第二章平面設(shè)計(jì)1

道路勘測設(shè)計(jì)

（第二章道路平面設(shè)計(jì)）

2014年2月第二章道路平面設(shè)計(jì)概述1直線2汽車行駛的橫向穩(wěn)定性與圓曲線半徑3緩和曲線4道路平面設(shè)計(jì)成果5在湖南省長沙市天心區(qū)湘府西路與書院南路的交叉口處，四個(gè)月內(nèi)接連發(fā)生11起車禍，而且所有的車禍都不是發(fā)生在馬路上，而是發(fā)生在居民的家里。一時(shí)間，這個(gè)路口聲名鵲起。交管部門三次采取措施，在540米范圍內(nèi)，設(shè)立了2個(gè)黃閃燈，5條橡膠減速帶，11組標(biāo)線減速帶，警示標(biāo)志5個(gè)，限速標(biāo)志5個(gè)，并把時(shí)速限制在10公里?？墒沁€是會(huì)有車禍發(fā)生

今日說法：七度生死劫（2006.1.14）

今日說法：七度生死劫（2006.1.14）

湖南長沙市的張建云家三個(gè)月內(nèi)七次被重型大貨車所撞

老張說自打遭遇這七次車禍后，每到凌晨2點(diǎn)左右他都會(huì)被噩夢驚醒，然后不自覺地跑到門前看看是不是又有車撞來了，在哪兒呆呆地站了一會(huì)兒之后才稍感放心，他不知道這種日子還要過多久。

今日說法：不該逝去的生命（2006.2.24）

2006年2月14日，風(fēng)和日麗。出了正月十五，喜慶的氣氛還在空氣中余存，可是這對(duì)于住在長沙市新開鋪路744號(hào)的李團(tuán)圓一家來說卻是災(zāi)難性的一天。因?yàn)榫驮谶@一天，李團(tuán)圓17歲的女兒永遠(yuǎn)離開了塵世，死亡原因：車禍。然而奇怪的是，這場車禍并不是發(fā)生在公路上，而是發(fā)生在李團(tuán)圓的家里。

今日說法：不該逝去的生命（2006.2.24）

書院南路400米路段填高

拓寬爭取4個(gè)月完工

后續(xù)原因：規(guī)劃標(biāo)高相差3米導(dǎo)致事故易發(fā)書院南路是一條修建年代比較久遠(yuǎn)的低等級(jí)公路，其修建時(shí)不是按現(xiàn)有的規(guī)劃標(biāo)高實(shí)施，而近幾年新修好的湘府路是按現(xiàn)在的規(guī)劃標(biāo)高建設(shè)的，因此，兩條路標(biāo)高不一致，湘府路的標(biāo)高比書院路標(biāo)高高出3米。目前兩條道路在交叉口處的連接縱坡坡度過大，導(dǎo)致車輛從湘府路西行至?xí)耗下窌r(shí)難以及時(shí)調(diào)整，速度過快的車輛甚至?xí)_入書院南路沿線的居民家中。此外，書院南路的路幅較窄，大型車輛從湘府路右轉(zhuǎn)至?xí)耗下酚幸欢y度，也容易導(dǎo)致交通事故。路線2.1概述路線----指道路中線。線形----道路中線的空間形狀。

2.1概述道路是一條帶狀的三維空間實(shí)體。它的中心線是一條空間曲線，這條中心線在水平面上的投影，稱為道路路線的平面路線平面設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì)研究道路的基本走向及線形的過程研究道路縱坡及坡長的過程研究路基斷面形狀與組成的過程路線設(shè)計(jì)路線2.1道路路線概述2.1道路路線概述平面線形要素行駛中汽車的導(dǎo)向輪與車身縱軸的關(guān)系：

1．角度為零：

2．角度為常數(shù)：

3．角度為變數(shù)：現(xiàn)代道路平面線形正是由上述三種基本線形構(gòu)成的，稱為平面線形三要素。汽車行駛軌跡線曲率為0——直線曲率為常數(shù)——圓曲線曲率為變數(shù)——緩和曲線（一）汽車行駛軌跡與道路平面線形2.1道路路線概述平面線形要素（一）汽車行駛軌跡與道路平面線形行駛中的汽車軌跡在幾何性質(zhì)上有以下特征：

軌跡是連續(xù)、圓滑的

曲率是連續(xù)的

曲率變化率是連續(xù)的2.1道路路線概述路線平面設(shè)計(jì)內(nèi)容符合汽車行駛力學(xué)性質(zhì)和行駛軌跡合理確定各線形要素幾何參數(shù)保持線形連續(xù)性和均衡性

1.優(yōu)點(diǎn)：①距離短，直捷，通視條件好。②汽車行駛受力簡單，方向明確，駕駛操作簡易。③便于測設(shè)。2.缺點(diǎn)

①線形難于與地形相協(xié)調(diào)，

②過長的直線易使駕駛?cè)烁械絾握{(diào)、疲倦，難以目測車間距離。③易超速不宜采用長直線2.2直線直線特點(diǎn)直線長度2.2直線直線的長度：前一個(gè)曲線終點(diǎn)到下一個(gè)曲線起點(diǎn)之間的距離。YZ(ZH)－ZH（ZY)之間的距離

《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：直線的最大與最小長度應(yīng)有所限制。德國：20V（m）－0.02h行車。前蘇聯(lián)：8km美國：4.38km我國：暫無強(qiáng)制規(guī)定景觀有變化≧20V；<3KM

景觀單調(diào)≦20V公路線形設(shè)計(jì)不是在平面線形上盡量多采用直線，或者是必須由連續(xù)的曲線所構(gòu)成，而是必須采用與自然地形相協(xié)調(diào)的線形。最大直線長度問題：直線長度2.2直線1．同向曲線間的直線最小長度同向曲線：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曲線《規(guī)范》：當(dāng)V≥60km時(shí)，Lmin≧6V；

當(dāng)V≤40km時(shí)，參考執(zhí)行直線短，易產(chǎn)生是反向曲線的錯(cuò)覺，再短，易將兩個(gè)曲線看成是一個(gè)曲線－斷背曲線

–操作失誤－事故2.2直線直線長度Lmin≧6VLmin≧6V2．反向曲線間的直線最小長度反向曲線：

指兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的相鄰曲線之間連以直線而形成的平面曲線《規(guī)范》規(guī)定：V≥60km時(shí):

不小于2V。--考慮超過加寬的需要。設(shè)置緩和曲線時(shí)，可構(gòu)成S形曲線

V≤40km時(shí)：參考執(zhí)行2.2直線直線的運(yùn)用

1.宜采用直線線形的路段：（1）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷地；（2）市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)；（3）長的橋梁、隧道等構(gòu)造物路段；（4）路線交叉點(diǎn)及其前后；（5）雙車道公路提供超車路段。直線的運(yùn)用2.2直線

（1）直線上縱坡不宜過大，易導(dǎo)致高速度。

（2）長直線盡頭的平曲線，設(shè)置標(biāo)志、增加路面抗滑性能。2.采用長的直線應(yīng)注意的問題：（3）直線應(yīng)與大半徑凹豎曲線組合，視覺緩和。

2.2直線直線的運(yùn)用2.2直線（4）植樹或設(shè)置一定建筑物、雕塑等改善景觀。美國俄勒岡州典型沙漠公路香榭麗舍與凱旋門德國柏林2.3汽車行駛的橫向穩(wěn)定性與園曲線半徑汽車行駛橫向穩(wěn)定性XYβββββih

當(dāng)滿足條件時(shí)，汽車在平曲線上行駛就不會(huì)產(chǎn)生傾覆。

汽車不發(fā)生橫向滑移的條件是：

圓曲線半徑的影響因素1橫向力系數(shù)

①危及行車安全②增加駕駛操縱的困難③增加燃料消耗和輪胎磨損④行旅不舒適

要考慮車輛組成同時(shí)顧及快、慢車。要考慮氣候因素氣候惡劣季節(jié)路面的橫向摩阻系數(shù)要考慮駕駛者和乘客以心理上的安全感

圓曲線半徑的影響因素2關(guān)于最大超高ih1圓曲線最小半徑最小半徑的實(shí)質(zhì)：①橫向力u≦摩阻力φh，②乘車人感覺良好。φh根據(jù)不同取值半徑分為：1.極限最小2.一般最小3.不設(shè)超高最小設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（二）圓曲線最小半徑的計(jì)算美國公路事故次數(shù)與平曲線半徑關(guān)系1968年是各級(jí)公路采用最大超高imax和允許的最大橫向摩阻系數(shù)下保證安全行車的最小允許半徑。ihmax＝8％，

φh＝0.1－0.161）極限最小半徑φh設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3.3圓曲線2）一般最小半徑是各級(jí)公路采用允許超高ih和橫向摩阻φh下保證安全、舒適行車的最小允許半徑。ih＝6－8％，

φh＝0.05－0.06φh設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3.3圓曲線圓曲線半徑大于一定數(shù)值時(shí)，可以不設(shè)置超高，而允許設(shè)置等于直線路段路拱的反超高。ih＝－0.015，φh＝0.035－0.040；ih＝－0.025，φh＝0.040－0.0503）不設(shè)超高的最小半徑φh設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3.3圓曲線①圓曲線半徑R＝常數(shù)，曲率1/R=常數(shù)，易測設(shè)計(jì)算。②對(duì)地形、地物、環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)。③受到離心力作用，對(duì)行車安全性和舒適性有影響④多占用車道寬⑤視距條件差（R小時(shí)）－路塹遮擋3.3圓曲線圓曲線的特點(diǎn)半徑指標(biāo)的應(yīng)用（1）在條件許可時(shí)，最好采用不設(shè)超高的最小半徑。（2）在一般情況下，宜采用極限最小半徑的4～8倍或超高橫坡度為（2～4）%的圓曲線半徑。（3）當(dāng)?shù)匦螚l件受到限制時(shí)，曲線半徑應(yīng)盡量大于或接近于一般最小半徑。（4）在自然條件特殊困難或受其它條件嚴(yán)格限制而不得已時(shí)，方可采用圓曲線的極限最小半徑。3.3圓曲線（5）選用曲線半徑時(shí)，應(yīng)注意前后線形的協(xié)調(diào)，不應(yīng)突然采用小半徑曲線；長直線或線形較好路段，不能采用極限最小半徑。（6）從地形條件好的區(qū)段進(jìn)入地形條件較差區(qū)段時(shí)，線形技術(shù)指標(biāo)應(yīng)逐漸過渡，防止突變。（7）最大半徑一般不宜超過10000m半徑指標(biāo)的應(yīng)用3.3圓曲線設(shè)置：

1.直線（曲率=0）與圓曲線（曲率＝C)之間

2.半徑相差較大的圓曲線（曲率＝C1和C2)之間概述3.4緩和曲線連接直線和園曲線連接半徑相差較大的園曲線定義：是設(shè)置在直線和圓曲線間或半徑相差較大、轉(zhuǎn)向相同的兩圓曲線間的一種曲率連續(xù)變化的曲線（1）緩和曲線的線形特征緩和曲線的作用線形緩和行車緩和超高加寬緩和概述3.3緩和曲線線形美觀曲率不連續(xù)，視覺效果突兀φO汽車的行駛狀態(tài)假定：

1）汽車作等速行駛，速度為v（m/s）；

2）方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)是勻速的，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為（rad/s）；

(2).緩和曲線的形式汽車行駛軌跡的曲率半徑：結(jié)論：汽車勻速從直線進(jìn)入圓曲線（或相反）其行駛軌跡的弧長與曲線的曲率半徑之乘積為一常數(shù)。汽車行駛軌跡特點(diǎn)：二、緩和曲線的形式1回旋線做緩和曲線3.3緩和曲線說明：行駛軌跡的弧長與曲線的曲率半徑之乘積為一常數(shù)，－－－回旋線性質(zhì)。

即回旋線的參數(shù)值為：rl=CYX二、緩和曲線的形式2其它形式的緩和曲線3.3緩和曲線①三次拋物線方程式：②雙紐線方程式：

緩和曲線的最小長度及參數(shù)3.3緩和曲線（1）緩和曲線的最小長度離心加速度的變化率應(yīng)限制在一定范圍超高漸變率適中行駛時(shí)間不過短（2）回旋線參數(shù)（3）緩和曲線的省略(1)幾何元素的計(jì)算公式：切線長：曲線長：外距：校正值：J=2T-L2．有緩和曲線的道路平曲線幾何元素：切線增長值長：內(nèi)移值：(2)主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算方法：以交點(diǎn)里程樁號(hào)為起算點(diǎn)：ZH=JD–THY=ZH+LsQZ=ZH+L/2YH=HZ–LsHZ=ZH+LJD=QZ+J/2例題已知：平原區(qū)某二級(jí)公路有一彎道，偏角α右=15°28′30″，半徑R=600m，緩和曲線長度Ls=70m，JD=K2+536.48。要求：（1）計(jì)算曲線主點(diǎn)里程樁號(hào)；解：（1）曲線要素計(jì)算：J=2T-L=2×116.565-232.054=1.077（1）曲線要素計(jì)算：（2）主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算：以交點(diǎn)里程樁號(hào)為起算點(diǎn)：JD=K2+536.48ZH=JD–T=K2+536.48-116.565=K2+419.915HY=ZH+Ls=K2+419.915+70=K2+489.915QZ=ZH+L/2=K2+419.915+232.054/2=K2+535.942HZ=ZH+L=K2+419.915+232.054=K2+651.969YH=HZ–Ls=K2+651.97–70=K2+581.969

JD=QZ+J/2=K2+535.942+1.077/2=K2+536.48檢核無誤路線平面設(shè)計(jì)成果綜合反映路線平面位置、線形、沿線人工構(gòu)造物、工程設(shè)施的布置及公路與周圍環(huán)境、地形、地物的關(guān)系。一、道路平面設(shè)計(jì)的表格1）直線、曲線及轉(zhuǎn)角表

反映了路線的平面位置和路線平面線形的各項(xiàng)指標(biāo)2）逐樁坐標(biāo)表

高等級(jí)公路的線形指標(biāo)高，表現(xiàn)在平面上是圓曲線半徑大，緩和曲線較長，在測設(shè)和放樣時(shí)須采用坐標(biāo)法，方能保證其測量精度。所以計(jì)算一份“逐樁坐標(biāo)表”是十分必要的

第五節(jié)路線平面設(shè)計(jì)成果表3.6逐樁坐標(biāo)表第五節(jié)路線平面設(shè)計(jì)成果3）路線平面設(shè)計(jì)圖

①比例尺：②測繪范圍③路線平面圖應(yīng)示出

第五節(jié)路線平面設(shè)計(jì)成果第五節(jié)路線平面設(shè)計(jì)成果（1）城市道路平面圖應(yīng)示出:

1）路中線兩側(cè)紅線以外各20～50米的地形、地物；

2）路中心線，遠(yuǎn)、近期的規(guī)劃紅線、車行道線、人行道線、停車場、綠帶、交通島、人行橫道線；

3）沿街建筑物主要出入口（接坡）；

4）各種地上地下管線的定向位置、雨水進(jìn)水口、窨井等，注明交叉口及沿線里程樁；

5）彎道及交叉口處應(yīng)注明曲線要素、交叉口側(cè)石的轉(zhuǎn)彎半徑等。

6）比例1：500～1：1000。第五節(jié)路線平面設(shè)計(jì)成果§3.8路線平面圖的繪制

2.城市道路平面圖

例：平原區(qū)某公路有兩個(gè)交點(diǎn)間距為4797.54m，JD1=K7+231.38，偏角α1=12°24′20″（左偏），半徑R1=1200m；JD2為右偏，α2=15°32′50″，R2=1000m。要求：按S型曲線計(jì)算Ls1、Ls2長度，并計(jì)算兩曲線主點(diǎn)里程樁號(hào)。α2α1JD1JD2T1T2L1L2例：平原區(qū)某公路有兩個(gè)交點(diǎn)間距為407.54m，JD1=K7+231.38，偏角α1=12°24′20″（左偏），半徑R1=1200m；JD2為右偏，α2=15°32′50″，R2=1000m。要求：按S型曲線計(jì)算Ls1、Ls2長度，并計(jì)算兩曲線主點(diǎn)里程樁號(hào)。解：（1）計(jì)算確定緩和曲線長度Ls1、Ls2：令兩曲線的切線長相當(dāng)，則取T1=407.54/2=203.77m

按各線形要素長度1：1：1計(jì)算Ls1：

Ls1=αR/2=12.2420×π/180×1200/2=129.91

取Ls1=130m

則經(jīng)計(jì)算得，T1=195.48m<203.77mT2=407.54-T1=407.54-195.48=212.06m

按1：1：1計(jì)算Ls2：

Ls2=αR/2=15.3250×PI/180×1000/2=135.68

計(jì)算切線長T2得，T2=204.45m

212.06-204.45=7.61，即T2計(jì)算值偏短。

LS2=135.68+2×7.61=150.90，