道路工程概論 二 平面線形的設(shè)計ppt課件

1、第第 二二 章章平平 面面 線線 形形 設(shè)設(shè) 計計第一節(jié)第一節(jié) 平面線形平面線形n當(dāng)受地形和其他妨礙物當(dāng)受地形和其他妨礙物限制時，公路道路在平限制時，公路道路在平面上改動方向。道路改面上改動方向。道路改動方向的轉(zhuǎn)機(jī)點稱為交動方向的轉(zhuǎn)機(jī)點稱為交點點(JD)(JD)。n平面線形要素：直線、平面線形要素：直線、圓曲線、緩和曲線圓曲線、緩和曲線一、平面線形要素一、平面線形要素1、直線、直線n直線是平面線形設(shè)計的根本要素之一。直線是平面線形設(shè)計的根本要素之一。n間隔短、視野條件好、易于布設(shè)、乘坐溫馨。間隔短、視野條件好、易于布設(shè)、乘坐溫馨。n是普通設(shè)計人員常采用的線形。是普通設(shè)計人員常采用的線形。n直線

2、靈敏性差，難以順應(yīng)地形的變化，在運用直線靈敏性差，難以順應(yīng)地形的變化，在運用時遭到較大限制。時遭到較大限制。n過長的直線易引起駕駛員的厭倦、疲勞、留意過長的直線易引起駕駛員的厭倦、疲勞、留意力不集中、反響愚鈍，容易超速行車，添加夜力不集中、反響愚鈍，容易超速行車，添加夜間行車對向車燈眩光等，不利于行車平安；間行車對向車燈眩光等，不利于行車平安；n直線過短，行車方向變化頻繁，也影響行車平直線過短，行車方向變化頻繁，也影響行車平安和路容美觀，因此，對直線的極限長度應(yīng)加安和路容美觀，因此，對直線的極限長度應(yīng)加以限制。以限制。2、圓曲線1 1圓曲線圓曲線 圓曲線設(shè)置在道路交點處圓曲線設(shè)置在道路交點處

3、圓曲線是道路上經(jīng)常采用的最簡單的曲線，其幾何元圓曲線是道路上經(jīng)常采用的最簡單的曲線，其幾何元素關(guān)系簡單，施測方便。素關(guān)系簡單，施測方便。2 2半徑的選擇半徑的選擇汽車在公路上行駛受重力和離心力的作用汽車在公路上行駛受重力和離心力的作用離心力使汽車產(chǎn)生向外滑移和傾覆的危險離心力使汽車產(chǎn)生向外滑移和傾覆的危險 定義：在直線與曲線間或曲線與曲線間設(shè)置曲率半定義：在直線與曲線間或曲線與曲線間設(shè)置曲率半徑延續(xù)變化的曲線稱為緩和曲線徑延續(xù)變化的曲線稱為緩和曲線作用：作用：(1) (1) 有利于駕駛員支配方向盤有利于駕駛員支配方向盤(2) (2) 消除離心力的突變消除離心力的突變(3) (3) 完成超高和加

4、寬的過渡完成超高和加寬的過渡性質(zhì)：緩和曲線線形應(yīng)與汽車行駛軌跡相一致，曲率性質(zhì)：緩和曲線線形應(yīng)與汽車行駛軌跡相一致，曲率半徑的大小與從它起點算起的曲線長度成反比。半徑的大小與從它起點算起的曲線長度成反比。3、緩和曲線、緩和曲線3、緩和曲線、緩和曲線n緩和曲線普通采用盤旋線，即曲率半徑緩和曲線普通采用盤旋線，即曲率半徑與盤旋線長度與盤旋線長度L L成反比，成反比，LLA2A2n在設(shè)計盤旋曲線時先選擇參數(shù)在設(shè)計盤旋曲線時先選擇參數(shù)A A。確定確定了圓的大小，了圓的大小，A A值那么確定了盤旋曲線曲值那么確定了盤旋曲線曲率變化的緩急。率變化的緩急。n各等級公路緩和曲線的最小長度各等級公路緩和曲線的最

5、小長度公路等級公路等級 高速公路高速公路 一一 二二 三三 四四 計算行車速度（km/h） 120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20 極限值 650 400 250 125 400 125 250 60 125 30 60 15 一般值 1000 700 400 200 700 200 400 100 200 65 100 30 平 曲 線 最 小半徑（m） 不設(shè)超高 5500 4000 2500 1500 4000 1500 2500 600 1500 350 600 150 緩和曲線最小長度(m) 100 85 70 50 85 50 70 35 50

6、25 35 20 停車視距(m) 210 160 110 75 160 75 110 40 75 30 40 20 超車視距(m) 550 200 350 150 200 100 曲線目的表曲線目的表4、線形組合、線形組合n同向曲線同向曲線n是指兩個轉(zhuǎn)向一樣的相鄰曲線間連以直線所是指兩個轉(zhuǎn)向一樣的相鄰曲線間連以直線所構(gòu)成的平面線形。構(gòu)成的平面線形。n反向曲線反向曲線n是指兩個轉(zhuǎn)向相反的相鄰曲線間連以直線所是指兩個轉(zhuǎn)向相反的相鄰曲線間連以直線所構(gòu)成的平面線。構(gòu)成的平面線。 n復(fù)曲線復(fù)曲線n是指兩個或兩個以上半徑不同，轉(zhuǎn)向一樣的是指兩個或兩個以上半徑不同，轉(zhuǎn)向一樣的圓曲線徑相銜接或插入緩和曲線銜接

7、的平曲圓曲線徑相銜接或插入緩和曲線銜接的平曲線線n回頭曲線回頭曲線n在山區(qū)地形中，地面的自然坡度很陡，為了在山區(qū)地形中，地面的自然坡度很陡，為了延伸道路來降低道路的縱坡度，在同一坡面延伸道路來降低道路的縱坡度，在同一坡面回頭展線時所采用的回轉(zhuǎn)曲線回頭展線時所采用的回轉(zhuǎn)曲線二、曲線要素計算及樁號推算二、曲線要素計算及樁號推算1 1、曲線要素計算、曲線要素計算1 1圓曲線圓曲線切線長切線長外距外距曲線長曲線長校正數(shù)校正數(shù)特征點：特征點： 2 RtgT) 1(sec2RERL180ZYZY、QZQZ、YZYZJ=2T-L二、曲線要素計算及樁號推算二、曲線要素計算及樁號推算1 1、曲線要素計算、曲線要

8、素計算2 2緩和曲線緩和曲線特征點：特征點：ZHZH、HYHY、QZQZ、YHYH、HZHZ緩和曲線角緩和曲線角內(nèi)移值內(nèi)移值切線增值切線增值切線長切線長外距外距 曲線長曲線長qtgPRT2)(slRL2)2(1800RPRE2sec)(Rls20RlPs242232402Rllqss二、曲線要素計算及樁號推算二、曲線要素計算及樁號推算2 2、樁號推算、樁號推算例例1 1 知知JD5JD5樁號為樁號為K4+099.51K4+099.51，交點轉(zhuǎn)角為，交點轉(zhuǎn)角為50o0450o04，圓曲線半徑為，圓曲線半徑為400400米，試求出其曲線米，試求出其曲線要素及特征點樁號。要素及特征點樁號。解：解：(

9、1)(1)要素計算要素計算T=RT=Rtg a/2=400tg a/2=400tg 50o04tg 50o04/2=186.806m/2=186.806mL=RL=Ra/180=a/180=40040050o0450o04/180=349.53m/180=349.53mE=R(sec a/2-1)=400(sec 50o04E=R(sec a/2-1)=400(sec 50o04/2-1)=41.471m/2-1)=41.471mJ=2T-L=24.08mJ=2T-L=24.08m(2)特征點樁號計算特征點樁號計算JD5 K4+099.51-T) 186.806ZY樁號樁號 K3+912.70

10、 +L) 349.53YZ樁號樁號 K4+262.23-L/2) 174.76QZ樁號樁號 K4+087.47+J/2) 12.04 驗算驗算JD樁號樁號 K4 +099.51例二：知某規(guī)范型曲線，例二：知某規(guī)范型曲線，JD樁號樁號K4+650.56，圓曲線半徑，圓曲線半徑200米，轉(zhuǎn)角米，轉(zhuǎn)角25o26，緩和曲線長度，緩和曲線長度50米，試計算該曲線要素米，試計算該曲線要素及特征點樁號。及特征點樁號。n解：解：(1)要素計算：要素計算：mRPREmLTJmLRLmtgqtgPRTRLmRLPmRLLqssSssss563. 52sec)(697. 12779.1382180)2(238.70

11、987.2422625)521. 0200(2)(30702521. 024987.242002405025024020022323(2)特征點樁號計算特征點樁號計算(2)(2)特征點樁號計算特征點樁號計算JD5 K4+650.56JD5 K4+650.56-Ts) 70.238-Ts) 70.238ZHZH樁號樁號 K4+ 580.322K4+ 580.322+ls) 50+ls) 50HYHY樁號樁號 K4+630.322K4+630.322+Ly) 38.779+Ly) 38.779YHYH樁號樁號 K4+669.101K4+669.101+ls) 50+ls) 50HZHZ樁號樁號 K

12、4+719.101K4+719.101-L/2) .779/2-L/2) .779/2QZQZ樁號樁號 K4+649.712K4+649.712+J/2) 1.697/2 +J/2) 1.697/2 驗算驗算JDJD樁號樁號 K4 +650.56K4 +650.56 第二節(jié)第二節(jié) 行車視距行車視距 為了保證行車平安，駕駛員應(yīng)能隨時為了保證行車平安，駕駛員應(yīng)能隨時看到路面前方一定間隔的妨礙物或迎面看到路面前方一定間隔的妨礙物或迎面來車，以便及時剎車或繞過。這一必需來車，以便及時剎車或繞過。這一必需的最短間隔稱為行車視距。的最短間隔稱為行車視距。分類：分類： 停車視距停車視距 會車視距會車視距 超

13、車視距超車視距1、 停車視距停車視距n駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方有妨礙物到汽車在妨礙物前駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方有妨礙物到汽車在妨礙物前平安停下所必需的最短通視間隔，稱為平安停下所必需的最短通視間隔，稱為“停車停車視距。視距。n 321SSSSt 各級公路停車視距見表各級公路停車視距見表1251、 停車視距停車視距nS1司機(jī)在反響時間內(nèi)行駛的間隔司機(jī)在反響時間內(nèi)行駛的間隔n S1=Vt/3.6nS2制動生效到完全停頓時汽車行駛的間隔即制制動生效到完全停頓時汽車行駛的間隔即制n 動間隔動間隔n S2=kV/254i n K:制動系數(shù)制動系數(shù) k1.21.4n :附著系數(shù)附著系數(shù)n i：縱坡：縱坡 上坡上坡+ 下坡

14、下坡-nS3平安間隔，普通取平安間隔，普通取5m10m2、會車視距、會車視距n在同一車道上兩對向行駛汽車相遇，兩在同一車道上兩對向行駛汽車相遇，兩車同時采取制動措施，并雙雙停下所必車同時采取制動措施，并雙雙停下所必需的最小平安通視間隔。需的最小平安通視間隔。n會車視距采用停車視距的會車視距采用停車視距的2倍，倍，n 即即Sh2S3、超車視距、超車視距n在對向行車的雙車道公路上，超車汽車超越同向行駛在對向行車的雙車道公路上，超車汽車超越同向行駛的被超汽車并與對向來車平安相錯所需最小通視間隔的被超汽車并與對向來車平安相錯所需最小通視間隔為超車視距。為超車視距。n SC=S1+S2+S3+S43、超

15、車視距、超車視距nS1-加速行駛間隔：加速行駛間隔： n S1=V0/3.6t1+1/2at1n V0:被超汽車的速度，被超汽車的速度，(km/h)n t1:加速時間，普通加速時間，普通35sn a:平均加速度平均加速度m/s3、超車視距、超車視距nS2-超車汽車在對向車道上行駛的間隔：超車汽車在對向車道上行駛的間隔：n S2=V/3.6t2n V超車汽車車速超車汽車車速(km/h)n t2在對向車道上行駛的時間在對向車道上行駛的時間sn 普通取普通取10s3、超車視距、超車視距nS3-S3-超車汽車回到原來車道時與對向車超車汽車回到原來車道時與對向車的平安間隔的平安間隔; ;n 普通取普通取

16、20m60m20m60mnS4 -S4 -超車汽車從開場加速到超車完成這超車汽車從開場加速到超車完成這段時間內(nèi)對向汽車行駛的間隔段時間內(nèi)對向汽車行駛的間隔n S4=V /3.6 S4=V /3.6 (t1+t2)(t1+t2)3、超車視距、超車視距n最小超車視距為：最小超車視距為：n SC=2/3S2+S3+S4n雙向行駛的雙車道公路，應(yīng)根據(jù)需求并雙向行駛的雙車道公路，應(yīng)根據(jù)需求并結(jié)合地形，在適當(dāng)?shù)拈g隔內(nèi)設(shè)置具有超結(jié)合地形，在適當(dāng)?shù)拈g隔內(nèi)設(shè)置具有超車視距的路段。提供一次滿足超車視距車視距的路段。提供一次滿足超車視距要求的超車路段。要求的超車路段。4、彎道上視距保證、彎道上視距保證n彎道內(nèi)側(cè)樹木、建筑物、路塹邊坡彎道內(nèi)側(cè)樹木、建筑物、路塹