶轨迹n正常行驶的汽车，无论直行、转弯留下的轨迹都 是顺滑悦目、优美的线形，其几何性质如下汽车的行驶状态对应的行驶轨迹导向轮与车身纵轴夹角平面线形要素2）平面线形要素1）=0 直线2）=constant 圆曲线3）=variable 缓和曲线2.2 直线n2.2.1 直线的特点n1）
11、路线短捷，缩短里程，行车方向明确n2）线形简单，测设容易n3）从行车安全和线形美观来看，长直线：线形 呆板、行车单调、易疲劳、易超速，难以估计 车距、夜间眩光影响大、安全性差。n4）虽然方向明确，但只能满足两个控制点的要 求，难以与地形、周围环境协调，特别是山岭 重丘区，采用过长的直线，会严重破坏自然景 观，不仅与环境协调差，而且造成大填大挖， 增多构造物，不经济2.2.2 直线的运用n1）不受地形、地物限制的平坦开阔地 区；n2）市镇、近郊、规划方正的农耕地区；n3）长大桥梁、隧道。n4）交叉点前后；n5）超车路段。2.2.3 设计标准n1）长直线的限制n德、日：20V(m)；n西班牙：不宜
12、超过80%的设计速度的90s行程；n法国：认为长直线宜采用半径5000m以上的圆曲 线代替；n我国规范未作具体规定。具体设计时，因地制 宜，避免长直线接小半径曲线、设大纵坡；宜 与大半径凹形竖曲线组合；结合实际情况，通 过设置标志、种植行道树、设置广告牌等措 施，改善景观单调的缺陷。2） 直线最小长度（曲线之间）（1）同向曲线n同向曲线是指两个转向相同的相邻曲线间连以直 线所形成的平面线形。n当此直线长度较短时，在视觉上容易形成直线与 两端的曲线构成反弯的错觉，当直线过短时甚至 会把两曲线看成是一个曲线，这种线形称为“断背 曲线”（上图），既破坏了线形的连续性，又容易 造成驾驶员操作失误，设计
13、中应尽量避免。同向曲线间直线最小长度n大量观测资料表明，行车速度愈高，驾驶员愈是注意远处 的目标，这个距离在数值上大约是行车速度V（以km/h计） 的6倍（以m计）。因此公路路线设计规范规定，当设 计速度60km/h时，同向曲线间直线最小长度（以m计） 以不小于行车速度（以km/h计）的6倍为宜；当设计速度 40km/h时，可参照上述规定执行。n如同向曲线间直线最小长度 不能满足上述要求，应设为 复曲线或卵形曲线2）直线最小长度（曲线之间）n（2）反向曲线n两反向曲线间夹有直线段时，由于两弯道转弯 方向相反，考虑超高和加宽缓和的需要以及驾 驶人员的操作方便，其间的直线最小长度应予 以限制。反向
14、曲线间直线最小长度n公路路线设计规范规定，当设计速度60km/h时，反向 曲线间直线最小长度（以m计）以不小于行车速度（以km/h计） 的2倍为宜；当设计速度40km/h时，可参照上述规定执行。 特别困难的山岭区三、四级公路设置超高时，中间直线长度 不得小于15m。n若二反向曲线已设缓和 曲线，在受到条件限制 的地点也可将二反向曲 线首尾相连（S形曲 线），但被连接的二缓 和曲线和圆曲线应满足 一定的技术条件。2.2.2.4 直线的测设n方法1：穿线法ABA（xA,yA）方法2：坐标法，同样适用 于曲线测设B（xB,yB）（xc,yc） 测站（x1,y1）（x2,y2）（x3,y3）（xh,y
15、h） 后视点ASAS11S22坐标法测设原理n测站点(xc，yc)、后视点(xh，yh)为路线沿线的坐标控制点n待测桩位的坐标为（ xi，yi），需事先算出n相邻两点的方位角：n则方位角按下表计算1010arctanarctanyyy xxx=象 限 角:第三象限：x0，y0第一象限：x0，y0方位角象限2 = =+=+ =+第一象限xy 第二象限第三象限第四象限坐标法测设原理n相邻两点的间距：n计算后视点至测站点的方位角hn计算出各待测点至测站点方位角i和间距Sin利用经纬仪、测距仪，拨角i=i-h，放距 离Si，即可放出各待测点n当采用全站仪时，上述计算可由仪器来完成n随着全站仪、GPS等
16、测量设备的应用，采用坐 标法测设更为方便、快捷、准确22Sxy= +2.3 圆曲线n各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲 线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分。n2.3.1 圆曲线的特点n1）任意点半径R为常数，曲率为常数，测设较容 易，能较好的适应地形的变化，适用范围较广而 灵活n2）大半径：线形优美，行车顺适n小半径：视距条件差，影响行车安全，半径 越小受离心力越大n3）每一点都在不断改变方向，汽车受离心力作 用，比直线段多占用宽度2.3.2 设计标准n1）汽车在曲线上行驶的受力分析n汽车在曲线上行驶时会产生离心力，其作 用点在汽车的重心，方向水平，背离圆心。n汽车质量G一定时，其离心力F的大小与行 驶速度v（m/s）和曲线半径R（m）有关n为了减小离心力的作用，保证汽车在平曲 线上稳定行驶，在平曲线横断面
