第七章-道路勘測設(shè)計(jì)-定線方法

定義：在選線的基礎(chǔ)上，具體定出道路中線位置的過程。任務(wù)：按照已定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在選定的“路線帶”

的范圍內(nèi)，結(jié)合地形、地質(zhì)條件，考慮平、縱、橫三面的安排，定出道路中線的位置的過程。定線方法：直接定線：用于標(biāo)準(zhǔn)較低的路線。

紙上定線：用于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高的、地形、地物復(fù)雜的路線。定線參加人員：道路、橋梁、水文、地質(zhì)、園林、生態(tài)、環(huán)境方面的技術(shù)人員。側(cè)重點(diǎn)：平原微丘：正確繞避平面障礙，控制點(diǎn)間路線短捷順直山嶺重丘：合理利用地形，避讓艱巨工程和不良地質(zhì)紙上定線：在大比例尺（一般以1：1000為宜）地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法：

（一）定導(dǎo)向線

1．確定路線方案。第一節(jié)紙上定線B起點(diǎn)平臺斷崖終點(diǎn)紙上定線：在大比例尺（一般以1：1000為宜）地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法：

（一）定導(dǎo)向線

1．確定路線方案。

2．繪勻坡線。等高線間平距：a=h/i平均第一節(jié)紙上定線5.0％-5.5％紙上定線：在大比例尺（一般以1：1000為宜）地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法：

（一）定導(dǎo)向線

1．確定路線方案。

2．繪均坡線：等高線間平距：a=h/i平均

3．定導(dǎo)向線：分段調(diào)整縱坡，使路線經(jīng)過或規(guī)避控制點(diǎn)。

第一節(jié)紙上定線4.平面試線：－參照導(dǎo)向線定出平、縱穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點(diǎn)”的要求，穿直線交點(diǎn)，初定路線導(dǎo)線。

敷設(shè)曲線：初定各彎道的圓曲線半徑，緩和曲線長度等。紙上定線：在大比例尺（一般以1：1000為宜）地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法：

（一）定導(dǎo)向線

1．確定路線方案。

2．繪均坡線。等高線間平距：a=h/i平均

3．定導(dǎo)向線。

第一節(jié)紙上定線

（二）修正導(dǎo)向線1．點(diǎn)繪縱斷面草圖。

2．縱斷面修正導(dǎo)向線。根據(jù)填挖情況，對縱斷面地面高程進(jìn)行修正（挖方過大，降低地面高程；填方大，升高地面高程），調(diào)整平面線位，稱為修正導(dǎo)向線。3．橫斷面修正導(dǎo)向線（橫斷面校核）。用橫斷修正平面，避免橫向填挖過大3．橫斷面修正導(dǎo)向線（橫斷面校核）。

（三）定線經(jīng)過幾次修正導(dǎo)向線后，最終確定出滿足《標(biāo)準(zhǔn)》、平縱線形都比較合理的路線導(dǎo)線，最終定出交點(diǎn)位置（一般由交點(diǎn)坐標(biāo)控制）。

1．直線型法（傳統(tǒng)法）；

2．曲線型法。

（二）修正導(dǎo)向線1．點(diǎn)繪縱斷面草圖。

2．縱斷面修正導(dǎo)向線。根據(jù)填挖情況，對縱斷面地面高程進(jìn)行修正（挖方過大，降低地面高程；填方大，升高地面高程），調(diào)整平面線位，稱為修正導(dǎo)向線。實(shí)地放線：在實(shí)際地面上敷設(shè)設(shè)計(jì)路線，供詳細(xì)測量和施工用。方法：穿線交點(diǎn)法，撥角法，直接定交點(diǎn)法、坐標(biāo)法等。應(yīng)用：根據(jù)：地形和路線復(fù)雜程度、精度要求，測設(shè)儀器設(shè)備水平等選用。第二節(jié)實(shí)地放線

一、穿線交點(diǎn)法根據(jù)設(shè)計(jì)路線與施測地形時(shí)的控制導(dǎo)線的關(guān)系，把設(shè)計(jì)路線的每條邊逐一放到實(shí)地上去，延伸這些直線交會(huì)出交點(diǎn)，構(gòu)成路線導(dǎo)線。

1．支距法方法：量支距放支距穿線交點(diǎn)2．解析法化簡單為復(fù)雜方法：計(jì)算夾角計(jì)算距離放線兩條線交叉點(diǎn)M的坐標(biāo)為（YM,YM）

二、撥角法撥角放線：用坐標(biāo)計(jì)算的距離、方向、轉(zhuǎn)向角，用極坐標(biāo)放點(diǎn)三、直接定交點(diǎn)法路線要求不嚴(yán)，可依紙上路線和明顯目標(biāo)的關(guān)系，現(xiàn)場直接定出交點(diǎn)。精度不高

圖解法1.采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)對路線帶實(shí)測地形圖和紙上定線。2.計(jì)算交點(diǎn)和中樁坐標(biāo)（逐樁坐標(biāo)）。3.按路線逐樁坐標(biāo)表進(jìn)行實(shí)地放線。方法：極坐標(biāo)法（即撥角測距法，至少需要兩個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)，采用全站儀）。坐標(biāo)法（RTK）四、坐標(biāo)法JDndPDDiDDi-1θ定線方法：直線型定線方法曲線型定線方法直線型定線：根據(jù)控制點(diǎn)或?qū)蚓€及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，穿出一系列與地形相適應(yīng)的直線單元，然后在兩直線的轉(zhuǎn)折處用曲線連接的定線方法。－－穿線交點(diǎn)定線法適用條件：平原微丘地形曲線型定線：根據(jù)地形及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，先定出圓曲線單元，然后在圓曲線間以直線和緩和曲線連接的定線方法適用條件：山嶺重丘地形第三節(jié)定線的解析計(jì)算方法（一）路線標(biāo)定1．交點(diǎn)坐標(biāo)確定：（1）直接采集法在地形圖上直接讀取各交點(diǎn)坐標(biāo)。－－適用于直線方向和位置限制不嚴(yán)的情況。（2）定前后直線間接推算交點(diǎn)坐標(biāo)在相鄰兩條邊各取2個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，再用解析法計(jì)算交點(diǎn)坐標(biāo)。－－適用于直線方向和位置限制較嚴(yán)的情況。一、直線型定線方法交點(diǎn)前直線上兩點(diǎn)：（x1，y1）和（x2，y2），交點(diǎn)后直線上兩點(diǎn)：（x3，y3）和（x4，y4），則交點(diǎn)坐標(biāo)（x,y）為：直線2

JD直線1

(x2,y2)(x1,y1)(x4,y4)(x3,y3)(x,y)（二）曲線設(shè)置主要工作：確定園曲線半徑R

緩和曲線長Ls方法：試算和反算試算：假定R，Ls，計(jì)算T、E和曲線長L

判斷：是否滿足規(guī)范要求是否適應(yīng)地形不滿足：調(diào)整R、Ls重算反算：根據(jù)T或E，試定Ls，計(jì)算R

判斷：R是否滿足要求否則：調(diào)整，再算

1.外距控制2.切線長控制3.曲線長控制4.特殊條件控制1.單交點(diǎn)曲線（1）已知切線長T，反算R試定Ls，由下式反算R取整：T以最大控制時(shí)，R向小取整T以最小控制時(shí)，R向大取整－－再由取整后的R精確計(jì)算其他要素（2）已知外距E，反算R試定Ls，由下式反算R取整：－－再由取整后的R精確計(jì)算其他要素2.雙交點(diǎn)曲線虛交特例－實(shí)地定線常采用，紙上定線很少采用已知：基線長AB，轉(zhuǎn)角aA、aB,試定Ls，由下式反算R取整：虛交點(diǎn)，R可取整－－解算出三角形，按單交計(jì)算曲線要素雙交點(diǎn)曲線要素按下式計(jì)算：3.復(fù)曲線以兩園曲線直接相接為例設(shè)兩段的緩和曲線分別為Ls1、Ls2，兩圓半徑為R1和R2，在公切點(diǎn)GQ相切，則內(nèi)移值p1=p2=p，則有：若R2>R1,先選定Ls2和R2，則R2取整：R1不可取整檢查R1、R2,Ls1和Ls2是否滿足要求，否則重新假定、計(jì)算4.回頭曲線回頭曲線一般R和Ls已知，線位要求嚴(yán)格；可參照雙交點(diǎn)曲線計(jì)算。已知：R、Ls、轉(zhuǎn)角aA、aB，基線長AB為：求得AB后，平移T1、T2或二者都平移（轉(zhuǎn)角aA、aB不變），使JD1A、JD1B直接距離為AB，則回頭曲線位置確定，檢查前后配合，滿足要求則按雙交點(diǎn)公式計(jì)算回頭曲線要素。AB高等級道路采用國家坐標(biāo)系統(tǒng)－－測圖、用圖時(shí)確定（三）坐標(biāo)計(jì)算

設(shè)起點(diǎn)坐標(biāo)為JD0（X0，Y0），第i個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為（Xi，Yi），i=1，2，…，n，則

坐標(biāo)增量：1．交點(diǎn)間距、偏角交角計(jì)算

交點(diǎn)間距：

計(jì)算方位角：

如果:DX>0，DY>0DX>0，DY<0DX<0，DY<0DX<0，DY>0

公路偏角：

如果αi>0，路線為右偏；如果αi<0，路線為左偏。（1）直線段上任一點(diǎn)M（Lcz）的坐標(biāo)計(jì)算方法：式中：Lm——直線段上任一點(diǎn)M到JDi的距離（JDi前直線），

Lm=Lcz-JDi

（注意：Lm<0）——直線段上任一點(diǎn)M的計(jì)算方位角。2．逐樁坐標(biāo)計(jì)算：JDiM

(xm，,ym)(Xi,Yi)

（2）單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)計(jì)算：1)不設(shè)緩和曲線的單曲線ZY點(diǎn)：YZ點(diǎn)：則圓曲線上的坐標(biāo)為：式中：l－圓曲線內(nèi)任意點(diǎn)至ZY點(diǎn)的曲線長

R－圓曲線半徑ξ——公路轉(zhuǎn)向系數(shù)，右偏ξ=1（凸），左偏ξ=-1（凹）。

（2）單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)計(jì)算：2)設(shè)緩和曲線的單曲線ZH點(diǎn)：HZ點(diǎn)：緩和曲線上任意點(diǎn)切線橫距：式中：l－緩和曲線內(nèi)任意點(diǎn)至ZH(或緩直）點(diǎn)的曲線長

Ls－緩和曲線長度①第一緩和曲線（ZH-HY)任意點(diǎn)的坐標(biāo)②圓曲線上任意的的坐標(biāo)：由HY-YH式中：l－圓曲線上任意點(diǎn)至HY的曲線長③第二緩和曲線（HZ-YH)任意點(diǎn)的坐標(biāo)式中：l－第二緩和曲線上任意點(diǎn)至HZ的曲線長習(xí)題：已知某二級公路有一彎道，偏角α左=23°56′36″，半徑R=700m，緩和曲線Ls=150。JD=K3+763.39。交點(diǎn)坐標(biāo)x=65230.56，y=21238.72，起始邊方位角為263°15′28″。試計(jì)算K3+500～K4+000每隔50m整樁號及主點(diǎn)里程樁號的坐標(biāo)及計(jì)算方位角（列表計(jì)算）。方法：先定出園曲線，再用緩和曲線或直線與園曲線相連1．定線步驟(1)參照導(dǎo)向線，徒手畫出與地形相適應(yīng)的路線概略位置。(2)直尺和不同半徑的圓曲線彎尺擬合徒手畫線，把該畫線分解－圓弧和直線。(3)在圓弧或直線上各采集兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，將直線和圓固定下來。（4）通過試算，用緩和曲線將兩單元連接。二、曲線型定線法與坐標(biāo)計(jì)算方法2)回旋曲線表法

3)近似計(jì)算法回旋線參數(shù)A可用下式計(jì)算：回旋線參數(shù)A的確定常用方法有：

1)回旋曲線尺法2．確定回旋線參數(shù)式中：D—基本型為內(nèi)移值p，S型、卵型為圓弧之間距離；

R—基本型為園曲線半徑R,S型、卵型為換算半徑，

S型曲線：

卵型曲線：

檢查：是否A=[R/3－R]滿足，OK

不滿足，變化D，重算（1）直線與圓曲線連接已知直線上兩點(diǎn)D1（xD1，yD1）和D2（xD2，yD2），圓曲線上兩點(diǎn)C1

（xC1，yC1）和C2（xC2，yC2），圓曲線半徑為R。4）解析計(jì)算法：

要求設(shè)計(jì)緩和曲線LS連接圓曲線并與直線D1~D2相切。①圓心坐標(biāo)M（xm，ym）

C1C2兩點(diǎn)之間距離：

xm=xC1+Rcosαmym=yC1+Rsinαm

②圓到直線的距離D

直線D1D2斜率：

②圓到直線的距離D

直線D1D2斜率：

③回旋線參數(shù)A及長度Ls

圓曲線與直線之間的距離D=內(nèi)移值p，即p=D。若按回旋線參數(shù)A2=RLS設(shè)計(jì)，則

GQq2q1p1p2（2）兩反向曲線連接（S型）

已知：兩圓半徑R1、R2;兩圓心M1、M2坐標(biāo)兩曲線間距D：

GQq2q1p1p2建立方程：用牛頓求根法可解出A1，A2（3）兩同向曲線連接（卵型）

兩圓心間距：

q2-q1R1+p1-R2-p2建立方程：用牛頓求根法可解出A。

基本型曲線計(jì)算方法：由兩段緩和曲線把圓曲線與兩條直線連接起來。

3.曲線型定線坐標(biāo)計(jì)算方法：（1）曲線主點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：

ZH、HZ點(diǎn)到圓心M的方位角：

ZH、HZ點(diǎn)坐標(biāo)：

aMZ圓心M到HY、YH的方位角：

HY、YH的坐標(biāo)：

β1β2（2）曲線主點(diǎn)里程樁號計(jì)算：

平曲線長度

設(shè)前直線上點(diǎn)（x1,y1）的里程樁號為Lcz，

HY=ZH+Ls1，HZ=ZH+L，YH=HZ-Ls2β1β2（2）曲線主點(diǎn)里程樁號計(jì)算：

平曲線長度

設(shè)前直線上點(diǎn)（x1,y1）的里程樁號為Lcz，

HY=ZH+Ls1，HZ=ZH+L，YH=HZ-Ls2（3）曲線上任意點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：（方法同前）習(xí)題：兩直線上分別有兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)為：D1(10203.65，,20328.62)、D2(10526.08,20665.11)和D3(10837.56,20733.76)、D4(11324.71,20692.14)。擬設(shè)計(jì)一個(gè)半徑為265m的圓曲線與其連接，圓心坐標(biāo)為（10803.16,20472.29）。其中D1點(diǎn)樁號為K23+125.62。要求計(jì)算確定兩段緩和曲線長度并計(jì)算曲線主點(diǎn)里程樁號。期末考試出題一、單項(xiàng)選擇題（本大題共30小題，每小題1分，共30分）如：汽車的動(dòng)力因數(shù)是：（p23）A.D=(T－R)/GB.D=(T－RW)/G

C.D=(T－RR)/GD.D=(T－RI)/G

二、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）如：公路根據(jù)功能和

分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路。（p4）三、名詞解釋（本大題共5小題，每小題3分，共15分）如：汽車的最小穩(wěn)定速度：（p26）四、簡答題（本大題共7小題，每小題5分，共35分）如：汽車行駛的充分條件和必要條件。（p22）五、計(jì)算題（本大題共1題，共10分）如：已知某交叉口的右轉(zhuǎn)車道寬為3.5m，載貨汽車行駛速度為40km/h，右轉(zhuǎn)車速規(guī)定為20km/h，一次紅燈受阻直行車為4輛，若減速度用2.5m/，加速度用1.0m/，試計(jì)算右轉(zhuǎn)車道長度和加速車道長度。（p206）給出答案第四節(jié)直接定線一、直接定線的工作步驟（一）分段安排路線在主要控制點(diǎn)之間，試坡，粗定應(yīng)穿、應(yīng)避的中間控制點(diǎn)，擬定路線輪廓方案。（二）放坡，定導(dǎo)向線現(xiàn)場放坡。儀器：坡度儀或手水準(zhǔn)儀、花桿。直接定線：設(shè)計(jì)人員在現(xiàn)場確定道路中線位置的方法1度＝1.75％（三）修正導(dǎo)向線：橫向移動(dòng)，確定適合的填挖高度（四）穿