平原微丘區(qū)公路設(shè)計(jì).pdf

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1、第1章平面線形設(shè)計(jì)公路是一條三維空間的實(shí)體。它由橋梁、路面、路基、涵洞、隧道和沿線設(shè)施所組成的線形構(gòu)造物。對(duì)路段平面線形設(shè)計(jì)，是道路最基礎(chǔ)的，也是最重要的設(shè)計(jì)階段，此階段的設(shè)計(jì)將決定后面的道路構(gòu)造物設(shè)計(jì)，排水設(shè)計(jì)，土石方數(shù)量，路面工程及其他結(jié)構(gòu)物，對(duì)汽車行駛的安全、舒適、經(jīng)濟(jì)以及公路的通行等都產(chǎn)生很大的影響。因此，路線線形設(shè)計(jì)必須在結(jié)合汽車動(dòng)力學(xué)，司機(jī)視覺和心理的要求，必須與地物環(huán)境相協(xié)調(diào)，與沿線的土地利用，自然資源開發(fā)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等相適應(yīng)。合理利用地形，正確選用標(biāo)準(zhǔn)，確保路線線形的均衡性，處理好

2、遠(yuǎn)期和近期的關(guān)系，總體與局部的關(guān)系，充分考慮農(nóng)業(yè)等方面的要求，既要使工程量小，投資少，又要考慮施工養(yǎng)護(hù)管理、經(jīng)濟(jì)效益、交通運(yùn)營(yíng)等方面的利弊得失。選用較合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以提高道路的使用質(zhì)量，嚴(yán)格按照規(guī)范做到技術(shù)上可取、經(jīng)濟(jì)上合理。.1平面線性的約束條件1.1.1平面線形設(shè)計(jì)的原則平面線性設(shè)計(jì)含有很多設(shè)計(jì)要素，包括圓曲線設(shè)計(jì)，緩和曲線設(shè)計(jì)和直線設(shè)計(jì)。不論哪個(gè)要素的設(shè)計(jì)都必須符合平面線形設(shè)計(jì)的原則。平面設(shè)計(jì)原則總結(jié)如下：(1)平面線形須直捷、連續(xù)、順暢，并和地形相適應(yīng)，與周邊自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。(2)設(shè)計(jì)

3、時(shí)不僅要考慮車輛行駛力學(xué)，還應(yīng)考慮駕駛員以及乘客視覺上和心里上的感受。(3)為了盡可能的使車輛可以勻速行駛不能出現(xiàn)各種技術(shù)指標(biāo)突然。(4)應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形。這不僅增加了駕駛的難度更影響乘客乘車的舒適性。設(shè)計(jì)時(shí)我們可以在兩個(gè)圓曲線中加入直線或者緩和曲線保證車輛行駛的安全性和舒適性。(5)如果道路中平曲線過短會(huì)使駕駛者來不及控制發(fā)生交通意外，所以設(shè)計(jì)中我們要保證平曲線具有一定的長(zhǎng)度避免車禍的發(fā)生，我們以平曲線的最小長(zhǎng)度為指標(biāo)。1.1.2平面線形設(shè)計(jì)各要素如上所述，平面線形設(shè)計(jì)的要素有三個(gè)，分別是

4、直線、圓曲線和緩和曲線。這三條線就構(gòu)成了公路平面線形，在實(shí)際公路中直線是常見的也是最方便駕駛員操作的，但是由于公路是帶狀構(gòu)造物，幾十上百公里甚至幾千公里，全部的直線是不合實(shí)際也不利于安全駕駛，在特殊地段和必要地段公路需要轉(zhuǎn)彎，在轉(zhuǎn)彎處就需要圓滑過渡，若是過渡太急可能會(huì)造成交通事故等危險(xiǎn)。在這個(gè)時(shí)候圓曲線和緩和曲線就幫助公路在轉(zhuǎn)彎處圓滑轉(zhuǎn)彎，使公路更加通暢安全。1.1.2.1直線直線是公路線性的主要組成部分，在直線段，司機(jī)的視野開闊，才能加快速度，直線是公路交通速度的保證，試想一下若是一條公路到處

5、彎彎扭扭，行駛速度如何加快，運(yùn)輸能力又如何體現(xiàn)呢。雖說這樣但是公路的直線長(zhǎng)度也不能太大，因?yàn)橹本€段太長(zhǎng)會(huì)增加駕駛的危險(xiǎn)性，以為長(zhǎng)時(shí)間的直線駕駛會(huì)使駕駛員出現(xiàn)疲勞，當(dāng)突然轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)出現(xiàn)反映不及時(shí)，這樣反而容易出現(xiàn)危險(xiǎn)。但是在轉(zhuǎn)彎處以及兩個(gè)轉(zhuǎn)彎之間，直線長(zhǎng)度就要滿足最小值要求，只是因?yàn)橹本€長(zhǎng)度過小會(huì)造成駕駛員視覺反彎的錯(cuò)覺，出現(xiàn)錯(cuò)誤反應(yīng)和操作。為了公路行駛的安全，直線的最小長(zhǎng)度，同向曲線的最小長(zhǎng)度，當(dāng)設(shè)計(jì)速度大于60km/h時(shí)，同向曲線間的最小長(zhǎng)度以不小于行車速度（以km/h計(jì)）的6倍為宜。反向曲線間

6、的最小長(zhǎng)度以不小于行車速度的2倍為宜。1.1.2.2圓曲線圓曲線指的是道路平面走向改變方向或豎向改變坡度時(shí)所設(shè)置的連接兩相鄰直線段的圓弧形曲線。由單獨(dú)一個(gè)圓曲線組成的曲線稱為單曲線；由兩個(gè)或兩個(gè)以上同一方向圓曲線構(gòu)成的曲線稱為復(fù)曲線。轉(zhuǎn)向相同的兩相鄰曲線連同其間的直線段所組成的曲線稱為同向曲線；轉(zhuǎn)向相反的兩相鄰曲線連同其間的直線段所組成的曲線稱為反向曲線。圓曲線最小半徑需要滿足汽車行駛的安全性和舒適性，由二者共同控制。規(guī)定圓曲線最小半徑的實(shí)際上就是確保輪胎與路面的摩阻力能客服車輛在彎道上產(chǎn)生的離

7、心力等，之所以對(duì)圓曲線的最小半徑做出一定的限制就是為了保證車輛過彎時(shí)的安全不至于脫離彎道，也就是平常說的圓滑過渡。圓曲線的最小半徑和公路的設(shè)計(jì)時(shí)速、公路的橫坡度及橫向力系數(shù)有關(guān)。由公式（u為設(shè)計(jì)速度單位km/h，為橫向力系數(shù)，為路面橫坡，無超高時(shí)是路拱橫坡，有超高時(shí)是超高橫坡）。圓曲線最小半徑計(jì)算中所用的數(shù)據(jù)和限制，詳見下表：表格1–1公路圓曲線最小半徑設(shè)計(jì)速度1201008060403020（km/h）一般值（m）10007004002001006530極限值（m）65040025012560

8、3015不設(shè)路拱5500400025001500600350150超高≤2.0%的最路拱＞7500525033501900800450200小半2.0%徑(m)表格1–2公路圓曲線的橫向力系數(shù)及超高值設(shè)計(jì)速度1201008060403020橫向力系0.100.120.130.150.150.160.17數(shù)6666666超高值8888888（%）101010101010101.1.2.3緩和曲線緩和曲線指的是平面線形中，設(shè)置在直線與圓曲線，圓曲線與圓曲線中間的曲率連續(xù)變化的曲線。緩和曲線也是道路平