第七章-道路勘測設計-定線方法

定義：在選線的基礎上，具體定出道路中線位置的過程。任務：按照已定的技術標準，在選定的“路線帶”

的范圍內，結合地形、地質條件，考慮平、縱、橫三面的安排，定出道路中線的位置的過程。定線方法：直接定線：用于標準較低的路線。

紙上定線：用于技術標準高的、地形、地物復雜的路線。定線參加人員：道路、橋梁、水文、地質、園林、生態(tài)、環(huán)境方面的技術人員。側重點：平原微丘：正確繞避平面障礙，控制點間路線短捷順直山嶺重丘：合理利用地形，避讓艱巨工程和不良地質紙上定線：在大比例尺（一般以1：1000為宜）地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法：

（一）定導向線

1．確定路線方案。第一節(jié)紙上定線B起點平臺斷崖終點紙上定線：在大比例尺（一般以1：1000為宜）地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法：

（一）定導向線

1．確定路線方案。

2．繪勻坡線。等高線間平距：a=h/i平均第一節(jié)紙上定線5.0％-5.5％紙上定線：在大比例尺（一般以1：1000為宜）地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法：

（一）定導向線

1．確定路線方案。

2．繪均坡線：等高線間平距：a=h/i平均

3．定導向線：分段調整縱坡，使路線經(jīng)過或規(guī)避控制點。

第一節(jié)紙上定線4.平面試線：－參照導向線定出平、縱穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點”的要求，穿直線交點，初定路線導線。

敷設曲線：初定各彎道的圓曲線半徑，緩和曲線長度等。紙上定線：在大比例尺（一般以1：1000為宜）地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法：

（一）定導向線

1．確定路線方案。

2．繪均坡線。等高線間平距：a=h/i平均

3．定導向線。

第一節(jié)紙上定線

（二）修正導向線1．點繪縱斷面草圖。

2．縱斷面修正導向線。根據(jù)填挖情況，對縱斷面地面高程進行修正（挖方過大，降低地面高程；填方大，升高地面高程），調整平面線位，稱為修正導向線。3．橫斷面修正導向線（橫斷面校核）。用橫斷修正平面，避免橫向填挖過大3．橫斷面修正導向線（橫斷面校核）。

（三）定線經(jīng)過幾次修正導向線后，最終確定出滿足《標準》、平縱線形都比較合理的路線導線，最終定出交點位置（一般由交點坐標控制）。

1．直線型法（傳統(tǒng)法）；

2．曲線型法。

（二）修正導向線1．點繪縱斷面草圖。

2．縱斷面修正導向線。根據(jù)填挖情況，對縱斷面地面高程進行修正（挖方過大，降低地面高程；填方大，升高地面高程），調整平面線位，稱為修正導向線。實地放線：在實際地面上敷設設計路線，供詳細測量和施工用。方法：穿線交點法，撥角法，直接定交點法、坐標法等。應用：根據(jù)：地形和路線復雜程度、精度要求，測設儀器設備水平等選用。第二節(jié)實地放線

一、穿線交點法根據(jù)設計路線與施測地形時的控制導線的關系，把設計路線的每條邊逐一放到實地上去，延伸這些直線交會出交點，構成路線導線。

1．支距法方法：量支距放支距穿線交點2．解析法化簡單為復雜方法：計算夾角計算距離放線兩條線交叉點M的坐標為（YM,YM）

二、撥角法撥角放線：用坐標計算的距離、方向、轉向角，用極坐標放點三、直接定交點法路線要求不嚴，可依紙上路線和明顯目標的關系，現(xiàn)場直接定出交點。精度不高

圖解法1.采用統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)對路線帶實測地形圖和紙上定線。2.計算交點和中樁坐標（逐樁坐標）。3.按路線逐樁坐標表進行實地放線。方法：極坐標法（即撥角測距法，至少需要兩個導線點，采用全站儀）。坐標法（RTK）四、坐標法JDndPDDiDDi-1θ定線方法：直線型定線方法曲線型定線方法直線型定線：根據(jù)控制點或導向線及相應的技術標準，穿出一系列與地形相適應的直線單元，然后在兩直線的轉折處用曲線連接的定線方法。－－穿線交點定線法適用條件：平原微丘地形曲線型定線：根據(jù)地形及相應的技術標準，先定出圓曲線單元，然后在圓曲線間以直線和緩和曲線連接的定線方法適用條件：山嶺重丘地形第三節(jié)定線的解析計算方法（一）路線標定1．交點坐標確定：（1）直接采集法在地形圖上直接讀取各交點坐標。－－適用于直線方向和位置限制不嚴的情況。（2）定前后直線間接推算交點坐標在相鄰兩條邊各取2個點坐標，再用解析法計算交點坐標。－－適用于直線方向和位置限制較嚴的情況。一、直線型定線方法交點前直線上兩點：（x1，y1）和（x2，y2），交點后直線上兩點：（x3，y3）和（x4，y4），則交點坐標（x,y）為：直線2

JD直線1

(x2,y2)(x1,y1)(x4,y4)(x3,y3)(x,y)（二）曲線設置主要工作：確定園曲線半徑R

緩和曲線長Ls方法：試算和反算試算：假定R，Ls，計算T、E和曲線長L

判斷：是否滿足規(guī)范要求是否適應地形不滿足：調整R、Ls重算反算：根據(jù)T或E，試定Ls，計算R

判斷：R是否滿足要求否則：調整，再算

1.外距控制2.切線長控制3.曲線長控制4.特殊條件控制1.單交點曲線（1）已知切線長T，反算R試定Ls，由下式反算R取整：T以最大控制時，R向小取整T以最小控制時，R向大取整－－再由取整后的R精確計算其他要素（2）已知外距E，反算R試定Ls，由下式反算R取整：－－再由取整后的R精確計算其他要素2.雙交點曲線虛交特例－實地定線常采用，紙上定線很少采用已知：基線長AB，轉角aA、aB,試定Ls，由下式反算R取整：虛交點，R可取整－－解算出三角形，按單交計算曲線要素雙交點曲線要素按下式計算：3.復曲線以兩園曲線直接相接為例設兩段的緩和曲線分別為Ls1、Ls2，兩圓半徑為R1和R2，在公切點GQ相切，則內移值p1=p2=p，則有：若R2>R1,先選定Ls2和R2，則R2取整：R1不可取整檢查R1、R2,Ls1和Ls2是否滿足要求，否則重新假定、計算4.回頭曲線回頭曲線一般R和Ls已知，線位要求嚴格；可參照雙交點曲線計算。已知：R、Ls、轉角aA、aB，基線長AB為：求得AB后，平移T1、T2或二者都平移（轉角aA、aB不變），使JD1A、JD1B直接距離為AB，則回頭曲線位置確定，檢查前后配合，滿足要求則按雙交點公式計算回頭曲線要素。AB高等級道路采用國家坐標系統(tǒng)－－測圖、用圖時確定（三）坐標計算

設起點坐標為JD0（X0，Y0），第i個交點坐標為（Xi，Yi），i=1，2，…，n，則

坐標增量：1．交點間距、偏角交角計算

交點間距：

計算方位角：

如果:DX>0，DY>0DX>0，DY<0DX<0，DY<0DX<0，DY>0

公路偏角：

如果αi>0，路線為右偏；如果αi<0，路線為左偏。（1）直線段上任一點M（Lcz）的坐標計算方法：式中：Lm——直線段上任一點M到JDi的距離（JDi前直線），

Lm=Lcz-JDi

（注意：Lm<0）——直線段上任一點M的計算方位角。2．逐樁坐標計算：JDiM

(xm，,ym)(Xi,Yi)

（2）單曲線內中樁坐標計算：1)不設緩和曲線的單曲線ZY點：YZ點：則圓曲線上的坐標為：式中：l－圓曲線內任意點至ZY點的曲線長

R－圓曲線半徑ξ——公路轉向系數(shù)，右偏ξ=1（凸），左偏ξ=-1（凹）。

（2）單曲線內中樁坐標計算：2)設緩和曲線的單曲線ZH點：HZ點：緩和曲線上任意點切線橫距：式中：l－緩和曲線內任意點至ZH(或緩直）點的曲線長

Ls－緩和曲線長度①第一緩和曲線（ZH-HY)任意點的坐標②圓曲線上任意的的坐標：由HY-YH式中：l－圓曲線上任意點至HY的曲線長③第二緩和曲線（HZ-YH)任意點的坐標式中：l－第二緩和曲線上任意點至HZ的曲線長習題：已知某二級公路有一彎道，偏角α左=23°56′36″，半徑R=700m，緩和曲線Ls=150。JD=K3+763.39。交點坐標x=65230.56，y=21238.72，起始邊方位角為263°15′28″。試計算K3+500～K4+000每隔50m整樁號及主點里程樁號的坐標及計算方位角（列表計算）。方法：先定出園曲線，再用緩和曲線或直線與園曲線相連1．定線步驟(1)參照導向線，徒手畫出與地形相適應的路線概略位置。(2)直尺和不同半徑的圓曲線彎尺擬合徒手畫線，把該畫線分解－圓弧和直線。(3)在圓弧或直線上各采集兩個點的坐標，將直線和圓固定下來。（4）通過試算，用緩和曲線將兩單元連接。二、曲線型定線法與坐標計算方法2)回旋曲線表法

3)近似計算法回旋線參數(shù)A可用下式計算：回旋線參數(shù)A的確定常用方法有：

1)回旋曲線尺法2．確定回旋線參數(shù)式中：D—基本型為內移值p，S型、卵型為圓弧之間距離；

R—基本型為園曲線半徑R,S型、卵型為換算半徑，

S型曲線：

卵型曲線：

檢查：是否A=[R/3－R]滿足，OK

不滿足，變化D，重算（1）直線與圓曲線連接已知直線上兩點D1（xD1，yD1）和D2（xD2，yD2），圓曲線上兩點C1

（xC1，yC1）和C2（xC2，yC2），圓曲線半徑為R。4）解析計算法：

要求設計緩和曲線LS連接圓曲線并與直線D1~D2相切。①圓心坐標M（xm，ym）

C1C2兩點之間距離：

xm=xC1+Rcosαmym=yC1+Rsinαm

②圓到直線的距離D

直線D1D2斜率：

②圓到直線的距離D

直線D1D2斜率：

③回旋線參數(shù)A及長度Ls

圓曲線與直線之間的距離D=內移值p，即p=D。若按回旋線參數(shù)A2=RLS設計，則

GQq2q1p1p2（2）兩反向曲線連接（S型）

已知：兩圓半徑R1、R2;兩圓心M1、M2坐標兩曲線間距D：

GQq2q1p1p2建立方程：用牛頓求根法可解出A1，A2（3）兩同向曲線連接（卵型）

兩圓心間距：

q2-q1R1+p1-R2-p2建立方程：用牛頓求根法可解出A。

基本型曲線計算方法：由兩段緩和曲線把圓曲線與兩條直線連接起來。

3.曲線型定線坐標計算方法：（1）曲線主點坐標計算：

ZH、HZ點到圓心M的方位角：

ZH、HZ點坐標：

aMZ圓心M到HY、YH的方位角：

HY、YH的坐標：

β1β2（2）曲線主點里程樁號計算：

平曲線長度

設前直線上點（x1,y1）的里程樁號為Lcz，

HY=ZH+Ls1，HZ=ZH+L，YH=HZ-Ls2β1β2（2）曲線主點里程樁號計算：

平曲線長度

設前直線上點（x1,y1）的里程樁號為Lcz，

HY=ZH+Ls1，HZ=ZH+L，YH=HZ-Ls2（3）曲線上任意點坐標計算：（方法同前）習題：兩直線上分別有兩個點的坐標為：D1(10203.65，,20328.62)、D2(10526.08,20665.11)和D3(10837.56,20733.76)、D4(11324.71,20692.14)。擬設計一個半徑為265m的圓曲線與其連接，圓心坐標為（10803.16,20472.29）。其中D1點樁號為K23+125.62。要求計算確定兩段緩和曲線長度并計算曲線主點里程樁號。期末考試出題一、單項選擇題（本大題共30小題，每小題1分，共30分）如：汽車的動力因數(shù)是：（p23）A.D=(T－R)/GB.D=(T－RW)/G

C.D=(T－RR)/GD.D=(T－RI)/G

二、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）如：公路根據(jù)功能和

分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路。（p4）三、名詞解釋（本大題共5小題，每小題3分，共15分）如：汽車的最小穩(wěn)定速度：（p26）四、簡答題（本大題共7小題，每小題5分，共35分）如：汽車行駛的充分條件和必要條件。（p22）五、計算題（本大題共1題，共10分）如：已知某交叉口的右轉車道寬為3.5m，載貨汽車行駛速度為40km/h，右轉車速規(guī)定為20km/h，一次紅燈受阻直行車為4輛，若減速度用2.5m/，加速度用1.0m/，試計算右轉車道長度和加速車道長度。（p206）給出答案第四節(jié)直接定線一、直接定線的工作步驟（一）分段安排路線在主要控制點之間，試坡，粗定應穿、應避的中間控制點，擬定路線輪廓方案。（二）放坡，定導向線現(xiàn)場放坡。儀器：坡度儀或手水準儀、花桿。直接定線：設計人員在現(xiàn)場確定道路中線位置的方法1度＝1.75％（三）修正導向線：橫向移動，確定適合的填挖高度（四）穿