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3.1道路平面线形的基本概念

3.1.1路线

道路是一个三维空间实体,它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线形构造物。道路中线在水平面上的投影称作路线的平面。沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断面。中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横断面。3.1道路平面线形的基本概念3.1.1路1公路线形就是沿着道路中心线的平面投影和竖面投影,它们都是由直线与曲线组成的。即:

道路线形平面投影竖面投影平面线形纵面线形直线曲线圆曲线缓和曲线直线曲线凸型竖曲线凹型竖曲线(圆曲线、二次抛物线)公路线形就是沿着道路中心线的平面投影和竖面投影,它们都是由直2

3.1.2道路平面线形道路平面线形是由一系列直线段及曲线段组合而成的。曲线一般为圆曲线,在直线和圆曲线之间还要插入起渐变作用的过渡曲线——缓和曲线。

直线、圆曲线和缓和曲线是平面线形的主要组成要素。3.1.2道路平面线形3直线圆曲线(加宽)缓和曲线道路中线直线圆曲线(加宽)缓和曲线道路中线43.2直线

3.2.1直线的特点直线是最简单的线形,也是道路设计最常用的线形,尤其在平原区。优点:行驶视线较好,一般不需要改变行驶方向,前进方向明确,里程最短,能比较好地适应汽车运动要求。缺点:线形单调,易造成驾驶人麻痹大意,速度过快,引起驾驶疲劳。因此选择直线线形要适当,不能过长、过短。3.2直线3.2.1直线的5

3.2.2直线长度限制

直线的最大与最小长度应有所限制,主要根据驾驶员的视觉反应及心理上的承受能力来确定。国外对于设计速度大于或等于60km/h的公路最大直线长度为以汽车按设计速度行驶70s左右的距离控制,一般直线路段的最大长度(以m计)应控制在设计速度(以km/h计)的20倍为宜。3.2.2直线长度限制6

同向曲线之间直线的最小长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的6倍为宜,反向曲线之间的最小直线长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的2倍为宜。设计速度小于等于40km/h的公路可参照上述作法。同向曲线之间直线的最小长度(以m计)以不7

3.3圆曲线

3.2.1圆曲线特点

圆曲线是一种较简单、使用最多的线形。圆曲线设置容易,可以自然调整路线前进方向,以适应地形、地物的变化,能引起驾驶人的注意,起到诱导视线的作用。圆曲线的半径为常数。3.3圆曲线3.2.1圆曲线特点8

3.3.2圆曲线的半径

在平面设计时研究圆曲线主要是确定圆曲线半径的大小和圆曲线的长度。

一、圆曲线半径公式

式中:V——计算行车速度,(km/h);

——横向力系数;

i——路拱横坡度,对双向横坡的路面在弯道外侧行驶时,公式中“—”,在内侧行驶时用“+”。3.3.2圆曲线的半径式中:V——9汽车在曲线上的横向力解析图汽车在曲线上的横向力解析图10

二、横向力系数的确定

1.按汽车行驶稳定性确定

2.按行车舒适性确定

3.按燃料和轮胎消耗确定μ值乘客舒适感≤0.10转弯时感觉不到有曲线存在,很平稳0.15转弯时感觉到有曲线存在,尚平稳0.20转弯时已明显感到有曲线存在,略感到不稳0.35转弯时感到有曲线存在,已感到不稳定0.40转弯时非常不稳定,站立不住,有倾倒危险表3.1汽车弯道行驶时乘客的舒适感受二、横向力系数的确定μ值乘客舒适感≤0.1011图3.1横向力系数取值示意图表3.2圆曲线最小半径的横向力系数及超高值图3.1横向力系数取值示意图表3.2圆曲线最小半12

三、最小半径的计算

1.极限最小半径:不得已情况下使用。表3.3公路圆曲线最小半径三、最小半径的计算表3.3公路圆曲线最小半13

超高值变化范围在10%~6%之间,计算圆曲线最小半径时分别用6%、8%和10%的超高值代入计算,将计算结果取整即得出圆曲线最小半径极限值。表3.4公路圆曲线最小半径极限值超高值变化范围在10%~6%之间,计算圆曲线最小142.圆曲线最小半径一般值确定一般圆曲线最小半径采用的横向力系数值为0.05~0.06。当地形条件许可时尽量采用大于圆曲线最小半径“一般值”。表3.5公路圆曲线最小半径“一般值”的横向力系数和超高值2.圆曲线最小半径一般值表3.5公路圆曲线最小半径153.不设超高的最小半径表3.6公路不设超高圆曲线最小半径(m)

圆曲线半径大于一定值时可不设置超高,允许设置等于直线路段路拱的反超高,横向力系数控制到最小值,为0.035~0.040,对应路拱坡度为1.5%~2%。圆曲线最大半径不宜超过10000米。3.不设超高的最小半径表3.6公路不设超高圆曲线16

3.4缓和曲线

3.4.1缓和曲线的定义

曲率由零渐变到定值或由定值渐变到零。将这样的曲线插在直线与圆曲线之间,对于汽车运动状态的突变可起到缓和作用,故称为“缓和曲线”。缓和曲线的半径是个变量。3.4缓和曲线3.4.1缓和曲线的定173.4.2缓和曲线的作用

1.便于驾驶操作

2.使离心加速度逐渐变化

3.作为超高和加宽的过渡

4.消除了平面线形明显的转折,增进了线形的连续感和美感

3.4.2缓和曲线的作用183.4.3缓和曲线长度计算

一、根据离心加速度变化率计算缓和曲线的最小长度。

式中:L——缓和曲线长度,m;

V——车辆行驶速度,km/h;

R——与缓和曲线连接的圆曲线半径,m。3.4.3缓和曲线长度计算19

从乘客舒适性出发,使缓和曲线符合汽车运行特征、线形视觉良好,离心加速度变化率应限制在一定范围内。如日本规定:高速公路为0.35m/s3(推荐值)及0.5m/s3(绝对最大值);设计速度60km/h以下的一般匝道及主要地方道路为0.6m/s3;山岭区及其它特殊地区为0.75km/s3及0.775m/s3。我国现行《标准》把离心加速度变化率限制在0.5~0.6m/s3之间,等级高的公路取低值。

从乘客舒适性出发,使缓和曲线符合汽车运行20

二、根据驾驶员操作及反应时间计算

《公路路线设计规范》是按行驶3s的行程制定了各级公路的缓和曲线最小长度指标,见表3.10。二、根据驾驶员操作及反应时间计算21

三、根据视觉条件确定缓和曲线长度

设计速度(km/h)1201008060403020最小长度(m)100857060403020一般值(m)13012010080504025表3.7公路缓和曲线最小长度三、根据视觉条件确定缓和曲线长度设计22设计车速(km/h)1201008060(50)403020不设缓和曲线的临界曲线半径(m)2100145093052023013058不设缓和曲线的半径(m)550040002500(2000)1500(1000)(700)600(500)350(350)150(150)3.4.4不设缓和曲线的平曲线半径注:括弧内为城市道路规定值,当计算值≤40km/h,城市道路缓和曲线可用直线代替。

考虑到驾驶人的舒适感和视觉特性,不设缓和曲线的圆曲线半径与不设超高的平曲线半径相同。表3.8

不设缓和曲线的平曲线半径设计车速(km/h)1201008060(50)40302023

3.4.5平曲线最小长度

一、平曲线的极限最小长度保证6s行驶时间,受限时圆曲线上行驶至少有3s。二、满足离心加速度变化率所要求的曲线长度三、公路转角小于7°时的曲线长度

设计速度(km/h)1201008060403020平曲线最小值(m)200170140100705040一般值1000850700500350250200表3.9公路平曲线的极限最小长度3.4.5平曲线最小长度设计速度(km24

3.5弯道的超高与加宽

3.5.1超高

一、超高的作用当圆曲线半径小于不设超高的最小半径时,应设超高。设置目的:为了使汽车在曲线上行驶时能够获得一个指向曲线内侧的横向分力,以克服离心力对行车的影响。3.5弯道的超高与加宽3.5.1超高25

二、超高的含义

将曲线部分的外侧路面横坡做成与内侧横坡同方向的单向横坡。

当圆曲线半径为极限最小半径时,曲线上的超高采用最大超高值。公路最大超高值一般地区为8%,积雪严寒地区为6%。二、超高的含义当圆曲线半径为极限最小半径时26

三、超高的设置

一般来说,平曲线半径小超高坡度就应大些,反之就可小些。当平曲线半径大于或等于不设超高最小半径时,可不设超高。在路面有积雪或结冰的地区,超高坡度应比一般地区的小些。当有非机动车通行的公路及公路通过市镇时,可适当减小超高坡度。设计速度(km/h)8060,5040,30,20最大超高横坡(%)642等级高速公路,一级二级,三级,四级一般地区8%(10%)8%积雪严寒地区6%表3.11公路最大超高值表3.10城市道路最大超高横坡度三、超高的设置设计速度8060,5040,30,20最27

超高的设置有以下几种情况:(1)无中间带的公路(2)有中间带的公路超高缓和段的设置:超高的设置有以下几种情况:28曲线的超高

从直线段的路拱双向坡断面,过渡到小半径曲线上具有超高横坡的单向坡断面,要有一个逐渐变化的区段,称为超高缓和段。曲线的超高从直线段的路拱双向坡断面,过渡到小半29无中间带公路的超高过渡方式设中间带公路的超高过渡方式新建道路改建道路窄中间带车道数大于4双幅路、四幅路等高等级公路(a)绕内侧边缘旋转(b)绕中线旋转(c)绕外侧边缘旋转(a)绕中间带中线旋转(b)绕中央分隔带边缘旋转(c)绕各自车道中心旋转无中间带公路的超高过渡方式设中间带公路的超高过渡方式新建道路30

3.5.2加宽

一、平曲线加宽的原因

为保证汽车在转弯中不侵占相邻车道,小于250米半径的曲线路段需要加宽。行驶半径最小行驶半径最大3.5.2加宽为保证汽车在转弯中不侵占相邻车31

二、加宽的计算公式式中:e——双车道加宽值,m;

——前保险杠至后轴距离,m;R——设加宽的圆曲线半径,m;V——计算行车速度,km/h。公路加宽设在弯道内侧。二、加宽的计算公式32加宽平面图三、加宽缓和段直线,双坡段缓和曲线,加宽、超高缓和段圆曲线,单坡段、全加宽值加宽平面图三、加宽缓和段直线,缓和曲线,圆曲线,33

3.6平面线形组合与衔接

1、直线与曲线的组合(1)直线之间选择不同半径的曲线连接起来,若选用圆曲线,为保证行车安全设计时应选用偏大的圆曲线半径。(2)在公路设计中,公路等级较低的中线,直线与圆曲线可直接衔接,较高等级的中线,直线、圆曲线之间须插入一段缓和曲线。(3)长直线路段以及长坡道的末端不应连接小半径平曲线。我国规定:直线长度L≥500m,最小半径R=500m;直线长度L<500m,最小半径R=L。3.6平面线形组342、曲线连接要求

反向(异向)曲线同向曲线可用缓和曲线连接也可用直线段连接,最小直线长度(米)不小于设计速度2倍。缓和曲线连接,或连接直线的最小长度不小于6倍设计速度,若直线过短,形成断背曲线。复曲线——

相邻同向曲线直接连接。复曲线大圆半径R1与小圆半径R2为:R1/R2<1.5,计算行车速度大于等于80km/h2、曲线连接要求反向(异向)曲线同向曲线可用缓和曲线连接也353、平面线形设计一般原则平面线形连续、顺适,并与地形、地物相适应,与周围环境相协调;满足行驶力学和视觉、心理的基本要求;保证平面线形的均衡与连贯;避免连续急弯的线形;平曲线应有足够的长度。3、平面线形设计一般原则36

福建省高速公路交通事故多发点成因分析中的道路因素:小半径、长坡路段多,最小弯道半径250米,最大纵坡度达6.2%。福建省高速公路交通事故多发点成因分析中的道路因素:37改善道路线型

沈海线(闽)166KM处事故黑点,

2007年4月,福建省政府拨付1.5亿对该路段进行改造,将原来260M的弯道半径改为560M以上的平曲线半径,彻底实现“取直”改造,通车以来,该路段事故起数下降了72.4%,死伤人数分别下降50%和33.3%。166KM改造后改善道路线型沈海线(闽)166KM处事故黑点,2038

3.7行车视距

3.7.1视距的概念

为保证行车安全,驾驶人看到一定距离处的障碍物或迎面来车后,刹车所需的最短安全距离称为行车视距,分为停车视距、会车视距和超车视距三种。目高是以车体低的小客车为标准日本采用的目高为1.20m,美国采用4.5ft(1.37m),加拿大采用1.05m,我国从驾驶员的身高车型等多种因素考虑,采用1.2m。对象物的位置在同一车道的中心线上,其高度规定为0.10m。3.7行车视距3.7.1视距的概念393.7.2停车视距车辆行驶时,驾驶人自看到前方障碍物时起,至障碍物前能安全停车所需的最短行车距离即为停车视距。3.7.2停车视距40

停车视距由三部分组成,式中:-停车视距,m;-司机反应时间内行驶的距离,m;-司机开始制动到完全停止时行驶的距离,即制动距离,m;-安全距离,m。

停车视距由三部分组成,41反应距离是当驾驶人发现障碍物,经过判断决定采取制动措施得到制动器开始作用的一段时间内车辆行驶的距离。式中:t——反应时间,包括感知决策时间,s;

V——车辆行驶速度,km/h。

制动距离是指汽车从制动生效到汽车完全停住车辆行驶的距离。式中:——路面与轮胎间的附着系数(纵向摩阻系数);

K——制动系数,约1.2~1.4。反应距离是当驾驶人发现障碍物,经过判断决定采取制动措施得到制42因此,停车视距为:因此,停车视距为:43表3.12高速公路、一级公路停车视距及货车停车视距表3.13二、三、四级公路停车视距及货车停车视距表3.12高速公路、一级公路停车视距及货车停车视距表3.44

3.7.3会车视距

对于不设分隔带的双车道公路,车辆在行驶时,驾驶员趋向于在路面中心行驶,一旦发现前方来车,双方驾驶员各自把车辆驶回到自己的车道上,以便两车安全交会。为保证双向行驶的双车道公路的行车安全,公路平面应能保证会车视距要求,即满足双向行驶的汽车能在同一车道上及时刹车所需的最短距离。

3.7.3会车视距45

会车视距也由三部分组成。

双方驾驶员反应时间内汽车所行驶的距离;双方汽车的制动距离;安全距离。

会车视距也由三部分组成。46

如果以和分别表示汽车1和汽车2的行驶速度,它们在坡度为i的纵坡上行驶,则会车视距为:

如果两车的速度相同,均为V,则

由上式可知,会车视距几乎为停车视距的两倍,为简化计算,《标准》规定,会车视距等于2倍的停车视距。高速公路、一级公路无会车视距。如果以和分别表示汽车1和汽车2的行驶速度,它473.7.4超车视距

1、加速行驶距离;

2、超车汽车在对向车道上行驶的距离

3、超车完成时,超车汽车与对向汽车之间的安全距离

4、超车汽车从开始加速到超车完成的时间内,对向车道汽车的行驶距离。3.7.4超车视距48以上四个距离之和就是全超车视距,即最小必要超车视距为:以上四个距离之和就是全超车视距,49道路交通设计道路平面线形课件50表3.14高速公路、一级公路停车视距表3.15二、三、四级公路停车视距、会车视距与超车视距表3.14高速公路、一级公路停车视距表3.15513.7.5平面视距的保证

车辆在弯道行驶时,弯道内侧行车视线可能被障碍物遮挡,应检查平曲线上的视距,如有遮挡,必须清除视距区段内侧横净距内的障碍物。3.7.5平面视距的保证52112233445566平曲线上的视距清除包络线高于1.2米障碍物应清除112233445566平曲线上的视距清除包络线高于1.2米53案例分析:

徐水高林村路口的分析与改善1.路段及周围环境基本情况

(1)所属地段保定境内107国道113KM+600M至115KM+600M。(2)道路周围环境情况该路段两端均为长直线路段,在弯道内侧有两个小道口,弯道外侧曲线顶部北有两个加油站和一个9m宽的支路路口。进出加油站车辆和进出支路的车辆、行人在107国道上形成了危险的交叉冲突点。案例分析:

徐水高林村路口的分析与改善1.54

(3)路况数据公路技术等级:二级;公路纵坡度:0~2%;弯道半径:500m;最小视距:设计视距为150m,实际视距为100m。

(3)路况数据55(4)路段现状平面图

(4)路段现状平面图56由北向南拍摄(113KM+850M)的路况

由北向南拍摄(114KM+50M)弯道路况

(5)典型路段照片由北向南拍摄(113KM+850M)的路况由北向南拍摄(157由南向北拍摄(114KM+274M)路况及标志被遮挡情况

由北向南拍摄(113KM+800M)的标志被遮挡情况

由南向北拍摄(114KM+274M)路况及标志被遮挡情况由58由东向西拍摄高林营路口状况

由东向西拍摄高林营路口状况59由南向西左转弯车辆

由南向西左转弯车辆60由北向南拍摄路口北边主路路面上的制动痕迹

由北向南拍摄路口北边主路路面上的制动痕迹612.事故情况

(1)交通事故统计

根据统计,从2003年1月至2004年6月期间,该路段共发生29起交通事故。事故类型多为车辆与车辆正面碰撞和侧面碰撞;由于车速高,一般发生事故后造成的损害程度都较大,在29起事故中共计死亡12人,伤19人。

2.事故情况(1)交通事故统计62(2)典型事故

2003年7月29日14时50分许,保定市新市区省印路8号驾驶员翟刚驾驶河北省电信公司保定分公司冀FB0633号黑色红旗轿车由南向北行驶至107国道114KM+174M处,驶入逆行,与由北向南行驶的曲阳县燕赵镇西么罗村司机王俊龙驾驶的北京长途汽车公司永定门分公司京A/A1343号白色宇通大客车相撞,造成6人死亡,4人受伤,两车严重损害的特大交通事故。

(2)典型事故633.路况及管理情况分析

路段为半径500m的弯道,弯道端连接的均为长直线路段;

在弯道内侧有两个小道口,常有种地农民或农用车辆进出;

在弯道外侧曲线顶部北有两个加油站和一个9m宽支路路口;在弯道内侧路边种植的柳树,严重影响了弯道视距;

道路两侧的行道树遮挡了交通标志,下垂的树枝影响了非机动车通行,使非机动车路面减少1.5m

。进入弯道未设减速标志,弯道路面中心线没有反光标示,未设弯道导向标志,两端的弯道、路口等标志因树枝遮挡失去效用,支路和小道口上未设警告和让、停标志,路面上也未施划停车线,路面不平整。3.路况及管理情况分析路段为半径500m的弯道,弯道端连644.事故原因分析

(1)驶入弯道未减速,反而严重超速驶入逆行车道,与对向来车相撞肇事;(2)驶入弯道未减速,遇支路车辆进入车道或行人横穿公路,采取措施不及发生事故;(3)夜间视线不良,弯道未减速驶入对向车道发生事故;(4)雨天、夜间视线不良,弯道未减速驶出路外而发生事故;(5)夜间、雨天、雾天视线不良,在弯道跨线行驶,会车时未确保安全间隔而发生事故;(6)夜间弯道视线不良,摩托车转弯时撞击路边停放的车辆而肇事。4.事故原因分析(1)驶入弯道未减速,反而严重超速驶入逆655.整改方案

(1)在进入弯道前增设减速标志,限速值为60公里/小时;(2)在弯道路面中心线设置反光标示,间隔10m;(3)在弯道外侧设置双向反光导向标示,间隔50m;(4)在高林营支路路口设置让行或停标志,并平整路口、施划停车线;(5)将弯道内侧靠近路边的行道树清除,种植高度1m以下的低矮灌木丛,以增加弯道视距。(6)将标志杆更换为长悬臂式,或者修剪标志前50m内的遮挡树枝;(7)取缔加油站非法标志,合理规划加油站的进出口,在加油站的进口设置引导标志。

5.整改方案(1)在进入弯道前增设减速标志,限速值为6066道路交通设计道路平面线形课件67

作业:

1、推导公式

2、计算设计速度100km/h,超高值为10%时的圆曲线最小半径极限值。(结果取整数)

3、道路平面线形包含哪些要素?平面线形连接时应注意哪些事项?

4、如何保证车辆在弯道行驶时的行车视距?

683.1道路平面线形的基本概念

3.1.1路线

道路是一个三维空间实体,它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线形构造物。道路中线在水平面上的投影称作路线的平面。沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断面。中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横断面。3.1道路平面线形的基本概念3.1.1路69公路线形就是沿着道路中心线的平面投影和竖面投影,它们都是由直线与曲线组成的。即:

道路线形平面投影竖面投影平面线形纵面线形直线曲线圆曲线缓和曲线直线曲线凸型竖曲线凹型竖曲线(圆曲线、二次抛物线)公路线形就是沿着道路中心线的平面投影和竖面投影,它们都是由直70

3.1.2道路平面线形道路平面线形是由一系列直线段及曲线段组合而成的。曲线一般为圆曲线,在直线和圆曲线之间还要插入起渐变作用的过渡曲线——缓和曲线。

直线、圆曲线和缓和曲线是平面线形的主要组成要素。3.1.2道路平面线形71直线圆曲线(加宽)缓和曲线道路中线直线圆曲线(加宽)缓和曲线道路中线723.2直线

3.2.1直线的特点直线是最简单的线形,也是道路设计最常用的线形,尤其在平原区。优点:行驶视线较好,一般不需要改变行驶方向,前进方向明确,里程最短,能比较好地适应汽车运动要求。缺点:线形单调,易造成驾驶人麻痹大意,速度过快,引起驾驶疲劳。因此选择直线线形要适当,不能过长、过短。3.2直线3.2.1直线的73

3.2.2直线长度限制

直线的最大与最小长度应有所限制,主要根据驾驶员的视觉反应及心理上的承受能力来确定。国外对于设计速度大于或等于60km/h的公路最大直线长度为以汽车按设计速度行驶70s左右的距离控制,一般直线路段的最大长度(以m计)应控制在设计速度(以km/h计)的20倍为宜。3.2.2直线长度限制74

同向曲线之间直线的最小长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的6倍为宜,反向曲线之间的最小直线长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的2倍为宜。设计速度小于等于40km/h的公路可参照上述作法。同向曲线之间直线的最小长度(以m计)以不75

3.3圆曲线

3.2.1圆曲线特点

圆曲线是一种较简单、使用最多的线形。圆曲线设置容易,可以自然调整路线前进方向,以适应地形、地物的变化,能引起驾驶人的注意,起到诱导视线的作用。圆曲线的半径为常数。3.3圆曲线3.2.1圆曲线特点76

3.3.2圆曲线的半径

在平面设计时研究圆曲线主要是确定圆曲线半径的大小和圆曲线的长度。

一、圆曲线半径公式

式中:V——计算行车速度,(km/h);

——横向力系数;

i——路拱横坡度,对双向横坡的路面在弯道外侧行驶时,公式中“—”,在内侧行驶时用“+”。3.3.2圆曲线的半径式中:V——77汽车在曲线上的横向力解析图汽车在曲线上的横向力解析图78

二、横向力系数的确定

1.按汽车行驶稳定性确定

2.按行车舒适性确定

3.按燃料和轮胎消耗确定μ值乘客舒适感≤0.10转弯时感觉不到有曲线存在,很平稳0.15转弯时感觉到有曲线存在,尚平稳0.20转弯时已明显感到有曲线存在,略感到不稳0.35转弯时感到有曲线存在,已感到不稳定0.40转弯时非常不稳定,站立不住,有倾倒危险表3.1汽车弯道行驶时乘客的舒适感受二、横向力系数的确定μ值乘客舒适感≤0.1079图3.1横向力系数取值示意图表3.2圆曲线最小半径的横向力系数及超高值图3.1横向力系数取值示意图表3.2圆曲线最小半80

三、最小半径的计算

1.极限最小半径:不得已情况下使用。表3.3公路圆曲线最小半径三、最小半径的计算表3.3公路圆曲线最小半81

超高值变化范围在10%~6%之间,计算圆曲线最小半径时分别用6%、8%和10%的超高值代入计算,将计算结果取整即得出圆曲线最小半径极限值。表3.4公路圆曲线最小半径极限值超高值变化范围在10%~6%之间,计算圆曲线最小822.圆曲线最小半径一般值确定一般圆曲线最小半径采用的横向力系数值为0.05~0.06。当地形条件许可时尽量采用大于圆曲线最小半径“一般值”。表3.5公路圆曲线最小半径“一般值”的横向力系数和超高值2.圆曲线最小半径一般值表3.5公路圆曲线最小半径833.不设超高的最小半径表3.6公路不设超高圆曲线最小半径(m)

圆曲线半径大于一定值时可不设置超高,允许设置等于直线路段路拱的反超高,横向力系数控制到最小值,为0.035~0.040,对应路拱坡度为1.5%~2%。圆曲线最大半径不宜超过10000米。3.不设超高的最小半径表3.6公路不设超高圆曲线84

3.4缓和曲线

3.4.1缓和曲线的定义

曲率由零渐变到定值或由定值渐变到零。将这样的曲线插在直线与圆曲线之间,对于汽车运动状态的突变可起到缓和作用,故称为“缓和曲线”。缓和曲线的半径是个变量。3.4缓和曲线3.4.1缓和曲线的定853.4.2缓和曲线的作用

1.便于驾驶操作

2.使离心加速度逐渐变化

3.作为超高和加宽的过渡

4.消除了平面线形明显的转折,增进了线形的连续感和美感

3.4.2缓和曲线的作用863.4.3缓和曲线长度计算

一、根据离心加速度变化率计算缓和曲线的最小长度。

式中:L——缓和曲线长度,m;

V——车辆行驶速度,km/h;

R——与缓和曲线连接的圆曲线半径,m。3.4.3缓和曲线长度计算87

从乘客舒适性出发,使缓和曲线符合汽车运行特征、线形视觉良好,离心加速度变化率应限制在一定范围内。如日本规定:高速公路为0.35m/s3(推荐值)及0.5m/s3(绝对最大值);设计速度60km/h以下的一般匝道及主要地方道路为0.6m/s3;山岭区及其它特殊地区为0.75km/s3及0.775m/s3。我国现行《标准》把离心加速度变化率限制在0.5~0.6m/s3之间,等级高的公路取低值。

从乘客舒适性出发,使缓和曲线符合汽车运行88

二、根据驾驶员操作及反应时间计算

《公路路线设计规范》是按行驶3s的行程制定了各级公路的缓和曲线最小长度指标,见表3.10。二、根据驾驶员操作及反应时间计算89

三、根据视觉条件确定缓和曲线长度

设计速度(km/h)1201008060403020最小长度(m)100857060403020一般值(m)13012010080504025表3.7公路缓和曲线最小长度三、根据视觉条件确定缓和曲线长度设计90设计车速(km/h)1201008060(50)403020不设缓和曲线的临界曲线半径(m)2100145093052023013058不设缓和曲线的半径(m)550040002500(2000)1500(1000)(700)600(500)350(350)150(150)3.4.4不设缓和曲线的平曲线半径注:括弧内为城市道路规定值,当计算值≤40km/h,城市道路缓和曲线可用直线代替。

考虑到驾驶人的舒适感和视觉特性,不设缓和曲线的圆曲线半径与不设超高的平曲线半径相同。表3.8

不设缓和曲线的平曲线半径设计车速(km/h)1201008060(50)40302091

3.4.5平曲线最小长度

一、平曲线的极限最小长度保证6s行驶时间,受限时圆曲线上行驶至少有3s。二、满足离心加速度变化率所要求的曲线长度三、公路转角小于7°时的曲线长度

设计速度(km/h)1201008060403020平曲线最小值(m)200170140100705040一般值1000850700500350250200表3.9公路平曲线的极限最小长度3.4.5平曲线最小长度设计速度(km92

3.5弯道的超高与加宽

3.5.1超高

一、超高的作用当圆曲线半径小于不设超高的最小半径时,应设超高。设置目的:为了使汽车在曲线上行驶时能够获得一个指向曲线内侧的横向分力,以克服离心力对行车的影响。3.5弯道的超高与加宽3.5.1超高93

二、超高的含义

将曲线部分的外侧路面横坡做成与内侧横坡同方向的单向横坡。

当圆曲线半径为极限最小半径时,曲线上的超高采用最大超高值。公路最大超高值一般地区为8%,积雪严寒地区为6%。二、超高的含义当圆曲线半径为极限最小半径时94

三、超高的设置

一般来说,平曲线半径小超高坡度就应大些,反之就可小些。当平曲线半径大于或等于不设超高最小半径时,可不设超高。在路面有积雪或结冰的地区,超高坡度应比一般地区的小些。当有非机动车通行的公路及公路通过市镇时,可适当减小超高坡度。设计速度(km/h)8060,5040,30,20最大超高横坡(%)642等级高速公路,一级二级,三级,四级一般地区8%(10%)8%积雪严寒地区6%表3.11公路最大超高值表3.10城市道路最大超高横坡度三、超高的设置设计速度8060,5040,30,20最95

超高的设置有以下几种情况:(1)无中间带的公路(2)有中间带的公路超高缓和段的设置:超高的设置有以下几种情况:96曲线的超高

从直线段的路拱双向坡断面,过渡到小半径曲线上具有超高横坡的单向坡断面,要有一个逐渐变化的区段,称为超高缓和段。曲线的超高从直线段的路拱双向坡断面,过渡到小半97无中间带公路的超高过渡方式设中间带公路的超高过渡方式新建道路改建道路窄中间带车道数大于4双幅路、四幅路等高等级公路(a)绕内侧边缘旋转(b)绕中线旋转(c)绕外侧边缘旋转(a)绕中间带中线旋转(b)绕中央分隔带边缘旋转(c)绕各自车道中心旋转无中间带公路的超高过渡方式设中间带公路的超高过渡方式新建道路98

3.5.2加宽

一、平曲线加宽的原因

为保证汽车在转弯中不侵占相邻车道,小于250米半径的曲线路段需要加宽。行驶半径最小行驶半径最大3.5.2加宽为保证汽车在转弯中不侵占相邻车99

二、加宽的计算公式式中:e——双车道加宽值,m;

——前保险杠至后轴距离,m;R——设加宽的圆曲线半径,m;V——计算行车速度,km/h。公路加宽设在弯道内侧。二、加宽的计算公式100加宽平面图三、加宽缓和段直线,双坡段缓和曲线,加宽、超高缓和段圆曲线,单坡段、全加宽值加宽平面图三、加宽缓和段直线,缓和曲线,圆曲线,101

3.6平面线形组合与衔接

1、直线与曲线的组合(1)直线之间选择不同半径的曲线连接起来,若选用圆曲线,为保证行车安全设计时应选用偏大的圆曲线半径。(2)在公路设计中,公路等级较低的中线,直线与圆曲线可直接衔接,较高等级的中线,直线、圆曲线之间须插入一段缓和曲线。(3)长直线路段以及长坡道的末端不应连接小半径平曲线。我国规定:直线长度L≥500m,最小半径R=500m;直线长度L<500m,最小半径R=L。3.6平面线形组1022、曲线连接要求

反向(异向)曲线同向曲线可用缓和曲线连接也可用直线段连接,最小直线长度(米)不小于设计速度2倍。缓和曲线连接,或连接直线的最小长度不小于6倍设计速度,若直线过短,形成断背曲线。复曲线——

相邻同向曲线直接连接。复曲线大圆半径R1与小圆半径R2为:R1/R2<1.5,计算行车速度大于等于80km/h2、曲线连接要求反向(异向)曲线同向曲线可用缓和曲线连接也1033、平面线形设计一般原则平面线形连续、顺适,并与地形、地物相适应,与周围环境相协调;满足行驶力学和视觉、心理的基本要求;保证平面线形的均衡与连贯;避免连续急弯的线形;平曲线应有足够的长度。3、平面线形设计一般原则104

福建省高速公路交通事故多发点成因分析中的道路因素:小半径、长坡路段多,最小弯道半径250米,最大纵坡度达6.2%。福建省高速公路交通事故多发点成因分析中的道路因素:105改善道路线型

沈海线(闽)166KM处事故黑点,

2007年4月,福建省政府拨付1.5亿对该路段进行改造,将原来260M的弯道半径改为560M以上的平曲线半径,彻底实现“取直”改造,通车以来,该路段事故起数下降了72.4%,死伤人数分别下降50%和33.3%。166KM改造后改善道路线型沈海线(闽)166KM处事故黑点,20106

3.7行车视距

3.7.1视距的概念

为保证行车安全,驾驶人看到一定距离处的障碍物或迎面来车后,刹车所需的最短安全距离称为行车视距,分为停车视距、会车视距和超车视距三种。目高是以车体低的小客车为标准日本采用的目高为1.20m,美国采用4.5ft(1.37m),加拿大采用1.05m,我国从驾驶员的身高车型等多种因素考虑,采用1.2m。对象物的位置在同一车道的中心线上,其高度规定为0.10m。3.7行车视距3.7.1视距的概念1073.7.2停车视距车辆行驶时,驾驶人自看到前方障碍物时起,至障碍物前能安全停车所需的最短行车距离即为停车视距。3.7.2停车视距108

停车视距由三部分组成,式中:-停车视距,m;-司机反应时间内行驶的距离,m;-司机开始制动到完全停止时行驶的距离,即制动距离,m;-安全距离,m。

停车视距由三部分组成,109反应距离是当驾驶人发现障碍物,经过判断决定采取制动措施得到制动器开始作用的一段时间内车辆行驶的距离。式中:t——反应时间,包括感知决策时间,s;

V——车辆行驶速度,km/h。

制动距离是指汽车从制动生效到汽车完全停住车辆行驶的距离。式中:——路面与轮胎间的附着系数(纵向摩阻系数);

K——制动系数,约1.2~1.4。反应距离是当驾驶人发现障碍物,经过判断决定采取制动措施得到制110因此,停车视距为:因此,停车视距为:111表3.12高速公路、一级公路停车视距及货车停车视距表3.13二、三、四级公路停车视距及货车停车视距表3.12高速公路、一级公路停车视距及货车停车视距表3.112

3.7.3会车视距

对于不设分隔带的双车道公路,车辆在行驶时,驾驶员趋向于在路面中心行驶,一旦发现前方来车,双方驾驶员各自把车辆驶回到自己的车道上,以便两车安全交会。为保证双向行驶的双车道公路的行车安全,公路平面应能保证会车视距要求,即满足双向行驶的汽车能在同一车道上及时刹车所需的最短距离。

3.7.3会车视距113

会车视距也由三部分组成。

双方驾驶员反应时间内汽车所行驶的距离;双方汽车的制动距离;安全距离。

会车视距也由三部分组成。114

如果以和分别表示汽车1和汽车2的行驶速度,它们在坡度为i的纵坡上行驶,则会车视距为:

如果两车的速度相同,均为V,则

由上式可知,会车视距几乎为停车视距的两倍,为简化计算,《标准》规定,会车视距等于2倍的停车视距。高速公路、一级公路无会车视距。如果以和分别表示汽车1和汽车2的行驶速度,它1153.7.4超车视距

1、加速行驶距离;

2、超车汽车在对向车道上行驶的距离

3、超车完成时,超车汽车与对向汽车之间的安全距离

4、超车汽车从开始加速到超车完成的时间内,对向车道汽车的行驶距离。3.7.4超车视距116以上四个距离之和就是全超车视距,即最小必要超车视距为:以上四个距离之和就是全超车视距,117道路交通设计道路平面线形课件118表3.14高速公路、一级公路停车视距表3.15二、三、四级公路停车视距、会车视距与超车视距表3.14高速公路、一级公路停车视距表3.151193.7.5平面视距的保证

车辆在弯道行驶时,弯道内侧行车视线可能被障碍物遮挡,应检查平曲线上的视距,如有遮挡,必须清除视距区段内侧横净距内的障碍物。3.7.5平面视距的保证120112233445566平曲线上的视距清除包络线高于1.

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