城市道路與交通_平面設(shè)計(jì)與線性規(guī)劃

1、道路是由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設(shè)施所組成的一條三維空間構(gòu)造物。道路線形道路路幅中心線的立體形狀。道路平面線形道路中線在平面上的投影形狀。路線縱斷面沿道路中線豎直剖切，再行展開(kāi)即是路線的縱斷面。路線橫斷面道路中線上任意一點(diǎn)的法向切面是道路在該點(diǎn)橫斷面。路線設(shè)計(jì)是指確定路線空間位置和各部分的幾何尺寸，包括路線平面設(shè)計(jì)、路線縱斷面設(shè)計(jì)和橫斷面設(shè)計(jì)。三者之間相互關(guān)聯(lián)，既分別進(jìn)行，又要全面考慮。平面線形平面線形直線直線圓曲線圓曲線曲線曲線緩和曲線緩和曲線 曲線由圓曲線及兩端緩和曲線組成。當(dāng)圓曲線半徑足夠大時(shí)，可使直線與圓曲線直接銜接（相切）；當(dāng)設(shè)計(jì)車(chē)速較高、圓曲線半徑較小時(shí)，直線與圓曲線之間

2、以及圓曲線之間要插設(shè)緩和曲線。 1角度為零： 2角度為常數(shù)： 3角度為變數(shù)：曲率為0直線曲率為常數(shù)圓曲線曲率為變數(shù)緩和曲線平面線形要素平面線形要素導(dǎo)向輪導(dǎo)向輪與車(chē)身與車(chē)身縱軸縱軸汽車(chē)行汽車(chē)行駛軌跡駛軌跡線線現(xiàn)代道路平面線形是由上述三種基本線形構(gòu)成的，稱(chēng)為平面線形三要素。平面線形規(guī)劃設(shè)計(jì)平面線形規(guī)劃設(shè)計(jì)路線坐標(biāo)與方位角計(jì)算路線坐標(biāo)與方位角計(jì)算行車(chē)視距行車(chē)視距城市道路平面線形設(shè)計(jì)城市道路平面線形設(shè)計(jì)一、圓曲線圓曲線是平曲線中的主要組成部分。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)易與地形相適應(yīng)、可循性好、線形美觀、易于測(cè)設(shè)。圓曲線幾何元素為：L2TJ1)2R(secER180L2RtgT道路為了繞避障礙，以使車(chē)輛平順的道路為了繞

3、避障礙，以使車(chē)輛平順的由前一條直線路段轉(zhuǎn)向駛?cè)牒笠粭l直由前一條直線路段轉(zhuǎn)向駛?cè)牒笠粭l直線路段，一般采用圓曲線進(jìn)行連接線路段，一般采用圓曲線進(jìn)行連接根據(jù)汽車(chē)行駛在曲線上力的平衡式計(jì)算曲線半徑：2127()hVRi式中：V計(jì)算行車(chē)速度，（km/h）； 橫向力系數(shù)； ih道路橫陂當(dāng)設(shè)超高時(shí) ：二、圓曲線半徑XYGsinFcosX)igRvG(GigRGvGiFXh2h2h2127hViR二、圓曲線半徑橫向力系數(shù)越小，乘客越舒適，燃料消耗與輪胎磨損越少。表1-4-2、1-4-3. 使車(chē)輛的燃油消耗和輪胎磨損增加。 橫向力系數(shù) 燃料消耗（%） 輪胎磨損（%） 0 100 100 0.05 105 160

4、 0.10 110 220 0.15 115 300 0.20 120 390 值的增大，乘車(chē)舒適感惡化。 當(dāng)= 0.10時(shí)，不感到有曲線存在，很平穩(wěn)； 當(dāng)= 0.15時(shí)，稍感到有曲線存在，尚平穩(wěn)； 當(dāng)= 0.20時(shí)，己感到有曲線存在，稍感不穩(wěn)定； 當(dāng)= 0.35時(shí)，感到有曲線存在，不穩(wěn)定； 當(dāng)= 0.40時(shí)，非常不穩(wěn)定，有傾車(chē)的危險(xiǎn)感。圓曲線半徑分為不設(shè)超高的最小半徑、極限最小半徑和一般最小半徑。1、極限最小半徑2、不設(shè)超高的最小半徑3、一般最小半徑各級(jí)公路按設(shè)計(jì)速度行駛的車(chē)輛能保證安全行車(chē)的最小允許半徑。（最大超高和允許的橫向阻力系數(shù)）2127()hVRi各級(jí)公路按設(shè)計(jì)速度行駛的車(chē)輛能保證

5、安全、舒適行車(chē)的最小各級(jí)公路按設(shè)計(jì)速度行駛的車(chē)輛能保證安全、舒適行車(chē)的最小允許半徑。允許半徑。2一般最小半徑一般最小半徑圓曲線半徑大于一定數(shù)值時(shí)，可以不設(shè)置超高，汽車(chē)若沿雙向路拱外側(cè)行駛時(shí)，路面的摩擦力足以保證安全行駛所采用的最小半徑。從行駛的舒適性考慮，必須把橫向力系數(shù)控制到最小值。3不設(shè)超高的最小半徑不設(shè)超高的最小半徑 半徑大到一定程度時(shí)，其幾何性質(zhì)和行車(chē)條件與直線無(wú)太大區(qū)別，容易給駕駛?cè)藛T造成判斷上的錯(cuò)覺(jué)反而帶來(lái)不良后果，同時(shí)也無(wú)謂增加計(jì)算和測(cè)量上的麻煩。我國(guó)的道路設(shè)計(jì)規(guī)范提出了相關(guān)規(guī)定，可以查取這些數(shù)據(jù)，選用適合的半徑。規(guī)范規(guī)定圓曲線的最大半在不宜超過(guò)10000m。（三）圓曲線最大半徑

6、（三）圓曲線最大半徑 1曲率連續(xù)變化，便于車(chē)輛行駛 2離心加速度逐漸變化，旅客感覺(jué)舒適 3超高橫坡度逐漸變化，行車(chē)更加平穩(wěn) 4與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀 行駛時(shí)間不過(guò)短旅客感覺(jué)舒適o 緩和曲線的省略在直線和圓曲線間設(shè)置緩和曲線后，圓曲線產(chǎn)生了內(nèi)移，其位移值為pR24Lsp2在在Ls一定的情況下，一定的情況下，p與圓曲線半徑成反比，當(dāng)與圓曲線半徑成反比，當(dāng)R大大到一定程度時(shí)，到一定程度時(shí)，p值將會(huì)很小值將會(huì)很小。這時(shí)緩和曲線的設(shè)置。這時(shí)緩和曲線的設(shè)置與否，線形上已經(jīng)沒(méi)有多大差異。與否，線形上已經(jīng)沒(méi)有多大差異。超高設(shè)置 什么是超高？ 城市道路最大超高值 表3-2-4. 圓曲線半徑為極限最小半徑

7、時(shí)，采用最大超高Rvi1272超 超高計(jì)算公式： 超高設(shè)置在立交的匝道上和山地風(fēng)景區(qū)道路上。城市道路上一般不設(shè)置超高。 為 什 么要 加 寬？城市道路小半徑圓曲線每條車(chē)道的加寬值，表3-2-6 夜間行車(chē)夜間行車(chē): :設(shè)計(jì)不考慮設(shè)計(jì)不考慮 平面：平面： 平曲線（暗彎）平曲線（暗彎） 平面交叉處平面交叉處 縱斷面：凸豎曲線縱斷面：凸豎曲線 凹豎曲線：凹豎曲線： ( (下穿式立體交叉下穿式立體交叉) ) (1)停車(chē)視距：汽車(chē)行駛時(shí)，自駕駛?cè)藛T看到前方障礙物時(shí)起，至到達(dá)障礙物前安全停止，所需的最短距離。 (2)會(huì)車(chē)視距：在同一車(chē)道上兩對(duì)向汽車(chē)相遇，從相互發(fā)現(xiàn)時(shí)起，至同時(shí)采取制動(dòng)措施使兩車(chē)安全停止，所需

8、的最短距離。 (3)超車(chē)視距 (4)錯(cuò)車(chē)視距行車(chē)視距分類(lèi)：行車(chē)視距分類(lèi)：一、停車(chē)視距一、停車(chē)視距 1定義：停車(chē)視距是指駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方有障礙物后，采取制定措施使汽車(chē)在障礙物前停下來(lái)所需要的最短距離。 2停車(chē)視距構(gòu)成：反應(yīng)距離反應(yīng)距離制動(dòng)距離制動(dòng)距離安全距離安全距離停車(chē)距離停車(chē)距離ST感覺(jué)時(shí)間為1.5s；制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間（制定生效時(shí)間）取1.0s。感覺(jué)和制動(dòng)反應(yīng)的總時(shí)間t=2.5s，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)汽車(chē)行駛的距離為t6 . 3VS12停車(chē)視距構(gòu)成：（1）反應(yīng)距離：當(dāng)駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方的阻礙物，經(jīng)過(guò)判斷決定采取制動(dòng)措施的那一瞬間到制動(dòng)器真正開(kāi)始起作用的那一瞬間汽車(chē)所行駛的距離。（2）制動(dòng)距離：是指汽車(chē)從制動(dòng)

9、生效到汽車(chē)完全停住，這段時(shí)間內(nèi)所走的距離。 （3）停車(chē)視距ST：（考慮一定的安全距離） )(254VS22）（105)(254V6 . 3tVSSSS2021T二、會(huì)車(chē)視距二、會(huì)車(chē)視距 定義：在同一車(chē)道上兩對(duì)向汽車(chē)相遇，從相互發(fā)現(xiàn)時(shí)起，至同時(shí)采取制動(dòng)措施使兩車(chē)安全停止，所需的最短距離。 會(huì)車(chē)視距構(gòu)成： （1）反應(yīng)距離：雙向駕駛員及車(chē)輛 （2）制動(dòng)距離：雙向車(chē)輛 （3）安全距離：雙向車(chē)輛保持間距因此，會(huì)車(chē)視距SH約等于2倍停車(chē)視距。行車(chē)視距的選用行車(chē)視距的選用平面線形視距的保證平面線形視距的保證 （一）直線與曲線的組合 平面曲線的半徑、長(zhǎng)度與相鄰的直線長(zhǎng)度應(yīng)相適應(yīng)，過(guò)長(zhǎng)的直線段會(huì)使司機(jī)感到疲倦，容易肇事。 長(zhǎng)直線頂端應(yīng)避免小半徑曲線；平面線形的組合與銜接（二）曲線與曲線的組合1、同向曲線（轉(zhuǎn)向相同的相鄰兩曲線），應(yīng)避免斷背曲線，中間直線最小長(zhǎng)度宜大于或等于6倍計(jì)算行車(chē)速度。如若不可避免，同向曲線間的短直線可用大半徑的曲線代替。2、反向曲線（轉(zhuǎn)向相反的兩相鄰曲線），中間直線長(zhǎng)度宜大于或等于2倍計(jì)算行車(chē)速度.3、復(fù)曲線 不同半徑的兩同向曲線直接相連組合而成的曲線 采用復(fù)曲線的條件：p582、什么是橫向力系數(shù)？它的物理含義是