第2章道路平面设计

1、第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计2.1 选线与定线选线与定线2.2 道路平面现行道路平面现行2.3 行车视距行车视距第二章第二章 道路平面设计道路平面设计道路，三维空间体道路，三维空间体/带状，设计主要包括带状，设计主要包括路线走向路线走向和和线形设计线形设计。路线设计应合理利用路线设计应合理利用地形地形，正确运用，正确运用技术标准技术标准，保证线性的，保证线性的均衡性。道路线性应在均衡性。道路线性应在平、纵、横平、纵、横三方面综合设计。三方面综合设计。：是指道路中线投影到平面的几何形状和尺寸。：是指道路中线投影到平面的几何形状和尺寸。平面线性设计需

2、要合理的利用平面线性设计需要合理的利用直线、圆曲线直线、圆曲线和和缓和曲线缓和曲线。圆曲线和圆曲线和缓和曲线合称为缓和曲线合称为：远近期、整体与局部关系，结合实际：远近期、整体与局部关系，结合实际地形、地物、水文、气象、筑路材料等条件，充分考虑农业地形、地物、水文、气象、筑路材料等条件，充分考虑农业与环保要求，并注重与铁路、航运、空运、管道运输的配合与环保要求，并注重与铁路、航运、空运、管道运输的配合协调。从造价、自然和社会环境影响等方面分析论证，实现协调。从造价、自然和社会环境影响等方面分析论证，实现路线最优化，达到经济和环境效益相统一。路线最优化，达到经济和环境效益相统一。第二章第二章 道

3、路平面设计道路平面设计1 1地形地形：（1）平原平原，地形平坦，无明显起伏，地面自然坡度一般在3以内。（2）微丘地形微丘地形指起伏下大的丘陵，地面自然坡度在20以下，相对高差在100m以下，设线一般不受地形限制。（3）河湾顺适，地形开阔且有连续的宽缓台地的河谷地形。河床坡度大部分在5以下，地面自然坡度在20以下。沿河设线一般不受限制，路线纵坡平缓或略有起伏。（1）重丘地形重丘地形：指连绵、起伏的山丘，具有深谷和较高的分水岭，地面自然坡度一般在20以上，路线平、纵面大部分受地形限制。（2）山岭地形山岭地形：指山脊、陡峻山坡、悬崖、峭壁、峡谷、深沟等。地形变化复杂，地面自然坡度大部分在20以上。路

4、线平、纵、横面大部分受地形限制。（3）高原地带的深侵蚀沟，以及有明显分水线的绵延较长的高地。地面自然坡度多在20以上。第二章第二章 道路平面设计道路平面设计 2气候：气候情况直接或间接地影响着地面水的数量、地下水位高度、大气降水量及其强度和形态、路基水温状况、 泥泞期、冬季积雪和冰冻延续期。并在一定程度上限制施工 期限和条件。 3水文及水文地质：水文情况决定排水结构物的数量和大小，水文地质情况决定了含水层的厚度和位置、地基或路 基岩层滑坍的可能性。 4地质条件：地质构造，决定地基及路基附近岩层的稳定性，确定有无滑坍、碎落和崩坍的可能；同时也决定土石方 工程施工难易和筑路材料的质量。 5土质：土

5、是路基与路面基层的材料，它影响路基形状和尺寸的决定，也影响着路面型式和结构的确定。 6植被情况：地面的植物覆盖影响暴雨逞流、水土流失程度，并在一定程度上影响路基土壤的水理和热理状况。第二章第二章 道路平面设计道路平面设计2.1.1 选线的一般原则：选线的一般原则：道路路线是道路的道路路线是道路的骨架骨架，道路选线是整个，道路选线是整个的关键，对道路的使用质量的关键，对道路的使用质量和工程造价都有很大的影响，所以综合考虑多种因素，妥善处理各方面的关系。其和工程造价都有很大的影响，所以综合考虑多种因素，妥善处理各方面的关系。其基本原则如下：基本原则如下：远远近近期结合，定位其应有的作用；期结合，定

6、位其应有的作用；做到工程做到工程量小、造价低、效益量小、造价低、效益好及有利于施工和养护；好及有利于施工和养护；与农田基本建设相配合，少占耕地；与农田基本建设相配合，少占耕地；通过地质、通过地质、水文地质条件好的水文地质条件好的地带；地带；重视环境保护重视环境保护；充分利用地形，平、纵、横面结合，力求平面短捷舒顺、纵面平缓均匀，横断充分利用地形，平、纵、横面结合，力求平面短捷舒顺、纵面平缓均匀，横断面经济稳定。面经济稳定。拓展知识拓展知识2-12-1：影响：影响路线方案选择的主要路线方案选择的主要因素？因素？l 路线路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改在

7、政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革开放、综合利用等重要方针的体现。革开放、综合利用等重要方针的体现。l 路线路线在铁路、公路、航道、空运等交通网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，在铁路、公路、航道、空运等交通网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。l 沿线沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响；地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响； 路线长度、筑路材料来源、施路线长度、筑路材料来源、施工等件以及工程量、三材（钢筋、木材、水泥）用量、造价、工期、

8、劳动力等情况及其工等件以及工程量、三材（钢筋、木材、水泥）用量、造价、工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响。对运营、施工、养护等方面的影响。l 其他其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。第二章第二章 道路平面设计道路平面设计2.1.2 各种地形条件下的选线各种地形条件下的选线1.平原微丘区选线：平原微丘区选线：特点：特点：l平原区平原区是是的地区，有时有的地区，有时有；l平原平原地区除泥沼、盐渍上、河谷漫滩、草原、戈壁、沙漠等外，一般地区除泥沼、盐渍上、河谷漫滩、草原、戈壁、沙漠等外，一般，且分布有各种且分布有各种，；l

9、在天然河网湖区，还具有在天然河网湖区，还具有等特点；等特点；l路线路线纵坡及曲线半径等几何要素比较纵坡及曲线半径等几何要素比较；l易受当地易受当地和和的障碍。的障碍。拓展知识拓展知识2-22-2：评价路线方案的主要技术、评价路线方案的主要技术、经济指标？经济指标？（1 1）路线长度）路线长度（2 2）线形标准、技术指标）线形标准、技术指标（3 3）占地面积）占地面积（4 4）工程数量：土石方、路面、桥涵、挡土墙、防护工程）工程数量：土石方、路面、桥涵、挡土墙、防护工程（5 5）材料用量：钢材、水泥、木材）材料用量：钢材、水泥、木材（6 6）劳动力：数量、来源）劳动力：数量、来源（7 7）工程总

10、造价。）工程总造价。第二章第二章 道路平面设计道路平面设计根据地形条件和地物影响、路线应尽可能顺根据地形条件和地物影响、路线应尽可能顺直短直短截，一般采用较长截，一般采用较长直线，较大半径的曲线及中间加入缓和曲线线性；直线，较大半径的曲线及中间加入缓和曲线线性；路线布设要少路线布设要少占占农田，与农田水利建设结合；农田，与农田水利建设结合；路线穿越城镇居民区时，靠路线穿越城镇居民区时，靠城不城不进城，利民不扰民；进城，利民不扰民；跨越跨越水道，平面和纵断面上保持路线平顺水道，平面和纵断面上保持路线平顺。第二章第二章 道路平面设计道路平面设计(1)沿河线沿河线。适用适用条件：条件：路线主要控制点

11、在山谷一侧，相对高程不大。自然自然条件特点：条件特点：l 山区河流，谷底一般不宽，两岸台地较窄；l 河流多具有弯曲的特点；l 河谷地质情况复杂；l 山区河流易出现洪水流量。第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计不可避免时应设置斜桥、不可避免时应设置斜桥、修改桥头线形或布置一修改桥头线形或布置一段弯桥。段弯桥。第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计沿老堡山山嘴进行螺旋展线，实现高差达658米的太平控制点(HD

12、=472米)与凉风凹隧道进口(HD=1130米)采用自然展线顺利衔接第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计RSGPSGIS第二章第二章 道路平面设计道路平面设计2.1.3 定线定线：是根据既定的技术标准和路线方案，结合地形、地质条件，考虑平、纵、横三方面的合理安排，具体定出道路中线的确切位置。平面上：路线交点，平曲线半径纵断面：变坡点，设计坡度横断面：中心填挖尺寸，边坡坡率1.纸上定线纸上定线准备工作：准备

13、工作：控制点，避让地区控制点，避让地区初定路线位置：初定路线位置：依据地形、地物和避让地区，沿线加密中间控依据地形、地物和避让地区，沿线加密中间控制点制点定线：定线：直线型定线法，曲线型定线法直线型定线法，曲线型定线法纵断面设计：纵断面设计：设中桩，纵断面设计设中桩，纵断面设计最佳横断面修整最佳横断面修整：高填深挖地段，修整平面或横断面设计：高填深挖地段，修整平面或横断面设计现场核对现场核对：实地核对检查：实地核对检查2.实地定线实地定线 （低等级、条件简单的公路）（低等级、条件简单的公路）3.航测定线（航测建模，定线，放线）航测定线（航测建模，定线，放线）第二章第二章 道路平面设计道路平面设

14、计2.2 路线路线平面设计平面设计轨迹线是连续的轨迹线是连续的轨迹线的曲率是连续的轨迹线的曲率是连续的轨迹线曲率的变化率是连续的轨迹线曲率的变化率是连续的对应道路的平面线形对应道路的平面线形“三要素三要素”直线直线、圆曲线圆曲线和和缓和曲线缓和曲线第二章第二章 道路平面设计道路平面设计直线最长、最短限制L: 60km/h, 70sL（m）=20*V(km/h)同向曲线间：同向曲线间：L（m）=6*V(km/h)反向曲线间：反向曲线间：L（m）=2*V(km/h)直线最大长度及其在曲线间最小长度直线最大长度及其在曲线间最小长度第二章第二章 道路平面设计道路平面设计)(12712iVR1.圆曲线半

15、径计算公式：圆曲线半径计算公式： 汽车横向倾覆稳定性汽车横向倾覆稳定性 汽车侧滑稳定性汽车侧滑稳定性 行车舒适性行车舒适性 运营经济性运营经济性曲线内侧行驶时取曲线内侧行驶时取“+”，外侧时取，外侧时取“-”GX（横向力系数）（横向力系数）关于关于值：横向力存在，对行车会产生影响。主要表值：横向力存在，对行车会产生影响。主要表现为：现为：（1）危及行车安全，使汽车产生侧滑或倾覆的危险）危及行车安全，使汽车产生侧滑或倾覆的危险 要求要求：（2）增加操纵困难，）增加操纵困难，（3）增加燃料消耗和轮胎磨损，）增加燃料消耗和轮胎磨损，（4）行旅不舒适。）行旅不舒适。hb2)(12712iVRhhhb2

16、h或或0.1，乘客感觉舒适，乘客感觉舒适=0.15，不适，不适=0.2，不不平稳，不安全感平稳，不安全感=0.15VV行车速度（行车速度（km/hkm/h）i i1 1路拱横坡度路拱横坡度VV行车速度（行车速度（km/hkm/h）i i1 1路拱横坡度路拱横坡度第二章第二章 道路平面设计道路平面设计2. 圆曲线最小半径圆曲线最小半径)(12712iVRi=8%，=0.1-0.16i=6%-8%，=0.05-0.06i=-0.015%，=0.035i=-0.025%，=0.040第二章第二章 道路平面设计道路平面设计3. 圆曲线半径的运用圆曲线半径的运用选用圆曲线半径时，在地形等条件允许的前提下

17、，应尽量选用圆曲线半径时，在地形等条件允许的前提下，应尽量，使行车舒适。，使行车舒适。但半径过大，使圆曲线太长，对测设和施工都不利。且过大的半径，其几但半径过大，使圆曲线太长，对测设和施工都不利。且过大的半径，其几何性质与直线无多大差异何性质与直线无多大差异。以不超过以不超过为宜。为宜。4. 圆曲线最小长度圆曲线最小长度平曲线平曲线 由由和和三段曲线组成。三段曲线组成。每每段不应短于段不应短于时间，曲线行程至少时间，曲线行程至少。5. 圆曲线要素计算圆曲线要素计算LTDREtgRTRL2)12(sec2180切曲差外矢距切线长曲线长ZY(桩号)JD(桩号)一T YZ(桩号)ZY(桩号)十L Q

18、Z(桩号)YZ(桩号)一L2 JD(桩号)QZ(桩号)十J2第二章第二章 道路平面设计道路平面设计缓和曲线缓和曲线-曲率半径不断变化的曲线。曲率半径不断变化的曲线。(1)缓和曲线的作用与性质缓和曲线的作用与性质曲率曲率连续变化，便于车辆连续变化，便于车辆行驶行驶，且增加，且增加线形美观；线形美观；离心离心加速度逐渐变化加速度逐渐变化，乘客乘客感觉感觉舒适；舒适；超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳；超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳；从直线段的标准宽度到曲线段加宽之间过渡，为加宽缓和段。从直线段的标准宽度到曲线段加宽之间过渡，为加宽缓和段。 直线与曲线连接效果图(a)不设缓和曲线感觉路线扭曲；(b)

19、设置缓和曲线后变得平顺美观 第二章第二章 道路平面设计道路平面设计作为作为缓和曲线：缓和曲线：式式中中：R转弯半径（转弯半径（m）；）； L回旋线上某点到原点的曲线长（回旋线上某点到原点的曲线长（m）；）；A回旋线的参数，回旋线的参数，A表征回旋线曲率变化的缓急程度。表征回旋线曲率变化的缓急程度。（2）缓和曲线长度计算）缓和曲线长度计算A. 按按离心离心加速度变化率确定缓和曲线最小长度加速度变化率确定缓和曲线最小长度B. 按按驾驶员操作驾驶员操作反应时间反应时间(3s)确定确定C. 按视觉条件确定按视觉条件确定p:离心加速度变化率(m/s3 ); V:行车速度(km/h)； R：曲线半径(m)

20、上述上述三种计算结果中的最大值，且为三种计算结果中的最大值，且为5m的整数的整数第二章第二章 道路平面设计道路平面设计（2）各要素的计算公式）各要素的计算公式 P的回旋线长为 上二式中的是回旋线上任一点P的切线方向与X轴的夹角，称作“缓和曲线角”。其值为 P点曲率圆的内移值为 P点的弦偏角为 第二章第二章 道路平面设计道路平面设计hhhhhLTDRpRELRLqtgpRTRLLqRLRLpRL22sec)(2)2(1802)(2402268824223342切曲差外矢距曲线总长切线长纵向内移值横向内移值回旋偏角p=delta R第二章第二章 道路平面设计道路平面设计以交点里程桩号为起算点：以交

21、点里程桩号为起算点：ZH = JD TZH = JD THY = ZH + LsHY = ZH + LsQZ = ZH + L/2QZ = ZH + L/2YH = HZ LsYH = HZ LsHZ = ZH + HZ = ZH + L L第二章第二章 道路平面设计道路平面设计2.2.3 超高超高与加宽与加宽：为了减小离心力，将路面外侧高：为了减小离心力，将路面外侧高内侧低的单向横坡的形式内侧低的单向横坡的形式：减小离心力，保证行车安全，在：减小离心力，保证行车安全，在曲线段将双面坡做成单面坡曲线段将双面坡做成单面坡,增加增加汽车汽车在行驶曲线上的稳定性和舒适性在行驶曲线上的稳定性和舒适性超

22、高横坡度计算公式：超高横坡度计算公式：第二章第二章 道路平面设计道路平面设计从从直线段的直线段的双向坡断面，过渡双向坡断面，过渡到圆曲线到圆曲线上具有超高横坡的单向坡断面，上具有超高横坡的单向坡断面，要有一个逐渐变化的区段，称为要有一个逐渐变化的区段，称为超高缓和段超高缓和段。超高缓和段的长度计算随超高横坡过渡方式不同而异超高缓和段的长度计算随超高横坡过渡方式不同而异。横坡横坡过渡方式有过渡方式有绕路面边线绕路面边线和和中线旋转中线旋转两种两种。第二章第二章 道路平面设计道路平面设计ZHHY提肩提肩双坡阶段双坡阶段全超高阶段全超高阶段旋转阶段旋转阶段第二章第二章 道路平面设计道路平面设计ZHHY提肩提肩双坡阶段双坡阶段全超高阶段全超高阶段旋转阶段旋转阶段第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计：为适应汽车在平曲线上行驶时，后轮轨迹偏向曲：为适应汽车在平曲线上行驶时，后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面、路基宽线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面、路基宽度称为曲线加宽度称为曲线加宽：直线过渡、高次抛物线过渡、回旋线：直线过渡、高次抛物线过渡、回旋线过渡、改进直线过渡过渡、改进直线过渡 第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计第二章第二章 道路平面设计道路平面设计b