【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第二章 平面線形設(shè)計(jì) 5 第二章 平面線形設(shè)計(jì) 平面線形設(shè)計(jì)的一般原則 （ 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?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。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(yīng)片面強(qiáng)調(diào)路線應(yīng)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分注意： ① 長(zhǎng)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(guò)渡。 （ 3）平曲線應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度。一般最小平曲線長(zhǎng)度一般應(yīng)考慮一下條件確定： ① 汽車(chē)駕駛員在操縱方向盤(pán)時(shí)不感到困難：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在每段曲線上駕駛員操作方向盤(pán)不感到困難至少需要 3s 的時(shí)間，全長(zhǎng)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(zhuǎn)角 ? 小于 7o 時(shí)應(yīng)設(shè)置較長(zhǎng)的平曲線，可不設(shè)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(shì)較復(fù)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(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)盡量滿足技術(shù)指標(biāo)。對(duì)于山嶺重丘地形，定線時(shí)應(yīng)以縱坡度為主導(dǎo)。對(duì)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(dǎo)。 選線過(guò)程： 首先根據(jù)老師給定的起、中、終點(diǎn)位置 , 分析其直線距離和所需的展線長(zhǎng)度，以及地形圖上的地形地貌及相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，初步擬定路線的基本走向； 對(duì)于山嶺重丘地形，定線時(shí)應(yīng)以縱坡度為主導(dǎo)。對(duì)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(dǎo)。根據(jù)地形、地貌、地質(zhì)、農(nóng)田等分布情況，選 擇地勢(shì)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(nóng)田等地點(diǎn)要重點(diǎn)控制 ,然后連接控制點(diǎn)，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(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)，綜合考慮平面線形設(shè)計(jì)的要求，穿線交點(diǎn)，具體定出路線位置。 方案比選 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 結(jié)合沿線地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件與主要技術(shù)指標(biāo)的應(yīng)用，進(jìn)行路線方案的論證與比選，經(jīng)過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面的比較后，確定一條技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理，又能符合使用要求的設(shè)計(jì)方案。 方案 1轉(zhuǎn)點(diǎn) 2個(gè)，里程 2059m，方案 2轉(zhuǎn)點(diǎn) 4 個(gè)，里程 2085m。相對(duì)于方案2，方案 1 占地較少，線路段，且路線復(fù)雜程度較低，所以對(duì)比之下，本設(shè)計(jì)選用方案 1。 直線 （ 1）直線的適用條件 在運(yùn)用直線并決定其長(zhǎng)度時(shí)，必須慎重考慮，一般不宜采用長(zhǎng)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(kāi)闊谷底； ②市鎮(zhèn)及其近郊道路，或以直線為主體進(jìn)行規(guī)劃的地區(qū)； ③長(zhǎng)大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段； ④路線交叉點(diǎn)及其附近； ⑤雙車(chē)道提供超車(chē)的路段； （ 2）直線的最大長(zhǎng)度 直線的最大長(zhǎng)度應(yīng)有所限制，當(dāng)采用長(zhǎng)的直線線形時(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)的措施。我國(guó)目前的《標(biāo)準(zhǔn)》和《規(guī)范》中未對(duì)直線的最大長(zhǎng)度規(guī)定具體的數(shù)值。我國(guó)參照使用國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)值，根據(jù)德國(guó)和日本的規(guī)定：直線的最大長(zhǎng)度（單位為 m）為 20V（ V— 設(shè)計(jì)速度， km/h）即 1200m。 （ 3）直線的最小長(zhǎng)度 同向曲線間的直線最小長(zhǎng)度為 6V，即 360m；反向曲線間的直線最小長(zhǎng)度為2V，即 120m。 圓曲線 圓曲線是道路平面設(shè)計(jì)中最常用的線形之一，各級(jí)公路和城市道路不論轉(zhuǎn)角大小，在轉(zhuǎn)折處均應(yīng)設(shè)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(shè)計(jì)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(shí)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(shè)超高最小半徑，當(dāng)圓曲線半徑大于一定數(shù)值時(shí)，可以不設(shè)超高，允許設(shè)置與直線路段相同的路拱橫坡。見(jiàn)下表 。 第二章 平面線形設(shè)計(jì) 7 表 圓曲線最小半徑 設(shè)計(jì)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(shè)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(shí)，在地形、地物等條件允許時(shí)，應(yīng)盡量采用較大半徑曲線，使行車(chē)舒適，但半徑過(guò)大，對(duì)施工和測(cè)設(shè)不利，所以圓曲線的最大半徑不宜超過(guò)10000m。 圓曲線半徑的選用 在設(shè)計(jì)公路平面線形時(shí)，根據(jù)沿線地形情況，采用了設(shè)超高的半徑曲線，一般最小半徑為 200m，極限最小半徑 125m，本設(shè)計(jì)在兩個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置曲線半徑分別為 200m、 158m。 但小于不設(shè)超高的最小半徑，所以應(yīng)該設(shè)超高。 緩和曲線 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，除四級(jí)公路可不設(shè)緩和曲線外，其余各級(jí)公路在其半徑小于不設(shè)超高的最小半徑時(shí)都應(yīng)設(shè)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(shè)置超高和加寬提供過(guò)渡段。 （ 4） 與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀。 緩和曲線最小長(zhǎng)度 各級(jí)公路緩和曲線最小長(zhǎng)度規(guī)定見(jiàn)下表： 表 各級(jí)公路緩和曲線最小長(zhǎng)度規(guī)定表 設(shè)計(jì)車(chē)速 平曲線 緩和曲線最小長(zhǎng)度 不設(shè)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(zhǎng)度計(jì)算 最小緩和曲線長(zhǎng)度計(jì)算公式： 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)速度； s? 離心加速度變化率，我國(guó)是在 ~ /ms 范圍內(nèi)取值； R 圓曲線半徑。 所以 又因一般情況下汽車(chē)在緩和曲線上的行駛時(shí)間至少應(yīng)有 3s 行程，于是 （ ） 按照以上標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)的兩處緩和曲線段長(zhǎng)度均取 為極限 值 50m。 平面線形要素計(jì)算 曲線要素計(jì)算 （ 1） 1JD 處曲線要素計(jì)算 已知該處緩和曲線長(zhǎng)度取 Ls=50m，曲線半徑 R=200m，由坐標(biāo)計(jì)算所得的轉(zhuǎn) 圖 平曲線中任意一點(diǎn) p的坐標(biāo) 角 α 1=34176。 42′ 37″ ，設(shè)計(jì)速度 V=60km/h。試計(jì)算各曲線要素。 曲線要素計(jì)算如下： Rls24p2? （ ） 第二章 平面線形設(shè)計(jì) 9 232402q Rll ss ?? （ ） qtgRT ??? 2)p ?（ （ ） Ls2180 ?? RL π （ ） RRE ??? 2s e c)p( ? （ ） LTDh ??2 () 計(jì)算結(jié)果如下： p= Q= T= L= E= Dh= （ 2）主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)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(shè) R=158m， sL =50m， α 2=75176。 9′ 30″ ，則曲線要素計(jì)算如下： 根據(jù)曲線 1 計(jì)算公式可得： p= Q= T= L= E= Dh= （ 4）主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算： 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jì)算切線支矩值 曲線上 20m 整樁號(hào)： 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(diǎn)至 ZH (或 HZ )點(diǎn)的曲線長(zhǎng) 。 Ls— 緩和曲線長(zhǎng)度。 計(jì)算結(jié)果如下表 和表 ： 表 平曲線 1切線支距值 樁號(hào) 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(shè)計(jì) 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(hào)坐標(biāo)見(jiàn)附表一《逐樁坐標(biāo)表》 。 行車(chē)視距 行車(chē)視距簡(jiǎn)述 行車(chē)視距是否充分，直接關(guān)系著行車(chē)的安全與速度，它是公路使用質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。行車(chē)視距根據(jù)通視要求的不同可分為：停車(chē)視距、會(huì)車(chē)視距、超車(chē)視距?！兑?guī)范》規(guī)定，高速公路、一級(jí)公路的視距采用停車(chē)視距，二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路設(shè)計(jì)視距應(yīng)滿足會(huì)車(chē)視距的要求，其長(zhǎng)度應(yīng)不小于停車(chē)視距的兩倍。 我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了二級(jí)公路行車(chē)視距的要求。具體規(guī)定見(jiàn)表 。 表 二級(jí)公路行車(chē)視距 設(shè)計(jì)速度（ km/h） 80 60 停車(chē)視距 /m 110 75 會(huì)車(chē)視距 /m 220 150 超車(chē)視距 /m 550 350 最小必要超車(chē)視距 /m 350 250 行車(chē)視距設(shè)計(jì)說(shuō)明 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 平曲線 1 和平曲線 2 經(jīng)計(jì)算滿足設(shè)計(jì)要求。路線內(nèi)外沒(méi)有影響司機(jī)視線的暗彎，視距能滿足要求，無(wú)需開(kāi)挖視距臺(tái)。 第三章 縱斷面 設(shè)計(jì) 13 第三章 縱斷面設(shè)計(jì) 縱斷面設(shè)計(jì)原則 （ 1）應(yīng)滿足縱坡及豎曲線的各項(xiàng)規(guī)定（最大縱坡、最小縱坡、坡長(zhǎng)限制、岥段最小長(zhǎng)度、豎曲線最小半徑及豎曲線最小長(zhǎng)度等）。 （ 2）縱坡應(yīng)均勻平順。 （ 3）設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定應(yīng)結(jié)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(biāo)高應(yīng)在設(shè)計(jì)洪水位 以上，并計(jì)入并計(jì)入涌水高度及浪高的影響；越嶺線應(yīng)盡量避免反坡段。 （ 4）縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)與平面線性和周?chē)匦尉坝^相協(xié)調(diào)，應(yīng)考慮人體視覺(jué)心理上的要求，按照平豎曲線相協(xié)調(diào)及半徑的均衡來(lái)確定縱 面的設(shè)計(jì)線。 （ 5）應(yīng)爭(zhēng)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(jià)。 （ 6）依路線的性質(zhì)要求，適當(dāng)照顧當(dāng)?shù)孛耖g運(yùn)輸工具、農(nóng)業(yè)機(jī)械、農(nóng)田水利等方面的要求。 為使縱坡實(shí)際經(jīng)濟(jì)合理，必須在全面掌握勘測(cè)基礎(chǔ)上，結(jié)合選線的縱坡安排意圖，經(jīng)過(guò)綜和分析定出實(shí)際縱坡