【文章內容簡介】 第二章 平面線形設計 5 第二章 平面線形設計 平面線形設計的一般原則 （ 1）平面線形應直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調。直線、圓曲線、緩和曲線三種平面線形的選用與合理組合取決于地形、地物等具體條件，不應片面強調路線應以直線為主或以曲線為主。 （ 2）保持平面線形的均衡越連貫，在設計時應充分注意： ① 長直線盡頭不能接以小半徑曲線。 ② 高、低標準之間要有過渡。 （ 3）平曲線應有足夠的長度。一般最小平曲線長度一般應考慮一下條件確定： ① 汽車駕駛員在操縱方向盤時不感到困難：根據(jù)經驗，在每段曲線上駕駛員操作方向盤不感到困難至少需要 3s 的時間，全長需要 9s； ②緩和曲線上離心加速度的變化率不超出定值。 ③轉角 ? 小于 7o 時應設置較長的平曲線，可不設緩和曲線。由老師給定的地形圖可以看出該地區(qū)是 山嶺地區(qū)。該段地勢較復雜，地形變化很大，使得路線在平、縱、橫三方面都受到很大的限制 。在設計的過程中應盡量滿足技術指標。對于山嶺重丘地形，定線時應以縱坡度為主導。對于平原 微丘區(qū)域，即地形平坦、地面自然坡度較小、縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導。 選線過程： 首先根據(jù)老師給定的起、中、終點位置 , 分析其直線距離和所需的展線長度，以及地形圖上的地形地貌及相關的設計資料，初步擬定路線的基本走向； 對于山嶺重丘地形，定線時應以縱坡度為主導。對于平原微丘區(qū)域，即地形平坦、地面自然坡度較小、縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導。根據(jù)地形、地貌、地質、農田等分布情況，選 擇地勢平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。如沿線房屋、農田等地點要重點控制 ,然后連接控制點，初步完成路線布局； 本著方便城鎮(zhèn)出入 ,少占田地 ,路線短 ,填挖少且平衡的原則。在滿足技術標準的前提下 ,充分考慮平、縱、橫配合，最終確定出道路中線的交點，綜合考慮平面線形設計的要求，穿線交點，具體定出路線位置。 方案比選 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 6 結合沿線地形、地質、水文、氣象等自然條件與主要技術指標的應用，進行路線方案的論證與比選，經過技術與經濟兩個方面的比較后，確定一條技術上可行、經濟上合理，又能符合使用要求的設計方案。 方案 1轉點 2個，里程 2059m，方案 2轉點 4 個，里程 2085m。相對于方案2，方案 1 占地較少，線路段，且路線復雜程度較低，所以對比之下，本設計選用方案 1。 直線 （ 1）直線的適用條件 在運用直線并決定其長度時，必須慎重考慮，一般不宜采用長直線，適宜采用直線的地段有： ①路線完全不受地形，地物限制的平原區(qū)或山區(qū)的開闊谷底； ②市鎮(zhèn)及其近郊道路，或以直線為主體進行規(guī)劃的地區(qū)； ③長大橋梁、隧道等構造物路段； ④路線交叉點及其附近； ⑤雙車道提供超車的路段； （ 2）直線的最大長度 直線的最大長度應有所限制，當采用長的直線線形時，為彌補景觀單調之缺陷，應結合沿線具體情況采取相應的措施。我國目前的《標準》和《規(guī)范》中未對直線的最大長度規(guī)定具體的數(shù)值。我國參照使用國外的經驗值，根據(jù)德國和日本的規(guī)定：直線的最大長度（單位為 m）為 20V（ V— 設計速度， km/h）即 1200m。 （ 3）直線的最小長度 同向曲線間的直線最小長度為 6V，即 360m；反向曲線間的直線最小長度為2V，即 120m。 圓曲線 圓曲線是道路平面設計中最常用的線形之一，各級公路和城市道路不論轉角大小，在轉折處均應設置平曲線，而圓曲線是平曲線中的主要組成部分。圓曲線的設計主要取決于其半徑值以及超高和加寬。 最小半徑 平面線形中一般非不得已時不使用極限半徑，因此《規(guī)范》規(guī)定了一般最小半徑，以及不設超高最小半徑，當圓曲線半徑大于一定數(shù)值時，可以不設超高，允許設置與直線路段相同的路拱橫坡。見下表 。 第二章 平面線形設計 7 表 圓曲線最小半徑 設計速度（ km/h） 120 100 80 60 40 30 一般值 /m 1000 700 400 200 100 65 極限值 /m 650 400 250 125 60 30 不設超高最 路拱≤ 2% 5500 4000 2500 1500 600 350 小半徑 /m 路拱＞ 2% 7500 5250 3350 1900 800 450 最大半徑 選用圓曲線半徑時，在地形、地物等條件允許時，應盡量采用較大半徑曲線，使行車舒適，但半徑過大，對施工和測設不利，所以圓曲線的最大半徑不宜超過10000m。 圓曲線半徑的選用 在設計公路平面線形時，根據(jù)沿線地形情況，采用了設超高的半徑曲線，一般最小半徑為 200m，極限最小半徑 125m，本設計在兩個轉角處設置曲線半徑分別為 200m、 158m。 但小于不設超高的最小半徑，所以應該設超高。 緩和曲線 《標準》規(guī)定，除四級公路可不設緩和曲線外，其余各級公路在其半徑小于不設超高的最小半徑時都應設置緩和 曲線。 緩和曲線的作用 （ 1） 曲率逐漸變化，便于駕駛操作。 （ 2） 離心加速度逐漸變化，消除了離心力突變。 （ 3） 為設置超高和加寬提供過渡段。 （ 4） 與圓曲線配合得當，增加線形美觀。 緩和曲線最小長度 各級公路緩和曲線最小長度規(guī)定見下表： 表 各級公路緩和曲線最小長度規(guī)定表 設計車速 平曲線 緩和曲線最小長度 不設超高圓曲線最小半徑 最大縱坡 凸曲線 凹曲線 一般最小半徑 極限最小半徑 一般最小半徑 極限最小半徑 一般最小半徑 極限最小半徑 60km/h 200m 125m 50m 路拱 ≤ %, 1500m； % , 1900m 6% 2021m 1400m 1500m 1000m 最小緩和曲線長度計算 最小緩和曲線長度計算公式： 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 8 SS RVL ?3( m in ) ?33( m in ) 1 6 .6 70 .0 2 1 4 0 .0 2 1 4 1 .1 m1 5 0 0 .6s sVL R ?? ? ? ??(m in ) 50msL Vt?? () 式中： V 設計速度； s? 離心加速度變化率，我國是在 ~ /ms 范圍內取值； R 圓曲線半徑。 所以 又因一般情況下汽車在緩和曲線上的行駛時間至少應有 3s 行程，于是 （ ） 按照以上標準，本設計的兩處緩和曲線段長度均取 為極限 值 50m。 平面線形要素計算 曲線要素計算 （ 1） 1JD 處曲線要素計算 已知該處緩和曲線長度取 Ls=50m，曲線半徑 R=200m，由坐標計算所得的轉 圖 平曲線中任意一點 p的坐標 角 α 1=34176。 42′ 37″ ，設計速度 V=60km/h。試計算各曲線要素。 曲線要素計算如下： Rls24p2? （ ） 第二章 平面線形設計 9 232402q Rll ss ?? （ ） qtgRT ??? 2)p ?（ （ ） Ls2180 ?? RL π （ ） RRE ??? 2s e c)p( ? （ ） LTDh ??2 () 計算結果如下： p= Q= T= L= E= Dh= （ 2）主點里程樁號計算： JD1： K0+ ZH=JD－ T=K0+－ =K0+ HY=ZH+ sL =K0++50=K0+ HZ=ZH+L =K0++=K0+ YH=HZLS=K0+=K0+ QZ=ZH+L／ 2=K0++／ 2=K0+ （ 3） JD2： K1+ 設 R=158m， sL =50m， α 2=75176。 9′ 30″ ，則曲線要素計算如下： 根據(jù)曲線 1 計算公式可得： p= Q= T= L= E= Dh= （ 4）主點里程樁號計算： 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 10 JD1： K1+ ZH=JD－ T=K1+－ =K1+ HY=ZH+ sL =K1++50=K1+ HZ=ZH+L =K1++=K1+ YH=HZLS=K1+=K1+ QZ=HZ+L／ 2=K1++／ 2=K1+ 計算切線支矩值 曲線上 20m 整樁號： ZH=K0+ K0+154 K0+174 K+194 K0+214 K0+234 K0+254 K0+274 K+294 K0+314 K0+ 緩和曲線段： K0+154， ZH= 52240 slxl RL?? （ ） sRly l6 2? （ ） 式中 l — 緩和曲線上任意點至 ZH (或 HZ )點的曲線長 。 Ls— 緩和曲線長度。 計算結果如下表 和表 ： 表 平曲線 1切線支距值 樁號 L Xs Ys 度數(shù)φ p（176。） Xc Yc ZH 0 0 0 160 180 200 HY 50 220 QZ 240 260 YH 280 300 320 HZ 0 0 第二章 平面線形設計 11 表 平曲線 2切線支距值 ZH 0 0 0 1060 0 1080 1100 HY 50 1120 1140 1160 1180 QZ 1200 1220 1240 1260 YH 1280 1300 HZ 0 0 0 其它各樁號坐標見附表一《逐樁坐標表》 。 行車視距 行車視距簡述 行車視距是否充分，直接關系著行車的安全與速度，它是公路使用質量的重要指標之一。行車視距根據(jù)通視要求的不同可分為：停車視距、會車視距、超車視距?！兑?guī)范》規(guī)定，高速公路、一級公路的視距采用停車視距，二級公路、三級公路、四級公路設計視距應滿足會車視距的要求，其長度應不小于停車視距的兩倍。 我國《標準》規(guī)定了二級公路行車視距的要求。具體規(guī)定見表 。 表 二級公路行車視距 設計速度（ km/h） 80 60 停車視距 /m 110 75 會車視距 /m 220 150 超車視距 /m 550 350 最小必要超車視距 /m 350 250 行車視距設計說明 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 12 平曲線 1 和平曲線 2 經計算滿足設計要求。路線內外沒有影響司機視線的暗彎，視距能滿足要求，無需開挖視距臺。 第三章 縱斷面 設計 13 第三章 縱斷面設計 縱斷面設計原則 （ 1）應滿足縱坡及豎曲線的各項規(guī)定（最大縱坡、最小縱坡、坡長限制、岥段最小長度、豎曲線最小半徑及豎曲線最小長度等）。 （ 2）縱坡應均勻平順。 （ 3）設計標高的確定應結合沿線自然條件，如地形、土壤、水文、氣候等因素綜合考慮；沿河線路標高應在設計洪水位 以上，并計入并計入涌水高度及浪高的影響；越嶺線應盡量避免反坡段。 （ 4）縱斷面設計應與平面線性和周圍地形景觀相協(xié)調，應考慮人體視覺心理上的要求，按照平豎曲線相協(xié)調及半徑的均衡來確定縱 面的設計線。 （ 5）應爭取填挖平衡，盡量移挖作填，以節(jié)省土石方量，降低工程造價。 （ 6）依路線的性質要求，適當照顧當?shù)孛耖g運輸工具、農業(yè)機械、農田水利等方面的要求。 為使縱坡實際經濟合理，必須在全面掌握勘測基礎上，結合選線的縱坡安排意圖，經過綜和分析定出實際縱坡