道路平面讲课文档

道路平面第1页，共61页。第二章道路平面路线即道路中线的空间位置，路线在水平面上得投影称为路线的平面线形。平面线形三要素1.直线2.圆曲线3.缓和曲线曲率为零的线形曲率为常数的线形曲率逐渐变化的线形第2页，共61页。第一节直线主要内容：一、线形特征二、设计标准三、设计要点第3页，共61页。一、直线的线形特征其主要特征如下：优点：（1）路线短捷，线形简单，测设方便；（2）视距良好，方向明确，便于驾驶操作；（3）给人印象良好。缺点：（1）不易与地形相协调；（2）长直线，线形呆板，易引起驾驶疲劳，行车安全性差。第4页，共61页。二、设计标准在设计中，直线的最大、最小长度应有所限制。（一）直线最大长度

最大直线长度以汽车按设计速度行驶70s左右的距离控制为宜。第5页，共61页。（一）直线最小长度1.同向曲线2.反向曲线

第6页，共61页。三、设计要点（一）直线的适用条件（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的路段。（6）依据城市规划布局，符号要求的直线路段。第7页，共61页。（二）直线运用注意问题（1）与地形、环境配合协调，考虑驾驶者的视觉、心里状态；（2）直线的最大长度应有所限制；（3）圆曲线间的直线最小长度应满足规范要求；（4）长直线尽头的平曲线，必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。第8页，共61页。第二节圆曲线各级道路不论转角大小，在转折处均应设置平曲线。圆曲线的特点①测设简单；②适应地形变化，适用范围广而灵活；③较大半径圆曲线线形美观、顺适、行车舒适；④汽车行驶在圆曲线上比在直线上多占用宽度；⑤圆曲线半径较小时，视距条件差。第9页，共61页。一、圆曲线要素与里程桩号（一）圆曲线的几何要素T——切线长，m;L——曲线长，m；E——外距，m；D——切曲线，m；R——圆曲线半径，m;a——转角，（°）。R第10页，共61页。（二）里程桩号的计算圆曲线有三个主点桩号：RZY——直圆点桩号YZ——圆直点桩号QZ——曲中点桩号JD——交点桩号（转折点桩号）第11页，共61页。二、圆曲线半径的计算公式

汽车在平曲线上行驶时，既受自重作用，还受离心力作用。离心力使汽车有横向不稳定的危险，可能导致汽车向外侧滑移或倾覆。离心力大小与圆曲线半径相关：半径愈小离心力愈大。圆曲线半径计算公式：式中：R-圆曲线半径，m；V-行车速度，Km/h；i-路面横坡度，%，有超高或曲线内侧为+，曲线外侧为-。u-横向力系数，可近似视为单位车重受到的横向力大小，V越大，u越大，对行车越不利。第12页，共61页。三、圆曲线最小半径（一）公路圆曲线最小半径1.极限最小半径三种圆曲线Rmin2.一般最小半径3.不设超高的最小半径是指按设计速度行驶的车辆，能保证其安全行驶的最小半径，是设计采用的极限值。它远大于极限最小半径，设计采用的圆曲线半径应尽量不小于一般最小半径；它是判断圆曲线设不设超高的一个界限，即圆曲线半径不小于不设超高最小半径时，不设超高。第13页，共61页。（二）城市道路圆曲线最小半径

设计中首先考虑安全因素，其次考虑节约用地及投资，结合工程情况合理选用指标。第14页，共61页。四、圆曲线半径的选用圆曲线半径选用得当，可获得圆滑舒顺的平面线形。选用圆曲线半径应注意以下几点：

（1）优选不小于不设超高的最小半径；（2）一般情况宜采用极限最小曲线半径的4-8倍或超高2%-4%的圆曲线半径；（3）条件受限，采用大于或接近圆曲线最小半径的一般值；条件特别困难，可采用最小半径的极限值；（4）为便于测设，圆曲线最大半径不宜超过10000m；（5）设置时是曲线线形连续、均衡，避免小半径圆曲线与陡坡相重合的线形。第15页，共61页。五、实例讲解例2-1：某二级公路设计速度为80km/h，路拱横坡度为2%。试计算：（1）极限最小半径（u=0.12,i=8%）。（2）一般最小半径（u=0.06,i=7%）。（3）不设超高最小半径。解：（1）极限最小半径（2）一般最小半径（3）不设超高时，即为反超高，u=0.035,i=-2%，则规范取250m.规范取400m.规范取3350m.第16页，共61页。五、实例讲解例2-3：某城市主干路，转折点JD的里程桩号为K1+500，转角a=30°，圆曲线半径R=700m，试计算圆曲线各要素并确定圆曲线上的三个主点里程桩号。解：（1）圆曲线要素计算如下：R第17页，共61页。（2）主点桩号计算如下R第18页，共61页。第三节缓和曲线

缓和曲线是在直线和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设置的曲率连续变化的曲线。第19页，共61页。一、缓和曲线的作用缓和曲线主要起到以下作用：

（1）线形缓和。使线形圆滑，增加线形美观，有良好视觉效果。（2）行车缓和。有利于驾驶员操作方向盘。（3）超高加宽缓和。（4）消除离心力的突变，提高舒适性。第20页，共61页。二、缓和曲线的性质道路设计规范规定缓和曲线采用回旋线。回旋线数学表达式为：式中A-回旋参数l-回旋线上任一点到回旋线的起点，m

R确定圆的大小，A确定缓和曲线曲率变化的缓急，A越大则曲率变化越缓和。第21页，共61页。在缓和曲线的终点处，式中R-回旋线所连接圆曲线半径，mLs-缓和曲线长度，m

R确定圆的大小，A确定缓和曲线曲率变化的缓急，A越大则曲率变化越缓和。第22页，共61页。三、缓和曲线最小长度缓和曲线作用回顾：

（1）汽车在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶；（2）有利于驾驶员操纵方便；（3）能顺利完成超高和加宽过渡；所以要规定缓和曲线的最小长度第23页，共61页。（一）控制离心加速度变化率，满足旅客舒适要求我过道路设计中采用as=0.6m/s3,则有：式中Ls-缓和曲线最小长度，mV-设计加速度R-圆曲线半径，m第24页，共61页。（二）行驶时间不过短一般认为汽车在缓和曲线上行驶时间至少应有3s，则：式中Lsmin-缓和曲线最小长度，mV-设计加速度

第25页，共61页。（三）满足超高渐变率的要求缓和段长度应满足超高过渡的要求：式中Lc-超高过渡段长度，m

Lsmin-缓和曲线最小长度，m

所以缓和曲线最小长度：Lsmin=（以上三种计算结果）max第26页，共61页。四、设有缓和曲线的道路平曲线

道路平面三要素可组合形成不同的平面线形，如简单线形、基本型线形、s形曲线、卵形曲线、凸形曲线、C形曲线、复合曲线等。其中基本型线形组合情况是：直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线-直线第27页，共61页。（一）缓和曲线常数计算缓和曲线的切线角：切线增长值：内移值：第28页，共61页。（二）平曲线几何要素平曲线切线长：

Th平曲线总长：

Lh外距：Eh超距：

Dh第29页，共61页。（三）主要里程点桩号计算第30页，共61页。（四）平曲线最小长度缓和曲线+圆曲线（设有缓和曲线）圆曲线（不设缓和曲线）确定平曲线最小长度要考虑的因素：（1）离心加速度变化率不应太大（2）司机操作时间不宜太短（3）小角度（转角小于7°）转弯时不要产生错觉平曲线组成第31页，共61页。五、缓和曲线省略条件公路设计规范规定，在下列情况下可不设缓和曲线：（1）四级公路不设置缓和曲线，其线形由直线和圆曲线组成；（2）在路线转折处，当圆曲线半径不小于“不设超高的最小半径”时；（3）半径不同的同向圆曲线径相连接处，当小半径大于“不设超高的最小半径”时；第32页，共61页。（4）半径不同的同向圆曲线径相连接处，R小大于临界曲线半径，且符合下列条件之一者：1）小圆按规定设置相当于最小缓和曲线长的回旋线时，大圆与小圆的内移值之差小于0.10m；2）设计速度≥80km/h时，大圆半径R大与小圆半径R小之比小于1.5；3）设计速度＜80km/h时，大圆半径R大与小圆半径R小之比小于2.第33页，共61页。第四节曲线超高与加宽一、曲线超高（一）设置超高的原因

为抵消车辆在曲线上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡形式，即超高。第34页，共61页。（二）超高值的确定超高横坡度计算公式：

ib——全超高横坡度，即圆曲线上的超高值第35页，共61页。最大、最小超高值：1.最大超高值超高横坡度过大，超出了车胎与路面间的横向摩擦系数，车辆有向路面内侧滑移的危险，因此，规定了各级道路圆曲线最大超高值。2.最小超高值与道路直线部分的正常路拱横坡度值一致。第36页，共61页。（三）超高过渡形式

一般取缓和曲线段作为超高过渡段，使直线段的双向横坡断面过渡到曲线段具有超高的单坡横断面。

第37页，共61页。1.公路超高过渡方式（1）无中间带公路3）绕路面外边缘旋转1）绕路面内边缘旋转2）绕路中线旋转第38页，共61页。（2）有中间带公路（1）绕中间带的中心线旋转（2）绕中央分隔带边缘旋转（3）分别绕各自的行车道中线旋转第39页，共61页。（3）分离式路基公路分离式路基公路的上、下行车道各自独立，其超高设置及过渡可按两条无中间带的公路分别予以处理。第40页，共61页。（四）超高缓和段的长度第41页，共61页。（四）超高缓和段的长度双车道公路超高缓和段长度按下式计算：式中L——超高缓和段长度，mB——旋转轴至行车道外侧边缘的宽度，m——超高旋转轴外侧的最大超高横坡度与原路拱横坡度的代数差p——超高渐变率第42页，共61页。超高缓和段的设置应注意以下几点：

（1）超高缓和段长度应取5m的倍数，且不小于10m；（2）当设置回旋线时，超高的过渡应在回旋线全长范围内进行；（3）四级公路因不设缓和曲线，其超高的过渡在超高缓和段的全长范围内进行；（4）对线形设计要求较高的公路，应在超高缓和段的起、终点插入一段二次抛物线；（5）高速公路、一级公路的纵坡较大处，其上、下行车道可采用不同的超高值。第43页，共61页。二、曲线加宽（一）设置加宽的原因汽车在圆曲线上行驶时，各车轮轨迹半径不相等，后轴内侧车轮的行驶轨迹半径最小，前轴外侧车轮的行驶轨迹半径最大，它们之间的摆动偏移需要通过路面加宽弥补。第44页，共61页。（二）加宽的基本规定我国城市道路和公路的设计规范规定，当道路的圆曲线半径不大于250m时，应设置加宽。

加宽值按平曲线半径和汽车轴距加前悬值不同查表选用。加宽长度加宽长度和超高缓和段相同，并不小于10m。第45页，共61页。第五节行车视距汽车在道路上行驶时，驾驶员应能看到汽车前方一定距离的障碍物或迎面来车，以便采取措施，保证行车安全，这一必要的最短距离，称为行车视距。主要内容1.视距的种类2.停车视距的计算3.视距保证第46页，共61页。一、视距的种类根据驾驶员发现路面障碍物或迎面来车时，采取不同措施，行车视距分为以下几类：（1）停车视距；（2）会车视距；（3）错车视距；（4）超车视距。上述4种视距中，停车视距是最基本视距，会车视距约等于停车视距的2倍，超出视距最长，错车视距最短容易保证。第47页，共61页。二、停车视距的计算停车视距是指驾驶员从发现障碍物时起，至在障碍物前安全停止，所需要的最短距离。（一）反应距离S1

停车视距分解为（二）制动距离S2

（三）安全距离S0第48页，共61页。(一)反应距离S1反应距离是驾驶员发现障碍物，经判断决定采取制动措施的瞬间到制动器真正开始起作用的瞬间汽车所行驶的距离。用以下公式计算：式中S1——反应距离，mV——汽车行驶速度，km/ht——驾驶员判断和制动反应的时间，s第49页，共61页。(二)制动距离S2制动距离是指汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间所行驶的距离：式中i——道路纵坡，上坡为“+”，下坡为“-”；V——汽车行驶速度，km/h；K——制动系数，一般在1.2-1.4之间；——路面纵向摩阻系数，与路面种类和状况有关，潮湿状态下一般可取0.4-0.5.第50页，共61页。(三)安全距离S0安全距离是指汽车停止至障碍物前的距离，公路一般取5-10m，城市道路取2-5m。第51页，共61页。（四）停车视距的确定停车视距为上述三项之和：第52页，共61页。三、视距保证弯道内侧视距曲线范围内不能有任何障碍物。驾驶员视点位置：平面：距未设加宽的路面外边缘1.5m（亦即行车轨迹）高度：1.2m第53页，共61页。行车轨迹线上各点至视距曲线的横向距离称为横净距Z，行车轨迹线至障碍物之间的距离为净距Z0。当Z≤Z0，视距可以保证；当Z＞Z0，不能满足视距要求，需清除障碍物。三、视距保证第54页，共61页。第六节道路平面设计成果道路平面设计完成以后，应及时清绘各种图纸和表格。1.路线平面设计图2.路线交叉设计图3.道路用地图4.纸上移线图

1.直线、曲线及转角表2.逐桩坐标表3.路线固定表4.总里程及断链桩号表

主要图纸主要表格第55页，共61页。一、直线、曲线及转角一览表该表是平面设计的主要成果之一。它是通过测角、丈量中线和设置曲线后所得的成果，是施工时恢复路