道路工程运输第2章.ppt

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2.12.1概述概述2.22.2平面线形设计平面线形设计2.32.3行车视距行车视距2.42.4道路平面设计成果道路平面设计成果第第22章章平面设计平面设计2.12.1概述概述平面线形指道路中线在水平面上的投影线形。

平面线形指道路中线在水平面上的投影线形。

1.汽车行驶轨迹特征汽车行驶轨迹特征

（1）轨轨迹迹线线是是连连续续的的，在在任任何何一一点点上上不不出出现现错错头头、折折点点或间断；或间断；

（2）轨轨迹迹线线的的曲曲率率是是连连续续的的，轨轨迹迹上上任任何何一一点点不不出出现现两两个曲率值。

个曲率值。

（3）轨轨迹迹线线的的曲曲率率对对里里程程或或时时间间的的变变化化率率是是连连续续的的，即即轨迹上任一点轨迹上任一点不出现两个曲率变化率值。

不出现两个曲率变化率值。

（1）曲率为零（曲率半径为无穷大）的线形：

）曲率为零（曲率半径为无穷大）的线形：

直线直线

（2）曲率为常数（曲率半径为常数）的线形：

）曲率为常数（曲率半径为常数）的线形：

圆曲线圆曲线（3）曲率为变数（曲率半径为变数）的线形：

）曲率为变数（曲率半径为变数）的线形：

缓和曲线缓和曲线2.2.平面线形三要素平面线形三要素2.22.2平面线形设计平面线形设计2.2.1直线直线1.直线的特点直线的特点优点：

汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，优点：

汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易；测设驾驶操作简易；测设简单。

简单。

缺点：

单调，疲劳，紧张，超速缺点：

单调，疲劳，紧张，超速2.适用条件适用条件

（1）不受地形、地物限制的平坦地区或山涧谷地；）不受地形、地物限制的平坦地区或山涧谷地；

（2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等；）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等；（3）长大桥梁、隧道等构造物路段；）长大桥梁、隧道等构造物路段；（4）路线交叉点及其前后路段；）路线交叉点及其前后路段；（5）双车道公路提供超车的路段。

）双车道公路提供超车的路段。

2.2.12.2.1直线直线（=0）3.直线的运用直线的运用

（1）直线的最大长度直线的最大长度德国和日本：

直线的最大长度（以米计）为德国和日本：

直线的最大长度（以米计）为20（是计算行车速度，用是计算行车速度，用km/h表示）；表示）；苏联：

苏联：

8km；美国：

美国：

3mile（4.83km）。

）。

V60km/h时时

（1）同向曲线间的直线最小长度不小于）同向曲线间的直线最小长度不小于6V（米）；（米）；

（2）反向曲线间的直线最小长度以不小于）反向曲线间的直线最小长度以不小于2V（米）。

（米）。

V40km/h时以上条件参考执行时以上条件参考执行。

（2）直线的最小长度直线的最小长度2.2.22.2.2圆曲线圆曲线（=1/R）横向设置超高横向设置超高1.1.圆曲线半径圆曲线半径圆曲线半径公式圆曲线半径公式

（1）横向力系数）横向力系数讨论讨论危及行车安全：

危及行车安全：

hh横向摩阻系数横向摩阻系数增加驾驶操纵的困难增加驾驶操纵的困难增加燃料消耗和轮胎磨损增加燃料消耗和轮胎磨损行旅不舒适：

行旅不舒适：

当当0.10时，不感到有曲线存在，很平稳；时，不感到有曲线存在，很平稳；当当=0.15时，稍感到有曲线存在，尚平稳；时，稍感到有曲线存在，尚平稳；当当=0.20时，已感到有曲线存在，稍感不稳定；时，已感到有曲线存在，稍感不稳定；当当=0.35时，感到有曲线存在，不稳定；时，感到有曲线存在，不稳定；当当0.40时，非常不稳定，有倾车的危险感时，非常不稳定，有倾车的危险感的舒适界限，由的舒适界限，由0.11到到0.16随行车速度而变化，通常随行车速度而变化，通常高速路取较低值，低速路取较高值。

高速路取较低值，低速路取较高值。

（2）最大超高）最大超高ihmaxihmaxhw公路采用公路采用0.10、0.08、0.06，城市道路用城市道路用0.06、0.04、0.02极限最小半径极限最小半径：

max,ihmax特殊困难的条件下不特殊困难的条件下不得已得已才使用的，一般不轻易采用。

才使用的，一般不轻易采用。

一般最小半径一般最小半径:

旅客有充分的舒适感旅客有充分的舒适感,线形对于地线形对于地形、地物有比较好的适应性，线形设计不会过多形、地物有比较好的适应性，线形设计不会过多地增加工程量地增加工程量.不设超高最小半径不设超高最小半径:

=0.035，ih=-0.015按公式按公式计算得来。

计算得来。

公路最小圆曲线半径公路最小圆曲线半径设超高最小半径设超高最小半径：

max,ihmax特殊困难的条件下特殊困难的条件下不得已不得已才使用的，一般不轻易采用。

才使用的，一般不轻易采用。

设超高推荐最小半径设超高推荐最小半径：

综合考虑乘客舒适度和工：

综合考虑乘客舒适度和工程经济性。

程经济性。

不设超高最小半径不设超高最小半径:

=0.067，ih=-0.02按公式按公式计算取整得来计算取整得来。

最大圆曲线半径最大圆曲线半径：

不宜超过：

不宜超过10000m城市道路最小半径城市道路最小半径2.圆曲线的计算圆曲线的计算

（1）曲线要素计算）曲线要素计算已知已知:

曲线半径曲线半径R（m）R（m），曲线转角，曲线转角（度），度），则则:

圆曲线长圆曲线长L=R*（L=R*（/180）*/180）*（m）;（m）;切线长切线长T=R*tg（T=R*tg（/2）（m）;/2）（m）;外距外距E=Rsec（E=Rsec（/2）-1（m）;/2）-1（m）;超距超距J=2T-LJ=2T-L（m）;（m）;QZJDTZYYZE（22）主点桩号计算）主点桩号计算已知：

交点已知：

交点JDJD的桩号，的桩号，RR,则则：

曲线起点：

曲线起点ZYZY（直圆）（直圆）=JD-T=JD-T曲线终点曲线终点YZYZ（圆直）（圆直）=ZY+L=ZY+L曲线中点曲线中点QZQZ（曲中）（曲中）=YZ-L/2=YZ-L/2交点桩号交点桩号JDJD（交点）（交点）=QZ+J/2=QZ+J/2QZJDTZYYZE2.2.32.2.3缓和曲线缓和曲线1.缓和曲线的作用缓和曲线的作用

（1）曲率连续变化，便于曲率连续变化，便于车辆遵循车辆遵循

（2）离心力逐渐变化，）离心力逐渐变化，旅客感觉舒适旅客感觉舒适（3）超高横坡度逐渐变）超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳化，行车更加平稳（4）与圆曲线配合得当，）与圆曲线配合得当，增加线形美观增加线形美观讨论汽车转弯的轨迹方程：

讨论汽车转弯的轨迹方程：

假设：

汽车匀速行驶假设：

汽车匀速行驶v（m/s）方向盘匀速转动方向盘匀速转动（rad/min）行驶时间行驶时间t（s）方向盘转动角度方向盘转动角度=t车轮转动角度车轮转动角度=k=kt（k1）则则r=d/sind/=d/（kt）t=d/（kr）行驶轨迹弧长行驶轨迹弧长l=vt=vd/（kr）令令vd/（k）=C（C为常数）为常数）则则l=C/rddddrrrr缓和曲线性质缓和曲线性质汽车匀速从直线进入圆曲线汽车匀速从直线进入圆曲线时，其行驶轨迹的弧长与曲时，其行驶轨迹的弧长与曲线的曲率半径之乘积为一常线的曲率半径之乘积为一常数。

数。

C=A2=lr即为回旋线的表达形式。

即为回旋线的表达形式。

回旋线终点处：

回旋线终点处：

l=LS，r=R，则则RLS=A2ddddrrrrRLS=A2

（1）

（1）回旋线的数学表达式回旋线的数学表达式一般方程一般方程：

r*r*l=C=A=C=A22ddl=rd=rddx=ds*cosdx=ds*cosdy=ds*sindy=ds*sin直角坐标表达式直角坐标表达式：

x=x=l-l55/（40C/（40C22）+）+y=y=l33/（6C）-/（6C）-l77/（336C/（336C33）+）+2.2.缓和曲线的形式（回旋曲线）缓和曲线的形式（回旋曲线）（22）回旋线的几何要素回旋线的几何要素曲率半径曲率半径：

回旋线长回旋线长：

缓和曲线角缓和曲线角：

内移值内移值：

P点半径圆心点半径圆心坐标坐标长切线长长切线长：

短切线长短切线长：

弦长弦长：

弦偏角弦偏角：

M3.3.缓和曲线的长度及参数缓和曲线的长度及参数缓和曲线的最小长度缓和曲线的最小长度

（1）旅客感觉舒适）旅客感觉舒适离心加速度的变化率离心加速度的变化率：

汽车在匀速行驶的情况下，汽车在匀速行驶的情况下，公路参考这一规定建议公路参考这一规定建议s0.6（m/s3）,高速公路通高速公路通常采用常采用s=0.35（m/s3），），最大为最大为s=0.5（m/s3）。

）。

式式中中：

B道道路路超超高高横横断断面面旋旋转转轴轴至至车车行行道道路路缘缘带外侧边缘的宽度（带外侧边缘的宽度（mm）；）；ii超高横坡度与路拱坡度的代数差；超高横坡度与路拱坡度的代数差；pp适适当当的的超超高高渐渐变变率率，即即旋旋转转轴轴线线与与车车行道外侧边缘线之间的相对坡度行道外侧边缘线之间的相对坡度.（22）超高渐变率适中）超高渐变率适中B*iLSpihigigii（3）行驶时间不过短）行驶时间不过短（3S行程距离）行程距离）（4）线形顺适与美观的要求）线形顺适与美观的要求缓和曲线角缓和曲线角=329而而=LS/2R（rad）则则R/9LSR2.缓和曲线参数的确定缓和曲线参数的确定A2=RLS公路路线设计规范公路路线设计规范规定规定：

四级公路不设缓和曲线。

：

四级公路不设缓和曲线。

城市道路设计规范城市道路设计规范规定：

当设计车速规定：

当设计车速40km/h时不时不设置缓和曲线。

设置缓和曲线。

当当p=0.20（m）LS=Vt/3.6t=3（s）得得R临界临界=0.144V2公路公路：

不设缓和曲线的最小半径：

不设缓和曲线的最小半径=不设超高的最小半径不设超高的最小半径城市道路城市道路：

不设缓和曲线的最小半径：

不设缓和曲线的最小半径=2R临界临界4.4.缓和曲线的省略缓和曲线的省略半径不同的同向圆曲线径相连接处，半径不同的同向圆曲线径相连接处，小圆半径大于小圆半径大于“小圆临界曲线半径小圆临界曲线半径”中所中所列半径，且符合其中条件之一亦可省略列半径，且符合其中条件之一亦可省略。

复曲线中缓和曲线的省略：

复曲线中缓和曲线的省略：

5.5.缓和曲线的设置与计算缓和曲线的设置与计算2.2.5平面线形组合设计一般公路线形一般公路线形高速公路线形高速公路线形立体交叉线形立体交叉线形平面线形简捷、连续，与地形、地物相适应，与周边环境相协调。

平面线形简捷、连续，与地形、地物相适应，与周边环境相协调。

在在满满足足行行驶驶力力学学基基本本要要求求的的前前提提下下，高高速速路路还还应应尽尽量量满满足足视视觉觉和和心心理理上的要求。

上的要求。

保持平面线形的均衡与连贯保持平面线形的均衡与连贯。

应避免连续急弯的线形应避免连续急弯的线形。

平曲线应有足够的长度平曲线应有足够的长度。

（1）平曲线的最小长度应满足）平曲线的最小长度应满足6S行程距离。

行程距离。

（2）小偏角平曲线加长。

）小偏角平曲线加长。

当平曲线转角当平曲线转角7时应设置较长的平曲线时应设置较长的平曲线。

1.1.平面线形设计一般原则平面线形设计一般原则2.2.平面线形组合类型平面线形组合类型

（1）基本型）基本型：

按照直线按照直线回旋线回旋线圆曲圆曲线线回旋线回旋线直线的顺序直线的顺序组合的线形形式。

组合的线形形式。

回旋线、圆曲线、回旋线回旋线、圆曲线、回旋线之长度比宜设计成之长度比宜设计成111或或1：

2：

1。

：

两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合线形形式。

两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合线形形式。

（1）S型相邻两个回旋线参数型相邻两个回旋线参数A1与与A2宜相等宜相等

（2）S型两圆曲线半径之比不宜过大，以型两圆曲线半径之比不宜过大，以R2/R1=11/3为宜为宜（3）L（A1+A2）/40L反向回旋线间短直线或重合段的长度（反向回旋线间短直线或重合