道路平面PPT學習教案

1、會計學1道路平面道路平面二、平面線形設計的基本要求二、平面線形設計的基本要求（一）汽車行駛軌跡（一）汽車行駛軌跡行駛中汽車的軌跡的幾何特征：行駛中汽車的軌跡的幾何特征：（1）軌跡連續(xù)。軌跡連續(xù)。這個軌跡是連續(xù)的和圓滑的，這個軌跡是連續(xù)的和圓滑的，即在任何一點上不出現錯頭和破折；即在任何一點上不出現錯頭和破折；第1頁/共36頁（2）曲率連續(xù)。曲率連續(xù)。其曲率是連續(xù)的，即軌跡上任一其曲率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現兩個曲率的值。點不出現兩個曲率的值。第2頁/共36頁（3）曲率變化連續(xù)。曲率變化連續(xù)。其曲率的變化率是連續(xù)的，即其曲率的變化率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現兩個曲率變化率的值。軌跡上任

2、一點不出現兩個曲率變化率的值。第3頁/共36頁（二）平面線形要素（二）平面線形要素 在平面線形中，基本線形是和汽車的行駛狀在平面線形中，基本線形是和汽車的行駛狀態(tài)相對應的，具有如下性質：態(tài)相對應的，具有如下性質： （1 1）直線：曲率為零，汽車車身軸向與汽）直線：曲率為零，汽車車身軸向與汽車行駛方向的夾角為零。車行駛方向的夾角為零。 （2 2）圓曲線：曲率為不為零的常數，汽車）圓曲線：曲率為不為零的常數，汽車車身軸向與汽車行駛方向的夾角為固定值。車身軸向與汽車行駛方向的夾角為固定值。 （3 3）緩和曲線：曲率為變數，汽車車身軸）緩和曲線：曲率為變數，汽車車身軸向與汽車行駛方向的夾角為變數。向與

3、汽車行駛方向的夾角為變數。 現代道路平面線形正是由上述三種基本線形現代道路平面線形正是由上述三種基本線形直線直線、圓曲線圓曲線和和緩和曲線緩和曲線構成的，稱為平面線形構成的，稱為平面線形三要素。三要素。第4頁/共36頁第二節(jié)第二節(jié) 直線直線一、直線的特點一、直線的特點 兩點之間直線距離最短，直兩點之間直線距離最短，直捷捷，通視條件好。，通視條件好。 汽車在直線上行駛受力簡單，方向明確，駕駛操汽車在直線上行駛受力簡單，方向明確，駕駛操作簡易。作簡易。 便于測設。便于測設。 直線線形大多難于與地形相協(xié)調，若長度運用不直線線形大多難于與地形相協(xié)調，若長度運用不當，不僅破壞了線形的連續(xù)性，也不便達到線

4、形設計當，不僅破壞了線形的連續(xù)性，也不便達到線形設計自身的協(xié)調。自身的協(xié)調。 過長的直線易使駕駛人感到單調、疲倦，難以目過長的直線易使駕駛人感到單調、疲倦，難以目測車間距離。測車間距離。第5頁/共36頁二、直線的運用二、直線的運用1. 1. 宜采用直線線形的路段：宜采用直線線形的路段：（1 1）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷地；谷地；（2 2）市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農耕區(qū)等以直線）市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)；條為主的地區(qū)；（3 3）含有較長的橋梁、隧道等構造物路段；）含有較長的橋梁、隧道等構造物路段； （4 4

5、）路線交叉點及其前后；）路線交叉點及其前后；（5 5）雙車道公路提供超車的路段。）雙車道公路提供超車的路段。第6頁/共36頁2. 2. 當采用長的直線線形時，應注意的問題：當采用長的直線線形時，應注意的問題：（1 1）在直線上縱坡不宜過大，因長直線再加下陡坡更易導）在直線上縱坡不宜過大，因長直線再加下陡坡更易導致高速度，造成交通事故。直線段的縱坡度一般應致高速度，造成交通事故。直線段的縱坡度一般應小于小于3%3%。（2 2）長直線適宜與大半徑凹形豎曲線組合，這樣可以使生）長直線適宜與大半徑凹形豎曲線組合，這樣可以使生硬呆板的直線得到一些緩和。硬呆板的直線得到一些緩和。第7頁/共36頁（3 3）

6、道路兩側過于空曠時，宜采取植不同樹種或設置一定建）道路兩側過于空曠時，宜采取植不同樹種或設置一定建筑物、雕塑、廣告牌等措施，以改善單調的景觀。筑物、雕塑、廣告牌等措施，以改善單調的景觀。（4 4）長直線或長下坡的盡頭應接大半徑的平曲線。除曲線半）長直線或長下坡的盡頭應接大半徑的平曲線。除曲線半徑、超高、視距等必須符合規(guī)定外，還必須采取設置標志、徑、超高、視距等必須符合規(guī)定外，還必須采取設置標志、增加路面抗滑能力等安全措施。增加路面抗滑能力等安全措施。 （5 5）與一定的交通工程設施相配合，如設置距離確認標志、）與一定的交通工程設施相配合，如設置距離確認標志、門式可變信號裝置等。門式可變信號裝置

7、等。第8頁/共36頁3. 3. 最大直線長度問題：最大直線長度問題： 德國規(guī)定直線的最大長度（以米計）為德國規(guī)定直線的最大長度（以米計）為20V（計算行車速度，計算行車速度，km/h），即），即72s行程（行程（適于高速公適于高速公路路V100km/h）。）。 前蘇聯不大于前蘇聯不大于8公里，美國規(guī)定為公里，美國規(guī)定為3min行程。行程。 標準標準規(guī)定：直線的最大與最小長度應有所限制規(guī)定：直線的最大與最小長度應有所限制。 統(tǒng)一規(guī)定直線長度比較困難，直線的利用統(tǒng)一規(guī)定直線長度比較困難，直線的利用因地制因地制宜宜。第9頁/共36頁（1）位于城市附近的道路，由于建筑物和城市風光的映）位于城市附近的道

8、路，由于建筑物和城市風光的映襯，一般來說對于直線的長度沒有太多的限制。襯，一般來說對于直線的長度沒有太多的限制。第10頁/共36頁（2）對于鄉(xiāng)間的公路，由于道路周圍的環(huán)境過于單調，）對于鄉(xiāng)間的公路，由于道路周圍的環(huán)境過于單調，直線不宜過長，事故的危害程度往往隨路線的增長而加直線不宜過長，事故的危害程度往往隨路線的增長而加大。大。第11頁/共36頁（3）對于大戈壁、大草原等地域開闊的地區(qū)，有時直線）對于大戈壁、大草原等地域開闊的地區(qū)，有時直線長度會達到數十公里。長度會達到數十公里。第12頁/共36頁三、直線的最小長度三、直線的最小長度1同向曲線間的直線最小長度同向曲線間的直線最小長度規(guī)范規(guī)范：同

9、向曲線間的最短直線長度（以：同向曲線間的最短直線長度（以m計）計）以以不小于不小于設計速度（以設計速度（以km/h計）的計）的6倍為宜倍為宜（6V）。第13頁/共36頁2 2反向曲線間的直線最小長度反向曲線間的直線最小長度規(guī)范規(guī)范：反向曲線間最小直線長度（以：反向曲線間最小直線長度（以m計）以計）以不小于不小于設計速度（以設計速度（以kmh計）的計）的2倍為宜。倍為宜。（2V）設計速度（設計速度（km/hkm/h）12012010010080806060404030302020直直線線長長度度同向同向曲線曲線間間一般值一般值72072060060048048036036024024018018

10、0120120最小值最小值12012090906060反向曲線間反向曲線間240240200200160160120120808060604040第14頁/共36頁3 3相鄰回頭曲線間的直線最小長度相鄰回頭曲線間的直線最小長度 回頭曲線是一種半徑小、轉彎急、線形標準回頭曲線是一種半徑小、轉彎急、線形標準低、圓心角為接近于或者大于等于低、圓心角為接近于或者大于等于180180的曲線形的曲線形式。式。 由一個回頭曲線的終點到另一個回頭曲線的由一個回頭曲線的終點到另一個回頭曲線的起點的距離，在設計速度為起點的距離，在設計速度為40km/h、 30km/h、 20km/h時，分別應不小于時，分別應不小

11、于200m、 150m、100m。第15頁/共36頁一、圓曲線的幾何元素一、圓曲線的幾何元素L2TD1)2R(secER180L2RtgT第三節(jié)第三節(jié) 圓曲圓曲線線第16頁/共36頁曲線主點里程樁號計算：曲線主點里程樁號計算： 不設緩和曲線時，平曲線主點里程樁位有三不設緩和曲線時，平曲線主點里程樁位有三個，分別為個，分別為ZY點、點、QZ點、點、YZ點。點。 計算基點為交點里程樁號，計算基點為交點里程樁號，記為記為JDJD， ZYZY里程里程=JD=JD里程里程-T-T YZ YZ里程里程=ZY=ZY里程里程+L+L QZ QZ里程里程=YZ=YZ里程里程-L/2-L/2 JD JD里程里程=

12、QZ=QZ里程里程+D/2+D/2第17頁/共36頁二、汽車行駛的橫向穩(wěn)定性二、汽車行駛的橫向穩(wěn)定性橫向失穩(wěn)橫向失穩(wěn)向外滑移向外滑移向外傾覆向外傾覆XY1、汽車在曲線上行駛時受到附加力的影響、汽車在曲線上行駛時受到附加力的影響離離心力心力FgRGvF22、抵抗部分離、抵抗部分離心力的工程措心力的工程措施施超高超高hi車輛行駛的穩(wěn)定車輛行駛的穩(wěn)定性取決于性取決于第18頁/共36頁GsinFcosXhGiFXhhiRVigRv12722GcosFsinY)igRvG(GigRGvh2h2XY橫向力系數的確定：橫向力系數的確定： ，單位車重所受的橫向力，其值越大，汽車在，單位車重所受的橫向力，其值越

13、大，汽車在圓曲線上的穩(wěn)定性就越差。圓曲線上的穩(wěn)定性就越差。第19頁/共36頁3、橫向穩(wěn)定性分析、橫向穩(wěn)定性分析（1）橫向傾覆）橫向傾覆橫向力橫向力X產生的傾覆力矩大于車重產生的穩(wěn)定力矩。產生的傾覆力矩大于車重產生的穩(wěn)定力矩。222bGbGFibYXhhgghbGX2hiRV1272hgihbVR21272不產生橫向傾覆的不產生橫向傾覆的最小圓曲線半徑最小圓曲線半徑R、最大允許速度、最大允許速度VGsinFcosXGcosFsinY第20頁/共36頁（2）橫向滑移）橫向滑移橫向力大于輪胎與地面之間的橫向磨阻力。橫向力大于輪胎與地面之間的橫向磨阻力。GsinFcosXGcosFsinYhhhhGG

14、FiYXhGXhiRV1272hhiVR1272不產生橫向滑移的不產生橫向滑移的最小圓曲線半徑最小圓曲線半徑R、最大允許速度、最大允許速度V第21頁/共36頁（3）兩種失穩(wěn)的比較）兩種失穩(wěn)的比較滑移先于傾覆？滑移先于傾覆？傾覆先于滑移？傾覆先于滑移？hgihbVR21272hhiVR1272不產生橫向傾覆的不產生橫向傾覆的最小圓曲線半徑最小圓曲線半徑R、最大允許速度、最大允許速度V不產生橫向滑移的不產生橫向滑移的最小圓曲線半徑最小圓曲線半徑R、最大允許速度、最大允許速度V5 . 012hghb第22頁/共36頁（二）圓曲線最小半徑值影響因素（二）圓曲線最小半徑值影響因素1、橫向力系數、橫向力系

15、數（1 1）危及行車安全）危及行車安全 汽車能在彎道上行駛的基本前提是輪胎不在路汽車能在彎道上行駛的基本前提是輪胎不在路面上滑移，這就要求橫向力系數面上滑移，這就要求橫向力系數低于輪胎與路面低于輪胎與路面之間所能提供的橫向摩阻系數之間所能提供的橫向摩阻系數 : : 與車速、路面種類及狀態(tài)、輪胎狀態(tài)等有關與車速、路面種類及狀態(tài)、輪胎狀態(tài)等有關，一般在，一般在干燥路面干燥路面上約為上約為0.40.40.80.8，在，在潮濕的黑色潮濕的黑色路面路面上汽車高速行駛時，降低到上汽車高速行駛時，降低到0.250.250.400.40。路面。路面結冰和積雪結冰和積雪時，降到時，降到0.20.2以下以下，在，

16、在光滑的冰面光滑的冰面上可降上可降到到0.060.06（不加防滑鏈）。（不加防滑鏈）。)(1272hiVRhhh第23頁/共36頁（2）增加燃料消耗和輪胎磨損）增加燃料消耗和輪胎磨損燃料消耗（燃料消耗（% %）輪胎磨損（輪胎磨損（% %）01001000.05105160 0.10 1102200.151153000.20120390第24頁/共36頁（3）增加駕駛操縱的困難）增加駕駛操縱的困難 彎道上行駛的汽車，在橫向力作用下，彈性的輪彎道上行駛的汽車，在橫向力作用下，彈性的輪胎會產生橫向變形，使輪胎的中間平面與輪跡前進方胎會產生橫向變形，使輪胎的中間平面與輪跡前進方向形成一個橫向偏移角。向

17、形成一個橫向偏移角。第25頁/共36頁（4）行旅不舒適）行旅不舒適 值的增大，會導致乘車舒適感惡化。值的增大，會導致乘車舒適感惡化。 當當 0.10時，不感到有曲線存在，很平穩(wěn)；時，不感到有曲線存在，很平穩(wěn)； 當當= 0.15時，稍感到有曲線存在，尚平穩(wěn)；時，稍感到有曲線存在，尚平穩(wěn)； 當當= 0.20時，己感到有曲線存在，稍感不穩(wěn)定；時，己感到有曲線存在，稍感不穩(wěn)定； 當當= 0.35時，感到有曲線存在，不穩(wěn)定；時，感到有曲線存在，不穩(wěn)定； 當當= 0.40時，非常不穩(wěn)定，有傾車的危險感。時，非常不穩(wěn)定，有傾車的危險感。 的舒適界限，由的舒適界限，由0.100.10到到0.170.17隨行車

18、速度而隨行車速度而變化，設計中對高、低速路可取不同的數值。變化，設計中對高、低速路可取不同的數值。 美國美國AASHTOAASHTO認為認為V 70km/hV 70km/h時時=0.16=0.16，V=80 V=80 km/hkm/h時，時，= 0.12= 0.12是舒適感的界限。是舒適感的界限。第26頁/共36頁2、超高橫坡度、超高橫坡度 標準標準規(guī)定：超高橫坡度按設計速度、半徑規(guī)定：超高橫坡度按設計速度、半徑大小，結合路面類型、自然條件和車輛組成等情況大小，結合路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定。確定。 高速高速公路、公路、一級一級公路的超高橫坡度不應大于公路的超高橫坡度不應大于8%或

19、或10%。 其它各級其它各級公路不應大于公路不應大于8%。 在在積雪冰凍積雪冰凍地區(qū)，最大超高橫坡度不宜大于地區(qū)，最大超高橫坡度不宜大于6%。城市道路的最大超高橫坡度：城市道路的最大超高橫坡度： V8060，5040，30，20642第27頁/共36頁3、最小半徑值得計算、最小半徑值得計算 標準標準中規(guī)定的最小平曲線半徑是根據汽車中規(guī)定的最小平曲線半徑是根據汽車在曲線部分能安全而又順適的行駛條件而確定的在曲線部分能安全而又順適的行駛條件而確定的。 最小平曲線半徑的實質是汽車行駛在公路曲最小平曲線半徑的實質是汽車行駛在公路曲線部分時，所產生的離心力等橫向力不超過輪胎線部分時，所產生的離心力等橫向

20、力不超過輪胎與路面的摩阻力所允許的界限，并使乘車人感覺與路面的摩阻力所允許的界限，并使乘車人感覺良好的曲線半徑值。良好的曲線半徑值。第28頁/共36頁（1）極限最小半徑）極限最小半徑 是各級公路按設計速度行駛的車輛能保是各級公路按設計速度行駛的車輛能保證證安全安全行車的最小允許半徑。行車的最小允許半徑。)i127(VRh2第29頁/共36頁（2）一般最小半徑）一般最小半徑 一般最小半徑是指各級公路按設計速度行駛一般最小半徑是指各級公路按設計速度行駛的車輛能保證的車輛能保證安全安全、舒適舒適行車的最小允許半徑。行車的最小允許半徑。)i127(VRh2第30頁/共36頁（3）不設超高的最小半徑）不設超高的最小半徑第31頁/共36頁匯總：匯總：第32頁/共36頁4、圓曲線最大半徑確定、圓曲線最大半徑確定 選用圓曲線半徑時，在與地形等條件相適應選用圓曲線半徑時，在與地形等條件相適應的前提下應的前提下應盡量采用大半徑盡量采用大半徑。 但半徑大到一定程度時