道路工程概论 二 平面线形的设计ppt课件

1、第第 二二 章章平平 面面 线线 形形 设设 计计第一节第一节 平面线形平面线形n当受地形和其他妨碍物当受地形和其他妨碍物限制时，公路道路在平限制时，公路道路在平面上改动方向。道路改面上改动方向。道路改动方向的转机点称为交动方向的转机点称为交点点(JD)(JD)。n平面线形要素：直线、平面线形要素：直线、圆曲线、缓和曲线圆曲线、缓和曲线一、平面线形要素一、平面线形要素1、直线、直线n直线是平面线形设计的根本要素之一。直线是平面线形设计的根本要素之一。n间隔短、视野条件好、易于布设、乘坐温馨。间隔短、视野条件好、易于布设、乘坐温馨。n是普通设计人员常采用的线形。是普通设计人员常采用的线形。n直线

2、灵敏性差，难以顺应地形的变化，在运用直线灵敏性差，难以顺应地形的变化，在运用时遭到较大限制。时遭到较大限制。n过长的直线易引起驾驶员的厌倦、疲劳、留意过长的直线易引起驾驶员的厌倦、疲劳、留意力不集中、反响愚钝，容易超速行车，添加夜力不集中、反响愚钝，容易超速行车，添加夜间行车对向车灯眩光等，不利于行车平安；间行车对向车灯眩光等，不利于行车平安；n直线过短，行车方向变化频繁，也影响行车平直线过短，行车方向变化频繁，也影响行车平安和路容美观，因此，对直线的极限长度应加安和路容美观，因此，对直线的极限长度应加以限制。以限制。2、圆曲线1 1圆曲线圆曲线 圆曲线设置在道路交点处圆曲线设置在道路交点处

3、圆曲线是道路上经常采用的最简单的曲线，其几何元圆曲线是道路上经常采用的最简单的曲线，其几何元素关系简单，施测方便。素关系简单，施测方便。2 2半径的选择半径的选择汽车在公路上行驶受重力和离心力的作用汽车在公路上行驶受重力和离心力的作用离心力使汽车产生向外滑移和倾覆的危险离心力使汽车产生向外滑移和倾覆的危险 定义：在直线与曲线间或曲线与曲线间设置曲率半定义：在直线与曲线间或曲线与曲线间设置曲率半径延续变化的曲线称为缓和曲线径延续变化的曲线称为缓和曲线作用：作用：(1) (1) 有利于驾驶员支配方向盘有利于驾驶员支配方向盘(2) (2) 消除离心力的突变消除离心力的突变(3) (3) 完成超高和加

4、宽的过渡完成超高和加宽的过渡性质：缓和曲线线形应与汽车行驶轨迹相一致，曲率性质：缓和曲线线形应与汽车行驶轨迹相一致，曲率半径的大小与从它起点算起的曲线长度成反比。半径的大小与从它起点算起的曲线长度成反比。3、缓和曲线、缓和曲线3、缓和曲线、缓和曲线n缓和曲线普通采用盘旋线，即曲率半径缓和曲线普通采用盘旋线，即曲率半径与盘旋线长度与盘旋线长度L L成反比，成反比，LLA2A2n在设计盘旋曲线时先选择参数在设计盘旋曲线时先选择参数A A。确定确定了圆的大小，了圆的大小，A A值那么确定了盘旋曲线曲值那么确定了盘旋曲线曲率变化的缓急。率变化的缓急。n各等级公路缓和曲线的最小长度各等级公路缓和曲线的最

5、小长度公路等级公路等级 高速公路高速公路 一一 二二 三三 四四 计算行车速度（km/h） 120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20 极限值 650 400 250 125 400 125 250 60 125 30 60 15 一般值 1000 700 400 200 700 200 400 100 200 65 100 30 平 曲 线 最 小半径（m） 不设超高 5500 4000 2500 1500 4000 1500 2500 600 1500 350 600 150 缓和曲线最小长度(m) 100 85 70 50 85 50 70 35 50

6、25 35 20 停车视距(m) 210 160 110 75 160 75 110 40 75 30 40 20 超车视距(m) 550 200 350 150 200 100 曲线目的表曲线目的表4、线形组合、线形组合n同向曲线同向曲线n是指两个转向一样的相邻曲线间连以直线所是指两个转向一样的相邻曲线间连以直线所构成的平面线形。构成的平面线形。n反向曲线反向曲线n是指两个转向相反的相邻曲线间连以直线所是指两个转向相反的相邻曲线间连以直线所构成的平面线。构成的平面线。 n复曲线复曲线n是指两个或两个以上半径不同，转向一样的是指两个或两个以上半径不同，转向一样的圆曲线径相衔接或插入缓和曲线衔接

7、的平曲圆曲线径相衔接或插入缓和曲线衔接的平曲线线n回头曲线回头曲线n在山区地形中，地面的自然坡度很陡，为了在山区地形中，地面的自然坡度很陡，为了延伸道路来降低道路的纵坡度，在同一坡面延伸道路来降低道路的纵坡度，在同一坡面回头展线时所采用的回转曲线回头展线时所采用的回转曲线二、曲线要素计算及桩号推算二、曲线要素计算及桩号推算1 1、曲线要素计算、曲线要素计算1 1圆曲线圆曲线切线长切线长外距外距曲线长曲线长校正数校正数特征点：特征点： 2 RtgT) 1(sec2RERL180ZYZY、QZQZ、YZYZJ=2T-L二、曲线要素计算及桩号推算二、曲线要素计算及桩号推算1 1、曲线要素计算、曲线要

8、素计算2 2缓和曲线缓和曲线特征点：特征点：ZHZH、HYHY、QZQZ、YHYH、HZHZ缓和曲线角缓和曲线角内移值内移值切线增值切线增值切线长切线长外距外距 曲线长曲线长qtgPRT2)(slRL2)2(1800RPRE2sec)(Rls20RlPs242232402Rllqss二、曲线要素计算及桩号推算二、曲线要素计算及桩号推算2 2、桩号推算、桩号推算例例1 1 知知JD5JD5桩号为桩号为K4+099.51K4+099.51，交点转角为，交点转角为50o0450o04，圆曲线半径为，圆曲线半径为400400米，试求出其曲线米，试求出其曲线要素及特征点桩号。要素及特征点桩号。解：解：(

9、1)(1)要素计算要素计算T=RT=Rtg a/2=400tg a/2=400tg 50o04tg 50o04/2=186.806m/2=186.806mL=RL=Ra/180=a/180=40040050o0450o04/180=349.53m/180=349.53mE=R(sec a/2-1)=400(sec 50o04E=R(sec a/2-1)=400(sec 50o04/2-1)=41.471m/2-1)=41.471mJ=2T-L=24.08mJ=2T-L=24.08m(2)特征点桩号计算特征点桩号计算JD5 K4+099.51-T) 186.806ZY桩号桩号 K3+912.70

10、 +L) 349.53YZ桩号桩号 K4+262.23-L/2) 174.76QZ桩号桩号 K4+087.47+J/2) 12.04 验算验算JD桩号桩号 K4 +099.51例二：知某规范型曲线，例二：知某规范型曲线，JD桩号桩号K4+650.56，圆曲线半径，圆曲线半径200米，转角米，转角25o26，缓和曲线长度，缓和曲线长度50米，试计算该曲线要素米，试计算该曲线要素及特征点桩号。及特征点桩号。n解：解：(1)要素计算：要素计算：mRPREmLTJmLRLmtgqtgPRTRLmRLPmRLLqssSssss563. 52sec)(697. 12779.1382180)2(238.70

11、987.2422625)521. 0200(2)(30702521. 024987.242002405025024020022323(2)特征点桩号计算特征点桩号计算(2)(2)特征点桩号计算特征点桩号计算JD5 K4+650.56JD5 K4+650.56-Ts) 70.238-Ts) 70.238ZHZH桩号桩号 K4+ 580.322K4+ 580.322+ls) 50+ls) 50HYHY桩号桩号 K4+630.322K4+630.322+Ly) 38.779+Ly) 38.779YHYH桩号桩号 K4+669.101K4+669.101+ls) 50+ls) 50HZHZ桩号桩号 K

12、4+719.101K4+719.101-L/2) .779/2-L/2) .779/2QZQZ桩号桩号 K4+649.712K4+649.712+J/2) 1.697/2 +J/2) 1.697/2 验算验算JDJD桩号桩号 K4 +650.56K4 +650.56 第二节第二节 行车视距行车视距 为了保证行车平安，驾驶员应能随时为了保证行车平安，驾驶员应能随时看到路面前方一定间隔的妨碍物或迎面看到路面前方一定间隔的妨碍物或迎面来车，以便及时刹车或绕过。这一必需来车，以便及时刹车或绕过。这一必需的最短间隔称为行车视距。的最短间隔称为行车视距。分类：分类： 停车视距停车视距 会车视距会车视距 超

13、车视距超车视距1、 停车视距停车视距n驾驶人员发现前方有妨碍物到汽车在妨碍物前驾驶人员发现前方有妨碍物到汽车在妨碍物前平安停下所必需的最短通视间隔，称为平安停下所必需的最短通视间隔，称为“停车停车视距。视距。n 321SSSSt 各级公路停车视距见表各级公路停车视距见表1251、 停车视距停车视距nS1司机在反响时间内行驶的间隔司机在反响时间内行驶的间隔n S1=Vt/3.6nS2制动生效到完全停顿时汽车行驶的间隔即制制动生效到完全停顿时汽车行驶的间隔即制n 动间隔动间隔n S2=kV/254i n K:制动系数制动系数 k1.21.4n :附着系数附着系数n i：纵坡：纵坡 上坡上坡+ 下坡

14、下坡-nS3平安间隔，普通取平安间隔，普通取5m10m2、会车视距、会车视距n在同一车道上两对向行驶汽车相遇，两在同一车道上两对向行驶汽车相遇，两车同时采取制动措施，并双双停下所必车同时采取制动措施，并双双停下所必需的最小平安通视间隔。需的最小平安通视间隔。n会车视距采用停车视距的会车视距采用停车视距的2倍，倍，n 即即Sh2S3、超车视距、超车视距n在对向行车的双车道公路上，超车汽车超越同向行驶在对向行车的双车道公路上，超车汽车超越同向行驶的被超汽车并与对向来车平安相错所需最小通视间隔的被超汽车并与对向来车平安相错所需最小通视间隔为超车视距。为超车视距。n SC=S1+S2+S3+S43、超

15、车视距、超车视距nS1-加速行驶间隔：加速行驶间隔： n S1=V0/3.6t1+1/2at1n V0:被超汽车的速度，被超汽车的速度，(km/h)n t1:加速时间，普通加速时间，普通35sn a:平均加速度平均加速度m/s3、超车视距、超车视距nS2-超车汽车在对向车道上行驶的间隔：超车汽车在对向车道上行驶的间隔：n S2=V/3.6t2n V超车汽车车速超车汽车车速(km/h)n t2在对向车道上行驶的时间在对向车道上行驶的时间sn 普通取普通取10s3、超车视距、超车视距nS3-S3-超车汽车回到原来车道时与对向车超车汽车回到原来车道时与对向车的平安间隔的平安间隔; ;n 普通取普通取

16、20m60m20m60mnS4 -S4 -超车汽车从开场加速到超车完成这超车汽车从开场加速到超车完成这段时间内对向汽车行驶的间隔段时间内对向汽车行驶的间隔n S4=V /3.6 S4=V /3.6 (t1+t2)(t1+t2)3、超车视距、超车视距n最小超车视距为：最小超车视距为：n SC=2/3S2+S3+S4n双向行驶的双车道公路，应根据需求并双向行驶的双车道公路，应根据需求并结合地形，在适当的间隔内设置具有超结合地形，在适当的间隔内设置具有超车视距的路段。提供一次满足超车视距车视距的路段。提供一次满足超车视距要求的超车路段。要求的超车路段。4、弯道上视距保证、弯道上视距保证n弯道内侧树木、建筑物、路堑边坡弯道内侧树木、建筑物、路堑