【正文】 第三章 道路平面設(shè)計 167。 道路平面線形設(shè)計原理 ?道路的平面： 路線在水平面上的投影。反映道路的彎曲狀況。 ?道路的縱斷面： 沿道路中線豎直剖切再行展開在立面上的投影。反映道路縱向的起伏變化情況。 ?道路的橫斷面： 中線上任意點的法向切面。反映道路橫向的寬度及具體的橫向布置。 167。 道路平面線形設(shè)計原理 中線 167。 道路平面線形設(shè)計原理 ? 汽車行駛軌跡的特征： （ 1）行駛軌跡線不僅是連續(xù)的，而且是圓滑的。 （ 2）行駛軌跡線的曲率是連續(xù)的。任何一點不出現(xiàn)兩個曲率值。 （ 3）行駛軌跡線的曲率對里程或?qū)r間的變化率是連續(xù)的。 ?當平面線形與汽車軌跡相符或接近時，才能保證行車的順暢與安全。 167。 道路平面線形設(shè)計原理 1R11R21R167。 道路平面線形設(shè)計原理 21R11R1R167。 道路平面線形設(shè)計原理 ? 汽車的行駛軌跡： 設(shè)汽車從直線進入彎道上等速行駛，速度為 v，方向盤轉(zhuǎn)動為勻速，轉(zhuǎn)動角速度為 ω，行駛 t秒后，行駛的距離為l ，方向盤轉(zhuǎn)動角度為 ，前輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角為 Φ ，則： ?)( r a dt?? ?)( r a dtk???)m(?? tgdrk—— 小于 1的系數(shù)。 r φ 0 X Y 設(shè)汽車前后輪軸距為 d，前輪轉(zhuǎn)動后，汽車的行駛軌跡曲線半徑為 r，由圖可知： ()k r a d???167。 道路平面線形設(shè)計原理 )m(tk ddr ????rkdvl??Ckvd ??Crl ?由于 Φ 很小，可以近似地認為 汽車以 v（ m/s）等速行駛，經(jīng)時間 t以后，其行駛距離（弧長） l為： v、 d、 k、 ω均為常數(shù)，令 汽車勻速從直線進入圓曲線其行駛軌跡的弧長與曲率半徑之乘積為一常數(shù) 167。 道路平面線形設(shè)計原理 ? 道路的設(shè)計程序： 公路設(shè)計：顧及縱橫斷面平衡及橫斷面穩(wěn)定的前提下，先確定平面線形。 城市道路：先進行橫斷面布置，然后綜合考慮平、縱面的合理安排。 ? 平面線形的幾何三要素： 直線、圓曲線、緩和曲線（曲率不斷變化，用來連接直線 — 圓，圓 — 圓的過渡曲線，以緩和離心加速度的急劇變化）。 167。 直線 ? 直線的特點 : (1)路線短捷、行車方向明確、視距良好、行車快速、駕駛操作簡單。 (2)線形簡單 ， 容易測設(shè) 。 (3)直線路段能提供較好的超車條件 （ 所以雙車道的公路間隔適當處要設(shè)置一定長度的直線 ） 。 (4)從行車的安全和線形美觀來看： 過長的直線 ， 線形呆板 ， 行車單調(diào) ， 易疲勞；也易發(fā)生超車和超速行駛 ， 行車時司機難以估計車間距離；在直線上夜間對向行車易產(chǎn)生眩光 。 (5)只能滿足兩個控制點的要求 ， 難與地形及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào) 。 167。 直線 167。 直線 ? 直線的運用 : 一般情況下，下述路段可采用直線線形： （ 1）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷底； （ 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）長大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段； （ 4）路線交叉點及其前后； （ 5）雙車道公路提供超車的路段。 （ 6）收費站及其附近 167。 直線 ? 長直線最大長度的規(guī)定： 德國、日本規(guī)定不超過 20V(V是設(shè)計車速，用 km／ h表示， 20V相當于 72s的行程 )。前蘇聯(lián)規(guī)定為 8km，美國為 3min的行程。 我國目前尚無統(tǒng)一的規(guī)定。一般認為不超過 20V為宜，但當遇到特殊情況或受地形限制，或在城鎮(zhèn)附近時，也可超過此限值。 在運用直線線形并確定其長度時，必須持謹慎態(tài)度?？偟脑瓌t是：公路線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，與景觀相協(xié)調(diào)，直線的最大長度應(yīng)有所限制，當采用長的直線線形時，為彌補景觀單調(diào)的缺陷，應(yīng)結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施。 167。 直線 ? 長直線應(yīng)采取的措施： 長直線上的縱坡度不宜大于 3%，否則下坡易出現(xiàn)超車、制動失靈等現(xiàn)象； 長直線宜與大半徑的凹形豎曲線結(jié)合，可以緩和生硬呆板的直線； 道路兩側(cè)地形過于空曠時，宜改善單調(diào)景觀； 長直線或長下坡的盡頭，宜連接大半徑的平曲線，或設(shè)置標牌； 與一定的交通工程設(shè)施相配合。 167。 直線 167。 直線 167。 直線 德 國 柏 林 167。 直線 ? 直線的最小長度： 考慮到線形的連續(xù)和駕駛的方便，相鄰兩曲線之間應(yīng)有一定的直線長度。這個直線長度是指前一曲線的終點（緩直 HZ或圓直 YZ）到后一曲線起點（直緩 ZH或直圓 ZY）之間的長度。這個直線的長度不宜過短 167。 直線 ? 同向曲線間的直線最小長度： ? 斷背曲線： 互相通視的同向曲線間若插以短直線，容易產(chǎn)生把直線和兩端的曲線看成是同一條曲線的錯覺，這種線形破壞了線形的連續(xù)性，且容易造成駕駛操作的失誤，設(shè)計中應(yīng)盡量避免。 ? 最小長度： 《 規(guī)范 》 推薦同向曲線間的最短直線長度以不小于 6V為宜。這種要求在車速較高的道路（ V≥60Km/h）上宜盡可能保證，而對于低速道路（ V≤40Km/h）則有所放寬，但不得小于 3V。條件許可時，宜將同向曲線設(shè)計成單曲線、復(fù)曲線、卵形曲線或 C形曲線。 167。 直線 167。 直線 ? 反向曲線間的直線最小長度： 反向兩圓曲線之間，考慮到為設(shè)置超高和加寬緩和段的需要以及駕駛?cè)藛T轉(zhuǎn)向操作的需要，宜設(shè)置一定長度的直線。 《 規(guī)范 》 規(guī)定反向曲線間最小直線長度（以 m計）以不小于行車速度（以 Km/h計）的 2倍為宜。在受到限制的地點也可將二反向緩和曲線首尾相接，但被連接的二緩和曲線和圓曲線宜滿足一定的條件， 形成“ S”型曲線。 167。 直線 設(shè)計速度（ km/h） 120 100 80 60 40 30 20 直線長度 同向曲線間 一般值 720 600 480 360 240 180 120 最小值 120 90 60 反向曲線間 240 200 160 120 80 60 40 曲線間最小直線長度 167。 直線 ? 回頭曲線間的直線最小長度： 越嶺線應(yīng)盡量利用有利地形自然展線避免設(shè)置回頭曲線，或者以隧道克服高差，因地形、地質(zhì)、資金條件所限而不能采取自然展線時，方可采用回頭曲線。而相鄰回頭曲線之間，應(yīng)爭取有較長的直線距離，其最小長度在40km/h、 30km/h、 20km/h的公路上分別應(yīng)不小于 200、150、 100m。 167。 直線 167。 圓曲線 ? 圓曲線的特點： 任意點曲率半徑為常數(shù)，曲率為常數(shù)，故測設(shè)簡單。 能較好地適應(yīng)地形變化，各級公路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)圓曲線，適用范圍較為廣泛； 較大半徑的長緩圓曲線線形美觀，順適，行車舒適； 圓曲線上每一點都在不斷改變方向，汽車受到離心力作用，同時汽車比直線段多占用寬度。 圓曲線半徑較小時，駕駛員視線受到內(nèi)側(cè)路塹邊坡或其他障礙物影響，視距條件差；半徑較小，中心角過大，會影響行車安全。 167。 圓曲線 ? 圓曲線的幾何元素： 圓曲線以轉(zhuǎn)角 α 及半徑 R表示。 ? 不設(shè)緩和曲線時：（有緩和曲線時，計算見第四節(jié)） 四、圓曲線的計算 對于未設(shè)置緩和曲線的單圓曲線，其曲線幾何要素為（如圖 3 － 2 ）： 式中 ： 5)3 (