公路平面线形设计公路平面线形设计Ø第一节第一节 平面线形诸要素平面线形诸要素Ø第二节第二节 平面线形的组合平面线形的组合Ø第三节第三节 平面中线定线平面中线定线Ø第四节第四节 平面图的绘制平面图的绘制上级 上页 下页 第一节 平面线形诸要素Ø基本要素：基本要素：Ø直线、圆曲线、缓和曲线、超高、加宽Ø一、直线一、直线Ø二、圆曲线二、圆曲线Ø三、缓和曲线三、缓和曲线Ø四、平曲线最小长度四、平曲线最小长度Ø五、超高与加宽五、超高与加宽上级 上页 下页 一、直线一、直线Ø公路设计原则：公路设计原则：满足技术标准；安全；美观舒适满足技术标准；安全；美观舒适Ø直线优缺点：直线优缺点：Ø优点： 直线距离短、方向明确、视野宽广、节省行车时间、降低道路造价Ø缺点： 宜引起驾驶员疲劳麻痹，或容易超速；目测出现误差；增加夜间眩光危险；景色单调，线形呆板，灵活性差Ø对于高速公路的线形： 宜尽量避免采用长直线，甚至倾向于全部设在曲线上宜尽量避免采用长直线，甚至倾向于全部设在曲线上上级 上页 下页 直线要求直线要求Ø《《公路路线设计规范公路路线设计规范》》规定：规定：Ø(1)同向曲线间最小直线长度(以m汁)以不小于行车速度(以km/h计)的6倍为宜； (2)反问曲线间最小直线长度(以m计)以不小于行车速度(以km/h计)的2倍为宜。
上级 上页 下页 二、圆曲线二、圆曲线Ø圆曲线优缺点：圆曲线优缺点：Ø优点： 柔和的几何线形、较好地适应地形、匀顺圆滑的线形、灵活变换方向、自然地诱导视线、景色多样有趣Ø缺点： 会增长距离、受力比较复杂，会增加轮胎的磨损和路面的破坏Ø应尽量选用较大的半径，以改善车辆在曲线上的行驶条件上级 上页 下页 圆曲线半径确定圆曲线半径确定上级 上页 下页 最小半径最小半径Ø极限最小半径：极限最小半径：指圆曲线半径采用的最小极限值Ø不设超高的最小半径：不设超高的最小半径：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行驶安全稳定所采用的最小半径Ø一般最小半径：一般最小半径：指在通常情况下汽车依设计车速能安全、舒适行驶的最小半径上级 上页 下页 三、缓和曲线三、缓和曲线Ø缓和曲线的作用：缓和曲线的作用：1)曲率的逐渐变化，便于驾驶与路线顺杨，以构成最佳的线形；2)离心加速度的逐渐变化，使汽车不致产生侧向滑移；3)作为行车道横坡变化的过渡段，以减少行车震荡Ø缓和曲线常用形式：回旋线缓和曲线常用形式：回旋线Ø不设缓和曲线的场合：不设缓和曲线的场合：Ø《公路上程技术标准》规定上级 上页 下页 三、缓和曲线三、缓和曲线Ø省略：当内移值与已包括在车道中的富裕宽度相比为很小时，则可将中间的缓和曲线省略。
上级 上页 下页 缓和曲线长度确定缓和曲线长度确定Ø(1)按照离心加速度变化率确定缓和曲线最小长度按照离心加速度变化率确定缓和曲线最小长度Ø(2)依驾驶员操作反应时间确定缓和曲线最小长度依驾驶员操作反应时间确定缓和曲线最小长度Ø(3)回旋线一圆曲线一回旋线＝回旋线一圆曲线一回旋线＝1:1:1上级 上页 下页 四、平曲线最小长度四、平曲线最小长度Ø公路平曲线包括：圆曲线和两端的回旋线公路平曲线包括：圆曲线和两端的回旋线(或超高、加或超高、加宽缓和段宽缓和段)Ø平曲线最小长度：平曲线最小长度：Øα>7°时，时，平曲线最小长度：平曲线最小长度：上级 上页 下页 Ø汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于3s，，以以使驾驶操作不显的过分紧张使驾驶操作不显的过分紧张Ø(1)平曲线极限最小长度为平曲线极限最小长度为6s行程；行程；Ø(2)平曲线一般最小长度为平曲线一般最小长度为9s行程；行程；Ø(3)偏角小于偏角小于7°时的平曲线最小长度时的平曲线最小长度 ：： 四、平曲线最小长度四、平曲线最小长度Øα<7°时，时，平曲线最小长度：平曲线最小长度：上级 上页 下页 五、超高与加宽五、超高与加宽Ø超高：超高： 曲线段超高(单向横坡)的设置，在于防止车轮在路面上的横向滑移，并使路面在利于排水的前提下，把行车引起的横向力影响减少到最低的程度。
Ø超高设置条件：超高设置条件： 圆曲线半径小于表4－3所列不设超高的最小半径Ø超高计算式：超高计算式：上级 上页 下页 五、超高与加宽五、超高与加宽Ø超高横坡变化方式：Ø(1)绕中间带的中心线旋转图(a)Ø(2)绕中央分隔带边缘旋转(图b)Ø(3)绕各自行车道中线旋转(图c)上级 上页 下页 五、超高与加宽五、超高与加宽Ø加宽加宽Ø在曲线上行驶的汽车占有较大的宽度．必须将车道宽度在曲线上行驶的汽车占有较大的宽度．必须将车道宽度加宽上级 上页 下页 五、超高与加宽五、超高与加宽Ø曲线上双车道路面的加宽值计算式：曲线上双车道路面的加宽值计算式：上级 上页 下页 五、超高与加宽五、超高与加宽Ø《《公路路线设计规范公路路线设计规范》》规定：规定：1)高速公路一般采用第3类加宽值；2)高速公路主线仅在V＝60km/h的山区，当R<250m曲线段时予以考虑加宽Ø高速公路曲线加宽缓和段的加宽高速公路曲线加宽缓和段的加宽上级 上页 下页 第二节第二节 平面线形的组合平面线形的组合Ø一、基本型一、基本型Ø二、二、S型型Ø三、卵型三、卵型Ø四、凸型四、凸型Ø五、复合型五、复合型Ø六、六、C型型上级 上页 下页 一、基本型一、基本型Ø线形组合线形组合:Ø直线一回旋线一圆曲线一回旋线一直线Ø回旋线一圆曲线一回旋线=1:1:1Ø形式形式:Ø对称 圆曲线两侧的回旋线 长度相等Ø不对称 两侧采用不相等的回旋线上级 上页 下页 二、二、S型型Ø线形组合线形组合:Ø两个回旋线连接两个反向圆曲线Ø注意事项注意事项:a)两个回旋线参数A1与A2宜相等b)若不相等时, A1/A2<1.5 or <2c)当圆曲线上设有超高时:d)S型的两个反向回旋线 以径相衔接为宜e)两圆曲线半径之比不宜过大 见图4-15上级 上页 下页 图图4-15 相邻两圆曲线的配合相邻两圆曲线的配合上级 上页 下页 三、卵型三、卵型Ø线形组合线形组合:Ø—个回旋线连接两个同向圆曲线Ø回旋线的参数回旋线的参数:Ø R2--小圆半径上级 上页 下页 四、凸型四、凸型Ø线形组合线形组合:Ø两同向回旋线间不插人圆曲线而直接径相衔接Ø一般情况不采用一般情况不采用:存在曲率突变Ø若采用应注意若采用应注意:Ø凸型的回旋线参数及其 连接点的曲率半径，应 分别符合容许最小回旋 线参数和圆曲线一般最 小半径规定.上级 上页 下页 五、复合型五、复合型Ø线形组合线形组合:Ø两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互衔接Ø注意事项注意事项:a)复合型的两回旋线参数之比以小于1:1.5为宜b)受地形或其他特殊原因限制时(互通式立体交叉除外)使用上级 上页 下页 六、六、C型型Ø线形组合线形组合:Ø同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接Ø注意事项注意事项:Ø两个回旋线的参数可相等，也可以不相等Ø在特殊地形条件下方采用上级 上页 下页 第三节第三节 平面中线定线平面中线定线1.低等级公路的平面定线低等级公路的平面定线2.公路平面定线中的安全、环境与美学公路平面定线中的安全、环境与美学3.基于曲线的平面定线方法基于曲线的平面定线方法上级 上页 下页 1.低等（二、三、四）级公路的平面定线低等（二、三、四）级公路的平面定线Ø低等级公路的特点低等级公路的特点:Ø设计车速低,交通量小,曲线半径小,线形标准低.Ø导线定线法导线定线法:Ø确定导线转点设置圆曲线设置缓和曲线计算圆曲线内移值和缓和曲线连接点上级 上页 下页 确定平面线形各要素时的一般原则确定平面线形各要素时的一般原则Ø平面线形各要素平面线形各要素:控制点,圆曲线,缓和曲线,直线等等.Ø一般原则一般原则:1)力求线形直捷、圆滑平顺．曲线半径尽可能地大;2)线形连续，避免线形突变，各项技术指标的变化过渡应尽量平缓匀顺;3)公路转角一般情况下以不小于7为宜，不得己采用时，要注意必须有足够的曲线长度;4)两同向曲线间不得以短直线相连，可调整为单曲线或复曲线或C型曲线;5)两反向曲线间夹有直线段时，应设置不小于最小直线长度(即2V)的直线段上级 上页 下页 3.高速公路平面定线中的安全、环境与美学高速公路平面定线中的安全、环境与美学Ø1).安全视距及其保证安全视距及其保证Ø2).视觉分析视觉分析Ø3).线形的协调线形的协调Ø4).环境与景观设计环境与景观设计上级 上页 下页 1).安全视距及其保证安全视距及其保证Ø定义：定义：Ø为保证行车安全．驾驶者应看到前面相当距离的道路，以便遇到汽车或障碍物时能及时刹车或绕道的距离。
Ø要求：要求： 会车视距、停车视距满足要求Ø停车视距组成：停车视距组成：1)驾驶员反应时间所行驶的距离2)开始制动到刹车停止所行驶的距离-制动距离Ø计算公式：计算公式： 当t＝2.5s时 计算见表4-17上级 上页 下页 1).安全视距及其保证安全视距及其保证Ø平面弯道内视距受阻时应清除ØZ>Z0 需将阴影部分去除，Z
上级 上页 下页 3).线形的协调线形的协调Ø考虑因素：考虑因素：保证安全和具备良好景观Ø协调原则：协调原则：既要防止线形的急剧变化，又要防止长距离的线形呆板与单调Ø协调要求：协调要求：1)上一个曲线和下一个曲线的配合，应满足如图4-15所作研究的规定2)缓和曲线、圆曲线、和曲线相互之间近似地保持1:1:1的要求上级 上页 下页 4).环境与景观设计环境与景观设计Ø对环境的影响：对环境的影响：Ø噪声影响、空气和水资源污染影响、生态环境影响等Ø注意事项：注意事项：1)应注意消除对环境的有害影响，改善和美化景观；2)应全面考虑沿线社会环境与自然环境；3)合理确定公路与被保护区域的相对位置，尽可能地防止或减轻对环境的不利影晌Ø景观设计：景观设计：Ø自然景观：天然形成的地形、地貌和地物；Ø人文景观：人类为满足各种物质扣生活需要而建立的各种建筑物、设施和文化艺术景物上级 上页 下页 4.基于曲线的平面定线方法基于曲线的平面定线方法Ø高速公路应用曲线定线法的原因：高速公路应用曲线定线法的原因：1)高速公路往往以曲线为主，路线的大部分其至近于全部是圆曲线和回旋线之间的相互衔接；2)计算机技术的广泛应用，使得曲线法计算复杂的矛盾得到了解决；3)采用航测手段或全站仪地面速测手段获得较大比例尺带状等高线地形图具备条件，可以用来作为进行纸上定线的底图。
Ø曲线定线法原则：曲线定线法原则：首先在需要设置弯道的地方根据地形、地物的要求布设一系列圆曲线（包括直线），然后在这些圆曲线之间用回旋线或直线连接，形成平面线形(见图见图4-25)上级 上页 下页 4.基于曲线的平面定线方法基于曲线的平面定线方法Ø曲线法定线过程：曲线法定线过程： 布设控制导线测绘带状地形图进行纸上定线(或计算机定线) 定线时采用以曲线为基础的曲线法Ø设计模型：设计模型：1)直线与圆弧间的连接2)两同向圆弧间的连接3)两反向圆弧间的连接上级 上页 下页 导线法与曲线法定线图导线法与曲线法定线图上级 上页 下页 直线与圆弧间的连接直线与圆弧间的连接Ø圆和直线位置定，求连接圆和直线的回旋线长圆和直线位置定，求连接圆和直线的回旋线长Ls（（或回或回旋线参数旋线参数A)Ls上级 上页 下页 两同向圆弧间的连接两同向圆弧间的连接Ø两种情况：两种情况：Ø一圆在另一圆内：一圆在另一圆内：M点上级 上页 下页 两同向圆弧间的连接两同向圆弧间的连接Ø两圆相离：两圆相离：两段完整的回旋线相连上级 上页 下页 两反向圆弧间的连接两反向圆弧间的连接Ø只能用两段完整的回旋线相连上级 上页 下页 第四节第四节 平面图的绘制平面图的绘制Ø作用：作用：Ø反映了路线的平面位置、线形和尺寸、沿线人工构造物和工程设施的布置以及道路与周围环境、地形、地物的关系。
Ø平面图包含内容：平面图包含内容：Ø 《公路上程基本建设项目设计文件编制办法》要求Ø应绘出地形、地物，示出路线(标出里程桩号、断链、平曲线要素及主要桩位）、水准点、大中桥、路线交叉(注明形式及结构类型)、隧道、主要沿线设施的位置以及县以上分界线等Ø高速公路还包括：高速公路还包括：示出坐标格网、导线点、列出导线示出坐标格网、导线点、列出导线点及交点坐标表点及交点坐标表Ø比例尺用1:2000，平原微丘区可用1:5000上级 上页 下页 高速公路平面图高速公路平面图Ø比例尺比例尺 1:10 000 两侧给出了不小于500m宽度的地形和地物Ø1:2 000 路中线两侧各为100—200mmØ1:5 000 两侧各不小于250mm上级 上页 下页 路线平面图 。