道路勘察设计(5)

1、一、平曲线线形设计一般原则 （1）平面线形应直捷、连续、均衡, 并与地形、地物相适应,与周围环境相协调。 在地势平坦开阔的平原微丘区, 路线直捷舒顺, 在平面线形三要素中直线所占比例较大。而在地势有很大起伏的山岭和重丘区, 路线则多弯曲, 曲线所占比例则较大。 如果在没有任何障碍物的开阔地区故意设置一些不必要的弯道, 或者在高低起伏的山地硬拉长直线都将给人以不协调的感觉。路线与地形相适应, 这既美化线形, 也满足工程经济和保护生态环境的要求。直线、圆曲线、回旋线三种平面线形的选用与合理组合取决于地形、地物等具体条件, 不应当片面强调路线应以直线为主或以曲线为主。,第五节 平面线形设计,（2）各

2、级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量地选用较大的圆曲线半径。当公路转角过小时，应设法调整平面线形，当不得已而设置了小于7的转角时，必须设置足够长的平曲线。 （3）两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得以短直线相连。否则，应调整线形，使之成为一条单曲线或复曲线，也可以运用回旋线组合成卵形、C形、复合形等曲线。 若在互相通视的同向平曲线间插以短直线，容易产生把直线和两端的曲线看成为反向曲线的错觉，当直线过短时甚至把两个曲线看成是一个曲线，这种组合破坏了线形的连续性，容易造成驾驶的操作失误，设计中应尽量避免。通常的做法是将两曲线拉开，也就是限制中间直线的最短长度。这个距离在数值上大约是行车速度 V

3、（ 以 km/h 计） 的6倍 （ 以 m 计 ）, 所以规范推荐同向曲线间的最短直线长度以不小于 6V 为宜。否则，就干脆不插入直线段，而形成平曲线间的组合。,（4）两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜。否则，应调整线形或运用回旋线而组合成S形平曲线。 在转向相反的两圆曲线之间，考虑到为设置超高和加宽缓和段的需要以及驾驶人员转向操作的需要，宜设置一定长度的直线。规范规定反向曲线间最小直线长度（以 m 计） 以不小于设计速度（以 km/h 计）的2倍为宜，即2V。 三、四级公路两相邻反向曲线，若没有设置超高和加宽时，可以径向衔接；无超高但有加宽时，中间应设有长度不小于

4、10m的加宽缓和段；设置超高时，工程特殊困难的山岭区，中间长度不得小于15m。,1长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。 若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。,（5）曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性。,（6）应避免连续急弯的线形 连续急弯的线形给驾驶者造成不便, 同时也给乘客的视觉、心理和舒适性等产生不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线，以缓解这种频繁变化。,（5）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）,1长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。 若由于地形所限小半径

5、曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。 2高、低标准之间要有过渡。,二 平面线形要素的组合与衔接 1直线与曲线的组合 直线与曲线在平面线形设计中往往是交替运用的，为保证线形设计质量，需要直线与曲线的组合与过渡应协调匀顺。平曲线的半径及其设计使用长度应与邻近的直线长度相适应。 长直线容易导致高速行车，所以，长直线的尽端应避免使用小半径的曲线，当直线长度L500m时，宜有R500m；而较短的直线与小半径的平曲线连在一起，频繁转弯，造成驾驶员操作紧张，此时的曲线不宜太小，当L500m时，宜有RL（m）。 直线和曲线组合得当，将提高道路线形设计质量和汽车行驶质量。良好的平面线形

6、应保证其自身的协调以及与周围的环境协调。,2曲线与曲线的组合 1）复曲线。复曲线是指半径不同的两同向圆曲线径相连接的组合形。 各级公路构成圆曲线应符合的条件为： （1）当小圆半径大于或等于“不设超高的最小半径时”； （2）小圆半径大于表3.5.1中所列半径, 且符合下列条件之一时： 小圆曲线按规定设置相当于最小回旋线长的回旋线时，其大圆与小圆的内移值之差不超过0.10m。 计算行车速度V80km/h时, 大圆半径R1与小圆半径R2之比小于 1.5。 计算行车速度80km/h时, 大圆半径R1与小圆半径R2之比小于2。,两相邻回头曲线之间，应争取有较长的距离。该值见表3.2.1。回头曲线前后的线

7、形应有连续性，两头以布设过渡性的曲线为宜，设置限速标志，并采取保证同时良好的技术措施。回头曲线的技术指标见表3.5.2。,表3.5.2 回头曲线极限指标,3平面线形的组合,（1）基本型 按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合的线形。 适用场合：交点间距不受限。,计算方法： 由平曲线长度L=R+Ls 按1：1：1设计时，L=3Ls，则3Ls=R+Ls 故,（1）基本型 按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合的线形。 适用场合：交点间距不受限。 从线形的协调性出发，宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比设计成1：1：1。,（2）S型,两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合。 适用场合：交

8、点间距受限（交点间距较小）。,（2）S型,两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合 适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。 适用条件：,（2）S型,（2）在S型曲线上，两个反向回旋线之间不设直线，是行驶力学上所希望的。不得已插入直线时，必须尽量地短，其短直线的长度或重合段的长度应符合下式：,式中：l反向回旋线间短直线或重合段的长度。,两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合 适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。 适用条件： （1）S型相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等。当采用不同的参数时，A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。,（3）S型两圆曲线半径之比不宜过大，宜为：,式中：R

9、1大圆半径（m）； R2小圆半径（m）。,用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。 适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。,（3）卵型,式中：A回旋线参数； R2小圆半径（m）。 （2）两圆曲线半径之比宜在下列界限之内：,（1）卵型上的回旋线参数A不应小于该级公路关于回旋线最小参数的规定，同时宜在下列界限之内：,（3）卵型,用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。 适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。 适用条件：,（3）两圆曲线的间距，宜在下列界限之内：,式中：D两圆曲线最小间距（m）。,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。,（4）

10、凸型,在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的组合。,两个回旋线参数之比宜为：A2：A1=1：1.5 复台型回旋线除了受地形和其它特殊限制的地方外一般很少使用，多出现在互通式立体交叉的匝道线形设计中。,（5）复合型,两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的线形。,（6）C型,其连接处的曲率为0，也就是R=，相当于两基本型的同向曲线中间直线长度为0。 适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。C型曲线只有在特殊地形条件下方可采用。 适用条件：同卵形曲线。,同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的线形。,三、平曲线的最小长度 汽车在平曲线上行驶时，如果曲线太短,会使驾驶操作频繁而紧张，这在高速行

11、驶的情况下是非常危险的，同时也给乘客带来不良反应。另外，当公路转角过小，曲线可能就会很短，也容易形成不好的平面线形。因此，设置一定长度的平曲线是很有必要的。 1. 平曲线的极限最小长度 当条件受限时,为使驾驶员在曲线上行驶时，不感到方向盘操作困难，按汽车6s行程设置曲线，将缓和曲线在曲率相等处直接连接, 此时的圆曲线长度等于0。现行规范规定了平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）最小长度，如表3.5.3所列。,表3.5.3 各级公路平曲线最小长度,2. 平曲线的一般最小长度 公路弯道在一般情况下是由两段缓和曲线（或超高、加宽缓和段）和一段圆曲线组成的，中间圆曲线的长度也宜有不短于3s的行程。

12、3. 公路转角小于7时的平曲线长度 路线转角的大小反应了路线的舒顺程度, 小一些好。但转角过小, 即使设置了较大的半径也容易把曲线长看成比实际的要短, 造成急转弯错觉。这种倾向转角越小越显著, 以致造成驾驶者枉作减速转弯的操作。,一般认为， 7时属于小转角。对于小转角弯道应设置较长的平曲线, 其长度应大于表3.5.4 中规定的“一般值”。但受地形及其它特殊情况限制时, 可减短至表中的“低限值” 。,例：平原区某公路有两个交点间距为407.54m，JD1=K7+231.38，偏角1=122420（左偏），半径R1=1200m；JD2为右偏，2=153250，R2=1000m。 要求：按S型曲线计

13、算Ls1、Ls2长度，并计算两曲线主点里程桩号。,T1,T2,L1,L2,例：平原区某公路有两个交点间距为407.54m，JD1=K7+231.38，偏角1=122420（左偏），半径R1=1200m；JD2为右偏，2=153250，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=R/2=12.2420/1801200/2=129.91 取Ls1=130m 则经计算得，T1=195.48m, 4

14、07.54/2=203.77m,切线长度与缓和曲线长度的增减有近似1/2的关系， LS1=130+28.29=146.58，取Ls1=140m。 则计算得，T1= 200.49m T2=407.54-T1=407.54-200.49=207.05 按1：1：1计算Ls2： Ls2=R/2=15.3250PI/1801000/2=135.68 计算切线长T2得，T2=204.45m 207.05-204.45=2.60 取Ls2=135.68+22.60=140.88 计算得， T2=207.055m 207.05-207.055=-0.005 取Ls2=140.88-20.005=140.87

15、,203.77-195.48=8.29，即T1计算值偏短。,JD1曲线要素及主点里程桩号计算,R1=1200 Ls1=140 1=12.2420 T1=200.49 L1=399.82 E1=7.75 J1=1.15 JD1= K7+231.38 ZH1=K7+030.89 HY1=K7+170.89 QZ1=K7+230.80 YH1=K7+290.71 HZ1=K7+430.71,JD2里程桩号计算：,JD2 = JD1+ 407.54 - J1= 7231.38 + 407.54 -1.15 = K7 + 637.77,JD2 = JD1+ 交点间距 - J1 = HZ1 + 曲线间直线

16、长度 + T2,JD2里程桩号计算：,JD2曲线要素及主点里程桩号计算 T2=207.05 L2=412.22 E2=10.11 J2=1.88 JD2=K7+637.77 ZH2=K7+430.72 HY2=K7+571.59 QZ2=K7+636.83 YH2=K7+702.07 HZ2=K7+842.94,JD2 = K7 + 637.77 R2=1000 Ls1=140.87 2=15.3250,作业：,平原区某公路有两个交点间距为371.82m，JD1=K15+385.63，偏角1=201952（右偏），半径R1=700m，JD2为右偏，2=170532，R2=850m，试按S型曲线

17、计算LS1、LS2长度，并计算两曲线主点里程桩号。,附：非对称缓和曲线计算方法,公路平面线形基本要素是由直线、圆曲线和缓和曲线三个要素构成的。 规范规定，基本型也可使用非对称的缓和曲线，以适应周围地形地物。 （一）计算原理 缓和曲线采用的线型一般为回旋线，其性质满足rl=C（常量）。公路设计中定义该常量C为回旋线参数A，且A2=RLs。这样当圆曲线半径R和缓和曲线长度Ls确定时，参数A就是定值，圆曲线的内移值p，也就是定值。,非对称缓和曲线计算原理,2,2,R,O,（二）采用的测设方法,平移圆心 法：平移圆心使圆曲线到两条切线的距离分别等于两个内移值，这样设计的平曲线位置相对于切线是不对称的。 调整缓和曲线参数法：保持圆心位置不变而通过调整缓和曲线参数A值来实现非对称缓和曲线设计。,（二）采用的测设方法,1.平移圆心 法,O,2. 调整缓和曲线参数法,按缓和曲线平均插入圆曲线原则设计：,2,2,-2,-22,R,O,（1）计算原理 设第一缓和曲线长度为Ls1，第二缓和曲线长度为Ls2，且Ls1 Ls2，则 缓和曲线参