平纵线形之组合设计.doc

公路平、纵线形组合设计教学目的：掌握平、纵线形组合设计的原则、一般规定和组合方式等重点难点：1、平曲线和竖曲线结合的一般规定2、平面直线和纵断面结合的一般规定教学方法：讲授+多媒体播放图片教学课时：2课时教学过程：Ⅰ复习提问：什么是爬坡车道？爬坡车道设立的条件竖曲线的两种形式？纵断面设计线是由什么组成的？Ⅱ导入新课公路的空间线形是指由公路的平面线形和纵断面线形及横断面所组成的空间带状结构物；公路设计是从路线规划开始的，然后经选线、平面线形设计、纵断面设计和平纵线形组合设计，最终以平、纵、横组合的立体线形展现出来。汽车行驶过程中，驾驶员所选择的实际行车速度是他对立体线形的判断作出的，这样，立体线形组合的优劣最后集中反映在汽车的车速上。因此，设计中不仅仅满足平面、纵断面线形标准，还必须满足公路空间线形视觉的连续性，并有足够的舒适感和安全感。Ⅲ讲解新课一、视觉分析(一)视觉分析的意义公路设计除应考虑自然条件、汽车行驶力学的规定外，还要把驾驶员在心理和视觉上的反映作为重要因素考虑。汽车在公路上行驶时，驾驶员是通过视觉、运动感觉和时间的变化来判断线形。公路的线形、周边景观、标志及其他有关信息，驾驶员几乎都是通过的视觉感受到的。从视觉心理出发，对公路的空间线形及其与周边自然景观和沿线建筑的协调，保持视觉的连续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。(二)视觉与车速的动态规律(1)驾驶员的注意力集中和心理紧张的限度随着车速的增长而增长。（2)驾驶员的注意力集中点随着车速增长而向远方移动。当车速增长97km／h时，他的注意力集中点在前方600m以外的某一点。（3)当车速超过97km／h时，对前景细节的视觉开始模糊起来。(4)驾驶者的周界感随车速的增长而减少。当车速达成72km/h时，驾驶者可以看到公路两侧视角30～40°的范围，而当车速增长到97km/h时，视角减至20°以下。当车速再增长，驾驶者的注意力随之引向景象中心而置两侧于不顾。(三)视觉评价方法所谓线形状况是指公路平面和纵断面线形所组成的立体形状，在汽车快速行驶中给驾驶员提供的连续不断的视觉印象。设计者通过公路透视图评价线形组合是否顺势流畅，对易产生判断失误和茫然的地方，必须在设计阶段进行修改。二、公路平、纵线形组合设计(一)组合原则平面与纵断面的线形组合是指在满足汽车运动学和力学规定的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续性、舒适感，研究与周边环境的协调和良好的排水条件。公路平、纵线形组合的基本原则是：1.应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；任何使驾驶员感到茫然、迷惑或者判断失误的线形，必须尽力避免。在视觉上能否自然的诱导视线是衡量平、纵线形组合的最基本问题。2.平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊太大，使线形在视觉上和心理上保持协调；它不仅影响线形的平顺，并且与工程费用相关。对纵断面线形反复起伏，在平面上却采用高标准的线形是无意义的。反之亦然。3.选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和安全行车。（≥0.5%）4.注意与道路周边环境的配合。这样可以减轻驾驶员的疲劳和紧张限度，并可起到引导视线的作用。高速公路、一级公路以及设计速度≥60Km/h的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标平衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。设计速度愈高，线形设计所考虑的因素愈周全。设计速度≤40Km/h的公路，一方面应在保证行车安全的前提下，对的运用线形要素最小值，在条件许可，但是多增长工程量的情况下，力求做到各种线形要素合理组合，并尽量避免和减轻不利的组合，以期充足发挥投资效益。(二)组合方式1.平曲线和竖曲线组合一般规定：（1）平曲线与竖曲线应互相重合，且平曲线应稍长于竖曲线。这种组合最佳使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即“平包竖”。若平竖错位，只要错开位置不大于平曲线上，则认为是可以的，半径大时可不受此限制。这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，并且可取得平顺而流畅的效果。对于等级较高的道路应尽量做到这种组合，并且使平、竖曲线半径都大一些才显得协调，特别是凹形竖曲线处车速较高，两者半径更应当大一些。（2）平曲线与竖曲线大小应保持均衡。根据德国研究结果，若平曲线半径小于1000米时，竖曲线半径大约为平曲线半径的10~20倍时，便可达成均衡的目的。平曲线半径（m）竖曲线半径（m）平曲线半径（m）竖曲线半径（m）500100001100300007001202312004000080016000150060000900202302023100000100025000平曲线和竖曲线中其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上竖曲线，或一个大的竖曲线具有两个以上平曲线，看上去非常别扭。（3）暗弯与凸形竖