第二章平面设计1

道路勘测设计

（第二章道路平面设计）

2014年2月第二章道路平面设计概述1直线2汽车行驶的横向稳定性与圆曲线半径3缓和曲线4道路平面设计成果5在湖南省长沙市天心区湘府西路与书院南路的交叉口处，四个月内接连发生11起车祸，而且所有的车祸都不是发生在马路上，而是发生在居民的家里。一时间，这个路口声名鹊起。交管部门三次采取措施，在540米范围内，设立了2个黄闪灯，5条橡胶减速带，11组标线减速带，警示标志5个，限速标志5个，并把时速限制在10公里。可是还是会有车祸发生

今日说法：七度生死劫（2006.1.14）

今日说法：七度生死劫（2006.1.14）

湖南长沙市的张建云家三个月内七次被重型大货车所撞

老张说自打遭遇这七次车祸后，每到凌晨2点左右他都会被噩梦惊醒，然后不自觉地跑到门前看看是不是又有车撞来了，在哪儿呆呆地站了一会儿之后才稍感放心，他不知道这种日子还要过多久。

今日说法：不该逝去的生命（2006.2.24）

2006年2月14日，风和日丽。出了正月十五，喜庆的气氛还在空气中余存，可是这对于住在长沙市新开铺路744号的李团圆一家来说却是灾难性的一天。因为就在这一天，李团圆17岁的女儿永远离开了尘世，死亡原因：车祸。然而奇怪的是，这场车祸并不是发生在公路上，而是发生在李团圆的家里。

今日说法：不该逝去的生命（2006.2.24）

书院南路400米路段填高

拓宽争取4个月完工

后续原因：规划标高相差3米导致事故易发书院南路是一条修建年代比较久远的低等级公路，其修建时不是按现有的规划标高实施，而近几年新修好的湘府路是按现在的规划标高建设的，因此，两条路标高不一致，湘府路的标高比书院路标高高出3米。目前两条道路在交叉口处的连接纵坡坡度过大，导致车辆从湘府路西行至书院南路时难以及时调整，速度过快的车辆甚至会冲入书院南路沿线的居民家中。此外，书院南路的路幅较窄，大型车辆从湘府路右转至书院南路有一定难度，也容易导致交通事故。路线2.1概述路线----指道路中线。线形----道路中线的空间形状。

2.1概述道路是一条带状的三维空间实体。它的中心线是一条空间曲线，这条中心线在水平面上的投影，称为道路路线的平面路线平面设计纵断面设计横断面设计研究道路的基本走向及线形的过程研究道路纵坡及坡长的过程研究路基断面形状与组成的过程路线设计路线2.1道路路线概述2.1道路路线概述平面线形要素行驶中汽车的导向轮与车身纵轴的关系：

1．角度为零：

2．角度为常数：

3．角度为变数：现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的，称为平面线形三要素。汽车行驶轨迹线曲率为0——直线曲率为常数——圆曲线曲率为变数——缓和曲线（一）汽车行驶轨迹与道路平面线形2.1道路路线概述平面线形要素（一）汽车行驶轨迹与道路平面线形行驶中的汽车轨迹在几何性质上有以下特征：

轨迹是连续、圆滑的

曲率是连续的

曲率变化率是连续的2.1道路路线概述路线平面设计内容符合汽车行驶力学性质和行驶轨迹合理确定各线形要素几何参数保持线形连续性和均衡性

1.优点：①距离短，直捷，通视条件好。②汽车行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。③便于测设。2.缺点

①线形难于与地形相协调，

②过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦，难以目测车间距离。③易超速不宜采用长直线2.2直线直线特点直线长度2.2直线直线的长度：前一个曲线终点到下一个曲线起点之间的距离。YZ(ZH)－ZH（ZY)之间的距离

《标准》规定：直线的最大与最小长度应有所限制。德国：20V（m）－0.02h行车。前苏联：8km美国：4.38km我国：暂无强制规定景观有变化≧20V；<3KM

景观单调≦20V公路线形设计不是在平面线形上尽量多采用直线，或者是必须由连续的曲线所构成，而是必须采用与自然地形相协调的线形。最大直线长度问题：直线长度2.2直线1．同向曲线间的直线最小长度同向曲线：指两个转向相同的相邻曲线之间连以直线而形成的平面曲线《规范》：当V≥60km时，Lmin≧6V；

当V≤40km时，参考执行直线短，易产生是反向曲线的错觉，再短，易将两个曲线看成是一个曲线－断背曲线

–操作失误－事故2.2直线直线长度Lmin≧6VLmin≧6V2．反向曲线间的直线最小长度反向曲线：

指两个转向相反的相邻曲线之间连以直线而形成的平面曲线《规范》规定：V≥60km时:

不小于2V。--考虑超过加宽的需要。设置缓和曲线时，可构成S形曲线

V≤40km时：参考执行2.2直线直线的运用

1.宜采用直线线形的路段：（1）不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；（2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；（3）长的桥梁、隧道等构造物路段；（4）路线交叉点及其前后；（5）双车道公路提供超车路段。直线的运用2.2直线

（1）直线上纵坡不宜过大，易导致高速度。

（2）长直线尽头的平曲线，设置标志、增加路面抗滑性能。2.采用长的直线应注意的问题：（3）直线应与大半径凹竖曲线组合，视觉缓和。

2.2直线直线的运用2.2直线（4）植树或设置一定建筑物、雕塑等改善景观。美国俄勒冈州典型沙漠公路香榭丽舍与凯旋门德国柏林2.3汽车行驶的横向稳定性与园曲线半径汽车行驶横向稳定性XYβββββih

当满足条件时，汽车在平曲线上行驶就不会产生倾覆。

汽车不发生横向滑移的条件是：

圆曲线半径的影响因素1横向力系数

①危及行车安全②增加驾驶操纵的困难③增加燃料消耗和轮胎磨损④行旅不舒适

要考虑车辆组成同时顾及快、慢车。要考虑气候因素气候恶劣季节路面的横向摩阻系数要考虑驾驶者和乘客以心理上的安全感

圆曲线半径的影响因素2关于最大超高ih1圆曲线最小半径最小半径的实质：①横向力u≦摩阻力φh，②乘车人感觉良好。φh根据不同取值半径分为：1.极限最小2.一般最小3.不设超高最小设计标准（二）圆曲线最小半径的计算美国公路事故次数与平曲线半径关系1968年是各级公路采用最大超高imax和允许的最大横向摩阻系数下保证安全行车的最小允许半径。ihmax＝8％，

φh＝0.1－0.161）极限最小半径φh设计标准3.3圆曲线2）一般最小半径是各级公路采用允许超高ih和横向摩阻φh下保证安全、舒适行车的最小允许半径。ih＝6－8％，

φh＝0.05－0.06φh设计标准3.3圆曲线圆曲线半径大于一定数值时，可以不设置超高，而允许设置等于直线路段路拱的反超高。ih＝－0.015，φh＝0.035－0.040；ih＝－0.025，φh＝0.040－0.0503）不设超高的最小半径φh设计标准3.3圆曲线①圆曲线半径R＝常数，曲率1/R=常数，易测设计算。②对地形、地物、环境的适应能力强。③受到离心力作用，对行车安全性和舒适性有影响④多占用车道宽⑤视距条件差（R小时）－路堑遮挡3.3圆曲线圆曲线的特点半径指标的应用（1）在条件许可时，最好采用不设超高的最小半径。（2）在一般情况下，宜采用极限最小半径的4～8倍或超高横坡度为（2～4）%的圆曲线半径。（3）当地形条件受到限制时，曲线半径应尽量大于或接近于一般最小半径。（4）在自然条件特殊困难或受其它条件严格限制而不得已时，方可采用圆曲线的极限最小半径。3.3圆曲线（5）选用曲线半径时，应注意前后线形的协调，不应突然采用小半径曲线；长直线或线形较好路段，不能采用极限最小半径。（6）从地形条件好的区段进入地形条件较差区段时，线形技术指标应逐渐过渡，防止突变。（7）最大半径一般不宜超过10000m半径指标的应用3.3圆曲线设置：

1.直线（曲率=0）与圆曲线（曲率＝C)之间

2.半径相差较大的圆曲线（曲率＝C1和C2)之间概述3.4缓和曲线连接直线和园曲线连接半径相差较大的园曲线定义：是设置在直线和圆曲线间或半径相差较大、转向相同的两圆曲线间的一种曲率连续变化的曲线（1）缓和曲线的线形特征缓和曲线的作用线形缓和行车缓和超高加宽缓和概述3.3缓和曲线线形美观曲率不连续，视觉效果突兀φO汽车的行驶状态假定：

1）汽车作等速行驶，速度为v（m/s）；

2）方向盘转动是匀速的，转动角速度为（rad/s）；

(2).缓和曲线的形式汽车行驶轨迹的曲率半径：结论：汽车匀速从直线进入圆曲线（或相反）其行驶轨迹的弧长与曲线的曲率半径之乘积为一常数。汽车行驶轨迹特点：二、缓和曲线的形式1回旋线做缓和曲线3.3缓和曲线说明：行驶轨迹的弧长与曲线的曲率半径之乘积为一常数，－－－回旋线性质。

即回旋线的参数值为：rl=CYX二、缓和曲线的形式2其它形式的缓和曲线3.3缓和曲线①三次抛物线方程式：②双纽线方程式：

缓和曲线的最小长度及参数3.3缓和曲线（1）缓和曲线的最小长度离心加速度的变化率应限制在一定范围超高渐变率适中行驶时间不过短（2）回旋线参数（3）缓和曲线的省略(1)几何元素的计算公式：切线长：曲线长：外距：校正值：J=2T-L2．有缓和曲线的道路平曲线几何元素：切线增长值长：内移值：(2)主点里程桩号计算方法：以交点里程桩号为起算点：ZH=JD–THY=ZH+LsQZ=ZH+L/2YH=HZ–LsHZ=ZH+LJD=QZ+J/2例题已知：平原区某二级公路有一弯道，偏角α右=15°28′30″，半径R=600m，缓和曲线长度Ls=70m，JD=K2+536.48。要求：（1）计算曲线主点里程桩号；解：（1）曲线要素计算：J=2T-L=2×116.565-232.054=1.077（1）曲线要素计算：（2）主点里程桩号计算：以交点里程桩号为起算点：JD=K2+536.48ZH=JD–T=K2+536.48-116.565=K2+419.915HY=ZH+Ls=K2+419.915+70=K2+489.915QZ=ZH+L/2=K2+419.915+232.054/2=K2+535.942HZ=ZH+L=K2+419.915+232.054=K2+651.969YH=HZ–Ls=K2+651.97–70=K2+581.969

JD=QZ+J/2=K2+535.942+1.077/2=K2+536.48检核无误路线平面设计成果综合反映路线平面位置、线形、沿线人工构造物、工程设施的布置及公路与周围环境、地形、地物的关系。一、道路平面设计的表格1）直线、曲线及转角表

反映了路线的平面位置和路线平面线形的各项指标2）逐桩坐标表

高等级公路的线形指标高，表现在平面上是圆曲线半径大，缓和曲线较长，在测设和放样时须采用坐标法，方能保证其测量精度。所以计算一份“逐桩坐标表”是十分必要的

第五节路线平面设计成果表3.6逐桩坐标表第五节路线平面设计成果3）路线平面设计图

①比例尺：②测绘范围③路线平面图应示出

第五节路线平面设计成果第五节路线平面设计成果（1）城市道路平面图应示出:

1）路中线两侧红线以外各20～50米的地形、地物；

2）路中心线，远、近期的规划红线、车行道线、人行道线、停车场、绿带、交通岛、人行横道线；

3）沿街建筑物主要出入口（接坡）；

4）各种地上地下管线的定向位置、雨水进水口、窨井等，注明交叉口及沿线里程桩；

5）弯道及交叉口处应注明曲线要素、交叉口侧石的转弯半径等。

6）比例1：500～1：1000。第五节路线平面设计成果§3.8路线平面图的绘制

2.城市道路平面图

例：平原区某公路有两个交点间距为4797.54m，JD1=K7+231.38，偏角α1=12°24′20″（左偏），半径R1=1200m；JD2为右偏，α2=15°32′50″，R2=1000m。要求：按S型曲线计算Ls1、Ls2长度，并计算两曲线主点里程桩号。α2α1JD1JD2T1T2L1L2例：平原区某公路有两个交点间距为407.54m，JD1=K7+231.38，偏角α1=12°24′20″（左偏），半径R1=1200m；JD2为右偏，α2=15°32′50″，R2=1000m。要求：按S型曲线计算Ls1、Ls2长度，并计算两曲线主点里程桩号。解：（1）计算确定缓和曲线长度Ls1、Ls2：令两曲线的切线长相当，则取T1=407.54/2=203.77m

按各线形要素长度1：1：1计算Ls1：

Ls1=αR/2=12.2420×π/180×1200/2=129.91

取Ls1=130m

则经计算得，T1=195.48m<203.77mT2=407.54-T1=407.54-195.48=212.06m

按1：1：1计算Ls2：

Ls2=αR/2=15.3250×PI/180×1000/2=135.68

计算切线长T2得，T2=204.45m

212.06-204.45=7.61，即T2计算值偏短。

LS2=135.68+2×7.61=150.90，