道路勘測設(shè)計道路平面設(shè)計

第3章道路平面設(shè)計3.1路線平面的基本線形3.2圓曲線3.3緩和曲線3.4彎道的超高與加寬3.5行車視距3.6平面線形的組合與銜接3.7路線的平面交叉路線平面圖的繪制復(fù)習(xí)思考題3/23/202313.1路線平面的基本線形

1.路線幾個名詞：（1）路線路線是指道路的中線（彎道上不考慮加寬的影響）（2）路線的平面道路中線在水平面的投影（3）路線的縱斷面用一個曲面，沿著中線縱向剖切，再展開成平面（4）道路的橫斷面中線各點的法向剖切面3/23/202323/23/202332.平面線形組成（1）平面線形要素（2）直線（3）圓曲線（4）緩和曲線3/23/20234（1）平面線形要素行駛中的汽車其導(dǎo)向輪旋轉(zhuǎn)面與車身縱軸之間有三種關(guān)系，即：角度為零；角度為常數(shù)；角度為變數(shù)。與上述狀態(tài)對應(yīng)的行駛軌跡為：曲率為零的線形——直線；曲率為常數(shù)的線形——圓曲線；曲率為變數(shù)的線形——緩和曲線。道路平面線形正是由上述三種線形，即直線、圓曲線和緩和曲線構(gòu)成，稱之為“平面線形三要素”。當(dāng)?shù)缆返钠矫婢€形受地形、地物等障礙的影響而發(fā)生轉(zhuǎn)折時，在轉(zhuǎn)折處就需要設(shè)置曲線或組合曲線，曲線一般為圓曲線，為保證行車的舒適、安全與駕駛員操作方便，對于設(shè)計車速低的道路，為簡化設(shè)計，也可以只使用直線和圓曲線兩種要素。近代一些高速公路也有只用曲線而不用直線的。由此可見三要素是基本組成，但各要素所占比例及使用頻率并無規(guī)定。各要素使用合理、配置得當(dāng)，均可滿足汽車行駛要求。至于它們的參數(shù)則要視地形情況和人的視覺、心理、道路技術(shù)等級等條件來確定。3/23/20235（2）直線直線是平面線形中的基本線形。直線以最短的距離連接兩目的地，具有路線短捷、縮短里程和汽車行車方向明確、視距良好、行車快速、駕駛操作簡單的特點，同時，直線線形簡單，容易測設(shè)。另外，直線路段能提供較好的超車條件，對雙車道的公路有必要在間隔適當(dāng)?shù)木嚯x處設(shè)置一定長度的直線。基于直線的這些優(yōu)點，在各種線形工程中都被廣泛采用。但是，過長的直線并不好。從行車的安全和線形美觀來看，過長的直線，線形呆板，行車單調(diào)，易使司機(jī)產(chǎn)生疲勞，也容易發(fā)生超車和超速行駛，行車時司機(jī)難以估計車間距離，在直線上夜間對向行車容易產(chǎn)生眩光等。因而長直線行車的安全性較差，往往是發(fā)生車禍較多的路段。直線雖然路線方向明確，但只能滿足兩個控制點的要求，難與地形及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。特別是在山區(qū)、丘陵區(qū)，采用過長的直線會破壞自然景觀，并易造成大挖大填，工程的經(jīng)濟(jì)性也較差。在設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)路線所處地段的地形、地物、駕駛?cè)藛T的視覺、心理狀態(tài)以及保證行車安全等因素合理布設(shè)直線。直線長度是指前一曲線的終點（緩直HZ或圓直YZ）至后一曲線的起點（直緩ZH或直圓ZY）之間的長度。直線的最大和最小長度應(yīng)有所限制。3/23/202361）直線的最大長度由于長直線的安全性差，一些國家對直線的最大長度作了規(guī)定，德國規(guī)定不超過20V（V是設(shè)計車速，用km/h表示，20V相當(dāng)于72S的行程），前蘇聯(lián)規(guī)定為8km，美國為4.83km。我國目前尚無統(tǒng)一的規(guī)定。在運用直線線形并確定其長度時，必須持謹(jǐn)慎態(tài)度?？偟脑瓌t是：公路線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，與景觀相協(xié)調(diào)，直線的最大長度應(yīng)有所限制，當(dāng)采用長的直線線形時，為彌補景觀單調(diào)的缺陷，應(yīng)結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施。3/23/202372）直線的最小長度①同向曲線間的直線最小長度同向曲線是指兩個轉(zhuǎn)向相同的相鄰曲線間連以直線所形成的平面線形。當(dāng)此直線長度較短時，在視覺上容易形成直線與兩端的曲線構(gòu)成反彎的錯覺，當(dāng)直線過短時甚至?xí)褍汕€看成是一個曲線，這種線形（圖3-1）破壞了線形的連續(xù)性，且容易造成駕駛員操作失誤，設(shè)計中應(yīng)盡量避免。大量的觀測資料證明，行車速度愈高，駕駛員愈是注意遠(yuǎn)處的目標(biāo)，這個距離在數(shù)值上大約是行車速度V（以km/h計）的6倍（以m計）。因此《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)計算行車速度≥60km/h時，同向曲線間直線最小長度（以m計）以不小于行車速度（以km/h計）的6倍為宜；當(dāng)計算行車速度≤40km/h時，可參照上述規(guī)定執(zhí)行。3/23/20238②反向曲線間的直線最小長度兩反向曲線間夾有直線段時，由于兩彎道轉(zhuǎn)彎方向相反，考慮其超高和加寬緩和的需要以及駕駛?cè)藛T的操作方便，其間的直線最小長度應(yīng)予以限制?！豆仿肪€設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)計算行車速度≥60km/h時，同向曲線間直線最小長度（以m計）以不小于行車速度（以km/h計）的2倍為宜；當(dāng)計算行車速度≤40km/h時，可參照上述規(guī)定執(zhí)行。特別困難的山嶺區(qū)三、四級公路設(shè)置超高時，中間直線長度不得小于15m。若二反向曲線已設(shè)緩和曲線，在受到條件限制的地點也可將二反向曲線首尾相連，但被連接的二緩和曲線和圓曲線應(yīng)滿足一定的技術(shù)條件。3/23/20239（3）圓曲線在平面線形中，圓曲線是最常用的基本線形，它在路線遇到障礙或地形需要改變方向時設(shè)置。各級公路無論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置圓曲線。圓曲線配合得當(dāng)，可獲得圓滑舒順的路線。3/23/202310（4）緩和曲線線緩和曲線設(shè)置在在直線與圓曲線線間或不同半徑徑的兩圓曲線之之間，它的作用用是緩和人體感感到的離心加速速度的急驟變化化，且使駕駛員員容易做到勻順順地操縱方向盤盤，提高視覺的的平順度，保持持線形的連續(xù)性性。緩和曲線容容易適應(yīng)自然地地形、地物、增增加線形設(shè)計的的自由度?？梢砸宰鳛榫徍颓€線的有：回旋曲曲線、三次拋物物線、雙紐曲線線，常用的是回回旋曲線。關(guān)于圓曲線和緩緩和曲線將在后后面兩節(jié)詳細(xì)介介紹。公路平面線形，，過去多采用長長直線、短曲線線的形式，一般般是首先設(shè)置直直線，然后用曲曲線連接。隨著著車速的提高及及交通量的增長長，對于高等級級公路已趨于以以曲線為主的設(shè)設(shè)計，即結(jié)合地地形擬定曲線，，再連以緩和曲曲線或直線的方方法，使路線在在滿足行車動力力要求的條件和和視覺舒順前提提下，增加了結(jié)結(jié)合地形設(shè)置線線形的自由，使使線形的經(jīng)濟(jì)效效益較為顯著，，并保證行車的的高速和安全。。高速公路線形形多以圓曲線和和回旋曲線為主主，其間也可插插入適當(dāng)長度的的直線，但以能能更好地滿足線線形舒順，與地地形的合理結(jié)合合為原則。但要要說明，連續(xù)曲曲線的線形，特特別適用于有山山、谷的山嶺地地區(qū)且等級不高高的公路，對于于平原地區(qū)，則則首先應(yīng)考慮敷敷設(shè)以直線為主主的線形。3/17/2023113.2圓圓曲線一.概述各級道路路不論轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角大小小均應(yīng)設(shè)設(shè)置圓曲曲線，圓圓曲線是是平曲線線的主要要組成部部分。圓圓曲線能能較好地地適應(yīng)地地形變化化，易與與地形、、地物、、景觀等等配合協(xié)協(xié)調(diào)，其其主要線線形特征征是：1)曲線線上任意意一點的的曲率半半徑R=常數(shù)，，故測設(shè)設(shè)比緩和和曲線簡簡便。2)圓曲曲線上的的每一點點都在不不斷地改改變方向向，因而而汽車在在圓曲線線上的行行駛要受受到離心心力，當(dāng)當(dāng)速度一一定時，，其離心心力為一一常量。。同時，，汽車在在平曲線線上行駛駛時要多多占用路路面寬度度。3)視距距條件差差。汽車車在圓曲曲線內(nèi)側(cè)側(cè)行駛時時，視線線受到路路塹邊坡坡或其它它障礙物物的影響響，視距距條件差差，容易易發(fā)生交交通事故故。4)較大大半徑的的長緩圓圓曲線具具有線形形美觀、、順適、、行車舒舒適等特特點，是是道路上上常采用用的線形形。3/17/2023123/17/2023133/17/2023143/17/2023153/17/2023163/17/2023173/17/2023183/17/2023193/17/2023203/17/2023213/17/2023223/17/2023233/17/2023243.3緩緩和曲線線一、概述述1.緩和和曲線的的線形特特征緩和曲線線是指在在直線與與圓曲線線之間或或者半徑徑相差較較大的兩兩個轉(zhuǎn)向向相同圓圓曲線之之間設(shè)置置的一種種曲率連連續(xù)變化化的曲線線。從滿滿足行車車要求來來看，緩緩和曲線線具有如如下線形形特征：：1)緩和和曲線曲曲率漸變變，設(shè)于于直線與與圓曲線線間，其其線形符符合汽車車轉(zhuǎn)彎時時的行車車軌跡，，從而使使線形緩緩和，消消除了曲曲率突變變點。2)由于于曲率漸漸變，使使道路線線形順適適美觀，，有良好好的視覺覺效果和和心理作作用感。。3)在直直線和圓圓曲線間間加入緩緩和曲線線后，使使平面線線形更為為靈活，，線形自自由度提提高，更更能與地地形、地地物及環(huán)環(huán)境相適適應(yīng)、協(xié)協(xié)調(diào)、配配合，使使平面線線形布置置更加靈靈活、經(jīng)經(jīng)濟(jì)、合合理。4)與圓圓曲線相相比，緩緩和曲線線計算及及測設(shè)均均較復(fù)雜雜。3/17/2023252.緩和和曲線的的作用1)線形形緩和在直線上上，曲率率半徑為為無窮大大，曲率率為零，，而在圓圓曲線上上，曲率率為1/R，曲曲率半徑徑為常數(shù)數(shù)R。若若直線與與圓曲線線徑連接接，則在在連接處處形成曲曲率突變變點。根根據(jù)道路路透視圖圖的視覺覺分析和和實際調(diào)調(diào)查，這這種組合合線形視視覺效果果差，有有折點和和扭曲現(xiàn)現(xiàn)象。如如果加入入緩和曲曲線，則則曲率漸漸變，線線形圓滑滑美觀，，有良好好的視覺覺效果和和心理作作用感。。2)行車車緩和汽車由直直線直接接駛?cè)雸A圓曲線或或由大半半徑圓曲曲線直接接駛?cè)胄⌒“霃綀A圓曲線，，其離心心力發(fā)生生了突變變，使行行車舒適適感和安安全感受受到影響響。并且且，從司司機(jī)轉(zhuǎn)彎彎操縱來來看，汽汽車前輪輪轉(zhuǎn)向角角逐漸變變化，其其中間需需要插入入一逐漸漸變化的的緩和曲曲線，才才能保持持在車速速一定的的情況下下使汽車車前輪的的轉(zhuǎn)向角角從0至至逐漸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向，從從而有利利于駕駛駛員操縱縱方向盤盤。3)超高高和加寬寬緩和為適應(yīng)汽汽車轉(zhuǎn)彎彎的特點點，公路路在圓曲曲線上設(shè)設(shè)置有超超高和加加寬。設(shè)設(shè)置超高高和加寬寬也需要要有一個個緩和過過渡段。。3/17/2023263/17/2023273/17/2023283/17/2023293/17/2023303/17/2023313/17/2023323/17/2023333/17/2023343/17/2023353/17/2023363/17/2023373/17/2023383/17/2023393/17/2023403/17/2023413.4彎道的超高與加加寬一、超高1.定義為抵消車輛在曲曲線路段上行駛駛時所產(chǎn)生的離離心力，在該路路段橫斷面上設(shè)設(shè)置的外側(cè)高于于內(nèi)側(cè)的單向橫橫坡，稱之為超超高。當(dāng)汽車行行駛在設(shè)有超高高的彎道上時，，汽車自重分力力將抵消一部分分離心力，從而而提高行車的安安全性和舒適性性。超高的布置置如圖3－5。。3/17/2023423/17/2023433/17/2023443/17/2023453/17/2023463/17/2023473/17/2023483/17/2023493/17/2023503/17/2023513/17/2023523/17/2023533/17/2023543/17/2023553/17/2023563/17/2023573/17/2023583/17/20