公路線型平面設(shè)計(jì).ppt

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1、道路勘測(cè)設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì)主講教師：秦建平長(zhǎng)安大學(xué)內(nèi)容提要汽車行駛軌跡特性與道路平面線形要素；直線的特點(diǎn)和運(yùn)用、最大長(zhǎng)度和最小長(zhǎng)度；汽車行駛的橫向穩(wěn)定性、圓曲線半徑大小及其長(zhǎng)度；緩和曲線的性質(zhì)、形式及最小長(zhǎng)度和參數(shù)；道路平面設(shè)計(jì)主要成果等內(nèi)容。第一節(jié)概述一、路線的相關(guān)概念道路：一條三維空間的實(shí)體，是由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道等組成的空間帶狀構(gòu)造物。路線：道路中線的空間位置。線形：道路中心線的立體形狀。路線平面：路線在水平面上的投影。路線縱斷面：沿中線豎直剖切再行展開的斷面（展開是指展開平面、縱坡不變）。路線橫斷面：中線上任一點(diǎn)

2、的法向切面。路線設(shè)計(jì)：確定路線空間位置和各部分的幾何尺寸。二、汽車行駛軌跡與道路平面線形（一）汽車行駛軌跡行駛中的汽車其重心的軌跡在幾何性質(zhì)上有以下特征：①軌跡是連續(xù)的、圓滑的，任一點(diǎn)不出現(xiàn)錯(cuò)頭和破折。②曲率是連續(xù)的，任一點(diǎn)不出現(xiàn)兩個(gè)曲率值。③曲率變化是連續(xù)的，任一點(diǎn)不出現(xiàn)兩個(gè)曲率變化率值。直線－圓－直線:不滿足第二、三條性質(zhì)，但滿足第一條要求，滿足了車輛的直行和轉(zhuǎn)向要求，可作為低等級(jí)山區(qū)道路采用。直－緩－圓－緩－直:為滿足第二條要求，在直線與圓曲線間引入了一條曲率逐漸變化的“緩和曲線”，使整條線形符合汽車行駛軌跡特性的第一

3、條和二條，保持了線形的曲率連續(xù)。它不滿足第三條要求，不是最理想的，但與汽車行駛軌跡接近，國(guó)內(nèi)外普遍采用。平面線形三要素：直線、圓曲線和緩和曲線。（二）平面線形要素第二節(jié)直線一、直線的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)兩點(diǎn)之間距離最短。具有短捷、直達(dá)的印象。行駛受力簡(jiǎn)單，方向明確，駕駛操作簡(jiǎn)易。測(cè)設(shè)簡(jiǎn)單方便（用簡(jiǎn)單的就可以精確量距、放樣等）。在直線上設(shè)構(gòu)造物更具經(jīng)濟(jì)性。缺點(diǎn)直線單一無變化，與地形及線形自身難以協(xié)調(diào)。過長(zhǎng)的直線在交通量不大且景觀缺乏變化時(shí)，易使駕駛?cè)藛T感到單調(diào)、疲倦。在直線縱坡路段，易錯(cuò)誤估計(jì)車間距離、行車速度及上坡坡度。易對(duì)長(zhǎng)直線估計(jì)得

4、過短或產(chǎn)生急躁情緒，超速行駛。采用直線線形時(shí)必須注意線形與地形的關(guān)系，在運(yùn)用直線線形并決定其長(zhǎng)度時(shí)，必須慎重考慮，一般不宜采用長(zhǎng)直線。路線完全不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的寬闊河谷地帶；城鎮(zhèn)及其近郊道路，或以直線為主體進(jìn)行規(guī)劃的地區(qū)；長(zhǎng)大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段；路線交叉點(diǎn)及其附近；雙車道公路提供超車的路段。二、直線的運(yùn)用三.直線設(shè)計(jì)及計(jì)算1.實(shí)地定交點(diǎn):選線人員根據(jù)道路等級(jí)和地形條件定出一系列直線，相鄰兩直線相交得到各個(gè)交點(diǎn)(JD1、JD2、…)，通過測(cè)量交點(diǎn)的距離，確定交點(diǎn)之間的關(guān)系；或通過測(cè)量交點(diǎn)與導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系

5、，確定交點(diǎn)坐標(biāo)，再根據(jù)相鄰交點(diǎn)坐標(biāo)算出交點(diǎn)偏角和距離。偏角的測(cè)量：偏角或稱轉(zhuǎn)角，是指路線由一個(gè)方向偏向另一個(gè)方向時(shí)，偏轉(zhuǎn)后的方向與原方向的夾角。偏轉(zhuǎn)后的方向位于原方向左側(cè)時(shí)，稱左偏，位于原方向右側(cè)時(shí)，稱右偏。在路線測(cè)量中，一般規(guī)定測(cè)交點(diǎn)右角，由右角計(jì)算偏角。右角是指前進(jìn)方向右側(cè)夾角，一般用全測(cè)回法測(cè)量。右角大小為，右角＝（后視讀數(shù)）－（前視讀數(shù)），當(dāng)后視讀數(shù)小于前視讀數(shù)時(shí)，上式為，右角＝(后視讀數(shù)＋360°)－（前視讀數(shù)）。偏角按下式計(jì)算：以直線為主定交點(diǎn)：主要用于平原、微丘區(qū)，是根據(jù)地形、地物條件，選設(shè)定作為路線基本軸線

6、的直線，再根據(jù)兩兩直線相交得交點(diǎn)，繼而設(shè)置圓曲線和緩和曲線，該方法稱以直線為主定交點(diǎn)法，也是傳統(tǒng)的方法。以曲線為主定交點(diǎn)：常用于互通立交匝道布線、定線或山嶺、重丘區(qū)高速公路、一級(jí)公路選線、定線，是根據(jù)地形及環(huán)境條件和路線技術(shù)要求設(shè)置圓曲線（或圓曲線與緩和曲線組合）作為基本軸線，再把曲線的切線畫出，延長(zhǎng)各切線兩兩相交定出交點(diǎn)。2.紙上定線路線偏角的計(jì)算：已知相鄰兩邊方位角θi和θi+1，計(jì)算該交點(diǎn)的偏角α。α=θi+1-θi當(dāng)α>0時(shí)，路線為右偏R；當(dāng)α<0時(shí)，路線為左偏L。四、直線的最大長(zhǎng)度和最小長(zhǎng)度1．直線的最大長(zhǎng)度我國(guó)《

7、標(biāo)準(zhǔn)》和《規(guī)范》對(duì)直線的最大長(zhǎng)度沒有具體的規(guī)定，但原則規(guī)定直線的最大長(zhǎng)度應(yīng)有所限制，盡量避免長(zhǎng)直線。最大長(zhǎng)度主要應(yīng)根據(jù)駕駛員的視覺反應(yīng)及心理上的承受能力來確定。一般認(rèn)為：直線的最大長(zhǎng)度在城鎮(zhèn)附近或其他景色有變化的地點(diǎn)大于20V是可以接受的；在景色單調(diào)的地點(diǎn)最好控制在20V以內(nèi)；而在特殊的地理?xiàng)l件下應(yīng)特殊處理。當(dāng)直線長(zhǎng)度大于1km時(shí)，可采用下列技術(shù)措施予以彌補(bǔ)：縱坡不應(yīng)過大，一般應(yīng)小于3%。同大半徑凹型豎曲線結(jié)合為宜。兩側(cè)地形過于空曠時(shí)，宜采取栽植不同樹種或設(shè)置一定建筑物等措施。長(zhǎng)直線或長(zhǎng)下坡盡頭的平曲線，應(yīng)對(duì)路面超高、停車視

8、距等進(jìn)行檢驗(yàn)，必要時(shí)須采用設(shè)置標(biāo)志、增加路面抗滑能力等安全措施。相鄰兩曲線之間應(yīng)有一定長(zhǎng)度的直線，這個(gè)直線是指前一曲線的終點(diǎn)（HZ或YZ）到后一曲線的起點(diǎn)（ZH或ZY）之間的長(zhǎng)度。2．直線的最小長(zhǎng)度（1）同向曲線間的直線最小長(zhǎng)度同向曲線：是指兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的相鄰曲線之間連以直線而形成的平面線