道路平面設(shè)計(jì)

1、第三章 城市道路平面線形設(shè)計(jì),第一節(jié) 概述,第三節(jié) 城市道路平面定線,第二節(jié) 道路平曲線設(shè)計(jì),第一節(jié) 概述,路線在水平面上的投影 平面其中間位置的一條線 道路的中線沿中線豎直剖切再行展開 縱斷面中線上任意一點(diǎn)的法向切面 橫斷面。協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。,不打方向盤a=0、等角速度W打方向盤a= 常數(shù)、打方向盤的角速度均勻變化a=變數(shù)。,導(dǎo)向輪旋轉(zhuǎn)面與縱軸之間夾角a,一、平曲線線形要素 1、汽車的行駛軌跡,2、與上述三種關(guān)系對(duì)應(yīng)的行駛軌跡線 （1）曲率為零（曲率半徑為無窮大）的線形，即直線 （2）曲率為常數(shù)（曲率半徑為常數(shù)）的線形，即圓曲線 （3）曲率為變數(shù)（曲率半徑為變數(shù)）的線形，即緩和曲線,二、直線： 1

2、、優(yōu)點(diǎn) （1）、布設(shè)簡(jiǎn)單 （2）、視距良好 （3）、方向明確 （4）、距離短捷 （5）、行車安全 2、缺點(diǎn) （1）、視力疲勞 （2）、注意力不集中 （3）、易發(fā)事故 （4）、街景單調(diào),3、最大直線長(zhǎng)度： 目前最大直線長(zhǎng)度的量化還是一個(gè)需要研究的課題，目前各國(guó)有不同的處理方法，德國(guó)和日本規(guī)定20V(單位為米，V為計(jì)算行車速度，用公里/小時(shí)為單位)，美國(guó)為180s的行程，我國(guó)對(duì)于設(shè)計(jì)速度大于或等于60km/h的公路最大直線長(zhǎng)度為以汽車按設(shè)計(jì)速度行駛70s 左右的距離控制，一般直線路段的最大長(zhǎng)度(以m 計(jì))應(yīng)控制在設(shè)計(jì)速度(以km/h 計(jì))的20 倍為宜。,4、直線最小長(zhǎng)度 （1）、同向曲線間最小長(zhǎng)

3、度：若在同向曲線間插入短直線容易產(chǎn)生把直線和兩端的曲線看成為反向曲線的錯(cuò)覺,當(dāng)直線過短時(shí)甚至可能把兩個(gè)曲線看成一個(gè)曲線，容易造成司機(jī)的判斷錯(cuò)誤。對(duì)于設(shè)計(jì)速度大于或等于60km/h的公路，同向曲線之間直線的最小長(zhǎng)度(以m計(jì))以不小于設(shè)計(jì)速度(以km/h 計(jì))的6倍為宜。,（2）、反向曲線間最小長(zhǎng)度：在轉(zhuǎn)向相反的兩個(gè)圓曲線之間，如果沒有設(shè)置緩和曲線，考慮到設(shè)置超高、加寬緩和段以及駕駛?cè)藛T轉(zhuǎn)向操作的需要，宜設(shè)置一定長(zhǎng)度的直線。對(duì)于設(shè)計(jì)速度大于或等于60km/h的公路，反向曲線之間的最小直線長(zhǎng)度(以m 計(jì))以不小于設(shè)計(jì)速度(以km/h 計(jì))的2倍為宜。,4、關(guān)于直線的運(yùn)用,直線的最大與最小長(zhǎng)度應(yīng)有所限

4、制，一條公路的直線與曲線的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)應(yīng)合理。 最大直線長(zhǎng)度不必太拘泥，最小長(zhǎng)度應(yīng)該保證。,四、圓曲線,1、概述,圓曲線是路線平面設(shè)計(jì)中的主要組成部分，常用的單曲線、復(fù)曲線、雙（多）交點(diǎn)曲線、虛交點(diǎn)曲線、回頭曲線等均包含了圓曲線，圓曲線具有易與地形相協(xié)調(diào)、可循性好、線形美觀、容易測(cè)設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，使用十分普遍。,2、圓曲線的優(yōu)點(diǎn) .符合地形、布線靈活 .線形優(yōu)美 3、圓曲線的缺點(diǎn) .路線較直線長(zhǎng) .行車受力復(fù)雜 .視距受阻 .駕駛勞動(dòng)強(qiáng)度大 .測(cè)設(shè)、施工等工作量大、計(jì)算復(fù)雜,3、描述圓曲線的指標(biāo),最小圓曲線半徑： 不設(shè)超高最小半徑車輛在設(shè)置超高的曲線上安全行駛，滿足最低舒適性要求的半徑規(guī)定值。盡量避免使

5、用，只有當(dāng)路線受地形或其它條件限制時(shí)方可使用。 設(shè)置超高推薦半徑通常情況下采用的最小半徑，兼顧汽車行駛的要求與使用上的可能，設(shè)計(jì)時(shí)建議的最小值，設(shè)超高。 設(shè)置超高最小半徑，道路曲線半徑較大、離心較小時(shí)，汽車沿雙向路拱（不設(shè)超高）外側(cè)行駛的路面摩擦力，足以保證汽車行駛安全穩(wěn)定采用的最小半徑。 公路：不設(shè)緩和曲線半徑=不設(shè)超高半徑， 城市道路：不設(shè)緩和曲線半徑不設(shè)超高半徑。,確定最小半徑的原則,圓曲線最小半徑是以汽車在曲線部分能安全而又順適地行駛所需要的條件，而確定的圓曲線最小半徑的實(shí)質(zhì)是汽車行駛在公路曲線部分時(shí)所產(chǎn)生的離心力等橫向力不超過輪胎與路面的摩阻力所允許的界限。不產(chǎn)生橫向滑移。,橫向力系

6、數(shù)，極限值為路面與輪胎之間的橫向摩阻系數(shù),超高橫坡度,最大圓曲線半徑：半徑大到一定程度時(shí)，其幾何性質(zhì)與行車條件與直線無太大區(qū)別，容易給駕駛?cè)藛T造成錯(cuò)誤判斷反而帶來不良后果，最大半徑不宜超過10000m。 最小圓曲線長(zhǎng)度：汽車在道路曲線段行駛時(shí)，如果曲線很短，司機(jī)操作方向盤頻繁，在高速駕駛的情況下是危險(xiǎn)的，圓曲線宜有大于3s的行程。,4、關(guān)于城市道路,與公路不同，城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范提供了設(shè)超高最小半徑，設(shè)超高推薦半徑，不設(shè)超高最小半徑以及不設(shè)緩和曲線最小半徑。當(dāng)受地形條件限制時(shí)，可采用設(shè)超高推薦半徑值；當(dāng)?shù)匦螚l件特別困難時(shí)，可采用設(shè)超高最小半徑值。,五、緩和曲線,緩和曲線是道路平面線形要素之一，它

7、是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。除四級(jí)路可不設(shè)緩和曲線外，其余各級(jí)公路都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。在現(xiàn)代高速公路上，有時(shí)緩和曲線所占的比例超過了直線和圓曲線，成為平面線形的主要組成部分。在城市道路上，緩和曲線也被廣泛地使用。,1、概述,2、緩和曲線的作用,通過曲率的變化，適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)向操作的行駛軌跡及路線的順暢，便于車輛遵循；離心加速度逐漸變化，不致產(chǎn)生側(cè)向沖擊力，乘客感覺舒適；超高橫坡度逐漸變化，減少行車振蕩，使行車更加平穩(wěn)；與圓曲線配合得當(dāng)，線形連續(xù)光滑，構(gòu)成美觀與視覺協(xié)調(diào)的最佳線形。 (1)符合汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛軌跡 (2)使離心力加速度逐漸變

8、化 (3)作為超高、加寬的緩和帶 (4)與圓曲線配合，增加線形美觀,3、緩和曲線的形式,（1）、回旋線 （2）、雙紐線 （3）、三次拋物線,四、平面線形組合的形式 1、簡(jiǎn)單型,2、基本型,3、S型曲線,4、凸型曲線,5、復(fù)曲線,卵型曲線,6、復(fù)合型,7、C型曲線,8、回頭曲線,圓曲線幾何元素為：,計(jì)算基點(diǎn)為交點(diǎn)里程樁號(hào)，記為JD， ZY=JD-T YZ=ZY+L QZ=ZY-L/2 JD=QZ+J/2,曲線主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算：,帶緩和曲線的平曲線幾何要素,（一）計(jì)算公式與因素 根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式計(jì)算曲線半徑：,二、圓曲線半徑,（一）計(jì)算公式與因素,根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式計(jì)算曲

9、線半徑：,式中：V計(jì)算行車速度，（km/h）； 橫向力系數(shù)； ih超高橫坡度； i1路面橫坡度。,當(dāng)設(shè)超高時(shí) ：,不設(shè)超高時(shí) ：,六、行車視距及其保證,為了行車安全，駕駛?cè)藛T應(yīng)能隨時(shí)看到汽車前面相當(dāng)遠(yuǎn)的一段路程，一旦發(fā)現(xiàn)前方路面上有障礙物或迎面來車，能及時(shí)采取措施，避免相撞，這一必須的最短距離稱為行車視距。行車視距是否充分，直接關(guān)系到行車的安全與迅速，它是道路使用質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。在道路平面上的暗彎（處于挖方路段的彎道和內(nèi)側(cè)有障礙物的彎道）、縱斷面上的凸形豎曲線以及下穿式立體交叉的凹形豎曲線上都有可能存在視距不足的問題。,視距及其作用,為了保證行車安全，駕駛員應(yīng)能看到前方一定距離內(nèi)的公路路面

10、，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)障礙物或?qū)ο騺碥?，使汽車在一定的車速下及時(shí)制動(dòng)或繞過。汽車在這段時(shí)間內(nèi)沿路面所行駛的最短距離稱為行車視距。,停車視距,會(huì)車視距,超車視距,車,障礙,車,車,車,車,視距包絡(luò)線圖,（1）停車視距 汽車行駛時(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)車視距 在同一車道上兩對(duì)向汽車相遇，從相互發(fā)現(xiàn)時(shí)起，至同時(shí)采取制動(dòng)措施使兩車安全停止，所需的最短距離。 （3）錯(cuò)車視距 在沒有明確劃分車道線的雙車道道路上，兩對(duì)向行駛之汽車相遇，發(fā)現(xiàn)后即采取減速避讓措施安全錯(cuò)車所需的最短距離。 （4）超車視距 在雙車道公路上，后車超越前車時(shí)，從開始駛離原車道之處起，

11、至可見逆行車并能超車后安全駛回原車道所需的最短距離。,（一）停車視距,停車視距是指駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方有障礙物到汽車在障礙物前停住所需要的最短距離。停車視距可分解為反應(yīng)距離和制動(dòng)距離兩部分來研究。,路面與輪胎之間的附著系數(shù) 道路阻力系數(shù),采用感覺時(shí)間為1.5s，制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間取1.0s是較適當(dāng)?shù)?。感覺和制動(dòng)反應(yīng)的總時(shí)間t2.5s,（二）超車視距,在一般雙車道公路上行駛著各種不同速度的車輛，當(dāng)快速車追上慢速車以后，需要占用供對(duì)向汽車行駛的車道進(jìn)行超車。為了超車時(shí)的安全，司機(jī)必須能看到前面足夠長(zhǎng)度的車流空隙，以便在相鄰車道上沒有出現(xiàn)對(duì)向駛來的汽車之前完成超車而不阻礙被超汽車的行駛。這種快車超越前面慢車后再回到原來車道所需要的最短距離稱為超車視距，,（1）加速行駛距離,（2）超車汽車在對(duì)向車道上行駛的距離,（3）超車完了時(shí)，超車汽車與對(duì)向汽車之間的安全距離 S3=15100m （4）超車汽車從開始加速到超車完了時(shí)對(duì)向汽車的行駛距離,尾隨在慢車后