《3_第三章_道路平面设计教案资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3_第三章_道路平面设计教案资料（134页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章道路平面设计道路勘测设计 重庆交通大学3.1 路线平面的基本线形3.2 圆曲线3.3 缓和曲线 3.4 弯道的超高与加宽3.5 行车视距3.6 平面线形的组合与衔接3.7 路线的平面交叉3.8 路线平面图的绘制道路勘测设计 重庆交通大学n路线-指道路中线 。n线形-道路中线的空间形状。 3.1 路线平面的基本线形 1.路线(route of road) n（1）平面线形(horizontal alignment)要素 曲率为零的线形 .直线； 曲率为常数的线形. 圆曲线； 曲率为变数的线形 . 缓和曲线。n（2）直线(tangent)n（3）圆曲线(circular curve)n（4）
2、缓和曲线(transition curve)n 可以作为缓和曲线的有：回旋曲线、三次抛物线、双纽曲线，常用的是回旋曲线。直线、圆曲线、缓和曲线称为“平面线形三要素” 3.1 路线平面的基本线形 1.路线(route of road) （1）直线(tangent)的特点：1 1）路线短捷、行车方向明确、视距良好、行车快速）路线短捷、行车方向明确、视距良好、行车快速、驾驶操作简单。、驾驶操作简单。2 2）线形简单，容易测设。）线形简单，容易测设。3 3）直线路段能提供较好的超车条件（所以双车道的）直线路段能提供较好的超车条件（所以双车道的公路间隔适当处要设置一定长度的直线）。公路间隔适当处要设置一
3、定长度的直线）。 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 4 4）从行车的安全和线形美观来看：）从行车的安全和线形美观来看： 过长的直线，线形呆板，行车单调，易疲劳；过长的直线，线形呆板，行车单调，易疲劳；也易发生超车和超速行驶，行车时司机难以估计也易发生超车和超速行驶，行车时司机难以估计车间距离；在直线上夜间对向行车易产生眩光。车间距离；在直线上夜间对向行车易产生眩光。5 5）只能满足两个控制点的要求，难与地形及周围环）只能满足两个控制点的要求，难与地形及周围环境相协调。境相协调。 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 （2 2）直线的标准规定：）直线的标准规定：1 1）直线最
4、大长度）直线最大长度n n德国德国20V20V； 前苏联前苏联8km8km；美国；美国3mile3mile。n n总的原则：公路线形应与地形相适应，与景观相协总的原则：公路线形应与地形相适应，与景观相协调，直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线调，直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调的缺陷，应结合具体情况线形时，为弥补景观单调的缺陷，应结合具体情况采取相应的技术措施。采取相应的技术措施。 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 2）采用长的直线线形时，应注意的问题： 直线的最大长度应有所限制。当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相
5、应的技术措施并注意下述问题： 长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡行驶更易导致高速度 长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，可以使生硬呆板的直线得到一些缓和 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 哪一个最优？ 两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同树种或设置一定建筑物、 雕塑、广告牌 等措施，以改善单调的景观。 长直线或长下坡尽头的平曲线必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 美国俄勒冈州典型沙漠公路香榭丽舍与凯旋门德 国 柏 林2）直线的最小长度 同向曲线间的直线最小长度 同向曲线(adja
6、cent curve in one direc-tion)-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。 A.当60km/h时，直线（以km/h计）为宜 B.当40km/h时，可参照上述规定执行 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 2）直线的最小长度n反向曲线间的直线最小长度n 反向曲线(reverse curve)-指两个转向相反的相邻曲线间连以直线所形成的平面线形。n A.当60km/h时，直线（以km/h计）为宜n B.当40km/h时，可参照上述规定执行 n C.特别困难四级15 m 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 n断背曲线：互相通视的同向曲线间若插以
7、短直线，容易产生把直线和两端的曲线看成为反向曲线的错觉，当直线过短时甚至把两个曲线看成是一个曲线，这种线形破坏了线形的连续性，且容易造成驾驶操作的失误，通常称为断背曲线。设计中应尽量避免。 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 断背曲线XY直线的计算 3.1 路线平面的基本线形 2.平面线形组成 3.2 圆曲线 1.概述（1）圆曲线线形特征：1）曲线上任意一点的曲率半径R=常数，故测设比缓和曲线简便。2）汽车在圆曲线上的行驶要受到离心力；在平曲线上行驶时要多占路面宽。3）视距条件差，容易发生交通事故。4）较大半径的长缓圆曲线具有线形美观、顺
8、适、行车舒适等特点。故常采用。3.2 圆曲线 1.概述哪一个最大？哪一个最大？哪一个最小？哪一个最小？3.2 圆曲线 1.概述（2）平曲线长度 1）平曲线最小长度规定 从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及视觉要求来看，应对平曲线长度加以限制。 公路按6s行程长度控制；条件许可的按9s控制： LS：LY：LS1：1：1，才能使其线形美观、顺畅。 3.2 圆曲线 2.设计标准（2）平曲线长度 2）小转角时的平曲线长度 当公路转角小于或等于7时，曲线长度往往看上去较实际长度为短。因为在曲线两端附近的曲线部分被误认为是直线，只有在交点附近的部分才能看出是曲线，这就会给驾驶员造成急转弯的错觉。 3.2 圆曲
9、线 2.设计标准3.2 圆曲线 3.圆曲线半径的确定 （1）一般情况下宜采用极限最小半径的48倍或超高为24的圆曲线半径；（2）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；（3）地形条件特别困难不得已时，方可采用极限最小半径；（4）应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形3.2 圆曲线 3.圆曲线半径的确定 （5）应同纵面线形相配合，应避免小半径曲线与陡坡相重叠；（6）每个弯道半径值的确定，应根据实地的地形、地物、地质、人工构造物及其它条件的要求，用外距、切线长、曲线长、曲线上任意点线位、合成纵坡等控制条件反算，并结合标准综合确定。 3.2 圆曲线 4.圆曲线的计
10、算（1）单圆曲线，其曲线几何要素为：（2）曲线主点桩号计算如下： ZY（桩号）=JD（桩号）T QZ（桩号）=YZ（桩号）L/2 YZ（桩号）=ZY（桩号）+L JD（桩号）=QZ（桩号）+J/2 3.3 缓和曲线 1.概述 n（1）缓和曲线的线形特征n缓和曲线-是指在直线与圆曲线之间或者半径相差较大的两个转向相同圆曲线之间设置的一种曲率连续变化的曲线。3.3 缓和曲线 1.概述 其线形特征为： 1) 缓和曲线曲率渐变，设于直线与圆曲线间，其线形符合汽车转弯时的行车轨迹，从而使线形缓和，消除了曲率突变点。2) 由于曲率渐变，使道路线形顺适美观，有良好的视觉效果和心理作用感。3) 在直线和圆曲线
11、间加入缓和曲线后，使平面线形更为灵活，线形自由度提高，更能与地形、地物及环境相适应、协调、配合，使平面布线更加灵活、经济、合理。4) 与圆曲线相比，缓和曲线计算及测设均较复杂。（2）缓和曲线作用1）曲率连续变化，视觉效果好。（线形缓和）2）离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适（行车缓和）3）超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳（超高缓和）3.3 缓和曲线 1.概述 （3）缓和曲线的选择 1）缓和曲线轨迹特点：由直线驶入圆曲线转弯时，其轨迹上的任一点的曲率半径与其行程l（自转弯开始点算起）成反比，此轨迹方程为回旋曲线方程。因此我国标准规定缓和曲线采用回旋曲线。3.3 缓和曲线 1.概述 回旋曲线、三次抛
12、物线和双纽线在极角较小（56）时，几乎没有差别。 随着极角的增加，三次抛物线的长度比双纽线的长度增加的较快，而双纽线的长度又比回旋线的长度增加得快些。 回旋线的半径减小得最快，而三次抛物线则减小的最慢。从保证汽车平顺过渡的角度看，三种曲线都可以作为缓和曲线。 此外，也有使用n次（n3）抛物线、正弦形曲线、多圆弧曲线作为缓和曲线的。但世界各国使用回旋曲线居多，我国标准规定的缓和曲线也是回旋线。2）回旋曲线、三次抛物线和双纽线线形比较：3.3 缓和曲线 1.概述 3）缓和曲线的一般方程式： (3-6)为了设计方便，使量纲一致，故令A2=C，则 3.3 缓和曲线 1.概述 3.3 缓和曲线 2.设计
13、标准3.3 缓和曲线 2.设计标准（3）缓和曲线的省略 公路 1）直线与圆曲线间缓和曲线的省略 ls RRP 四级公路 2）半径不同的圆曲线间缓和曲线的省略 lF R小RP R临RRP 且满足A、B、C条件之一 四级公路 A：P大-P小0.10m。 B： V80km/h，R大/R小1.5 C： V 80km/h，R大/R小23.3 缓和曲线 2.设计标准（3）缓和曲线的省略城市道路 1）V不设缓和曲线的最小R时，可省，表37。 3.3 缓和曲线 2.设计标准（1）回旋曲线的几何要素（2）带缓和曲线的圆曲线的计算 3.3 缓和曲线 3.缓和曲线的计算 （1）基本型曲线的圆曲线要素计算： 3.3
14、缓和曲线 3.缓和曲线的计算 （2）曲线主点桩号计算： ZH(桩号)=JD(桩号)-T HY(桩号)=ZH(桩号)+ls QZ(桩号)=HZ(桩号)-L/2 YH(桩号)=HY(桩号)+Ly HZ(桩号)=YH(桩号)+ls JD(桩号)=QZ(桩号)+J/2 3.3 缓和曲线 3.缓和曲线的计算 （3）回旋曲线上任意点的坐标公式： （4）在圆曲线上任意一点的坐标公式： lml坐标原点均在ZH、HZ3.3 缓和曲线 3.缓和曲线的计算 （1）定义 为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡，称为超高。目的：目的：提高行车的安全性和舒适性。范围：范围
15、： ZYYZ 或 HYYH 3.3 缓和曲线 3.缓和曲线的计算 （2）超高坡度 1）最大超高坡度（极限最小半径时） 由平曲线半径计算公式(31)可得 (3.36) 当0时，在产生滑移的极限状态u= 时 故受横向滑移限制 ic公 路 等 级级高速公路、一级级公路二、三、四级级公路一 般 地 区 (%)8 或 108积积雪冰冻冻地区(%)6 3.4 弯道的超高与加宽 1.超高(superelevation) 2）最小超高坡度 各级公路圆曲线部分最小超高坡度值应与该公路直线部分的正常路拱横坡度一致。 3）超高坡度的确定（任意半径时） 各圆曲线半径所设置的超高坡度值应根据设计速度、圆曲线半径、公路条
16、件、自然条件等经计算确定。 3.4 弯道的超高与加宽 1.超高(superelevation) （3）超高方式 1）公路 无中间带的公路 a 绕内边缘旋转，简称边轴旋转 b 绕中线旋转，简称中轴旋转。 c 绕外边缘旋转。 有中间带的公路 a 绕中间带的中心线旋转。 b 绕中央分隔带边缘旋转。 c 绕各自行车道中线旋转。 分离式公路 超高过渡方式可视为两条无中间带的公路分别予以处理。 3.4 弯道的超高与加宽 1.超高(superelevation) n绕内边缘旋转n 抬肩、外绕中至ig 、全绕内至ic 适用于新建公路 3.4 弯道的超高与加宽 1.超高(superelevation) ZHHYn绕内边缘旋转 n抬肩、外绕中至ig 、全绕内至ic 抬肩双坡阶段全超高阶段旋转阶段 3.4 弯道的超高与加宽 1.超高(superelevation) n绕中线旋转n 抬肩、外绕中至ig 、全绕中至ic 适用于改建公路 3.4 弯道的超高与加宽 1.超高(superelevation) ZHHYn绕中线旋转n 抬肩、外绕中至ig 、全绕中至ic提肩双坡阶段全超高阶段旋转阶段 3.4 弯道的超高与
