《平面线形设计课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《平面线形设计课件（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 平面线形设计 n2.1概述 n2.2直线n2.3圆曲线n2.4缓和曲线 n2.5平面线形设计n2.6行车视距n2.7平面设计成果平面线形设计2.1概述n一般所说的路线，是指道路中中线线的的空空间间位位置置。路线在水平面上的投影称作路路线线的的平平面面；沿中线竖直剖切再行展开则是路路线线的的纵纵断断面面；中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横横断断面面。路路线线设设计计是指确定路线的空空间间位位置置和各部分几几何何尺尺寸寸的工作。为研究的方便，把它分解为路路线线平平面面设设计计、路路线线纵纵断断面面设设计计和横横断断面面设设计计。三者是相互关联的，既要分别进行，又应综合考虑。n路线位置
2、受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。设设计计任任务务：在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线来。设设计计思思路路：一般是在尽量兼顾纵纵、横横断断面面平平衡衡的的前前提提下先先定定平平面面，沿这个平面线形进行高程测量和横断面测量，取得地面线和地质、水文及其它必要的资料后，再再设设计计纵纵断断面面和和横横断断面面。经过多次反复，可望得到一个满意的结果。 平面线形设计2.1.1路线设计依据基本要求n路线设计应从平面、纵断面、横断面三方面综合考虑，需要有科学和美观两方面的严格要求，把人、车、路和自然环境作为一个整体，使设计方案做到平面顺适、
3、纵坡均衡、断面合理。路线设计应在安安全全、迅迅速速、经济、舒适、美观原则经济、舒适、美观原则下达到以下基本要求：n（1）线形应使司机和乘客有充分的安全感和舒适感安全感和舒适感；n（2）司机的视觉和心理反应良好视觉和心理反应良好；n（3）线形应与自然环境和景观协调与自然环境和景观协调；n（4）线形应保持连续和均衡连续和均衡；n（5）工程方面和运营方面的经济性经济性。平面线形设计2.1.2路线设计依据技术经济依据n道路设计是以以道道路路的的使使用用任任务务、性性质质、地地位位及及交交通通功功能能为为准准则则，以以道道路路行行车车交交通通量量为为条条件件来确定道路等级，并根据道路所在地区的自然与地形
4、条件，合理地选择、确定道路各部分的几何设计指标。因此在路线设计中最基本的技技术术经经济济依依据据是：交交通通量量、设设计计车车辆辆、地地形形、设计车速及通行能力设计车速及通行能力等。n交通量交通量n（1）道路交通量是指某道路横断面上单位时间内通过车辆的往返数量，是确定道路等级的主要经济依据。设计中常考虑的交通量有年平均昼夜交通量N1、最大日交通量N2、高峰小时交通量N3、昼夜平均小时交通量N4、30位小时交通量及远景交通量等。n（2）设计交通量n设设计计交交通通量量：指一定设计年限末期的道路交通量，设计年限末期道路断面所能容纳的交通量由现有交通量和设计年限内增加的交通量两个部分组成。设计交通量
5、是确定道路等级的主要经济依据。道路的设计年限一般为：高等级道路不低于20年；二级公路与城市主干道为15年；三、四级公路与城市次干道为10年。n设设计计交交通通量量的的确确定定：在工作中应全面分析研究各种交通因素，并根据实际交通特点与交通情况选择计算方式，确定设计交通量。我国目前一般采用“年平均昼夜交通量”作为设计交通量，国外多用30位小时交通量或昼夜小时交通量为设计交通量。确定设计交通量时应注意：保证高峰小时交通安全、迅速；考虑设计年限末期及远景交通量的要求；考虑季节性与道路吸引部分交通量的使用需要。平面线形设计2.1.2路线设计依据技术经济依据n设计交通量的计算方式设计交通量的计算方式n按车
6、辆每年平均增长量计算 n按车辆每年平均增长率对现行统计交通量计算 n按车辆每年平均增长率对每年递增交通量计算nNn设计年限末交通量（辆/小时或辆/昼夜）；nN统计年度现有交通量（辆/小时或辆/昼夜）；nn道路设计年限（年）；n 统计年度的车辆年平均增长数量；nr统计年度的车辆年平均增长率（%）。 平面线形设计2.1.2路线设计依据技术经济依据n（3）车辆换算n道路上行驶的车辆类型各不相同，设计时应把各种车辆换算成同一种“标准车型”作为计算设计交通量的依据。一般地，高速公路、一级公路、快速干道等高高等等级级道道路路以以小小汽汽车为车为“标准车型标准车型”；其他各级道路以载重车为载重车为“标准车型
7、标准车型”。n设计车辆设计车辆n道路上行驶的车辆种类繁多、尺寸各异，因此道路的几何设计中应考虑车辆的形状与尺寸，选择有代表性的标准车型作为设设计计车车道道宽宽度度、弯弯道道拓拓宽宽、道道路路净净空空等方面的设计依据。根据车辆的外轮廓尺寸，我国道路规定的设计车辆有小小客客车车、载载重重汽汽车车、半半挂挂车车三类。n地形地形n地形对道路线形设计和各项指标确定有很大影响，不但涉及投资，对行车安全、运输经济方面也有影响。因此，标准按平平原原微微丘丘、山山岭岭、重重丘丘三大类地形分别规定了不同的设计指标。平面线形设计2.1.2路线设计依据技术经济依据n设计车速设计车速n道路的曲曲线线半半径径、超超高高、
8、拓拓宽宽、视视距距、纵纵坡坡、车车道道宽宽度度等项指标都与与设设计计车车速速有有关关。所以设计车速（或称作计算行车速度计算行车速度）是道路设计的重要依据，是关键性指标。n设计车速是根据道路的使用任务和性质、交通量、地形条件等规定的，它对工程造价、营运效益两方面均有较大影响，确定设计车速时应全面考虑各方面因素并应注意以下几点：（1）避免设计车速过高，造成山岭区及地形复杂区工程投资增加过大；（2）防止设计车速过低，不能满足车辆行驶需要，造成交通堵塞，影响营运效益和增加交通事故；（3）对于一条道路，应采用同一设计车速，以保证设计路段的技术指标均衡和行车的连续性。 平面线形设计2.1.2路线设计依据技
9、术经济依据n通行能力通行能力n道道路路通通行行能能力力指在一定的道路和交通条件下，道路上某某一一路路段段适适应应车车流流的的能能力力，从单位时间内通过的最大车辆数表示，即辆/小时。它又分分为为基基本本通通行能力、可能通行能力和设计通行能力行能力、可能通行能力和设计通行能力。n基基本本通通行行能能力力指在理理想想条条件件下，单位时间内一条车道或一条车道革一路段可以通过的小客车最大数，是计计算算各各种种通通行行能能力力的的基基础础，可采用“车头时距”或“车头间距”推求。n可可能能通通行行能能力力考虑了影响通行能力的诸多因素如车道宽、侧向净宽和大型车混入后，对基本通行能力进行修正对基本通行能力进行修
10、正后的通行能力。n设设计计通通行行能能力力指根据规范规定的各级公路设计采用的服务水平等级，使公路交通的运行状态保持在这一设计的服务水平时单位时间内公路上某一路段可能通过的最大车辆数。平面线形设计2.2直线n直线的运用n在公路和城市道路中使用最为广泛，两点间直线最短。但过长的直线并不好，直线线形大多难于与地形相协调，若长度运用不当，不仅破坏了线形的连续性，还将影响线形自身的协调性。n实践表明，一般在下述情况下可采用直线：n（1）不受地形、地物限制的平坦地区或山区的开阔谷地；n（2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；n（3）大中型桥梁、隧道等构造物路线；n（4）路线交叉口及其前
11、后；n（5）双车道公路提供超车的路段。 平面线形设计2.2直线n在直线的使用中，值得注意的是有关直线长度的问题，一般来说对直线的长度应有所限制。当不得已采用过长直线时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施并注意下述问题：n（1）在长直线上纵坡不宜过大，以避免车速过快；n（2）长直线宜与大半径凹形竖曲线组合，以使呆板的直线变得缓和些；n（3）道路两侧地形过于空旷时，宜采取植不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等设施，以改善单调的景观；n（4）长直线或长纵坡尽头的平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定外还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。n“长直线”的量化
12、是一个需要研究的课题，各国规定均有差异。直线的最大长度（以米计）通常以计算行车速度V（km/h）为基准来基化。我国实践表明，在城镇附近或其他景色有变化的地点大于20V是可以接受的，在景色单调的地点宜控制在20V以内。 平面线形设计2.2直线n直线的最小长度n考虑到线形的连续和驾驶的方便，相邻两曲线之间应有一定的直线长度。这个直线长度是指前一曲线的终点（缓直HZ或圆直YZ）到后一曲线起点（直缓ZH或直圆ZY）之间的长度。n同向曲线间直线的最小长度：同向曲线间若插入短直线，很容易使司机产生一个错觉，即把直线和两端的曲线看成反向曲线，甚至看成为一个曲线，破坏了线形的连续性，极易造成司机判断和操作的失
13、误。规范推荐同向曲线间的最小直线长度（以m计）以不小于行车速度的6倍为宜。n反向曲线间的直线最小长度：在反向曲线间，为满足设置超高、加宽的需要，应有一定长度的直线。当受到地形、地物等各方面的限制时，可将反向缓和曲线首尾相接，但此时要注意路面排水的问题。规范规定反向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。 平面线形设计2.3圆曲线n2.3.1曲线半径n由于汽车受到离心力的作用，将可能产生两种横向不稳定的危险，一是横向滑移，二是横向倾覆。所以汽车在小半径曲线路段行驶时容易发生横向失稳。为了减小离心力的作用，把路面作成外侧高的单向横坡形式，也称超高。汽车行驶时，汽车重
14、力的水平分力可以抵消一部分离心力的作用，其余的可由横向摩阻力来平衡。平面线形设计2.3圆曲线考虑sin=tg=ih，cos=1，ih称为横向超高坡度（也称超高率） 由上式可以看出，在V一定的前提下，曲线的最小半径决定于容许的（横向力系数 ）及最大的ih。 平面线形设计2.3圆曲线n横向力系数与取值n横向力系数表示单位车重所受到的离心力，值越大越不利，其取值主要取决于在如下几个方面：n（1）行车安全方面：横向力系数不大于轮胎与路面之间的横向摩阻系数f，即f。n（2）燃料消耗和轮胎磨损：汽车行驶在弯道上时，其驱动方向与行驶方向的不同形成一个偏移角，曲线半径越小，偏移角越大，如图示。偏移角的增大会造
15、成操纵困难，增加燃料消耗与轮胎磨损。因此，从操纵方便和减少消耗的角度考虑，取小于0.15为宜。n（3）行车平稳舒适方面：值过大会影响行车的稳定性，使司机和乘客感到紧张和不舒适。n通过研究，一般认为取值在0.110.16范围内是合理的，在设计中可以根据道路等级来具体采用不同的值。 平面线形设计2.3圆曲线n横向超高坡度ih与取值n确定最大超高值ih, max要考虑车辆在弯道慢行或停车时车辆不致沿路面向内滑移，特别是在有冰冻地区的山岭、重丘区的道路更应严格控制ih值。标准规定ih, max为：高速公路和一级公路为10%，其它各级公路为8%，有积雪寒冷地区为6%，当横向超高坡度的计算值小于路拱坡度时
16、，应以路拱的超高为准。n最小半径n在设计车速下，曲线的最小半径Rmin决定于最大横向力系数max和最大横向坡度ih, max，则：n注意，极限半径指标不能保障那些超过设计车速车辆的安全平稳，所以极限半限指标是各级道路最低控制指标，在设计中只能作为曲线半径的控制界限值，不应轻易采用该值作为设计半径。 平面线形设计2.3圆曲线n我国标准和城规所规定的圆曲线最小半径见表3-1和表3-2所列值。平面线形设计2.3圆曲线n2.3.2平曲线布设计算n曲线半径确定后，根据平面导线转角值，按下列公式计算确定圆曲线各几何要素。nT切线长（m）；nL曲线长（m）；nE外距（m）；nJ校正值或超距值（m）；n平面导
17、线转角（）。n曲线主点桩计算校核 n根据已知交点桩的里程和上述各几何要素计算值，曲线各主点桩里程计算平面线形设计2.4缓和曲线n缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。标准规定，除四级路可不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置缓和曲线。n2.4.1缓和曲线的作用与性质n缓和曲线的作用n（1）曲率连续变化，便于车辆转向；n（2）离心加速度渐变，司机和乘客感觉舒适；n（3）横向超高坡度渐变，行车更加平稳；n（4）与圆曲线配合得当，增加线形美观。n缓和曲线的性质n汽车由直线进入圆曲线，其行驶轨迹的曲率是逐渐变化的。假定
18、汽车是匀速行驶，司机均匀转动方向盘。当方向盘转角为时，前轮相应转角为，如图示。它们之间的关系为： n方向盘转动的角速度为（rad/s），则前轮转动的角度为 ，t为行驶时间（s）。 则汽车行驶t后在l处的曲率半径为 平面线形设计2.4缓和曲线n因为很小， ，所以 n设汽车以v（m/s）匀速行驶，则 n综合上述两式,得汽车自曲线起点开始转弯，经t（s）后行驶的距离（m） n上式v、k、d、均为常数，令 ，则 平面线形设计2.4缓和曲线n2.4.2回旋线作为缓和曲线 n回旋线的数学表达式n我国标准规定缓和曲线采用回旋线。回旋线的基本公式为： nr回旋线上某点的曲率半径（m）；l回旋线某点到原点的曲线
19、长（m）；A回旋线的参数，表征回旋线曲率变化的缓急程度。n在回旋线的任意点上，r是随l的变化而变化的，但在缓和曲线的终点处，l=Ls，r=R，则上式可写作： 或nR回旋线所连接的圆曲线半径（m）；Ls回旋线型的缓和曲线长度（m）。 n设计时可以由已知的R和Ls计算A，也可以按各种条件选择R和A，再计算Ls。下图为回旋线及其应用范围，在回旋线上任意点P取微分单元，则有 n回旋线上任意点P的切线与x轴的夹角，称作缓和曲线角。 平面线形设计2.4缓和曲线n将上式积分并将sind，cosd用级数展开整理即得用参数r和l表示的回旋线直角坐标方程： 在回旋线终点处，l=Ls, r=R, 于是 如用切线支距
20、法敷设回旋线，可采用近似公式：C=RLs平面线形设计2.4缓和曲线n回旋线的几何要素 n任意点P处的曲率半径和P点的回旋线长度分别表示为 n回旋线上任意一点P的切线与x轴的夹角，称作“缓和曲线角” nP点曲率圆的内移值 nP点曲率圆圆心M点的坐标 n长切线长 n短切线长 nP点的弦长 nP点的弦偏角 平面线形设计2.4缓和曲线n有缓和曲线的道路平曲线的几何元素，道路平面线形三要素的基本组成是：直线回旋线圆曲线回旋线直线。其几何元素的计算公式为nq缓和曲线起点到圆曲线原起点的距离，也称切线增值；np设缓和曲线后圆曲线内移值；n0缓和曲线终点缓和曲线角；nLs缓和曲线长；nR圆曲线半径（m）；n转
21、角（）；nT切线长；nL曲线长；nE外距；nJ超距。 平面线形设计2.4缓和曲线n2.4.3缓和曲线的长度及参数 n缓和曲线的最小长度:汽车在缓和曲线上要完成不同曲率的过渡行驶，缓和曲线应有足够的长度，以使司机有足够的时间来操作方向盘。所以应规定缓和曲线的最小长度，通常可应考虑以下几个方面因素：n（1）旅客感觉舒适n离心加速度的变化率n公路设计中，一般取 ，则缓和曲线的最小长度为 n（2）超高渐变率适中n规范规定了适中的超高渐变率，由此可导出缓和段最小长度的计算公式nB旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m）；i超高坡度与路拱坡度代数差（%）；p超高渐变率，即旋转轴线与行车道外
22、侧边缘线之间的相对坡度。n （3）行驶时间不过短n一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s，于是n（4）根据视觉条件计算n根据视觉条件和实践研究可知： R或 R时，可使线形舒顺协调。 平面线形设计2.4缓和曲线n考虑上述影响因素，标准制定了各级公路缓和曲线最小长度，见表3-3；城规制定了城市道路的最小缓和曲线长度，见表3-4。 平面线形设计2.4缓和曲线n回旋曲线参数A的确定n（1）按离心加速度的变化率确定参数A n（2）依行驶时间决定参数A n从安全和心理的角度出发，要求汽车在缓和曲线上行驶的最短时间为t（s），汽车的速度保持匀速v（m/s），则有L=vt n（3）依视觉条件确定参数A
23、 n考虑司机的感觉，当回旋线很短，其回旋线的切线角（或称缓和曲线角）在3左右时，曲线极不明显，容易被忽略。但回旋线过长，大于29时，圆曲线与回旋线不能很好协调。因此，从适宜的=329范围内可以推导出合适的A值。 n在回旋线终点，将0=3和29分别代入式，则有 平面线形设计2.4缓和曲线n缓和曲线的省略n规范规定，在下列情况下可以不设回旋线缓和段n（1）在直线与圆曲线间，当圆曲线半径大于或等于规范所列“不设超高的最小半径”时；n（2）半径不同的同向曲线间，当小圆半径大于或等于“不设超高的最小半径”时；n（3）小圆半径大于“不设超高的最小半径”，且符合下列条件之一时：n 小圆曲线按规定设置相当于最
24、小缓和曲线长度的回旋线时，其大圆与小圆的内移值之差不超过0.10m；n 计算行车速度80km/h时，大圆半径R1/小圆半径R21.5；n 计算行车速度80km/h时，大圆半径R1/小圆半径R22.0。 平面线形设计第四讲平面线形设计行车视距平面设计成果平面线形设计2.5平面线形设计n2.5.1平面线形设计的一般原则n平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；n行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速道路应尽量满足，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适；n保持平面线形的均衡与连贯，应注意长直线尽头不能接以小半径曲线，高、
25、低标线之间要有过渡；n应避免连续急弯的线形，以免给司机造成不便，给乘额带来不舒适的感觉；n平曲线应有足够的长度，以保证司机在曲线上有足够的时间进行操纵和调整。因此，规范规定了平曲线（包括圆曲线及两端的缓和曲线）的最小长度，见表3-5。 平面线形设计2.5平面线形设计n2.5.2平面线形要素的组合类型n基本型：按直线回旋线圆曲线回旋线直线的顺序组合，如图示，称为基本型。基本型中的回旋线参数、圆曲线最小长度都应符合有关规定。两回旋线参数可以相等，也可以根据地形条件设计成不相等的非对称型曲线。从线形的协调性看，宜将回旋线、圆曲线、回旋线之间的长度比设计成1：1：1。 nS型：两个反向圆曲线用回旋线连
26、接的组合，如图示，称为S型。S型相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等。当采用不等的参数时，A1/A2应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。此外在S型曲线上，从行驶力学的要求考虑，两个反向回旋线之间不宜设直线。如必须插入直线时，其长度应符合下式要求： n上式是根据超高折减推导出来的。如果中间直线远大于上述长度，则认为是两个基本型的曲线而不是S型曲线了。nS型两圆曲线半径之比不宜过大，宜为 。R1为大圆半径，R2为小圆半径。 平面线形设计2.5平面线形设计n卵型：用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合，如图示，称为卵型。卵型上的回旋线参数A应满足下列条件：不应小于该级公路关于回旋线最小参数的规定；同
27、时满足 AR2。n两个同向圆曲线半径之比应满足n两个同向圆曲线的最小间距D应满足 n凸型：在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的组合，如图示，称为凸型。凸型的回旋线参数A及其连接点的曲率半径，应分别满足容许最小回旋线参数和圆曲线一般最小半径的规定。一般只在路线严格受地形、地物限制处才采用凸型。 平面线形设计2.5平面线形设计n复合型：两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的形式，如图示，称为复合型。复合型的两个回旋线参数之比宜为A2：A1=1：1.5。除了受地形和其它特殊限制的地方外一般很少使用复合型，如在互通式立体交叉的匝道线形设计中多采用复合型。nC型：同向圆曲线的两回旋线在曲率为零
28、处径相衔接的形式，如图示，称为C型。因连接处的曲率为零，即R，相当于两基型的同向曲线中间直线长度为零，对行车和线形带来一些不利影响，所以C型只有在特殊地形条件下才采用。 平面线形设计2.6行车视距n为了行车安全，保证司机能随时看到前方一定距离的道路路段，发现道路上的障碍和迎面来车以便及时制动或避让，所需要的最短路段距离称为行车视距。司机发现障碍或迎面来车时，根据其采取的措施不同，可将行车视距分为：停车视距、会车视距、错车视距、超车视距四种类型。 n2.6.1行车视距的计算n停车视距LBn汽车行驶时，自司机看到前方障碍物时起，至到达障碍物前安全停止所需的最短距离。停车视距由三部分组成，即反应距离
29、l1，制动距离l2，安全距离l3。如图示。分别按下列公式计算确定。 nV设计车速（km/h）；t1司机反应时间，一般取1.52s；i道路纵坡，上坡为“+”，下坡为“-”；f轮胎与路面的纵向摩阻系数，干燥路面为0.50.7，潮湿路面为0.30.5，泥泞冰滑路面为0.10.2。n由上分析可知，综合后停车视距LB为： 平面线形设计2.6行车视距n会车视距LMn在无中央分隔带，双向混行道路上，当行车遇到迎面来车时，来不及错车，双向制动到完全停车所需用的安全距离，称为会车视距。 近似取 ，则 平面线形设计2.6行车视距n错车视距LNn在没有明确划分车道线的双车道道路上，两车迎向行驶，发现后即采取减速避让
30、措施以保证安全错车所需的最短距离。n超车视距LFn对于交通量较大的双向混行的双车道或双车道以上的道路上，应结合地形情况在局部路段适当设置超车视距。当快车超越前面慢车后再回到原来车道所需的最短距离称为超车视距LF。如图示。超车视距的全程可分为四个阶段：加速行驶距离l1、超车汽车在对向车道上行驶的距离l2、超车完了时超车汽车与对向汽车间的安全距离l3、超车汽车从开始加速到超车完成时对向汽车的行驶距离l4。根据图分别按下列公式确定：V0被超车的速度（km/h）；t1超车汽车的加速时间（s）；a平均加速度（m/s2）；V超车汽车的速度（km/h）；t2在对向车道上的行驶时间（s）。实际上在超车汽车加速
31、追上被超汽车后，一旦发现有对向来车而距离不足时，还可以回到原来的车道。这个时间一般可取 ，所行驶的距离为 ；对向来车的行驶时间只考虑超车汽车进入对向车道后的时间就能够保证交通安全了。所以保证超车安全的最小超车视距为 。 平面线形设计2.6行车视距n2.6.2平面视距的保证n在平曲线处，应注意检查弯道路段的平面视距，以防曲线内侧障碍物阻挡司机的视线，致使规定的行车视距不能得到保证，避免造成行车事故。一般地，检查弯道路段内平面视距能否保证的方法有两种n视距曲线法：AB弧是行车轨迹线，在轨迹线上的不同点（1、2、3） 引出一系列弧长等于最短视距L的视线（1-1、2-2、3-3），与这些视线相切的曲线
32、（包路线）称为视距曲线。在视距曲线与轨迹线间的空间范围，是应保证通视的区域，在这个区域内如有障碍物，则应予以清除。平面线形设计2.6行车视距n横净距法：在弯道路段各点的横断面上，汽车轨迹线与视距曲线之间的距离称为横净距。计算横净距应考虑两种情况，一是曲线长度（S）大于视距弧长（L）的情况，二是曲线长度小于视距弧长的情况。如图示。nRs路面加宽前曲线内侧边缘半径加1.5m，即 ；B路面宽度（m）；R圆曲线半径（m）；L视距（m）；路线转角（）；视距弧长L所对应的曲线圆心角（rad）；S曲线的长度（m）；Z最大横净距（m）。n计算出弯道路段的最大横净距Z后，对于横净距范围内的所有障碍物都应予以清除
33、。 平面线形设计2.7平面设计成果n完成前面介绍的平面设计内容后，应整理成图表格式形成最终的平面设计成果。其成果内容包括两大部分：一是设计图纸，即路线平面设计图、路线交叉设计图、平面布置图等；一是计算表格，即直线、曲线及转角表、路线交点坐标表、逐桩坐标表、路线固定点表、总里程及断链桩号表等。各种图表都应符合交通部颁发的“设计文件图表示例”中的要求。 n2.7.1直线、曲线及转角一览表n直线、曲线及转角是通过测角、丈量中线和布设平曲线后得到的成果，它反映了设计者对路线平面线形的设计意图，也是绘制平面设计图的依据。表格格式可参见表3-6，填写步骤如下：n根据平面定线方案，测定各交点处转角，并测量两
34、相邻交点间距，对各点进行编号填表；n在路线交点处，选择平曲线半径R，缓和段长度Ls，并布设平曲线；n计算每个交点曲线的几何要素并填表；n由路线起点开始，根据交点间距和曲线几何要素，推算各线主点桩里程并校核。计算出整个设计路线里程，将各主点桩号填表；n对曲线、转角表进行校核n交点间距-J=路线总里程n直线段长+曲线长=路线总里程平面线形设计2.7平面设计成果平面线形设计2.7平面设计成果n2.7.2逐桩坐标表n坐标系统的选用，根据测区内原坐标系统，一般可作如下几种选择：n 采用统一的高斯正投影3带或任意带平面直角坐标系统，投影面可采用1985年国家高程基准、测区抵偿高程面或测区平均高程面； 采用
35、高斯正投影3带平面直角坐标系统； 三级和三级以下公路、独立桥梁、隧道及其它构造物等小测区，可不经投影，采用平面直角坐标系统在平面上直接进行计算；在已有平面控制网的地区，应尽量沿用原有的坐标系统。n中桩坐标的计算，一般按“从整体到局布”的原则进行，其步骤如下：n 计算导线点坐标：采用两阶段勘测设计的公路或一阶段设计但遇到地形困难的路段 ，一般都要先作平面控制测量，而路线的平面控制测量多采用导线测量的方法，有条件时可优先采用全球定位系统（简称GPS）测量的方法。n计算交点坐标：当导线点的精度满足要求并经平差后，即可展绘在图纸上测绘地形图（又称纸上定线），或以导线点为依据在现场直接测得路线各交点的坐
36、标（又称直接定线）。纸上定线的交点坐标可在图纸上量取，直接定线的交点坐标可用全站议测量得到。n 计算中桩坐标n可先计算直线和曲线的主要点坐标，然后计算缓和曲线、圆曲线上每一个中桩的坐标。将计算结果列表整理，表格格式见表3-7。 平面线形设计2.7平面设计成果平面线形设计2.7平面设计成果n2.7.3路线平面设计图n路线平面设计图应全面、清晰地反映道路平面位置和经过地区的地形、地物等，它是设计人员设计意图的重要体现。n公路路线平面设计图n（1）平面图的比例尺和测绘范围：当作为可行性研究、方案比选用时，可采用1：50000或1：10000比例尺测绘。当作为初步设计、施工图设计的设计文件组成部分时，
37、一般需用1：2000，在平原微丘区可用1：5000，在地形特别复杂地段的路线可用1：500或1：1000。路线平面图是指包括中线在内的有一定宽度的带状地形图，其宽度一般以包含中线两侧各100200米为宜。对1：500的地形图，测绘宽度每侧应不小于250米。若有比较线，应将比较线包含在内。n（2）平面图的内容及绘制方法：A导线及道路中线的展绘：合理布局，绘出坐标方格网，坐标方格对可采用5cm或10cm。点绘导线点位置，复核各点间距及各个角度，按“逐桩坐标表”展绘曲线，注明特征点、公里桩、百米桩、断链桩位置，对导线点、交点逐个编号，注明该图中路线的起点和终点里程等。B控制点的展绘：展绘和测出各等级
38、三角点、导线点、图根点、水准点等，并按规定的符号表示。C各种构造物的测绘：各类建筑物、构造物及其主要附属设施应按工程测量规范的规定测绘和表示，如管线、电杆、交叉口、铁路、涵洞等。D水系及其附属物的测绘，如堤坝、池塘、湖泊、河流等。E地形、地貌、植被、不良地质带等均应详细测绘并用等高线和国家测绘局制定的“地形图图式”符号及数字注明。n（3）公路路线平面设计图示例，如图示。 平面线形设计2.7平面设计成果平面线形设计2.7平面设计成果n城市道路平面设计图n（1）平面图的比例尺和测绘范围：相对公路来说，城市道路短而宽，比例尺一般比公路大。技术设计时，可用1：5001：1000的比例尺测绘。测绘范围视
39、道路等级而定，通常在道路两侧红线外各2050米，或中线两侧各50150米。n（2）平面图的内容及绘制方法，城市道路的导线、中线及路线两侧的地形、地物、水系、植被等的绘制方法与公路相同。不同的有：A规划红线：道路的中心线画出后，应按城市道路的规划宽度画出道路红线，同时还需考虑近期和远期规划。B坡口、坡脚线：填方路段在平面图中应画出路基的坡脚线；挖方路段画出路基的坡口线。C车道线：在路幅宽度内，机动车道（快车道、慢车道）、非机动车道的位置、宽度可在横断面布置图中查取，并一一画在平面图中。各车道间的分隔带、路缘带等也应绘出。D交叉口：在平面设计图中应按平面设计图的比例尺绘出并详细注明交叉口的各路去向、交叉角度、曲线的组成要素以及路缘石转弯半径。E人行道、人行横道线、交通岛。F地上、地下管线和排水设施。n（3）一张完整的平面设计图，除了清楚、正确地反映上述设计内容外，还应对某些细部设计或构件绘出详图和作一些简要的工程说明（如工程范围、坐标系、水准点位置等）。 平面线形设计第五讲纵断面设计平面线形设计
