第2章公路线形ppt课件

1、第二章第二章 公公 路路 线线 形形第一节第一节 平面线形平面线形第二节第二节 纵面线形纵面线形第三节第三节 路线横断面路线横断面第四节第四节 公路定线与现场勘测公路定线与现场勘测第二章第二章 公公 路路 线线 形形 公路线形是由平面、纵断面和横断面三维确定路公路线形是由平面、纵断面和横断面三维确定路线的方向、标高和几何形状。线的方向、标高和几何形状。第二章第二章 公公 路路 线线 形形 路线的平面(horizontal)-道路中线在水平面上的投影。 路线纵断面(vertical)-沿着中线竖直剖切，再行展开。 公路横断面(cross-sectional)-中线各点的法向切面。 中线中线第一节

2、第一节 平面线形平面线形公路平面设计的主要内容：公路平面设计的主要内容：根据规划确定路线的大致走向；根据规划确定路线的大致走向；确定其具体方向；确定其具体方向；选择合适的平曲线半径；选择合适的平曲线半径；保证必须的行车视距。保证必须的行车视距。一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形 平面线形的组成要素有直线、圆曲线、缓和曲线。平面线形的组成要素有直线、圆曲线、缓和曲线。一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形1. 直线直线特点：特点：里程短，运营经济，行车视距良好，乘坐平稳、温里程短，运营经济，行车视距良好，乘坐平稳、温馨。馨。长度限制：长度限

3、制：两同向曲线间的直线过短会造成两同向曲线间的直线过短会造成“断背曲线断背曲线”，对行，对行车不利。车不利。过长直线易引起驾驶员的麻痹和疲劳。过长直线易引起驾驶员的麻痹和疲劳。一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形2. 曲线曲线一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形(1) 圆曲线圆曲线特点：适应地形的变化。特点：适应地形的变化。一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形(2) 平曲线半径的选择汽车在公路曲线上行驶，受到重力和离心力的作用。离心力的产生，会使汽车向外滑移或有倾覆的危险。离心力大小：2VFmR一、平面线形组成

4、一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形(3) 缓和曲线缓和曲线缓和曲线缓和曲线-是指在直线与圆曲线之间或者半径相差是指在直线与圆曲线之间或者半径相差较大的两个转向相同圆曲线之间设置的一种曲率较大的两个转向相同圆曲线之间设置的一种曲率连续变化的曲线。连续变化的曲线。作用：使离心力从直线段的零逐渐变化到圆曲线的作用：使离心力从直线段的零逐渐变化到圆曲线的定值，从而有利行车稳定和易于驾驶转向操作。定值，从而有利行车稳定和易于驾驶转向操作。一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形3. 直线与曲线的组合直线与曲线的组合(1) 同向曲线同向曲线定义：两相邻曲线方向相同。定

5、义：两相邻曲线方向相同。同向曲线所夹直线长度要求不小于设计速度单位：同向曲线所夹直线长度要求不小于设计速度单位：km/h的的6倍，以免形成断背曲线。倍，以免形成断背曲线。一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形 断臂曲线之害断臂曲线之害一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形(2) 反向曲线反向曲线转向不同的两相邻曲线。转向不同的两相邻曲线。反向曲线所夹直线长度要求不小于设计速度单位：反向曲线所夹直线长度要求不小于设计速度单位：km/h的的2倍。倍。半径很大且不设超高的反向曲线可直接连接。半径很大且不设超高的反向曲线可直接连接。一、平面线形组成一

6、、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形(3) 复曲线复曲线定义：两个或两个以上半径不同，转向相同的圆曲定义：两个或两个以上半径不同，转向相同的圆曲线相连接或插入缓和曲线相连接的平曲线。线相连接或插入缓和曲线相连接的平曲线。一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形(4) 回头曲线回头曲线由一个主曲线和两个辅助曲线组成。由一个主曲线和两个辅助曲线组成。适用于山区地面自然坡度很陡，延长路线以降低纵适用于山区地面自然坡度很陡，延长路线以降低纵坡度。坡度。一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线

7、形平面线形一、平面线形组成一、平面线形组成 第一节第一节 平面线形平面线形 避免长直线的尽头接小半径曲线，特别避免长直避免长直线的尽头接小半径曲线，特别避免长直线下坡尽头接小半径平曲线。线下坡尽头接小半径平曲线。二、视距的保证二、视距的保证 第一节第一节 平面线形平面线形 为了保证行车安全，驾驶员应能随时看到路面前为了保证行车安全，驾驶员应能随时看到路面前方一定距离的障碍物或迎面来车，以便及时刹车方一定距离的障碍物或迎面来车，以便及时刹车或绕过。汽车在这段时间内沿公路路面行驶的必或绕过。汽车在这段时间内沿公路路面行驶的必要安全距离，称为行车视距。要安全距离，称为行车视距。 行车视距按行车状态不

8、同分为停车视距、会车视行车视距按行车状态不同分为停车视距、会车视距和超车视距。距和超车视距。二、视距的保证二、视距的保证 第一节第一节 平面线形平面线形1. 停车视距停车视距定义：汽车在公路上行驶，当驾驶员发现路面前方定义：汽车在公路上行驶，当驾驶员发现路面前方有障碍物，经判断后，采取制动措施，使汽车在有障碍物，经判断后，采取制动措施，使汽车在障碍物前停止所需的最短距离。障碍物前停止所需的最短距离。由反应距离、制动距离和安全距离三部分组成。由反应距离、制动距离和安全距离三部分组成。二、视距的保证二、视距的保证 第一节第一节 平面线形平面线形2. 会车视距会车视距 在同一车道上对向行驶的汽车能及

9、时刹车所必在同一车道上对向行驶的汽车能及时刹车所必须的最短安全距离。一般为停车视距的须的最短安全距离。一般为停车视距的2倍。倍。二、视距的保证二、视距的保证 第一节第一节 平面线形平面线形3. 超车视距超车视距 指汽车行驶时为超越前车所必须的视距，是从指汽车行驶时为超越前车所必须的视距，是从车开始加速驶离原车道起至见对面来车后安全驶回车开始加速驶离原车道起至见对面来车后安全驶回原车道所必须的最短安全距离。原车道所必须的最短安全距离。二、视距的保证二、视距的保证 第一节第一节 平面线形平面线形 视距的运用：视距的运用： 高速公路与一级公路采用分向分车道行驶，不存高速公路与一级公路采用分向分车道行

10、驶，不存在会车问题，只考虑停车视距。在会车问题，只考虑停车视距。 其他等级公路除必须保证会车视距外，对向行驶其他等级公路除必须保证会车视距外，对向行驶的双车道公路应根据需要，结合地形在适当的距的双车道公路应根据需要，结合地形在适当的距离内设置具有超车视距的路段。离内设置具有超车视距的路段。 (1) 平曲线上的视距保证平曲线上的视距保证二、视距的保证二、视距的保证 第一节第一节 平面线形平面线形二、视距的保证二、视距的保证 第一节第一节 平面线形平面线形(2) 竖曲线上的视距保证竖曲线上的视距保证一、路线纵断面图一、路线纵断面图 第二节第二节 纵面线形纵面线形 通过公路中线的竖向剖面图称为路线纵

11、断面图。通过公路中线的竖向剖面图称为路线纵断面图。它反映路中线的地面起伏和设计路线的坡度情况。它反映路中线的地面起伏和设计路线的坡度情况。 地面线：根据道路中线上各桩的高程而点绘成的地面线：根据道路中线上各桩的高程而点绘成的一条不规则的折线。反映原地面起伏变化情况。一条不规则的折线。反映原地面起伏变化情况。 设计线：经技术上、经济上及美学上分析比较后设计线：经技术上、经济上及美学上分析比较后确定的一条具有规则形状的几何线形，反映道路确定的一条具有规则形状的几何线形，反映道路线形的起伏变化情况。线形的起伏变化情况。 设计线由直坡段及曲线段组成。设计线由直坡段及曲线段组成。盖板涵盖板涵444446

12、448450452454456458460462464466468470472474476总 张第 张 地质状况上为粘土，下为页岩或泥岩设计高程坡度(%)坡长(m)填 挖 高地面高程桩 号直线及平曲线424426428430432434436438440442444446448450452454456高程 (m)纵断面设计图重庆交通学院工程设计所科城路市政道路工程（一期）审核设计复核2002.10日期二、纵坡设计二、纵坡设计 第二节第二节 纵面线形纵面线形 直坡段有上坡正坡直坡段有上坡正坡+）、下坡负坡）、下坡负坡-）之分。）之分。用坡度（用坡度（%）及坡长）及坡长m表示，坡长为直坡段表示，坡

13、长为直坡段的水平投影长。的水平投影长。 坡度：坡度线两端高差与其水平长度比值，用百坡度：坡度线两端高差与其水平长度比值，用百分数表示。分数表示。路线前进水平距离路线前进水平距离520米，克服高差米，克服高差13米，则纵坡为？米，则纵坡为？%2.5%二、纵坡设计二、纵坡设计 第二节第二节 纵面线形纵面线形1. 纵坡设计的基本要求纵坡设计的基本要求(1) 纵坡应满足汽车动力性能要求纵坡应满足汽车动力性能要求汽车在公路上行驶必须具备的条件：汽车在公路上行驶必须具备的条件：汽车的牵引力必须大于所有行驶阻力空气阻力、汽车的牵引力必须大于所有行驶阻力空气阻力、升坡阻力、滚动阻力和惯性阻力）升坡阻力、滚动阻

14、力和惯性阻力）确定最大确定最大纵坡及坡长限制等技术指标；纵坡及坡长限制等技术指标；汽车的牵引力又小于或等于车轮与路面间的附着力。汽车的牵引力又小于或等于车轮与路面间的附着力。(2) 纵坡应满足汽车的使用性能要求纵坡应满足汽车的使用性能要求(3) 纵坡应与地形相适应，与环境相配合。纵坡应与地形相适应，与环境相配合。(4) 纵坡应有一定的平顺性，起伏不宜过于频繁，也纵坡应有一定的平顺性，起伏不宜过于频繁，也不宜连续采用极限长度的陡坡。不宜连续采用极限长度的陡坡。二、纵坡设计二、纵坡设计 第二节第二节 纵面线形纵面线形2. 最大纵坡与最小纵坡的确定纵坡过陡，上坡时车速会降低，下坡时制动次数增多。为有

15、利排水，纵坡不得小于0.3%。3. 合成坡度设有超高时弯道上，路线纵坡与超高横坡所合成的坡度。22ciziHi二、纵坡设计二、纵坡设计 第二节第二节 纵面线形纵面线形4. 高原纵坡折减高原纵坡折减海拔较高的高原地区，汽车发动机的功率因空气稀海拔较高的高原地区，汽车发动机的功率因空气稀薄而减小，相应地降低了汽车的爬坡能力；另外，薄而减小，相应地降低了汽车的爬坡能力；另外，在高原地区因气压低而使汽车水箱中的水易于沸在高原地区因气压低而使汽车水箱中的水易于沸腾而破坏冷却系统。因此，纵坡需要折减。腾而破坏冷却系统。因此，纵坡需要折减。5. 坡长限制坡长限制(1) 陡坡坡长限制陡坡坡长限制坡长限制是根据

16、汽车的动力性能决定的。不宜过长。坡长限制是根据汽车的动力性能决定的。不宜过长。坡长坡长二、纵坡设计二、纵坡设计 第二节第二节 纵面线形纵面线形 缓和坡段缓和坡段当连续陡坡长度大于最大坡长限制当连续陡坡长度大于最大坡长限制的规定值时，应在不大于最大坡长所规定的长度的规定值时，应在不大于最大坡长所规定的长度处设置纵坡不大于处设置纵坡不大于3的坡段，称为缓和坡段。的坡段，称为缓和坡段。 (2) 最短坡长限制最短坡长限制 过短，则变坡点个数增加，行车时颠簸频繁，过短，则变坡点个数增加，行车时颠簸频繁，影响行车平顺性。影响行车平顺性。三、路线竖曲线三、路线竖曲线 第二节第二节 纵面线形纵面线形 为保证行

17、车安全、舒适以及视距的需要，而在变为保证行车安全、舒适以及视距的需要，而在变坡处设置的纵向曲线，即为竖曲线。坡处设置的纵向曲线，即为竖曲线。 纵断面上两相邻不同坡度线的交点称为变坡点纵断面上两相邻不同坡度线的交点称为变坡点 坡度角坡度角=i2-i1 为为“+”，凹形竖曲线，凹形竖曲线 为为“-”， 凸形竖曲线凸形竖曲线三、路线竖曲线三、路线竖曲线 第二节第二节 纵面线形纵面线形2. 竖曲线半径的选择竖曲线半径的选择1) 凹型竖曲线极限最小半径凹型竖曲线极限最小半径 从限制离心力不致过大考虑从限制离心力不致过大考虑 从汽车夜间行驶前灯照射距离考虑从汽车夜间行驶前灯照射距离考虑 从保证跨线桥下的视

18、距考虑从保证跨线桥下的视距考虑2) 凸型竖曲线极限最小半径凸型竖曲线极限最小半径从失重不致过大考虑从失重不致过大考虑 从保证纵面行车视距考虑从保证纵面行车视距考虑四、平、纵面线形组合四、平、纵面线形组合 第二节第二节 纵面线形纵面线形1. 竖曲线与平曲线重合竖曲线与平曲线重合平曲线和竖曲线的顶点一一对应，且平曲线比竖曲平曲线和竖曲线的顶点一一对应，且平曲线比竖曲线长，使竖曲线在平曲线范围内。线长，使竖曲线在平曲线范围内。四、平、纵面线形组合四、平、纵面线形组合 第二节第二节 纵面线形纵面线形2. 平曲线与竖曲线半径大小保持均衡平曲线与竖曲线半径大小保持均衡在平曲线半径小于在平曲线半径小于100

19、0m的情况下：的情况下：R平平:R竖竖=1:1020 3. 不要在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小不要在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。半径的平曲线。4. 避免纵面线形反复凸凹在一个平曲线范围内。避免纵面线形反复凸凹在一个平曲线范围内。第三节第三节 路线横断面路线横断面 横断面是垂直于路中线的方向作的垂直剖面，它横断面是垂直于路中线的方向作的垂直剖面，它反映路基的形状和尺寸，是公路设计的技术文件反映路基的形状和尺寸，是公路设计的技术文件之一。之一。 公路的横断面包括路基、路肩、中间分隔带、边公路的横断面包括路基、路肩、中间分隔带、边坡、边沟等，它们是直接与行车有关的。坡、

20、边沟等，它们是直接与行车有关的。第三节第三节 路线横断面路线横断面一一 、路幅类型、路幅类型 第三节第三节 路线横断面路线横断面 路幅是指两侧路肩外缘之间的部分，可分为单幅路幅是指两侧路肩外缘之间的部分，可分为单幅路和双幅路两种。路和双幅路两种。1. 单幅路单幅路 单幅单车道单幅单车道 单幅双车道单幅双车道一一 、路幅类型、路幅类型 第三节第三节 路线横断面路线横断面单幅双车道单幅双车道一一 、路幅类型、路幅类型 第三节第三节 路线横断面路线横断面2. 双幅多车道双幅多车道 二、路幅组成二、路幅组成 第三节第三节 路线横断面路线横断面 路幅是由行车带、路肩、中间分隔带和路拱等组路幅是由行车带、

21、路肩、中间分隔带和路拱等组成。成。硬路肩土路肩分隔带行车道二、路幅组成二、路幅组成 第三节第三节 路线横断面路线横断面路幅组成路幅组成二、路幅组成二、路幅组成 第三节第三节 路线横断面路线横断面1. 行车带宽度行车带宽度 行车带主要供机动车辆行驶，行车带宽度包括行车带主要供机动车辆行驶，行车带宽度包括车厢宽度和富余宽度，一般为车厢宽度和富余宽度，一般为3.53.75m。车道数的。车道数的多少由交通量和通行能力确定。多少由交通量和通行能力确定。2. 路肩宽度路肩宽度 单幅度或双幅度路均要设置路肩。路肩主要是单幅度或双幅度路均要设置路肩。路肩主要是保护路面和绿化用，同时供发生路障的汽车临时停保护路

22、面和绿化用，同时供发生路障的汽车临时停放以及供行人和非机动车来往用。放以及供行人和非机动车来往用。二、路幅组成二、路幅组成 第三节第三节 路线横断面路线横断面3. 中间带中间带中间带是由两条左侧路缘带及中央分隔带组成，路中间带是由两条左侧路缘带及中央分隔带组成，路缘带的设置应起到诱导视线的作用。缘带的设置应起到诱导视线的作用。高速公路必须设置中间带，一级公路一般应设置中高速公路必须设置中间带，一级公路一般应设置中间带，当受到特殊条件限制时可不设中间分隔带，间带，当受到特殊条件限制时可不设中间分隔带，但必须设置分隔设施。但必须设置分隔设施。二、路幅组成二、路幅组成 第三节第三节 路线横断面路线横

23、断面4. 公路横坡公路横坡 （路拱）（路拱） 在公路的直线段时，为使路上的地面水迅速排除，在公路的直线段时，为使路上的地面水迅速排除，保证行车安全，公路上应设置横坡。行车道的路拱保证行车安全，公路上应设置横坡。行车道的路拱横坡通常为横坡通常为1%4%。路肩横坡比路拱横坡大。路肩横坡比路拱横坡大1%。三、平曲线的超高和加宽三、平曲线的超高和加宽 第三节第三节 路线横断面路线横断面1. 超高：超高：汽车在圆曲线上行驶时，受横向力或离心力作用会汽车在圆曲线上行驶时，受横向力或离心力作用会产生滑移或倾覆，为抵消车辆在圆曲线路段上行产生滑移或倾覆，为抵消车辆在圆曲线路段上行驶时所产生的离心力，保证汽车能

24、安全、稳定、驶时所产生的离心力，保证汽车能安全、稳定、满足设计速度和经济、舒适地通过圆曲线，在该满足设计速度和经济、舒适地通过圆曲线，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡 。三、平曲线的超高和加宽三、平曲线的超高和加宽 第三节第三节 路线横断面路线横断面2. 曲线上的路面加宽曲线上的路面加宽 汽车在弯道上行驶时，前轴外轮的轨迹曲率半径汽车在弯道上行驶时，前轴外轮的轨迹曲率半径大，后轴内轮的轨迹曲率半径小，则汽车在弯道大，后轴内轮的轨迹曲率半径小，则汽车在弯道上行驶所需的宽度比直线上行驶的宽度大。因此，上行驶所需的宽度比直线上行驶的宽度大。因此，当

25、平曲线半径小于等于当平曲线半径小于等于250m时，应在平曲线内侧时，应在平曲线内侧加宽路面。加宽路面。第四节第四节 公路定线与现场勘测公路定线与现场勘测 选线：应包括确定路线基本走向、路线走廊带、选线：应包括确定路线基本走向、路线走廊带、路线方案、选定线位等全过程。路线方案、选定线位等全过程。 不同的设计阶段选线的重点不同，随设计阶段的不同的设计阶段选线的重点不同，随设计阶段的进展选线应不断优化。工程可行性研究、初步设进展选线应不断优化。工程可行性研究、初步设计、施工图设计，后一阶段是前一阶段工作的继计、施工图设计，后一阶段是前一阶段工作的继续、深化。续、深化。一、选线一、选线 第四节第四节

26、公路定线与现场勘测公路定线与现场勘测1. 平原微丘：平原微丘：平原主要是指一般平原、山间盆地、高原等地形平平原主要是指一般平原、山间盆地、高原等地形平坦地区，其地形特征是地面起伏不大。坦地区，其地形特征是地面起伏不大。路线特征：平面线形顺直，弯道转角一般较小，平路线特征：平面线形顺直，弯道转角一般较小，平曲线半径较大，在纵面上，坡度平缓，以低路堤曲线半径较大，在纵面上，坡度平缓，以低路堤为主。为主。设计要点：以方向为主导，正确绕避平面上的障碍。设计要点：以方向为主导，正确绕避平面上的障碍。合理确定路基设计高度。注意避免纵坡起伏过于合理确定路基设计高度。注意避免纵坡起伏过于频繁，但也不应过于平缓，而造成排水不良。频繁，但也不应过于平缓，而造成排水不良。 一、选线一、选线 第四节第四节 公路定线与现场勘测公路定线与现场勘测2. 山岭区：以安排纵坡为主。山岭区：以安排纵坡为主。1沿溪线沿溪线 一、选线一、选线 第四节第