Chp1高速公路线形设计2

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1、高速公路与立体交叉高速公路与立体交叉高速公路与立体交叉 高速公路概论 Chp1 高速公路线形设计 Chp2 立体交叉设计 高速公路与立体交叉3 平面线形直线 圆曲线 缓和曲线q道路是一个三维空间实体，其中线是一条空间曲 线，中线在水平面上的投影形状即为公路平面线形 。q高速公路平面线形组成的三个基本要素分别是： 高速公路与立体交叉一、直线一、直线l路线短捷，方向明确 l线形简单，容易测设 l长直线线形呆板，易疲劳、超速、夜间 眩光 l与环境难以协调 1、直线特点高速公路与立体交叉2、直线最大长度l德国规定不超过72s的行程l日本根据德国的规定制定出“适宜的直线最大 长度为行车速度的20倍” l

2、原苏联规定为8kml美国规定为4.83kml我国规范尚未对最大直线长度作出具体规定， 但规范中也指出，直线的最大长度应有所限制 。高速公路与立体交叉l同向曲线间最小直线长度以不小于6V为宜 ；l反向曲线间最小直线长度以不小于2V为宜 。3、直线最小长度高速公路与立体交叉设计速度（km/h）12010080一般值（m）1000700400极限值（m）650400250不设超高 最小半径 （m）路拱2550040002500路拱2 750052503350二、圆曲线二、圆曲线l圆曲线最小半径包括一般值、极限值及不设超高 的最小半径。1、圆曲线最小半径高速公路与立体交叉二、圆曲线二、圆曲线l圆曲线最

3、小半径包括一般值、极限值及不设超高 的最小半径。l极限最小半径是指圆曲线半径采用的最小极限 值。l不设超高的最小半径是指道路曲线半径较大、 离心力较小时，汽车沿双向路拱（不设超高）外 侧行驶的路面摩擦力足以保证汽车安全稳定所采 用的最小半径。l一般最小半径是指在通常情况下采用的最小半 径。1、圆曲线最小半径高速公路与立体交叉设计速度（km/h）12010080一般值（m）1000700400极限值（m）650400250不设超高 最小半径 （m）路拱2550040002500路拱2 750052503350圆曲线最小半径圆曲线半径如何确定？ 思考高速公路与立体交叉l一般情况下宜采用极限最小半径

4、的4-8倍或超高为2- 4的圆曲线半径；l地形条件受限制时，应采用大于或接近于一般最小 半径的圆曲线半径；l地形条件特别困难不得已时，方可采用极限最小半 径；l同前后平面线形要素相协调；l同纵面线形相配合，避免小半径曲线与陡坡相重叠 ；l根据实地的地形、地物、地质、人工构造物及其它 条件的要求，结合标准综合确定。 圆曲线半径的确定高速公路与立体交叉行驶时间不能过短2、平曲线最小长度控制离心加速变化率q小偏角处曲线长不能过短q为使线形圆滑舒顺，平曲线长度应超过安全行车所 必需的长度，Lmin宜大于3V，最好取6V。 设计速度（km/h）12010080平曲线最小长度（m）200170140高速公

5、路与立体交叉三、缓和曲线三、缓和曲线曲率逐渐变化 ，便于驾驶与路线顺畅 离心加速度逐渐变化，汽车进入圆曲线不致产 生侧向冲击 作为超高与加宽的过渡段，减少行车震荡 与圆曲线配合,增加线形美观 1、缓和曲线作用高速公路与立体交叉高速公路与立体交叉设计速度（km/h）12010080缓和曲线最小长度（m ）1008570圆曲线长度和缓和曲线 长度的关系如何？思考2、缓和曲线最小长度l按离心加速度变化率计算l按视觉条件计算Ls=R/9R l按司机操作反应时间计算高速公路与立体交叉设计速度（km/h）12010080A最小值 （m）2602001403、回旋线最小参数Al对高速公路，考虑到驾驶者的视觉

6、与舒适感，不 设缓和曲线的最小半径与不设超高的最小半径值相同。 4、不设缓和曲线的圆曲线半径 高速公路与立体交叉l切线总长：l外矢距：l曲线总长：l超距： 5、缓和曲线要素计算 高速公路与立体交叉四、曲线的超高与加宽四、曲线的超高与加宽l在公路的圆曲线路段，为了抵抗离心力的作用 ，将路面做成圆心倾斜的单向横坡，称为超高 。l超高横坡度的大小可按下式计算得到：1、超高 (1)何谓超高？l高速公路的最大超高值，一般地区为10 ，积雪冰冻地区为6。 高速公路与立体交叉l从直线上路拱双坡断面，过渡到曲线上具有超 高横坡的单坡断面，要有一个逐渐变化的区段 ，这一变化段为超高缓和段。l超高缓和段长度可按下

7、式计算：（2）超高缓和段高速公路与立体交叉（3）超高横坡变化的旋转轴l绕中间带中心线旋转l绕中央分隔带边缘旋转l绕各自行车道中线旋转 高速公路与立体交叉l曲线上双车道路面加宽值计算式为： l高速公路双车道路面加宽值规定见下表 ：2、加宽圆曲线半径 （m）200250150200100150加宽值（m）0.81.01.5高速公路与立体交叉l在圆曲线范围内加宽为不变的全加宽值 ，两端设置加宽缓和段。高速公路与立体交叉l路面加宽值由直线段加宽为0逐渐按比 例增加到圆曲线起点处的全加宽值。为 使路面边缘圆滑、舒顺，任一点加宽值 为： 高速公路与立体交叉五、行车视距五、行车视距高速公路与立体交叉1、行车

8、视距分为：停车视距 会车视距超车视距高速公路与立体交叉高速公路主要考虑哪 些行车视距？思考高速公路基本路段有中央分隔带而无对向车流， 主要考虑停车视距S停的要求。 高速公路立交双向行驶匝道上，需要保证会车视 距。 高速公路与立体交叉2、停车视距（1）停车视距是指驾驶员从发现前方路上的障 碍物到将车停住，沿车道中心线所必须的最短距离 。司机视线高度以小客车为标准，取1.2m；障碍物 是指车道中心线上0.10m高之物体顶面。（2）停车视距由三部分组成： 反应距离S反 制动距离S制 安全距离S安高速公路与立体交叉设计速度（km/h）12010080停车视距（m）210160110货车停车视距（m）2

9、45180125（3）高速公路停车视距高速公路与立体交叉3、平面视距的保证高速公路与立体交叉（1）横净距 ：在弯道各点的横断面上，汽车轨迹线与视线之间的距离。横净距小于行车轨迹至障碍物的距离，视距能够得到保证； 横净距大于行车轨迹至障碍物的距离，视距不能得到保证。 高速公路与立体交叉（2）图解法确定清除范围按一定比例绘制弯道 平面图，并示出行车轨 迹线位置； 在行车轨迹线上以规 定的视距S量出多组对 应起终点，并分别连接 起来； 绘出这些视线的包络 线，即视距包络线； 与弯道内侧的障碍无 位置比较，即可确定相 应断面上的视距切除范 围。高速公路与立体交叉（2）图解法确定清除范围高速公路与立体交

10、叉六、基于曲线的平面定线方法高速公路与立体交叉曲线法三种典型的设计模型 直线与圆弧间的连接高速公路与立体交叉曲线法三种典型的设计模型 直线与圆弧间的连接两同向圆弧间的连接高速公路与立体交叉曲线法三种典型的设计模型 直线与圆弧间的连接两同向圆弧间的连接两反向圆弧间的连接 高速公路与立体交叉4 4 纵面线形纵面线形一、纵坡度与坡长限制一、纵坡度与坡长限制1、最大纵坡 最大纵坡是指在纵断面设计中所允许采用的最大 坡度值。 最大纵坡的确定是主要依据高速公路上所行驶的 代表性车型及其动力特性。设计速度（km/h ）12010080最大纵坡（）345我国高速公路最大纵坡高速公路与立体交叉2、最小纵坡一般规

11、定最小纵坡不宜小于0.3。 特别对长路堑路段以及其它横向排水不畅路段， 为防止积水渗入路基而影响其稳定性，应采用不小 于0.3的纵坡。 当在平曲线超高横坡渐变段上，为使行车道边缘 不致出现反坡，路线最小纵坡不宜小于容许超高渐 变率。 当必须采用平坡或小于0.3的纵坡时，其边坡应 作纵向排水设计。高速公路与立体交叉3、坡长限制设计速度（km/h）12010080最小坡长（m）300250200（1）最小坡长为保证行车的安全与平顺，坡长不宜过短，通 常最短以不小于设计车速行驶9s的行程为宜。高速公路与立体交叉（2）最大坡长陡坡路段因汽车发动机功率降低而影响行车安全 ，为保证行车安全，应限制坡长以控

12、制汽车爬坡、 满足汽车车速下降到不低于最低限速时所能行驶的 距离。 纵坡长度限制主要是依据8t载重车的爬坡性能 曲线，同时考虑坡底速度与允许速度差确定 的。高速公路与立体交叉（3）我国高速公路的坡长限制 设计速度（km/h）12010080纵坡度（ ）3 4 5 6900 700 1000 800 600 1100 900 700 500高速公路与立体交叉如果有条件预测纵坡前的车辆行驶速度， 应根据实际速度折减量按下表确定最大限 制坡长。 纵坡（）3456速度折减量 （km/h）10 15 20 25900 700 700 900 1200 450 600 900 1000 500 700 8

13、50高速公路与立体交叉陡坡路段处可设置缓和坡段，缓和坡段的 纵坡应小于3，长度应符合最小长度的规 定。在连续上坡路段是由几个不同陡坡坡段组 成时，坡长是否符合规定，一般可采用平 均纵坡法。思考：高速公路V100km/h一段已设计好 4上坡段500m，拟再按3设置上坡段， 其长度为多少？ 高速公路与立体交叉二、合成坡度二、合成坡度1、合成坡度是指由路线纵坡与路拱横坡所组成的 斜向坡度。高速公路与立体交叉2、高速公路规定：一般地区合成坡度不得大于10及10.5。 积雪或冰冻地区合成坡度不得大于8。1、合成坡度在高速公路的什么 位置考虑？ 2、当设计采用的道路纵坡与 超高组成的合成坡度超过容许 值时

14、，怎么办？思考自然横坡较陡峻的傍山路段合成坡度必须小于8 。高速公路与立体交叉4、最小合成坡度我国规范规定最小合成坡度不宜小于 0.5； 在超高过渡的变化处，合成坡度不应设 计为0。 高速公路与立体交叉三、竖曲线三、竖曲线1、基本方程式因纵坡很小，因而实际计算时，可假设竖曲线的 切线长度T、曲线长度L等于其水平投影长度。 高速公路与立体交叉竖曲线长度L或竖曲线半径R：竖曲线切线长T：竖曲线外距E：竖曲线上任一点的纵距y： 2、竖曲线要素计算高速公路与立体交叉凸形竖曲线3、设计标高设计标高未设竖曲线时的设计标高-y凹形竖曲线设计标高未设竖曲线时的设计标高+y高速公路与立体交叉4、竖曲线最小半径和

15、最小长度 竖曲线半径（m）设计速度（km/h）12010080凸形极限值1100065003000一般值17000100004500凹形极限值400030002000一般值600045003000竖曲线最小长度（m ）1008570高速公路与立体交叉当上坡方向载重汽车的行驶速度降低到下 表的容许最低速度以下时。 1、爬坡车道设置条件 设计速度（km/h）12010080容许最低车速（km/h）605550上坡路段的设计小时交通量超过设计通行 能力时。 六车道及六车道以上的高速公路，一般情 况下不再需要设置爬坡车道。四、爬坡车道四、爬坡车道高速公路与立体交叉爬坡车道设置在上坡方向主线车行道右侧，

16、一般 宽3.50m，其与主线车行道之间设以路缘带。 爬坡车道的路肩和主线一样仍然由硬路肩和土路 肩组成。 当爬坡车道旁路肩较窄，不能提供紧急停车时， 应在连续很长的爬坡车道路段，根据需要设置紧 急停车带。 2、爬坡车道的构造 （1）横断面构成 高速公路与立体交叉（2）超高与加宽主线超高值（ ）1098765432爬坡车道超高值 （）5432超高坡度的旋转轴为爬坡车道内侧边缘。 爬坡车道的曲线加宽按行车道曲线加宽有 关规定。 爬坡车道的超高坡度规定值高速公路与立体交叉（3）平面布置 爬坡车道总长由起点处渐变段长度、爬坡 车道长度和终点处附加长度三部分组成。 爬坡车道终点附加长度附加段纵坡（ ）下坡平坡上坡0.51.01.52.0附加长度（m）150200250300350400高速公路与立体交叉3、爬坡车道长度的确