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1、第三章第三章 平面设计平面设计 1. 1. 汽车行驶汽车行驶汽车行驶汽车行驶轨迹特性轨迹特性轨迹特性轨迹特性与道路与道路与道路与道路平面线形要素平面线形要素平面线形要素平面线形要素。2. 2. 直线直线直线直线的特点与的特点与的特点与的特点与运用运用运用运用（最大长度、最小长度）。（最大长度、最小长度）。（最大长度、最小长度）。（最大长度、最小长度）。3. 3. 圆曲线圆曲线圆曲线圆曲线的的的的特点特点特点特点、半径与长度。、半径与长度。、半径与长度。、半径与长度。4. 4. 缓和曲线缓和曲线缓和曲线缓和曲线性质、行驶和参数性质、行驶和参数性质、行驶和参数性质、行驶和参数5. 5. 平面线形设
2、计平面线形设计平面线形设计平面线形设计原则原则原则原则与线形与线形与线形与线形组合组合组合组合6. 6. 道路平面设计主要道路平面设计主要道路平面设计主要道路平面设计主要成果成果成果成果。本章主要学习内容本章主要学习内容要求要求要素要素方法方法展示展示 一、路一、路 线线n道道路路：路路基基、路路面面、桥桥梁梁、涵涵洞洞、隧隧道道和和沿沿线线设设施施构构成成的的三三维实体体。第一节第一节 道路平面线形概述道路平面线形概述 n路路线：是指道路是指道路中中线的的空空间位置。位置。平面图：平面图：平面图：平面图： 路线在路线在路线在路线在水平面水平面水平面水平面上的投影。上的投影。上的投影。上的投影
3、。纵断面图：纵断面图：纵断面图：纵断面图：沿道路中线的竖向沿道路中线的竖向沿道路中线的竖向沿道路中线的竖向剖剖剖剖面图，再行面图，再行面图，再行面图，再行展开展开展开展开。横断面图：横断面图：横断面图：横断面图：道路中线上任意一点的道路中线上任意一点的道路中线上任意一点的道路中线上任意一点的法向切面法向切面法向切面法向切面。路线的表示路线的表示：n 路线平面设计：路线平面设计：研究道路的基本研究道路的基本走向走向及及线形线形的过程。的过程。n 路线纵断面设计：路线纵断面设计：研究道路研究道路纵坡纵坡及及坡长坡长的过程。的过程。n 路线横断面设计：路线横断面设计：研究路基断面研究路基断面形状与组
4、成形状与组成的过程。的过程。 n 路线设计：路线设计：确定确定路线空间位置路线空间位置和各部分和各部分几何尺寸几何尺寸。分解成三步：分解成三步：二、平面线形设计的基本要求二、平面线形设计的基本要求二、平面线形设计的基本要求二、平面线形设计的基本要求n行驶中汽车的轨迹的几何特征：行驶中汽车的轨迹的几何特征：n（1 1）轨迹连续轨迹连续：连续和圆滑的，不出现：连续和圆滑的，不出现错头错头和和破折破折；（一）汽车行驶轨迹（一）汽车行驶轨迹n（2 2）曲率连续）曲率连续：即轨迹上任一点不出现两个曲率的值。：即轨迹上任一点不出现两个曲率的值。n（3 3）曲曲率率变变化化连连续续：即即轨轨迹迹上上任任一一
5、点点不不出出现现两两个个曲曲率率变变化率的值。化率的值。n n（二）平面（二）平面（二）平面（二）平面线线形要素形要素形要素形要素n行行驶中中汽汽车的的导向向轮与与车身身纵轴的的关系：关系：n 1 1角度角度为零零： n 2 2角度角度为常数常数：n 3 3角度角度为变数数：n汽汽车行行驶轨迹迹线曲率为曲率为0 0直直线曲率为曲率为常数常数圆曲曲线曲曲率率为为变变数数缓和和曲曲线现现代代道道路路平平面面线线形形正正是是由由上上述述三三种种基基本本线线形形构构成成的，称为平面线形的，称为平面线形三要素三要素。第二节第二节 直线直线一、直线的特点一、直线的特点n 1.1.优点：优点：n 距离短，直
6、距离短，直捷捷，通视条件好，通视条件好。n 汽汽车行行驶受力受力简单，方向明确，方向明确，驾驶操作操作简易。易。n 便便于测设于测设。n2.2.缺点缺点n 线形形难于与地形相于与地形相协调，n 过长的的直直线易易使使驾驶人人感感到到单调、疲疲倦倦，难以以目目测车间距离。距离。n 易超速易超速不宜采用长直线二、直线的运用二、直线的运用n 1. 宜采用直线线形的路段：宜采用直线线形的路段：n（1）不不受受地地形形、地地物物限限制制的的平平坦坦地地区区或或山山间间的的开开阔阔谷地；谷地；n（2）市市镇镇及及其其近近郊郊，或或规规划划方方正正的的农农耕耕区区等等以以直直线线条为主的地区；条为主的地区；
7、n（3）长的）长的桥梁、隧道桥梁、隧道等构造物路段；等构造物路段； n（4）路线）路线交叉点交叉点及其及其前后前后；n（5）双车道公路提供）双车道公路提供超车路段超车路段。n （1）直线上直线上纵坡不宜过大纵坡不宜过大，易导致高速度。，易导致高速度。n （2）长直线尽头的平曲线，设置标志、增加路面长直线尽头的平曲线，设置标志、增加路面抗滑抗滑性能。性能。n2. 采用长的直线应注意的问题：采用长的直线应注意的问题：n （3）直线应与直线应与大半径凹竖曲线大半径凹竖曲线组合，视觉缓和。组合，视觉缓和。 n（4）植树或设置一定建筑物、雕塑等植树或设置一定建筑物、雕塑等改善景观改善景观。标准标准标准标
8、准规定：直线的最大与最小规定：直线的最大与最小规定：直线的最大与最小规定：直线的最大与最小长度长度长度长度应有所应有所应有所应有所限制限制限制限制。 德国：德国：德国：德国：20V20V（mm）0.02h0.02h0.02h0.02h行车。行车。行车。行车。 前苏联：前苏联：前苏联：前苏联：8km8km8km8km 美国：美国：美国：美国：3mile3mile3mile3mile（4.38km4.38km4.38km4.38km） 我国：我国：我国：我国：暂无强制规定暂无强制规定暂无强制规定暂无强制规定 景观有变化景观有变化景观有变化景观有变化 20V20V20V20V； 3KM3KM3KM3
9、KM 景观单调景观单调景观单调景观单调 20V20V20V20V 公公公公路路路路线线线线形形形形设设设设计计计计不不不不是是是是在在在在平平平平面面面面线线线线形形形形上上上上尽尽尽尽量量量量多多多多采采采采用用用用直直直直线线线线，或或或或者者者者是是是是必必必必须须须须由由由由连续的曲线连续的曲线连续的曲线连续的曲线所构成，所构成，所构成，所构成， 而是而是而是而是必须采用与自然地形相协调的线形必须采用与自然地形相协调的线形必须采用与自然地形相协调的线形必须采用与自然地形相协调的线形。3. 最大直线长度问题：最大直线长度问题：三、直线的最小长度三、直线的最小长度直线的长度：前一个曲线终点
10、曲线终点到下一个曲线起点曲线起点之间的距离。YZ(ZH)ZH（ZY) 之间的距离 1 1同向曲同向曲同向曲同向曲线间线间的直的直的直的直线线最小最小最小最小长长度度度度 同向曲线：同向曲线：同向曲线：同向曲线： 指指指指两两两两个个个个转转转转向向向向相相相相同同同同的的的的相相相相邻邻邻邻曲曲曲曲线线线线之之之之间间间间连连连连以以以以直直直直线线线线而而而而形形形形成成成成的的的的平面曲线平面曲线平面曲线平面曲线 规范规范规范规范：当：当：当：当V V60km60km时时，LminLmin6V6V； 当当当当V V40km40km时时， 参考参考参考参考执执行行行行 直线短，易产生是直线短
11、，易产生是直线短，易产生是直线短，易产生是反向曲线反向曲线反向曲线反向曲线的错觉，的错觉，的错觉，的错觉， 再短，易将两个曲线看成是一个曲线再短，易将两个曲线看成是一个曲线再短，易将两个曲线看成是一个曲线再短，易将两个曲线看成是一个曲线 断背曲线断背曲线 操作失误操作失误 事故事故LminLmin6V6VLminLmin6V6V2反向曲反向曲线间的直的直线最小最小长度度n反向曲线：反向曲线：n 指指指指两两两两个个个个转转转转向向向向相相相相反反反反的的的的相相相相邻邻邻邻曲曲曲曲线线线线之之之之间间间间连连连连以以以以直直直直线线线线而而而而形形形形成成成成的的的的平平平平面面面面曲线曲线曲线曲线n规范规范规定：规定： V60kmV60km时时时时: :n 不小于不小于2V。-考虑超过加宽的需要。考虑超过加宽的需要。n 设置缓和曲线时，可构成设置缓和曲线时，可构成S S形曲线形曲线 n n V40kmV40km时时时时：参考执行：参考执行：参考执行：参考执行问题：6v、2v相当几秒行车？
