道路勘测设计程

1、会计学1道路勘测设计程道路勘测设计程第2页/共92页第3页/共92页第4页/共92页第5页/共92页第6页/共92页第7页/共92页第8页/共92页第9页/共92页6.1.2 平面线形设计的基本要求平面线形设计的基本要求 研究汽车行驶规律是道路设计的基本课题研究汽车行驶规律是道路设计的基本课题现代道路的主要服务对象是汽车现代道路的主要服务对象是汽车 1、轨迹线应连续，在任一点上不出现错头、折点或间断、轨迹线应连续，在任一点上不出现错头、折点或间断 2、轨迹线的曲率是连续的，即轨迹上任何一点不出现两、轨迹线的曲率是连续的，即轨迹上任何一点不出现两个曲率值个曲率值 3、轨迹线的曲率对里程或时间的变

2、化率是连续的，即轨、轨迹线的曲率对里程或时间的变化率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率值迹上任一点不出现两个曲率变化率值汽车行驶轨迹在几何性质上有以下特征汽车行驶轨迹在几何性质上有以下特征第10页/共92页满足前述满足前述第第1条条不满足不满足 第第2条条的平面线形的平面线形不满足前述不满足前述 第第1条条 的平面线形的平面线形第11页/共92页满足满足第第1条及第条及第2条条平面线形平面线形图图6-3所示平面线形所示平面线形的曲率变化率是不的曲率变化率是不连续的，理论上说连续的，理论上说，这种线形仍然不，这种线形仍然不符合汽车行驶轨迹符合汽车行驶轨迹，但它与汽车的行，但它与汽车的行

3、驶轨迹偏离不大。驶轨迹偏离不大。为便于设计和施工为便于设计和施工，现代高等级道路，现代高等级道路一般都采用图示类一般都采用图示类型的平面线形，即型的平面线形，即曲率连续的平面线曲率连续的平面线形形，尽管它是不完，尽管它是不完全可循的，但实践全可循的，但实践证明却是很好的线证明却是很好的线形形满足满足第第1条及第条及第2条条平面线形平面线形第12页/共92页第13页/共92页第14页/共92页第15页/共92页第16页/共92页6.1.2.2 平面线形要素平面线形要素 行驶中的汽车其导向轮（或转向轮）旋转面与车身纵轴面之间有下列三种关系行驶中的汽车其导向轮（或转向轮）旋转面与车身纵轴面之间有下列

4、三种关系 现代道路平面线形正是由上述三种基本几何线形即现代道路平面线形正是由上述三种基本几何线形即直线、圆曲线和缓和直线、圆曲线和缓和曲线曲线的合理组合而构成，称之为的合理组合而构成，称之为“平面线形三要素平面线形三要素”。在低速道路上，。在低速道路上，为简化设计，也可以只使用直线和圆曲线两种要素。近代高速公路平面为简化设计，也可以只使用直线和圆曲线两种要素。近代高速公路平面线形也有只用曲线不用直线或者曲线为主直线为辅的工程实例。这就说线形也有只用曲线不用直线或者曲线为主直线为辅的工程实例。这就说明平面线形三要素是基本组成，各要素所占比例及使用频率并无统一规明平面线形三要素是基本组成，各要素所

5、占比例及使用频率并无统一规定。各要素使用合理、配置得当，均可满足汽车行驶要求。至于它们的定。各要素使用合理、配置得当，均可满足汽车行驶要求。至于它们的参数则要视地形情况和人的视觉、心理、道路技术等级等条件来确定参数则要视地形情况和人的视觉、心理、道路技术等级等条件来确定 夹角角度为零夹角角度为零 夹角角度为常数夹角角度为常数 夹角角度为变数夹角角度为变数 曲率为零（曲率半径为无穷大）的线形：曲率为零（曲率半径为无穷大）的线形：直线直线 曲率为常数（曲率半径为常数）的线形：曲率为常数（曲率半径为常数）的线形：圆曲线圆曲线 曲率为变数（曲率半径为变数）的线形：曲率为变数（曲率半径为变数）的线形：缓

6、和曲缓和曲线（回旋线）线（回旋线） 第17页/共92页6.1.2.2 平面线形要素平面线形要素 现代道路平面线形正是由上述三种基本几何线形即现代道路平面线形正是由上述三种基本几何线形即直线、圆曲线直线、圆曲线和缓和曲线和缓和曲线的合理组合而构成，称之为的合理组合而构成，称之为“平面线形三要素平面线形三要素”直线直线 夹角角度为零夹角角度为零 曲率为零（曲率曲率为零（曲率半径为无穷大）半径为无穷大）的线形的线形圆曲线圆曲线 夹角角度为常数夹角角度为常数 曲率为常数（曲曲率为常数（曲率半径为常数）率半径为常数）的线形的线形缓和曲线缓和曲线 夹角角度为变数夹角角度为变数 曲率为变数（曲曲率为变数（曲

7、率半径为变数）率半径为变数）的线形的线形第18页/共92页直线的特点（优点）直线的特点（优点） 公路和城市道公路和城市道路中使用最为路中使用最为广泛广泛给人以简捷、直达给人以简捷、直达的印象，在美学上的印象，在美学上也有其视觉特点也有其视觉特点汽车在直线上行驶汽车在直线上行驶受力简单，方向明受力简单，方向明确，驾驶操作简易确，驾驶操作简易测设上方便测设上方便直线的特点（缺点）直线的特点（缺点） 长直线线形大多数长直线线形大多数情况下难于与地物、情况下难于与地物、地形相协调、吻合地形相协调、吻合过长的直线容易使过长的直线容易使驾驶人员感到单调、驾驶人员感到单调、疲倦，难以准确目疲倦，难以准确目测

8、车间距离，测车间距离，过长的直线产生尽过长的直线产生尽快驶出直线的急燥快驶出直线的急燥情绪，易超速，导情绪，易超速，导致交通事故致交通事故在运用长直线线形在运用长直线线形时须持谨慎态度，时须持谨慎态度，不宜过长不宜过长第19页/共92页 （1）不受地形、地物限制的平坦地区或山涧谷地，）不受地形、地物限制的平坦地区或山涧谷地，例如戈壁滩、草原、大平原等例如戈壁滩、草原、大平原等 （2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等 （3）长大桥梁、隧道等构造物路段）长大桥梁、隧道等构造物路段 （4）路线交叉点及其前后路段）路线交叉点及其前后路段 （5）双车道公路提供超车的

9、路段）双车道公路提供超车的路段 6.2.2 6.2.2 直线的运用直线的运用 第20页/共92页（德国和日本规定直线的最大长度（以米计）为（德国和日本规定直线的最大长度（以米计）为20（是计是计算行车速度，用算行车速度，用km/h表示），苏联为表示），苏联为8km，美国为，美国为3mile（4.83km）。）。原则：原则：道路线形应该与地形相适应，与景观相协调，不强求长道路线形应该与地形相适应，与景观相协调，不强求长直线，也不硬性去掉直线而设置曲线直线，也不硬性去掉直线而设置曲线。“长直线长直线 ”的量化是一个需要研究的课题的量化是一个需要研究的课题 第21页/共92页对不同路段、行驶车速在对

10、不同路段、行驶车速在100km/h驾驶人员和乘客心理反应和感驾驶人员和乘客心理反应和感受进行调查，有如下结果：受进行调查，有如下结果： （1）位于城市附近的道路，作为城市干道的一部分，由于路旁高大建位于城市附近的道路，作为城市干道的一部分，由于路旁高大建筑和多彩的城市风光，无论路基高低均被纳入人视线范围，驾驶员和筑和多彩的城市风光，无论路基高低均被纳入人视线范围，驾驶员和乘客无直线过长希望驶出的不良反应。乘客无直线过长希望驶出的不良反应。（2）位于乡间平原区的公路，随季节和地区不同，驾乘人员有不同位于乡间平原区的公路，随季节和地区不同，驾乘人员有不同反应。北方的冬季，绿色枯萎，景色单调，太长的

11、直线使人情绪受到反应。北方的冬季，绿色枯萎，景色单调，太长的直线使人情绪受到影响。夏天稍许改善一些，但驾驶人员加速行驶、希望尽快驶完直线影响。夏天稍许改善一些，但驾驶人员加速行驶、希望尽快驶完直线的心理普遍存在。的心理普遍存在。（3）位于大戈壁、大草原的公路，直线长度可达数十公里，司乘人位于大戈壁、大草原的公路，直线长度可达数十公里，司乘人员极度疲劳，车速超过设计速度很多，但在这种特殊的地形条件下，员极度疲劳，车速超过设计速度很多，但在这种特殊的地形条件下，除了直线别无其它选择，人为设置弯道不但不能改善其单调，反而增除了直线别无其它选择，人为设置弯道不但不能改善其单调，反而增加路线长度加路线长

12、度 。第22页/共92页考虑到线形的连续和驾驶的方便，相邻两曲线之间应考虑到线形的连续和驾驶的方便，相邻两曲线之间应有一定的直线长度有一定的直线长度6.2.3 6.2.3 直线的最小长度直线的最小长度同向曲线间的直线最小长度同向曲线间的直线最小长度 行车速度愈高，司机注视点愈远，这个距离在数值上大约是行车速行车速度愈高，司机注视点愈远，这个距离在数值上大约是行车速度（以度（以km/h计）的计）的6倍（以倍（以m计）计）公路路线设计规范公路路线设计规范和和城市道路设计规范城市道路设计规范推荐同向曲线之间推荐同向曲线之间的最短直线长度以不小于的最短直线长度以不小于6V为宜为宜在受到条件限制时，宜在

13、同向曲线之间插入大半径曲线或将两曲线在受到条件限制时，宜在同向曲线之间插入大半径曲线或将两曲线做成做成复曲线、卵形曲线或复曲线、卵形曲线或C形曲线形曲线 第23页/共92页反向曲线间的直线最小长度反向曲线间的直线最小长度 公路路线设计规范公路路线设计规范和和城市道路设计规范城市道路设计规范规定反向曲规定反向曲线间最小直线长度（以米计）以不小于行车速度线间最小直线长度（以米计）以不小于行车速度(以以km/h计计)的的2倍为宜倍为宜若反向曲线分别已设缓和曲线，在受到限制的地段也可将两若反向曲线分别已设缓和曲线，在受到限制的地段也可将两反向缓和曲线首尾相接，但被连接的二缓和曲线和圆曲线宜反向缓和曲线

14、首尾相接，但被连接的二缓和曲线和圆曲线宜满足一定的条件满足一定的条件 第24页/共92页CJJ 3790规范规范（城市道路）（城市道路） D20-2006（公路规范）（公路规范） 第25页/共92页各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分。圆曲线几何元素（图是平曲线中的主要组成部分。圆曲线几何元素（图6-6）为：）为： 6.3.16.3.1圆曲线的几何元素圆曲线的几何元素 2RtgT RL180) 1(sec2RELTJ 2式中：式中：T 切线长（切线长（m）L 曲线长（曲线长（m）E 外距（外距（m）

15、J 超距或校正值（超距或校正值（m）R 圆曲线半径（圆曲线半径（m） 转角（度）转角（度）第26页/共92页行驶在平面圆曲线上的汽车由于受离心力作用，其横向稳定性（横向行驶在平面圆曲线上的汽车由于受离心力作用，其横向稳定性（横向滑动或者横向倾覆）受到影响，而离心力的大小又与圆曲线半径密切滑动或者横向倾覆）受到影响，而离心力的大小又与圆曲线半径密切相关，半径愈小愈不利，所以在选择圆曲线半径时应尽可能采用较大相关，半径愈小愈不利，所以在选择圆曲线半径时应尽可能采用较大的值，只有在地形或其它条件受到限制时可使用较小的曲线半径。的值，只有在地形或其它条件受到限制时可使用较小的曲线半径。6.3.2 6.

16、3.2 圆曲线半径圆曲线半径 6.3.2.1 公式与因素公式与因素 根据汽车行驶在曲线上力的平衡式可得：根据汽车行驶在曲线上力的平衡式可得：（见第（见第5章推导）章推导）)(1272hiVR公式相关参数对圆曲线半径公式相关参数对圆曲线半径R的影响分析如下：的影响分析如下：第27页/共92页关于横向力系数关于横向力系数 横向力的存在对行车产生种种不利影响，横向力的存在对行车产生种种不利影响，越大越不利，表现在以下几方面越大越不利，表现在以下几方面: 危及行车安全危及行车安全汽车能在弯道上行驶的基本前提是轮胎不在路面上汽车能在弯道上行驶的基本前提是轮胎不在路面上横向滑移，这就要求横向力系数横向滑移

17、，这就要求横向力系数低于轮胎与路面低于轮胎与路面之间的横向摩阻系数之间的横向摩阻系数f，(f) 的困难的困难驾驶操纵驾驶操纵增加增加弯道上行驶的汽车，在横向力作用下，弹性的轮胎弯道上行驶的汽车，在横向力作用下，弹性的轮胎会产生横向变形，它的存在增加了汽车在方向操纵会产生横向变形，它的存在增加了汽车在方向操纵上的困难上的困难和轮胎磨损和轮胎磨损燃料消耗燃料消耗增加增加 的存在使得行驶车辆的燃料消耗和轮胎磨损增加的存在使得行驶车辆的燃料消耗和轮胎磨损增加。国外有关的实测资料国外有关的实测资料 见书表6-1第28页/共92页关于横向力系数关于横向力系数 行旅不舒适行旅不舒适值过大，会增加驾驶者在弯道

18、行驶中的紧张感。值过大，会增加驾驶者在弯道行驶中的紧张感。对于乘客来说，对于乘客来说，值的过大，会使人感到不舒适。值的过大，会使人感到不舒适。据实验，乘客随据实验，乘客随的变化其心理反应如下：的变化其心理反应如下： 当当第35页/共92页缓和曲线是道路平面线形要素之三，它是设置在直线缓和曲线是道路平面线形要素之三，它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线的一种曲率连续变化的曲线公路工程技术标准公路工程技术标准规定，除四级路可不设缓和曲规定，除四级路可不设缓和曲线外，其余各级公路都应按要求设置缓

19、和曲线；线外，其余各级公路都应按要求设置缓和曲线；现代高速公路现代高速公路，有时缓和曲线所占的比例超过了直线和圆曲，有时缓和曲线所占的比例超过了直线和圆曲线，成为平面线形的主要组成部分；线，成为平面线形的主要组成部分；城市道路上城市道路上，缓和曲线也被广泛地使用，缓和曲线也被广泛地使用，城市道路设计规城市道路设计规范范规定当设计车速规定当设计车速40km/h时应按要求设置缓和曲线。时应按要求设置缓和曲线。下面就缓和曲线的下面就缓和曲线的性质、参数、长度、设计方法性质、参数、长度、设计方法等加以讨论等加以讨论 ：第36页/共92页6.4.1 6.4.1 缓和曲线的作用与性质缓和曲线的作用与性质

20、6.4.1.1缓和曲线的作用缓和曲线的作用 曲率连续变化，便于车辆遵循曲率连续变化，便于车辆遵循 离心力逐渐变化，旅客感觉舒适离心力逐渐变化，旅客感觉舒适 离心力逐渐变化，行车更加平稳离心力逐渐变化，行车更加平稳与圆曲线配合得当，增加线形美观与圆曲线配合得当，增加线形美观 第37页/共92页6.4.1 6.4.1 缓和曲线的作用与性质缓和曲线的作用与性质 6.4.1.1缓和曲线的作用缓和曲线的作用 图图6-7 直线与曲线连接效果图直线与曲线连接效果图第38页/共92页6.4.1.2 缓和曲线的性质缓和曲线的性质 如右图：设汽车前轮转向角为如右图：设汽车前轮转向角为(rad)、汽车重心轨迹的、汽

21、车重心轨迹的曲率半径为曲率半径为r(m)，则近似有：，则近似有： =A/r=Ak 式中：式中：A汽车前后轴的距离（汽车前后轴的距离（m） k汽车轨迹线的曲率（汽车轨迹线的曲率（1/m） 汽车作直线行驶时，汽车作直线行驶时，k=0，因而，因而=0；汽车在；汽车在半径为半径为R的圆曲线上行驶时的圆曲线上行驶时k=1/R, =A/R ；汽车的轨迹不可能由直线直接过渡到圆曲线或汽车的轨迹不可能由直线直接过渡到圆曲线或由圆曲线直接过渡到直线，因为由圆曲线直接过渡到直线，因为有一个渐变有一个渐变的过程的过程，这样才实现了直线与圆曲线的过渡，这样才实现了直线与圆曲线的过渡第39页/共92页推证说明，汽车匀速

22、从直线进入圆曲线（或相反）时，其行推证说明，汽车匀速从直线进入圆曲线（或相反）时，其行驶轨迹的弧长与曲线的曲率半径之乘积为一常数。这一性质驶轨迹的弧长与曲线的曲率半径之乘积为一常数。这一性质与数学上的回旋线正好相符与数学上的回旋线正好相符 第40页/共92页6.4.2 6.4.2 回旋线作为缓和曲线回旋线作为缓和曲线 6.4.2.1回旋线的数学表达式回旋线的数学表达式 回旋线回旋线是公路路线设计中最常用的一种缓和曲线；是公路路线设计中最常用的一种缓和曲线；我国我国公路工程技术标准公路工程技术标准和和城市道路设计规范城市道路设计规范均规定均规定缓和曲线采用回旋线缓和曲线采用回旋线 k工程设计中可

23、由已知工程设计中可由已知2个条件求解另一个未知量个条件求解另一个未知量第41页/共92页推导时对照简图推导时对照简图第42页/共92页6.4.2.2 回旋线的几何要素回旋线的几何要素任一点任一点P处的处的曲率半径曲率半径 r22Ar 2Al P点的回旋线长点的回旋线长 l缓和曲线角缓和曲线角 sRLl22rrypcosP点曲率圆的点曲率圆的内移值内移值 psinrxxmprymP点曲率圆圆心的点曲率圆圆心的M点坐标点坐标 cosyxTL长切线长长切线长 TL短切线长短切线长 TssinyTKsinya P点的弦长点的弦长a 3/)/(xyarctgP点的弦偏角点的弦偏角6.4.2.2.1 各要

24、素的计算公式各要素的计算公式 第43页/共92页6.4.2.2.2有缓和曲线的道路平曲线几何元素有缓和曲线的道路平曲线几何元素 道路平面线形三要数的基本组成是：道路平面线形三要数的基本组成是：直线直线回旋线回旋线圆曲线圆曲线回旋线回旋线直线直线，这种，这种组合也称作平曲线的组合也称作平曲线的“基本型基本型” 。见图见图6-12第44页/共92页对应图对应图612，基本型平曲线，其几何元素的计算公式如下，基本型平曲线，其几何元素的计算公式如下 ：第45页/共92页6.4.2.3 回旋线的相似性回旋线的相似性 回旋线的曲率是连续变化的，而且曲率的变化与曲线长度的变化呈回旋线的曲率是连续变化的，而且

25、曲率的变化与曲线长度的变化呈线形性关系线形性关系。回旋线的形状只是一种只需改变参数回旋线的形状只是一种只需改变参数A就能得到不同大小的回旋曲线，就能得到不同大小的回旋曲线，A相当于回旋相当于回旋线的放大系数。回旋线的这种相似性对于简化其几何要数的计算和编制曲线表很有线的放大系数。回旋线的这种相似性对于简化其几何要数的计算和编制曲线表很有用处。用处。A=1时的回旋曲线叫单位回旋曲线。时的回旋曲线叫单位回旋曲线。根据相似性，由单位回旋曲线要素计算任意回旋曲线的要素。根据相似性，由单位回旋曲线要素计算任意回旋曲线的要素。各要素中，各要素中，分长度要素分长度要素 （如切线长、曲线长、内移值、直角坐标等

26、）（如切线长、曲线长、内移值、直角坐标等）非长度要素非长度要素 （如缓和曲线角、弦偏角（如缓和曲线角、弦偏角)两类两类它们的计算方法为：它们的计算方法为： 回旋线长度要素回旋线长度要素 = 单位回旋线长度要素单位回旋线长度要素A 回旋线非长度要素回旋线非长度要素 = 单位回旋线非长度要素。单位回旋线非长度要素。 其中其中单位回旋线要素单位回旋线要素可直接查专用的可直接查专用的“曲线用表曲线用表”得到得到第46页/共92页6.4.3 6.4.3 其它形式的缓和曲线其它形式的缓和曲线 6.4.3.1三次抛物线三次抛物线6.4.3.2 双扭线双扭线37336336llyRLsRLs第47页/共92页

27、6.4.3 6.4.3 缓和曲线的长度及参数缓和曲线的长度及参数 6.4.4.1缓和曲线的最小长度缓和曲线的最小长度 旅客感觉舒适旅客感觉舒适 汽车行驶在缓和曲线上，其离心加速度将随着缓和曲线的变化汽车行驶在缓和曲线上，其离心加速度将随着缓和曲线的变化而变化，若变化过快，将会使旅客有不舒适的感觉而变化，若变化过快，将会使旅客有不舒适的感觉 tRvs/ )(2233330214. 00214. 00214. 0AVCVRLVRLvsssvLts/ssRVL3(min)0214. 0当取当取as“适当的最大值适当的最大值”时时便可推求缓和曲线最小长度便可推求缓和曲线最小长度 Ls第48页/共92页

28、超高渐变率适中超高渐变率适中 公路路线设计规范公路路线设计规范规定了适当的超高渐变率，由此可导出规定了适当的超高渐变率，由此可导出计算缓和段最小长度的公式计算缓和段最小长度的公式 piBLs(min)式中：式中：B 道路超高横断面旋转轴至车行道路缘带外侧边缘的宽度（道路超高横断面旋转轴至车行道路缘带外侧边缘的宽度（m）i 超高横坡度与路拱坡度的代数差超高横坡度与路拱坡度的代数差p 适当的超高渐变率，即旋转轴线与车行道外侧边缘线之间的相对坡度适当的超高渐变率，即旋转轴线与车行道外侧边缘线之间的相对坡度 第49页/共92页行驶时间不过短行驶时间不过短 缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线

29、缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短而使司机驾驶操纵过于匆忙。一般上的行驶时间过短而使司机驾驶操纵过于匆忙。一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s行程行程,可得：可得：2 . 13)6 . 3(min)VVLs第50页/共92页公路工程技术标准公路工程技术标准 CJJ 3790规范规范 城市道路城市道路第51页/共92页6.4.4.2 回旋曲线参数的确定回旋曲线参数的确定 按离心加速度的变化率来确定回旋线的最小参数按离心加速度的变化率来确定回旋线的最小参数 限定离心加速度的变化率限定离心加速度的变化率as，则，则可按左式求

30、出最小参数可按左式求出最小参数 AminsVA30214. 0按车辆在缓和曲线上的行驶时间不能太短、超高变化率适中按车辆在缓和曲线上的行驶时间不能太短、超高变化率适中等条件，同样可以得出回旋线的最小参数等条件，同样可以得出回旋线的最小参数 2 . 1RVRLAspiRBRLAs第52页/共92页根据线形顺适与美观要求，按圆曲线半径的大小来确定根据线形顺适与美观要求，按圆曲线半径的大小来确定缓和曲线最小参数缓和曲线最小参数Amin 当回旋线很短，其回旋线切线角（或称缓和曲线角）当回旋线很短，其回旋线切线角（或称缓和曲线角）在在3左右时，曲线极不明显，在视觉上容易被忽略。但回旋线过左右时，曲线极不

31、明显，在视觉上容易被忽略。但回旋线过长、长、大于大于29时，圆曲线与回旋线不能很好协调。因此，时，圆曲线与回旋线不能很好协调。因此，从适宜的缓和曲线角从适宜的缓和曲线角=329这一区间可以推导出合适的这一区间可以推导出合适的A值值 当当R在在100m左右时，通常左右时，通常A=R；如果；如果R小于小于100m，选择，选择A等等于于R或大于或大于R。在圆曲线较大时，可选择。在圆曲线较大时，可选择A在左右，如在左右，如R超过超过了了3000m，即使，即使A小于小于R/3，在视觉上也是没有问题的，在视觉上也是没有问题的 第53页/共92页6.4.4.3 缓和曲线的省略缓和曲线的省略直线和圆曲线之间设

32、置缓和曲线后，圆曲线在原来与直线相切的基础上产生直线和圆曲线之间设置缓和曲线后，圆曲线在原来与直线相切的基础上产生了一个内移值了一个内移值p，在缓和曲线长度，在缓和曲线长度Ls 一定的情况下，一定的情况下，p与圆曲线半径成反比，与圆曲线半径成反比，当当R大到一定程度时，大到一定程度时，p值甚微，即使直线与圆曲线径相联接，汽车也能完成值甚微，即使直线与圆曲线径相联接，汽车也能完成缓和曲线的行驶，因为在路面的富余宽度中已经包含了这个内移值缓和曲线的行驶，因为在路面的富余宽度中已经包含了这个内移值 第54页/共92页在直线与圆曲线间，当圆曲线半径在直线与圆曲线间，当圆曲线半径大于或等于大于或等于“不

33、设超高的最小半径不设超高的最小半径”半径不同的同向圆曲线径相连接处，半径不同的同向圆曲线径相连接处，当小圆半径大于或等于当小圆半径大于或等于“不设超高不设超高的最小半径的最小半径”时时半径不同的同向圆曲线径相连接处，半径不同的同向圆曲线径相连接处，小圆半径大于小圆半径大于 “公路复曲线中公路复曲线中小圆小圆临界曲线半径临界曲线半径”中所列半径，且符中所列半径，且符合一定条件时合一定条件时 公路路线设计规范公路路线设计规范满足下列情况下可不设回满足下列情况下可不设回旋线旋线 第55页/共92页 小圆半径大于或等于不设缓和小圆半径大于或等于不设缓和曲线的最小圆曲线半径曲线的最小圆曲线半径 小圆半径

34、小于不设缓和曲线的小圆半径小于不设缓和曲线的最小圆曲线半径，但大圆与小圆最小圆曲线半径，但大圆与小圆的内移值之差小于或等于的内移值之差小于或等于0.1m 大圆半径与小圆半径之比小于大圆半径与小圆半径之比小于或等于或等于1.5 城市道路设计规范城市道路设计规范受地形限制并符合下述受地形限制并符合下述条件之一时，可省略缓条件之一时，可省略缓和曲线和曲线 第56页/共92页设设计计一一般般原原则则 平面线形简捷、连续，与地形、地物相适应，与周边环境相协调平面线形简捷、连续，与地形、地物相适应，与周边环境相协调 第57页/共92页在满足行驶力学基本要求的前提下，高速路应尽量满足视觉和心在满足行驶力学基

35、本要求的前提下，高速路应尽量满足视觉和心理上的要求理上的要求 第58页/共92页保持平面线形的均衡与连贯保持平面线形的均衡与连贯 不出现不出现技术指标的突变技术指标的突变。充分注意：。充分注意： 长直线尽头不能接一小半径曲线长直线尽头不能接一小半径曲线 高、低标准之间要有过渡高、低标准之间要有过渡第59页/共92页应避免连续急弯的线形应避免连续急弯的线形 连续急弯的线形会给驾驶者造成极大不便，给乘客的舒适性也带来不连续急弯的线形会给驾驶者造成极大不便，给乘客的舒适性也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线加以过渡良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线加以过渡 第60页

36、/共92页平曲线应有足够的长度平曲线应有足够的长度 平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整第61页/共92页表表6-8表表6-9公路路线设公路路线设计规范计规范第62页/共92页表表6-10表表6-11表表6-11 CJJ 3790规范规范 城市道路城市道路第63页/共92页第64页/共92页答案：大楼业主是一个钉子户答案：大楼业主是一个钉子户以前这块土地的所有者，想以前这块土地的所有者，想1983年建大楼，但当时的城市规划已经确定高年建大楼，但当时的城市规划已经确定高速公路会从这儿过，所以他们拿不到建筑许可。速公路

37、会从这儿过，所以他们拿不到建筑许可。土地所有者和高速公路一方交涉了土地所有者和高速公路一方交涉了5年，最后达成的协议就是让高速路贯年，最后达成的协议就是让高速路贯穿大楼。大楼最终于穿大楼。大楼最终于1992年竣工，年竣工，5-7楼租给了高速公路楼租给了高速公路日本最牛钉子户日本最牛钉子户大阪高速公路穿越一栋高楼大阪高速公路穿越一栋高楼第65页/共92页6.5.26.5.2平面线形要素的组合类型平面线形要素的组合类型 按按直线直线回旋线回旋线圆曲线圆曲线回旋线回旋线直线直线 组合形式称作基本型，组合形式称作基本型，两回旋线参数可以相等，也可以非对称型两回旋线参数可以相等，也可以非对称型宜将回旋线

38、、圆曲线、回旋线之长度比设计成宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比设计成111 6.5.2.1 基本型基本型 第66页/共92页两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合形式称作两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合形式称作S型型6.5.2.2 S型型 4021AAlS型两圆曲线半径之比不宜过型两圆曲线半径之比不宜过大，以大，以R2/R1=11/3为宜为宜第67页/共92页用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合形式称作卵型用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合形式称作卵型6.5.2.3 卵型卵型 22 A 2RR两圆曲线半径之比宜在下列界限之内两圆曲线半径之比宜在下列界限之内 8 . 02 . 012RR两

39、圆曲线的间距，宜在下列界限之内两圆曲线的间距，宜在下列界限之内 03. 0003. 02RD第68页/共92页在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的基本型基本型的特例的特例凸型的回旋线的参数及其连接点的曲率半径，应分别符合容许最小回凸型的回旋线的参数及其连接点的曲率半径，应分别符合容许最小回旋线参数和圆曲线一般最小半径的规定旋线参数和圆曲线一般最小半径的规定凸型曲线在各衔接处的曲率是连续的，但中间圆曲线的长度为，对凸型曲线在各衔接处的曲率是连续的，但中间圆曲线的长度为，对驾驶操纵造成不利因素，只有在路线受地形、地物限制处方可用凸型驾驶操纵造成不利因

40、素，只有在路线受地形、地物限制处方可用凸型 6.5.2.3 凸型凸型 第69页/共92页6.5.2.3 复合型复合型 复合型回旋线除了受复合型回旋线除了受地形和其它特殊限制地形和其它特殊限制的地方外一般很少使用，多出现在的地方外一般很少使用，多出现在互通式立体交叉的互通式立体交叉的匝道线形设计匝道线形设计中中 同向曲线的两回旋线同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式在曲率为零处径相衔接的形式6.5.2.3 C型型 C型曲线其连接处的曲率为，也就是型曲线其连接处的曲率为，也就是R=，相当于两基本型的同相曲线中，相当于两基本型的同相曲线中间直线长度为的情形，它对于行车和线形外观来说都间直线长

41、度为的情形，它对于行车和线形外观来说都存在不利影响存在不利影响，C只只在有在有特殊地形条件下特殊地形条件下方可采用方可采用 两个以上两个以上同向回旋线同向回旋线间在曲率相等处相互连接的形式间在曲率相等处相互连接的形式第70页/共92页为了行车安全，驾驶人员为了行车安全，驾驶人员应能随时看到汽车前面相应能随时看到汽车前面相当远的一段路面，一旦发当远的一段路面，一旦发现前方道路上有障碍物或现前方道路上有障碍物或迎面来车，能及时采取措迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必须施，避免相撞，这一必须的最短距离称为行车视距的最短距离称为行车视距第71页/共92页驾驶员发现障碍物或迎面来车，根据采取措施

42、的不同，分以下几种行车视距驾驶员发现障碍物或迎面来车，根据采取措施的不同，分以下几种行车视距： 汽车行驶时，自驾驶人员看到前方的障碍物起，至到达障碍汽车行驶时，自驾驶人员看到前方的障碍物起，至到达障碍物前安全停止，所需的最短距离物前安全停止，所需的最短距离 停车视距停车视距 在同一车道上两对向汽车相遇，从相互发现起，至同时采取在同一车道上两对向汽车相遇，从相互发现起，至同时采取制动措施使两车安全停止，所需的最短距离制动措施使两车安全停止，所需的最短距离 会车视距会车视距 在双车道公路上，后车超越前车时，从开始驶离原车道之处在双车道公路上，后车超越前车时，从开始驶离原车道之处起，至可见逆行车并能

43、超车后安全驶回原车道止，所需的最起，至可见逆行车并能超车后安全驶回原车道止，所需的最短距离短距离 超车视距超车视距第72页/共92页停车视距停车视距是指驾驶人员发现前方有障碍物到汽车在障碍物前停车所需要的最是指驾驶人员发现前方有障碍物到汽车在障碍物前停车所需要的最短距离。停车视距可分解为短距离。停车视距可分解为反应距离反应距离、制动距离制动距离和和安全距离安全距离三个部分来研究三个部分来研究 6.6.1 停车视距停车视距 反应距离反应距离 可分为可分为“感觉时间感觉时间”和和“反应时间反应时间”来分析并可用实验方法来分析并可用实验方法来测定。总时间来测定。总时间t=2.5s，在这个时间内汽车行

44、驶的距离为，在这个时间内汽车行驶的距离为 ：tVS6 . 31第73页/共92页制动距离制动距离 是指汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离，为：是指汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离，为： )(25422VS安全距离安全距离 通常取通常取S3=510m ，故，故停车视距停车视距合计为为合计为为 ：）（）（停1052546 . 32321VtVSSSS第74页/共92页计算停车视距所采用的计算停车视距所采用的应是能充分保证行车安全的数值，一般按路面在潮应是能充分保证行车安全的数值，一般按路面在潮湿状态下的湿状态下的值计算值计算行驶速度行驶速度V取值方法：设计速度为取

45、值方法：设计速度为120 80/h时，采用设计速度的时，采用设计速度的85%、60 40/h时，采用设计速度的时，采用设计速度的90%、30 20/h采用原设计速度采用原设计速度 城市道路城市道路公路路线设计规范公路路线设计规范JTG D602006 CJJ 3790规范规范 第75页/共92页6.6.1 超车视距超车视距 第76页/共92页超车视距的全程可分为超车视距的全程可分为四个阶段四个阶段：加速行驶距离加速行驶距离S1 21101216 . 3tatVS当超车汽车经判断认为有超车的可能，于是加速行驶移向对当超车汽车经判断认为有超车的可能，于是加速行驶移向对向车道，在进入该车道之前的行驶

46、距离为向车道，在进入该车道之前的行驶距离为S1 超车汽车在对向车道上行驶的距离超车汽车在对向车道上行驶的距离S2 226 . 3tVS超车完成后，超车汽车与对向汽车之间的安全距离超车完成后，超车汽车与对向汽车之间的安全距离S3 这个距离视超车汽车和对向汽车的行驶速度不同采取不同的这个距离视超车汽车和对向汽车的行驶速度不同采取不同的数值，一般取数值，一般取 ：60153S超车汽车从开始加速到超车完成了时对向汽车的行驶超车汽车从开始加速到超车完成了时对向汽车的行驶距离距离S4 )(6 . 3214ttVS四个距离之和是比较理想的全超车视距，即：四个距离之和是比较理想的全超车视距，即： 4321SS

47、SSS超第77页/共92页4321SSSSS超第78页/共92页公路路线设计规范公路路线设计规范JTG D602006第79页/共92页完成路线平面设计以后应即时清绘各种完成路线平面设计以后应即时清绘各种图纸图纸和和表格表格 路线平面设计图路线平面设计图 主主要要的的图图纸纸路线交叉设计图路线交叉设计图 道路平面布置图道路平面布置图 纸上移线图纸上移线图 用地平面图用地平面图 直线、曲线及转角表直线、曲线及转角表 主主要要的的表表格格路线交点坐标表路线交点坐标表 逐桩坐标表逐桩坐标表 路线固定表路线固定表 总里程及断链桩号表总里程及断链桩号表 公路路线设计各种图纸和表格的样式在交通部所颁布的公

48、路路线设计各种图纸和表格的样式在交通部所颁布的“设计文件图表示例设计文件图表示例”中有中有介绍，这里仅就主要的表格介绍，这里仅就主要的表格“直线、曲线及转角一览表直线、曲线及转角一览表”、“逐桩坐标表逐桩坐标表”和主要和主要的图纸的图纸“公路路线平面设计图公路路线平面设计图”及及“城市道路平面设计图城市道路平面设计图”予以说明予以说明 第80页/共92页直线、曲线及转角一览表直线、曲线及转角一览表例链接例链接本表全面反映了路线的平面位置和路线平面线形的各项指标，它是道路设计的主本表全面反映了路线的平面位置和路线平面线形的各项指标，它是道路设计的主要成果之一。只有在完成要成果之一。只有在完成“直

49、线、曲线及转角一览表直线、曲线及转角一览表”以后，才能据此计算以后，才能据此计算“逐逐桩坐标表桩坐标表”和绘制和绘制“路线平面设计图路线平面设计图”，同时在作路线的纵断面设计、横断面设，同时在作路线的纵断面设计、横断面设计和其它构造物设计时都要使用本表的数据计和其它构造物设计时都要使用本表的数据高等级公路的线形指标高，表现在平面上是圆曲线半径较大，缓和曲线较长，在高等级公路的线形指标高，表现在平面上是圆曲线半径较大，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。测设和放样时须采用坐标法，方能保证其测量精度。所以计算一份所以计算一份“逐桩坐标表逐桩坐标表”是十分必要的是十分必要的

50、。逐桩坐标表逐桩坐标表例链接例链接6.7.1 6.7.1 直线、曲线及转角一览表直线、曲线及转角一览表 6.7.2 6.7.2 逐桩坐标表逐桩坐标表 第81页/共92页公路公路 路线平面设计图路线平面设计图例链接例链接路线平面设计图路线平面设计图是道路设计文件的重要组成部分。是道路设计文件的重要组成部分。该图全面、清晰地反映了道路平面位置和经过地区的地形、该图全面、清晰地反映了道路平面位置和经过地区的地形、地物等，它是设计人员设计意图的重要体现。平面设计图无地物等，它是设计人员设计意图的重要体现。平面设计图无论对提供有关部门审批、专家评议、日后指导施工、恢复定论对提供有关部门审批、专家评议、日

51、后指导施工、恢复定线等方面都有重要作用线等方面都有重要作用 6.7.3 6.7.3 路线平面设计图路线平面设计图城市道路城市道路 平面设计图平面设计图例链接例链接公路平面公路平面城市道路平面城市道路平面第82页/共92页公路公路 路线平面图的内容及绘制方法路线平面图的内容及绘制方法 导线及道路中线的展绘导线及道路中线的展绘 控制点的展绘控制点的展绘 各种构造物的测绘各种构造物的测绘 水系及其附属物的测绘水系及其附属物的测绘 地形、地貌、植被、不良地质地带等地形、地貌、植被、不良地质地带等均应详细测绘并用等高线和国家测绘局均应详细测绘并用等高线和国家测绘局制定的制定的“地形图图式地形图图式”符号

52、及数字注明符号及数字注明 第83页/共92页城市道路平面图的内容及绘制方法城市道路平面图的内容及绘制方法 规划红线规划红线 坡口、坡脚线或挡土墙边缘线坡口、坡脚线或挡土墙边缘线 车道线车道线 人行道、人行横道线、交通岛人行道、人行横道线、交通岛 地下管线及设施地下管线及设施 交叉口交叉口第84页/共92页求曲线元素。首先求转角求曲线元素。首先求转角(见右图见右图)设设JD0与与JD1的连线、的连线、JD1与与JD2的连线（即的连线（即导线）的方向角为导线）的方向角为1 、2则则1800（12）根据三角关系可得：根据三角关系可得： 1 arctan（X1/ Y1 ）2 arctan（X2/ Y2

53、 ）-可求得可求得1 70.8010, 2 11.4900 =1282.2910方向角方向角约定：约定：正北方与直线所围成的锐角正北方与直线所围成的锐角其角度范围其角度范围090度度某山岭区二级公路，某山岭区二级公路，JD0、JD1、JD2的坐标依次为：的坐标依次为：（40961.914,91066.103）、（）、（40433.528,91250.097）、（）、（40547.416,91810.392）已知）已知JD1的半径为的半径为 R=150m， Ls=40m求：求：曲线元素及主要里程和坐标曲线元素及主要里程和坐标方向角方向角方向角方向角导线转角导线转角正北方正北方导线导线第85页/共

54、92页求出转角求出转角a后，再根据已知条件和已推导的公式，如上，求出基本参数后，再根据已知条件和已推导的公式，如上，求出基本参数第86页/共92页转角转角: = 82.291度度 切线增值切线增值: q = ls /2-ls3 / ( 240R2 )=40/2-403 / ( 240 1502 ) =19.988m曲线内移值曲线内移值: p = ls2/(24R)=402 /(24150)=0.444m 缓和曲线终点缓和曲线角：缓和曲线终点缓和曲线角：0 = ls /(2R) 180 /=40180/(2 150 3.14)=7.639度度切线长：切线长： T = (R+P)tan( /2)+

55、q =151.438m曲线长：曲线长：外距：外距：超距：超距：0(2)/1802255.436LRLsm mRPRE781.492sec)(mLTJ440.47436.255438.15122第87页/共92页设设JD0（起点）桩号为（起点）桩号为K0000，则，则JD1桩号为桩号为L0-1=JD1点桩号点桩号: K0559.505 T（ 151.438m ）ZH点桩号：点桩号： K0+408.067 Ls（ 40 m）HY点桩号：点桩号： K0+448.067 Ly/2（ L/2Ls)87.718 m）QZ点桩号：点桩号： K0+535.785 Ly/2（ L/2Ls ) 87.718 m）

56、YH点桩号：点桩号： K0+623.503 Ls（ 40 m）HZ点桩号：点桩号： K0+663.503 m505.559Y2121X利用超距校对利用超距校对QZ点桩号点桩号K0+535.785 J/2 （ 23.72m ）K0559.505JD1点桩号相对应点桩号相对应即前面计算正确即前面计算正确第88页/共92页770.913962sin341.404632cos296.91200)1801sin(830.40575)1801cos(510.7822801.160118012, 110000021ATYYATXXHZATYYATXXZHAAAAJDJDJDJZHJZHJZHJZH坐标为：坐标为：由坐标法可得相邻直线的方位角的坐标，可计算出、已知起点、方位角方位角定义：定义：由正北方由正北方按顺时针旋转按顺时针旋转至直线所围成的角度至直线所围成的角度方位角的角度范围方位角的角度范围0360度度求曲线特征点坐标求曲线特征点坐标第89页/共92页求曲线特征点坐标接上页求曲线特征点坐标接上页929.390711. 040345640085.91215789.14296.91200)30cos()301sin(7