PPT道路規(guī)劃與幾何設(shè)計（二）

道路規(guī)劃與幾幾何設(shè)計道路是一條三三維空間的帶帶狀構(gòu)造物，，幾何尺寸描描述了道路的的空間形態(tài)，，人們習(xí)慣把把路線在水平平面上的投影影稱作路線的的平面，其是是中間位置的的一條線一般般成為道路的的中線，沿中中線豎直剖切切再行展開則則是路線的縱縱斷面，中線線上任意一點(diǎn)點(diǎn)的法向切面面是道路在該該點(diǎn)的橫斷面面。路線幾何何設(shè)計是指確確定路線空間間位置的工作作，一般把它它分解為路線線平面設(shè)計、、路線縱斷面面設(shè)計和橫斷斷面設(shè)計，這這三者是相互互關(guān)聯(lián)的，既既要分別進(jìn)行行，又綜合考考慮，特別是是現(xiàn)代道路許許多新的技術(shù)術(shù)要求更是需需要進(jìn)行三維維的協(xié)調(diào)設(shè)計計。一、汽車的行行駛軌跡①不打方向盤盤a=0、②等角速度W打方向盤a=常數(shù)、③打方向盤盤的角速度均均勻變化a=變數(shù)。導(dǎo)向輪旋轉(zhuǎn)面面與縱軸之間間夾角a二、路線平面面基本線形直線：曲率K=0、圓曲線：曲率K=常數(shù)、緩和曲線：：曲率K=變數(shù)；曲率K為半徑R的倒數(shù)。直線、圓曲線線和緩和曲線線三種組合而而成，“平面面線形三要素素”?；拘颓€S型曲線復(fù)曲線回頭曲線卵型曲線凸型曲線C型曲線三、直線直線適用于地地形平坦、視視線目標(biāo)無障障礙處。在平平原區(qū)，直線線作為主要線線形要素是適適宜的。直線線有測設(shè)簡單單、前進(jìn)方向向明確、路線線短捷等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，直線路段段能提供較好好的超車條件件，對雙車道道公路有必要要在間隔適當(dāng)當(dāng)距離處設(shè)置置一定長度的的直線，在美美學(xué)上直線也也有其特點(diǎn)。。但直線過長長、景色單調(diào)調(diào)，往往會出出現(xiàn)過高的車車速或司機(jī)由由于缺乏警覺覺易疲勞而發(fā)發(fā)生事故，并并且在地形變變化復(fù)雜地段段，工程費(fèi)用用高。1、概述直線的優(yōu)點(diǎn)①.里程最短②.定線、設(shè)計、、量距、繪圖圖、計算、放放樣方便。③.無視距障礙④.駕駛方便⑤.車輛不受離心心力作用乘車車舒適直線的缺點(diǎn)①.對地形適應(yīng)性性差②.行車單調(diào)易產(chǎn)產(chǎn)生疲勞2、描述直線的的指標(biāo)①最大直線長度度：目前最大直線線長度的量化化還是一個需需要研究的課課題，目前各各國有不同的的處理方法，，德國和日本本規(guī)定20V(單位為米，V為計算行車速速度，用公里里/小時為單位)，美國為180s的行程，我國國對于設(shè)計速速度大于或等等于60km/h的公路最大直直線長度為以以汽車按設(shè)計計速度行駛70s左右的距離控控制，一般直直線路段的最最大長度(以m計)應(yīng)控制在設(shè)計計速度(以km/h計)的20倍為宜。②同向曲線間最最小長度：若在同向曲線線間插入短直直線容易產(chǎn)生生把直線和兩兩端的曲線看看成為反向曲曲線的錯覺,當(dāng)直線過短時時甚至可能把把兩個曲線看看成一個曲線線，容易造成成司機(jī)的判斷斷錯誤。對于于設(shè)計速度大大于或等于60km/h的公路，同向向曲線之間直直線的最小長長度(以m計)以不小于設(shè)計計速度(以km/h計)的6倍為宜。③反向曲線間最最小長度：在轉(zhuǎn)向相反的的兩個圓曲線線之間，如果果沒有設(shè)置緩緩和曲線，考考慮到設(shè)置超超高、加寬緩緩和段以及駕駕駛?cè)藛T轉(zhuǎn)向向操作的需要要，宜設(shè)置一一定長度的直直線。對于設(shè)設(shè)計速度大于于或等于60km/h的公路，反向向曲線之間的的最小直線長長度(以m計)以不小于設(shè)計計速度(以km/h計)的2倍為宜宜。3、關(guān)于于直線線的運(yùn)運(yùn)用直線的的最大大與最最小長長度應(yīng)應(yīng)有所所限制制，一一條公公路的的直線線與曲曲線的的長度度設(shè)計計應(yīng)合合理。。最大直直線長長度不不必太太拘泥泥，最最小長長度應(yīng)應(yīng)該保保證。。四、圓圓曲線線1、概述述圓曲線線是路路線平平面設(shè)設(shè)計中中的主主要組組成部部分，，常用用的單單曲線線、復(fù)復(fù)曲線線、雙雙（多多）交交點(diǎn)曲曲線、、虛交交點(diǎn)曲曲線、、回頭頭曲線線等均均包含含了圓圓曲線線，圓圓曲線線具有有易與與地形形相協(xié)協(xié)調(diào)、、可循循性好好、線線形美美觀、、容易易測設(shè)設(shè)等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，，使用用十分分普遍遍。圓曲線線的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)①.符合地地形、、布線線靈活活②.線形優(yōu)優(yōu)美圓曲線線的缺缺點(diǎn)①.路線較較直線線長②.行車受受力復(fù)復(fù)雜③.視距受受阻④.駕駛勞勞動強(qiáng)強(qiáng)度大大⑤.測設(shè)、、施工工等工工作量量大、、計算算復(fù)雜雜2、描述述圓曲曲線的的指標(biāo)標(biāo)①最小圓圓曲線線半徑徑：[極限最最小半半徑]車輛在在設(shè)置置超高高的曲曲線上上安全全行駛駛，滿滿足最最低舒舒適性性要求求的半半徑規(guī)規(guī)定值值。盡盡量避避免使使用，，只有有當(dāng)路路線受受地形形或其其它條條件限限制時時方可可使用用。[一般最最小半半徑]通常情情況下下采用用的最最小半半徑，，兼顧顧汽車車行駛駛的要要求與與使用用上的的可能能，設(shè)設(shè)計時時建議議的最最小值值，設(shè)設(shè)超高高。[不設(shè)超超高最最小半半徑]，道路路曲線線半徑徑較大大、離離心較較小時時，汽汽車沿沿雙向向路拱拱（不不設(shè)超超高））外側(cè)側(cè)行駛駛的路路面摩摩擦力力，足足以保保證汽汽車行行駛安安全穩(wěn)穩(wěn)定采采用的的最小小半徑徑。公路：：不設(shè)緩緩和曲曲線半半徑=不設(shè)超超高半半徑，城市市道路路：不不設(shè)緩緩和曲曲線半半徑＞＞不設(shè)設(shè)超高高半徑徑。（1）確定最小小半徑的原原則圓曲線最小小半徑是以以汽車在曲曲線部分能能安全而又又順適地行行駛所需要要的條件，，而確定的的圓曲線最最小半徑的的實(shí)質(zhì)是汽汽車行駛在在公路曲線線部分時所所產(chǎn)生的離離心力等橫橫向力不超超過輪胎與與路面的摩摩阻力所允允許的界限限。不產(chǎn)生橫向向滑移。橫向力系數(shù)數(shù)，極限值值為路面與與輪胎之間間的橫向摩摩阻系數(shù)超高橫坡度[極限最小半半徑]車輛在設(shè)置置超高的曲曲線上安全全行駛，滿滿足最低舒舒適性要求求的半徑規(guī)規(guī)定值。V采用各級公公路相應(yīng)的的設(shè)計速度度因此確定定，圓曲線線最小半徑徑的關(guān)鍵參參數(shù)是橫向向力系數(shù)和和超高橫坡坡。橫向力力系數(shù)的大大小直接影影響乘車人人的舒適感感。車輛在在曲線上穩(wěn)穩(wěn)定行駛的的必要條件件是橫向力力系數(shù)不能能超過路面面與輪胎之之間的橫向向摩阻系數(shù)數(shù)。超高值變化化范圍在10%-6%之間計算圓圓曲線最小小半徑時分分別用6%8%、和10%的超高值代代入計算，，橫向力系系數(shù)0.10～～0.17。[一般最小半半徑]通常情況下下采用的最最小半徑，，兼顧汽車車行駛的要要求與使用用上的可能能，設(shè)計時時建議的最最小值，設(shè)設(shè)超高。確定一般圓圓曲線最小小半徑采用用的橫向力力系數(shù)值為為0.05-0.06這樣行車將將更加舒適適而且這種種半徑在大大多數(shù)的情情況下有可可能被采用用。一般圓曲線線最小半徑徑對按設(shè)計計速度行駛駛的車輛能能保證其安安全性與舒舒適性是設(shè)設(shè)計時建議議采用的值值參考國內(nèi)內(nèi)外使用的的經(jīng)驗(yàn)采用用了表3-6所列橫向力力系數(shù)和超超高值代入入公式計算算。[不設(shè)超高最最小半徑]，道路曲線線半徑較大大、離心較較小時，汽汽車沿雙向向路拱（不不設(shè)超高））外側(cè)行駛駛的路面摩摩擦力，足足以保證汽汽車行駛安安全穩(wěn)定采采用的最小小半徑。圓曲線半徑徑大于一定定數(shù)值時可可以不設(shè)置置超高而允允許設(shè)置等等于直線路路段路拱的的反超高，，從行駛的的舒適性考考慮必須把把橫向力系系數(shù)控制到到最小值標(biāo)標(biāo)。當(dāng)路拱橫坡坡為1.5%時橫向力系系數(shù)采用0.035，當(dāng)路拱橫橫坡為2.5%時橫向力系系數(shù)采用0.040，當(dāng)路拱拱橫坡為3.0%時橫向力系系數(shù)采用0.045，當(dāng)路拱橫橫坡為3.5%時橫向力系系數(shù)采用0.050。（2）最小半徑徑的標(biāo)準(zhǔn)②最大圓曲線線半徑：半徑大到一一定程度時時，其幾何何性質(zhì)與行行車條件與與直線無太太大區(qū)別，，容易給駕駕駛?cè)藛T造造成錯誤判判斷反而帶帶來不良后后果，最大大半徑不宜宜超過10000m。③最小圓曲線線長度：汽車在道路路曲線段行行駛時，如如果曲線很很短，司機(jī)機(jī)操作方向向盤頻繁，，在高速駕駕駛的情況況下是危險險的，圓曲曲線宜有大大于3s的行程。3、關(guān)于圓曲曲線的運(yùn)用用曲線最小半半徑應(yīng)符合合上表的規(guī)規(guī)定。直線線與小于上上表所列不不設(shè)超高的的圓曲線最最小半徑相相銜接處應(yīng)應(yīng)設(shè)置回旋旋線回旋線線，參數(shù)及及其長度應(yīng)應(yīng)根據(jù)線形形設(shè)計以及及對安全視視覺景觀等等的要求選選用較大的的數(shù)值。四級公路的的直線與小小于不設(shè)超超高的圓曲曲線最小半半徑相銜接接處可不設(shè)設(shè)置回旋線線用超高加加寬緩和段段徑相連接接。4、關(guān)于城市市道路與公路不同同，《城市道路設(shè)設(shè)計規(guī)范》提供了設(shè)超超高最小半半徑，設(shè)超超高推薦半半徑，不設(shè)設(shè)超高最小小半徑以及及不設(shè)緩和和曲線最小小半徑。當(dāng)當(dāng)受地形條條件限制時時，可采用用設(shè)超高推推薦半徑值值；當(dāng)?shù)匦涡螚l件特別別困難時，，可采用設(shè)設(shè)超高最小小半徑值。。五、緩和曲曲線緩和曲線是是道路平面面線形要素素之一，它它是設(shè)置在在直線與圓圓曲線之間間或半徑相相差較大的的兩個轉(zhuǎn)向向相同的圓圓曲線之間間的一種曲曲率連續(xù)變變化的曲線線。除四級級路可不設(shè)設(shè)緩和曲線線外，其余余各級公路路都應(yīng)設(shè)置置緩和曲線線。在現(xiàn)代代高速公路路上，有時時緩和曲線線所占的比比例超過了了直線和圓圓曲線，成成為平面線線形的主要要組成部分分。在城市市道路上，，緩和曲線線也被廣泛泛地使用。。1、概述2、緩和曲線線的作用通過曲率的的變化，適適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向操作的的行駛軌跡跡及路線的的順暢，便便于車輛遵遵循；離心心加速度逐逐漸變化，，不致產(chǎn)生生側(cè)向沖擊擊力，乘客客感覺舒適適；超高橫橫坡度逐漸漸變化，減減少行車振振蕩，使行行車更加平平穩(wěn)；與圓圓曲線配合合得當(dāng)，線線形連續(xù)光光滑，構(gòu)成成美觀與視視覺協(xié)調(diào)的的最佳線形形。(1)符合汽車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向時的行行駛軌跡(2)使離心力加加速度逐漸漸變化(3)作為超高、、加寬的緩緩和帶(4)與圓曲線配配合，增加加線形美觀觀3、緩和曲線線的性質(zhì)我國回旋線線作為緩和和曲線4、緩和曲線線的數(shù)學(xué)表表達(dá)5、緩和曲線線的幾何要要素6、帶緩和曲曲線的平曲曲線幾何要要素兩緩和曲線線長度不等等卵型曲線S型曲線C型曲線7、帶緩和曲曲線的平曲曲線中緩和曲線放樣8、帶緩和曲曲線的平曲曲線中圓曲線放樣9、關(guān)于樁號號JD樁號主點(diǎn)ZH，HY，YH，HZ10、其他形式式緩和曲線線三次拋物線線、雙紐線線11、緩和曲線線最小長度度（1）旅客感覺覺舒適（2）超高漸變變率（3）行駛的時時間3s12、緩和曲線線參數(shù)A的確定（1）a的變化率（2）視覺要求求六、平面線線形的設(shè)計計1、一般原則則平曲線長度度足夠：每每種曲線長長度應(yīng)大于于行駛3″的距離(1)應(yīng)直捷、連連續(xù)、均衡衡，并與沿沿線的地形形、地物相相適應(yīng)，與與周圍環(huán)境境相協(xié)調(diào)。。(2)不論轉(zhuǎn)角大大小均應(yīng)敷敷設(shè)平面曲曲線，并盡盡量選用較較大的圓曲曲線半徑。。當(dāng)公路轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角較小時時，應(yīng)設(shè)法法調(diào)整平面面線形，當(dāng)當(dāng)不得已而而設(shè)置小于于7o的偏角時，，則必須設(shè)設(shè)置足夠長長的曲線。。(3)曲線間應(yīng)設(shè)設(shè)置足夠長長度的直線線，一般以以不小于6倍設(shè)計車速（（以km／h計）的直線長長度為宜。不不得以短直線線相連形成斷斷臂曲線而影影響線形連續(xù)續(xù)和美觀，否否則應(yīng)調(diào)整線線形使之成為為一個單曲線線或復(fù)曲線，，或運(yùn)用回旋旋線組合成卵卵型、復(fù)合型型及凸型等曲曲線，改善線線形質(zhì)量。(4)曲線間應(yīng)設(shè)置置足夠長的直直線，一般以以不小于2倍設(shè)計車速（（以km／h計）的直線長長度為宜。否否則應(yīng)調(diào)整線線形，或運(yùn)用用回旋線將其其組合成S型曲線，改善善線形質(zhì)量。。(5)連續(xù)急彎的線線形，可在曲曲線間插入足足夠長的直線線或回旋線，，以保證線形形的光滑、連連續(xù)、平順。。(6)組合復(fù)雜的線線形，應(yīng)特別別注意整條路路線技術(shù)指標(biāo)標(biāo)的均衡性與與連續(xù)性，以以獲得良好舒舒適的行車條條件。(7)平面線形設(shè)計計時，應(yīng)注意意平面線形與與縱斷面線形形之間的良好好組合，形成成良好的空間間線形，保證證行車的快速速、安全、舒舒適。2、平面線形的的組合（一）基本型型：直—緩—圓—緩—直從線形協(xié)調(diào)性性來看希望直直：圓：緩=1：1：1（二）S型：兩個反向向圓曲線用回回旋線連接的的組合（三）卵型：：用一個回旋旋線連接兩個個同向圓曲線線的組合（四）回頭：：當(dāng)山區(qū)因地地形地質(zhì)條件件自然展線困困難時所設(shè)置置的圓心角接接近于或者大大于180o的回頭形狀的的曲線，被稱稱為回頭曲線線六、行車視距距及其保證為了行車安全全，駕駛?cè)藛T員應(yīng)能隨時看看到汽車前面面相當(dāng)遠(yuǎn)的一一段路程，一一旦發(fā)現(xiàn)前方方路面上有障障礙物或迎面面來車，能及及時采取措施施，避免相撞撞，這一必須須的最短距離離稱為行車視視距。行車視視距是否充分分，直接關(guān)系系到行車的安安全與迅速，，它是道路使使用質(zhì)量的重重要指標(biāo)之一一。在道路平平面上的暗彎彎（處于挖方方路段的彎道道和內(nèi)側(cè)有障障礙物的彎道道）、縱斷面面上的凸形豎豎曲線以及下下穿式立體交交叉的凹形豎豎曲線上都有有可能存在視視距不足的問問題。（1）停車視距汽車行駛時，，自駕駛?cè)藛T員看到前方障障礙物時起，，至到達(dá)障礙礙物前安全停止，所所需的最短距距離。（2）會車視距在同一車道上上兩對向汽車車相遇，從相相互發(fā)現(xiàn)時起起，至同時采采取制動措施施使兩車安全全停止，所需的的最短距離。（3）錯車視距在沒有明確劃劃分車道線的的雙車道道路路上，兩對向向行駛之汽車車相遇，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)后即采取減減速避讓措施安全全錯車所需的的最短距離。。（4）超車視距在雙車道公路路上，后車超超越前車時，，從開始駛離離原車道之處處起，至可見見逆行車并能能超車后安全全駛回原車道道所需的最短短距離。（一）停車視距停車視距是指指駕駛?cè)藛T發(fā)發(fā)現(xiàn)前方有障障礙物到汽車車在障礙物前前停住所需要要的最短距離離。停車視距距可分解為反反應(yīng)距離和制制動距離兩部部分來研究。。路面與輪胎之之間的附著系系數(shù)道路阻力系數(shù)數(shù)采用感覺時間間為1.5s，制動反應(yīng)時間間取1.0s是較適當(dāng)?shù)摹?。感覺和制動動反應(yīng)的總時時間t＝2.5s（二）超車視距在一般雙車道道公路上行駛駛著各種不同同速度的車輛輛，當(dāng)快速車車追上慢速車