【正文】 一級公路 A1標(biāo)段設(shè)計 8 畫線并符合該級道路線形設(shè)計要求的圓曲線半徑作為設(shè)計半徑； （ 3） 在每一被分解后在圓弧或直線上各采集兩個點的坐標(biāo)，從而將直線和圓固定下來。通過試定或驗算，用合適的緩和曲線將固定的線形單元順滑地連接，形成一條以曲線為主的連續(xù)平面線形。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 2 道路的平面設(shè)計 平面設(shè)計是道路設(shè)計的基本組成部分， 是根據(jù) 汽車行駛的性能，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，按照道路設(shè)計規(guī)范在平面上布置出一條通順，舒暢的線性來設(shè)計的。本設(shè)計道路總長，設(shè)有 2 個轉(zhuǎn)折點，平曲線要素類型采用基本型。 平面設(shè)計采用的標(biāo)準(zhǔn) [2] 本設(shè)計路線全長 ，設(shè)了兩個平曲線。平面設(shè)計指的是根據(jù)汽車行駛的性能，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，按照道路設(shè)計規(guī)范在平面上布置出一條通順、舒暢的線形來。 汽車行駛軌跡 [2] 道路平面線形設(shè)計中主要考察的是汽車行駛軌跡。只有當(dāng)平面線形與這個軌跡相符合或相近時，才能保證行車的順適和安全 。行駛中的汽車，其行駛匯集在幾何性質(zhì)上有以下特征： （ 1） 各軌跡是連續(xù)的和圓滑的，即在任何一點上不出現(xiàn)錯頭和破折； （ 2） 其曲率是連續(xù)的，即軌跡上任何一點不出現(xiàn)兩個曲率的值； （ 3） 其曲率變化是連續(xù)的 ， 即軌跡上任何一點不出現(xiàn)兩個曲率變化率的值。 平面線形要素 [1] （ 1） 直線一般要素 直線， 即 曲率為零，在直線道路上行駛的汽車受力簡單，方向明確，駕駛操作容易，給人以短捷，直達(dá)的良好印象且在測設(shè)中也比較簡單?；谥本€的這些優(yōu)點，在各種線形工程中都被廣泛使用，但過長直線的設(shè)置也受一定條件的限制 ，譬如 ，司機(jī)長時間處于直線的行駛狀態(tài)，身體會疲乏，精神會放松下來甚至注意力會不集中，而導(dǎo)致車禍或其他 。本設(shè)計的 一級公路 路段直線的最大長度限制在 20V=1600m內(nèi)。 設(shè)置長直線時應(yīng)注意下列事項： 1） 在長直線上縱坡不宜過大，因長直線再加下陡坡行駛更容易導(dǎo)致高速度； 2） 長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，這樣可以使生硬的直線得到一些緩和； 本設(shè)計從平面的兩 個轉(zhuǎn)彎處進(jìn)入后面的長直線段，就設(shè)了一個大半徑 10000m 的凸 形豎曲線 和一個半徑 8400m的凹形豎曲線 。 3） 道路兩側(cè)地形過于空曠時，宜采取植不同樹種或設(shè)置一定建筑 物 、 雕塑 、 廣告牌 等設(shè)施，以改善單調(diào)的景觀； 孫長城： 銅陵至池州一級公路 A1標(biāo)段設(shè)計 10 RETaL LsL39。LsZHHY △RHZYHQZβ 0 β 0aq本設(shè)計后半段的地形就是較空曠，所以我建議用后者。由于在 一級公路 兩側(cè)植樹 ，也許會有人出沒，而且也許會影響視線，基于不安全的考慮，所以不采取前者。 4） 直線或長下坡盡頭的平曲線，除曲線半徑，超高，視距等必須符合規(guī)定外，還必須采取設(shè)置標(biāo)志，增加路面抗滑能力等安全設(shè)施。 （ 2） 直線的最小長度 在考慮了線形的連續(xù)和優(yōu)美，《規(guī)范》規(guī)定了在平面線形設(shè)計中直線的最小長度如下： 同向曲線間的直線最小長度以不小于 6V 為宜；反向曲線間的直線最小長度以不小于2V為宜。由于本設(shè)計設(shè)了 兩 個 轉(zhuǎn)彎處，所以 需 考慮 此 問題。 圓曲線的曲率為常數(shù)，它具有與地形相適應(yīng)、可循性好、線形美觀、易于測設(shè)等優(yōu)點，使用十分普遍。 （ 3） 圓 曲線的幾何要素如圖 21： 圖 21 平曲線 plane curve 幾何元素的計算公式如下： 2aT Rtg? （ 21） RL ??180? （ 22） 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 ?????? ?? 12sec?RE （ 23） LTJ ??2 （ 24） 式中 ： T—— 切線長（ m） ； L—— 曲線長（ m） ； E—— 外距（ m） ； J—— 校正數(shù)或稱超距（ m） ； R—— 圓曲線半徑（ m） ； ? —— 轉(zhuǎn)角（度） 。 （ 3） 圓曲線半徑 根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡得： ? ? ? ?22 80= 2 3 9 . 9 7 0 m1 2 7 + 1 2 7 0 . 1 3 + 8 %hVR i???極 限 式中： V —— 行駛速度（ km/h） ； ? —— 橫向力系數(shù) ； hi —— 超高橫坡度 。 緩和曲線 [7] 緩和曲線的曲率為變數(shù)，它是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線 。 （ 1） 緩和曲線的作用 1） 曲率連續(xù)變化，便于車輛遵循； 2） 離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適； 3） 超高橫坡度逐漸變化，行車更加平穩(wěn)； 4） 與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀； 5） 作為緩和曲線的曲線形式很多，在 本 設(shè)計中我 已 把回旋線作為緩和曲線。 （ 2） 回旋線的基本公式為 2Arl? （ 26） 孫長城： 銅陵至池州一級公路 A1標(biāo)段設(shè)計 12 式中： r—— 回旋線上某點的曲率半徑（ m） ； l—— 回旋線上某點到原點的曲線長（ m） ； A—— 回旋線的參數(shù) 。 （ 3） 回旋線的幾何要素 任意點處 P 的曲率半徑： ?? 2A? （ 27） P 點的回旋線長： ?2Al? （ 28） P 點的曲率圓的內(nèi)移值 ： rryp ??? ?cos （ 29） P 點的曲率圓圓心 M 點的 坐標(biāo) sinmx x r ??? my r p?? （ 210） 長切線長 ： ?cosyxTL ?? （ 211） 短切線長 ： ?sinyTK? （ 212） P 點的弦長 ： ?sinya? （ 213） P 點的弦偏角 ： 3arctan ?? ?? xy （ 214） 回旋線上的任意一點 P 的切線方向與 X軸的夾角： rlAl 22 22 ??? （ 215） （ 4） 緩和曲線的長度 由于車輛要在緩和曲線上完成不同曲率的過度行 駛 ，所以要求緩和曲線有足夠的長度，以使司機(jī)能從容地打方向盤，乘客感覺舒適，線形美觀流暢，圓曲線上的超高和加寬的過渡也能在緩和曲線內(nèi)完成。所以，應(yīng)規(guī)定緩和曲線的最小長度。緩和曲線的最小長度可以從以下幾方面考慮： 1） 旅客感覺舒適 2） 超高漸變率適中 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 ? ? piBLs ??min （ 216） 式中： B —— 旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣的寬度 ； i? —— 超高坡度與路拱坡度代數(shù)差 ； p —— 超高漸變率 。 3） 行駛時間不太短 ? ?m in 80 6 6 .6 6 71 .2 1 .2s VL ???m 式中： V —— 汽車行駛速度 在考慮了上述影響緩和曲線長度的各項因素，《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了 一級公路的緩和曲線的最小長度為 70m。 （ 5） 有緩和曲線的道路平曲線幾何要素 道路平面線形三要素的基本組成是：直線 — 回旋線 — 圓曲線 — 回旋線 — 直線，其幾何要素的計算 公式如下： 322 240ssLLq R?? （ 217） 24324 2688ssLLp R R?? ? （ 218） 0 ? ? （ 219） () 2hT R P tg q?? ? ? （ 220） 0( 2 ) 2180hsL R L???? ? ? （ 221） ( ) s e c2hE R p R?? ? ? （ 222） 2h h hJ T L?? （ 223） 式中符號見圖 21。 孫長城： 銅陵至池州一級公路 A1標(biāo)段設(shè)計 14 平面線形設(shè)計的原則 [2] （ 1） 平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)； （ 2） 行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對 一級公路 應(yīng)盡量滿足； （ 3） 保持平面線形的均衡與連貫； 1） 長直線盡頭不能接以小半徑曲線 ； 2） 高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡 。 （ 4） 應(yīng)避免連續(xù)急彎的 線形； （ 5） 平曲線有足夠的長度。 平曲線要素的組合類型 [7] （ 1） 基本型 從現(xiàn)行的協(xié)調(diào)性來看易將回旋線 ： 圓曲線 ： 回旋線設(shè)長度計成 1:2:1。 本 設(shè)計 中 采用基本型的 平曲線 如圖 22： 圖 22 基本型回旋線 Fig. 22 The basic typed returning line （ 2） S 型 兩個反向圓曲線用回旋線連接的組合。兩個相鄰回旋線參數(shù)一般相等，當(dāng)采用不同的參數(shù)時，兩參數(shù)之比應(yīng)小于 ，有條件時以小于 為宜。此外，在 S 型曲線上，兩個反向回旋線之間不設(shè)直線 ，是行駛力學(xué)上所希望的，不得已插入直線時，必須盡量地短，其短直線的長度或重合段的長度應(yīng)符合下式： 12(m)40AAl ?? （ 224） 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 式中： l — 反向回旋間短直線或重合段的長度（ m）； 21,AA — 回旋線參數(shù)。 如圖 23： 圖 23 S 型回旋線 Fig. 23 The S typed returning line （ 3） 卵型 用一 個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合。其上的回旋線參數(shù) A 不應(yīng)小于該級公路關(guān)于回旋線最小參數(shù)的規(guī)定，同時宜在下列界限之內(nèi)： 222 RAR ?? （ 225） 式中： A — 回旋線參數(shù) ； 2R — 小圓半徑（ m ） 。 如圖 24： 圖 24 卵型回旋線 Fig. 24 The egg typed returning line 孫長城： 銅陵至池州一級公路 A1標(biāo)段設(shè)計 16 （ 4） 凸型 在兩個同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的組合。如圖 25： 圖 25 凸型回旋線 Fig. 25 The raised typed returning line （ 5） 復(fù)合型 兩個以上同向回旋線間在曲率相等處相互連接的形式。此中回旋線除了受地形和其它特殊限制的地方外一般很少使用，多出現(xiàn)在互通式立體交叉的匝道線形設(shè)計中。 （ 6） C 型 同向曲線的兩回旋線在曲率為零處徑相銜接。其連接處的曲率為 0，相當(dāng)于兩基