道路平面线形设计.doc

Ch3道路平面线形设计
【本章主要内容】
§3-1平面线形概述
§3-2直线
§3-3圆曲线
§3-4缓和曲线（3h)
§3-5平面线形的组合与衔接
§3-6行车视距
§3-7道路平面设计成果

【本章学习要求】
掌握平面线型的基本组成要素:直线、圆曲线、缓和曲线的设计标准、影响因素及确定方法、要素计算；行车视距的种类及保证；平面设计的设计成果；了解平面线型的组合设计。
本章重点：缓和曲线设计与计算、平面设计注意事项，难点：缓和曲线。

§3-1道路平面线形概述

基本要求：掌握平面线形的概念，平面线形三要素，
了解汽车行驶轨迹对道路线形的要求。
重点：平面线形的概念。
难点：平面线形三要素。

1平面线形的概念
平面线形—道路中线在平面上的水平投影，反映道路的走向。

2平面线形三要素
2．1汽车行驶轨迹
大量的观测和研究表明，行驶中的汽车，其导向抡旋转面与车身纵轴之间的关系对应的行驶轨迹为：
1)角度为0时，汽车的行驶轨迹为直线；
2)角度不变时，汽车的行驶轨迹为圆曲线；
3)角度匀速变化时，汽车的行驶轨迹为缓和曲线。

行驶中的汽车，其轨迹在几何性质上有以下特征：
1)轨迹是连续和圆滑的；
2)曲率是连续的；
3)曲率的变化是连续的。
直线一圆曲线一直线符合第（1）条规律
直一缓一圆一缓一直符合第（1）、（2）条规律
整条高次抛物线可能符合全部规律，但计算困难，测设麻烦。
2.2平面线形要素
直线、圆曲线、缓和曲线称为平面线形的三要素。

§3-2直线

基本要求：了解直线的使用特点和适用条件；掌握直线的设计标准及计算。
重点：直线的设计标准。
难点：路线方位角、转角的计算。

1直线的特点
1.1以最短的矩离连接两目的地；
1.2线形简单，容易测绘；
1.3长直线，行车安全性差；
1.4山区、丘陵区难与地形与周围环境协调。

2设计标准
2.1直线最大长度
1）限制理由
2）直线最大长度：20V。
2.2直线最小长度Lmin
1）同向曲线间的Lmin：6V。
其中直线很短时，形成所谓的“断背曲线”。
2）反向曲线间的Lmin：2V。
考虑其超高和加宽缓和的需要，以及驾驶人员的操作方便。

3直线的运用
3.1适用条件
1）路线完全不受地形、地物限制的平原区或山间的开阔谷地；
2）市镇及其近郊或规划耕区等；
3）长大桥梁、高架桥、隧道等路段；
4）平面交叉口附近，为争取较好的行车和通视条件；
5）双车道公路提供超车的路段。
3.2注意问题
1）不宜过长；
2）长直线上纵坡不宜过大；
3）长直线尽头不得设置小半径平曲线；
4）不宜过短。

4直线的表达式（★补充）
已知直线上两点的坐标（X1，Y1）（X2，Y2）则直线的数学表达式为：
Y-Y1X-X1
Y2-Y1X2-X1
两点间的直线长度：L=[（X1-X2）2+（Y1-Y2）2]1/2§3-3圆曲线

基本要求：了解圆曲线的使用特点和适用条件；掌握圆曲线的设计标准及要素计算。
重点：圆曲线半径的设计标准。
难点：曲线桩号的敷设。
《规范》规定：各级公路不论转角大小，均应设置曲线。

1特点
圆曲线是路线上常采用的最简单的曲线，其主要特点是：
1）曲线上任意点的曲率半径为常数，故测设比缓和曲线简便；
2）汽车在曲线上行驶时受到离心力；
3）汽车在曲线上行驶时要多占用宽度；
4）视距条件差；

2圆曲线半径
2.1圆曲线半径计算的一般公式
R=V2/127(μ±i)----取整！
关于μ值：横向力存在，对行车会产生影响。主要表现为：
（1）危及行车安全，使汽车产生侧滑或倾覆的危险
要求：u≤Ф0、u≤b/2hg
（2）增加操纵困难，
（3）增加燃料消耗和轮胎磨损，
（4）行旅不舒适。
2.2考虑因素
1）行车
2）施工
3）地形
4）线形均衡
5）纵坡
2.3设计标准
1）极限最小半径R1：仅保证行车安全，在任何条件下均必须满足。按μ=0.15,i=8%计算,见表3-4、5。
2）一般最小半径R2：考虑使用质量、线形协调、等级提高等多方面的因素，设计时尽量采用大于或等于R2的值。按相应的μ，i计算，见表3-4、5。
3）不设超高最小半径R3：R很大时，车辆在弯道上行驶所受的离心力很小，可不设超高。按μ=0.04，i=-2%计算，见表3-8。
4）不设缓和曲线最小半径R4
※公路：R1<R2<R3=R4
※城市道路：R1<R2<R3<R4

各级公路圆曲线最小半径
设计速度（Km/h)1201008060403020一般值(m)10007004002001006530极限值(m)650400250125603015不设超高
最小半径(m)路拱≤2.0%5500400025001500600350150路拱>2.0%75005250