【正文】 2022/2/12 道路勘測設(shè)計(jì) 武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院 2022/2/12 第三章 道路平面線形 本章主要內(nèi)容 ? 一、汽車的行駛軌跡 ? 二、平面基本線形 ? 三、直線 ? 四、圓曲線 ? 五、緩和曲線 ? 六、平面線形設(shè)計(jì) ? 七、行車視距 ? 八、道路平面設(shè)計(jì)成果及表達(dá) 2022/2/12 道路是一條三維空間的帶狀構(gòu)造物，幾何尺寸描述了道路的空間形態(tài)，人們習(xí)慣把路線在水平面上的投影稱作路線的平面，其是中間位置的一條線一般成為道路的中線，沿中線豎直剖切再行展開則是路線的縱斷面，中線上任意一點(diǎn)的法向切面是道路在該點(diǎn)的橫斷面。路線幾何設(shè)計(jì)是指確定路線空間位置的工作，一般把它分解為路線平面設(shè)計(jì)、路線縱斷面設(shè)計(jì)和橫斷面設(shè)計(jì) ，這三者是相互關(guān)聯(lián)的，既要分別進(jìn)行，又綜合考慮，特別是現(xiàn)代道路許多新的技術(shù)要求更是需要進(jìn)行三維的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。 2022/2/12 2022/2/12 導(dǎo)向輪旋轉(zhuǎn)面與縱軸之間夾角 a 一、汽車的行駛軌跡 ? ① 不打方向盤 a=0、②等角速度 W打方向盤 a= 常數(shù)、③打方向盤的角速度均勻變化 a=變數(shù)。 2022/2/12 ? 汽車行使軌跡在幾何性質(zhì)上的特征： ? 軌跡 是連續(xù)和光滑的，在軌跡任何一點(diǎn)上不出現(xiàn)錯(cuò)頭和破折；（不相切、不圓滑、出錯(cuò)頭） ? 曲率 是連續(xù)的，在軌跡上任何一點(diǎn)不出現(xiàn)兩個(gè)曲率的值；（直 圓直接連接） ? 曲率的 變化率 是連續(xù)的，在軌跡上任何一點(diǎn)不出現(xiàn)兩個(gè)曲率變化率的值。 2022/2/12 二、路線平面基本線形 ? 曲率 K為半徑 R的倒數(shù)。 ? 直線：曲率 K=0； ? 圓曲線：曲率 K=常數(shù)； ? 緩和曲線：曲率 K=變數(shù)。 ? 直線、圓曲線和緩和曲線三種組合而成，“平面線形 三要素 ”。 2022/2/12 基本型曲線 2022/2/12 S型曲線 2022/2/12 復(fù)曲線 2022/2/12 回頭曲線 2022/2/12 卵型曲線 2022/2/12 凸型曲線 2022/2/12 C型曲線 2022/2/12 三、直線 ? 概述 ? 直線適用于地形平坦 、 視線目標(biāo)無障礙處 。 在平原區(qū) ， 直線作為主要線形要素是適宜的 。 直線有測設(shè)簡單 、 前進(jìn)方向明確 、 路線短捷等優(yōu)點(diǎn) ， 直線路段能提供較好的超車條件 ， 對雙車道公路有必要在間隔適當(dāng)距離處設(shè)置一定長度的直線 ， 在美學(xué)上直線也有其特點(diǎn) 。 但直線過長 、 景色單調(diào) ， 往往會(huì)出現(xiàn)過高的車速或司機(jī)由于缺乏警覺易疲勞而發(fā)生事故 ，并且在地形變化復(fù)雜地段 ， 工程費(fèi)用高 。 2022/2/12 ? 直線的優(yōu)點(diǎn) ? ① .里程最短 ? ② .定線、設(shè)計(jì)、量距、繪圖、計(jì)算、放樣方便 ? ③ .無視距障礙 ? ④ .駕駛方便 ? ⑤ .車輛不受離心力作用乘車舒適，受力簡單 2022/2/12 ? 直線的缺點(diǎn) ? ① .對地形適應(yīng)性差，難以與地形協(xié)調(diào) ? ② .行車單調(diào)易產(chǎn)生疲勞 2022/2/12 描述直線的指標(biāo) ? ① 最大直線長度：目前最大直線長度的量化還是一個(gè)需要研究的課題，目前各國有不同的處理方法，德國和日本規(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 )，美國為 180s的行程，我國對于設(shè)計(jì)速度大于或等于 60km/h的公路最大直線長度為以汽車按設(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。 2022/2/12 采用長直線注意的問題 ? 在直線的使用中，值得注意的是有關(guān)直線長度的問題，一般來說對 直線的長度應(yīng)有所限制 。當(dāng)不得已采用過長直線時(shí)，為彌補(bǔ)景觀單調(diào)之缺陷，應(yīng)結(jié)合沿線具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施并注意下述問題： ? 在長直線上縱坡不宜過大，以避免車速過快； ? 長直線宜與 大半徑凹形豎曲線 組合，以使呆板的直線變得緩和些； 2022/2/12 ? 道路兩側(cè)地形過于空曠時(shí)，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； ? 長直線或長縱坡盡頭的平曲線，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措施。 ? 例，京、津、塘和濟(jì)青高速公路（ 3200m），沈大高速公路（ 50008000m，最大 13000m）。 2022/2/12 京、津、塘高速公路（ 3200m），沈大高速公路（ 50008000m，最大 13000m）。 2022/2/12 ② 同向曲線間最小長度： 若在同向曲線間插入短直線 [指前一曲線的終點(diǎn)（緩直 HZ或圓直 YZ）到后一曲線起點(diǎn)（直緩 ZH或直圓 ZY）之間的長度。 ]） 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。 2022/2/12 2022/2/12 ③ 反向曲線間最小長度： 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)置一定長度的直線。對于設(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。 2022/2/12 2022/2/12 關(guān)于直線的運(yùn)用 ?直線的最大與最小長度應(yīng)有所限制，一條公路的直線與曲線的長度設(shè)計(jì)應(yīng)合理。 ?最大直線長度不必太拘泥，最小長度應(yīng)該保證。 2022/2/12 ? 實(shí)踐表明，可采用直線的情況：（ 1）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山區(qū)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）大中型橋梁、隧道等構(gòu)造物路線；（ 4）路線交叉口及其前后；（ 5）雙車道公路提供超車的路段。 2022/2/12 ? 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、容易測設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，使用十分普遍。 四、圓曲線 2022/2/12 ?圓曲線的優(yōu)點(diǎn) ① .符合地形 、 布線靈活 ② .線形優(yōu)美 ?圓曲線的缺點(diǎn) ① .路線較直線長 ② .行車受力復(fù)雜 ③ .視距受阻 ④ .駕駛勞動(dòng)強(qiáng)度大 ⑤ .測設(shè) 、 施工等工作量大 、 計(jì)算復(fù)雜 2022/2/12 圓曲線幾何元素 ? 平曲線各主點(diǎn)樁符號(hào)含義： ? JD— 交點(diǎn)（轉(zhuǎn)角點(diǎn)）； ? ZY— 直圓（圓曲線起點(diǎn)）； ? QZ— 曲中（圓曲線中點(diǎn)）； ? YZ— 圓直（圓曲線終點(diǎn)）。 ? 幾何元素： ? T— 切線長（ m）； ? L— 曲線長（ m）； ? E— 外距（ m）； ? J— 校正值或超距值（ m）； ? α — 平面導(dǎo)線轉(zhuǎn)角（ 176。 ）。 ?????????????LZYYZLZYQZTJDZY2T J YZ JD ? ? ? ?????????????????