道路工程第四章 路线几何设计

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八 选线
一）、选线的步骤 1、路线方案选择 是解决起、终点间路线基本走向的问题。 路线基本走向应根据指定的路线总方向 （起、终点和中间主要控制点），考虑 路线等级在路网中的作用，结合各种运 输方式布局，城镇、工矿企业、资源状 况，及各种自然条件，通过实地踏勘、 航空视察或用遥感或航摄资料，或在小 比例尺地形图上，从大面积着手，从面 到线，通过调查、分析、比选确定一条 最优路线方案。 36
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圆曲线最小半径
设计速度(km/h) 120 100 80 60 40 30 20
一般值(m)
1000
700
400
200
100
65
30
极限值(m)
650
400
250
125
60
30
15
路拱 5500 4000 2500 1500 ≤2.0% 不设超高 最小半径 路拱＞ (m) 7500 5250 3350 1900 2.0%
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③圆曲线最大半径
• 选用圆曲线半径时，在与地形等条件相 适应的前提下应尽量采用大半径。 • 但半径大到一定程度时，其几何性质和 行车条件与直线无太大区别，容易给驾 驶人员造成判断上的错误反而带来不良 后果，同时也无谓增加计算和测量上的 麻烦。 • 《规范》规定圆曲线的最大半在不宜超 过10000m。
最大横净距：在弯道内所有横净距中的最大值，称 为最大横净距，用h表示。
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1、保证行车视距的工程措施：
①清除障碍物： （1）清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全 部障碍物。 适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等
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（2）清除距离视点轨迹线小于最大横净距 的障碍物。 适用：分散障碍物，如独立建筑物等 。 ②分道行驶： 二、三、四级公路，在工程特殊困难， 或受其它条件限制路段，若保证2倍停车 视距不可能，则必须满足停车视距，同 时必须采用严格的分道行驶措施。如设 分道线、分隔带、分隔桩；或设成两条 分离的单车道。
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7
采用长直线应注意的问题
（1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下 陡坡更易导致高速度。 （2）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，这样 可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。 （3）道路两侧过于空旷时，宜采取植不同树种 或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以 改善单调的景观。 （4）长直线或长下坡的尽头的平曲线，除曲线 半径、超高、视距等必须符合规定外，还必须 采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。
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二）、选线的原则 1、在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手 段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案 论证、比选的基础上，选定最优路线方案。 2、路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的 前提下，使工程数量小，造价低，营运费用省， 效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加 不大时，应尽量采用较高的技术指标，不应轻 易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求 高指标。 3、选线应同农田基本建设相配合，做到少占田 地，并应尽量不占高产田、经济作物田或经济 林园等。 40
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最长直线限制
• 《标准》规定：直线的最大与最小长度 应有所限制。一条公路的直线与曲线的 长度设计应合理。 • 德国规定直线的最大长度（以米计）为 20V （计算行车速度， km/h ）（适于高 速公路V≥100km/h）。 • 公路线形首先考虑的不是在平面线形上 尽量多采用直线，或者是必须由连续的 曲线所构成，而是必须采用与自然地形 相协调的线形。 • 合理利用地形和避免采用长直线。
第五章 路线几何设计
1Baidu Nhomakorabea
第一节 道路平面设计
一、平面 （是指道路中心线在水平面上的投影） 二、平面线形要素 三、直线 四． 圆曲线 五、缓和曲线 六、平曲线测设 七、平曲线视距的保证
2
3
T L E

Rtg
α 2 α R α 2 L 1)
4
π 180 R(sec 2T
J
二、平面线形要素
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比较结果
①Ⅲ、Ⅳ方案过于偏离总方向，虽能多联 系几个县市，但对发展地区经济的作用 不大，且Ⅳ方案线形标准低，将来难改 建； ②Ⅱ方案虽路线短，但与铁路严重干扰， 且用地较多； ③Ⅰ方案路线短，线形标准高，用地最省， 造价较低，是推荐的优选方案。
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2、路线带选择： 在路线基本方向选定的基础上，按地形、 地质、水文等自然条件选定一些细部控 制点，连接这些控制点即构成路线带。 3、具体定线： 是根据技术标准和路线方案，结合有关 条件在有利的定线带内进行平、纵、横 综合设计，具体定出道路中线的工作。
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最短直线限制
• 同向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于 设计速度（以km／h计）的6倍为宜（6V） • 反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于 设计速度（以km／h计）的2倍为宜（2V）
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四． 圆曲线
1．圆曲线的特点
① 测试简单； ②适应地形变化，适用范围广而灵活； ③较大半径圆曲线线形美观、顺适、行车舒适； ④汽车行驶在圆曲线上比在直线上多占用宽度； ⑤圆曲线半径较小时，视距条件差。
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三）、地形的划分 1、平原区 ①地面高度变化微小，有时有轻微的波状起伏 或倾斜。 ②有泥沼、盐渍土、淤泥、河谷漫滩、草原、 戈壁、沙漠，耕地，居民点密集。 ③有湖泊、水塘。 2、山岭区 ①山高谷深，坡陡流急，地形复杂； ②温差大，暴雨多，河流水位变化大； 3、丘陵区 ①介于平原区和山岭区之间； ②微丘近似山岭地形。（平原微丘区） ③重丘近似山岭地形。（山岭重丘区）
4、通过名胜、风景、古迹地区的公路，应 与周围环境、景观相协调，并适当照顾 美观。注意保护原有自然状态和重要历 史文物遗址。 5、选线时应对工程地质和水文地质进行深 入勘测，查清其对公路工程的影响。对 于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、 软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、 多年冻土等特殊地区，应慎重对待。一 般情况下路线应设法绕避。当必须穿过 时，应选择合适的位置，缩小穿越范围， 并采取必要的工程措施。
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圆曲线几何要素的确定
V R 127( ih )
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2
4、曲线主点里程桩号计算
计算基点为交点里程桩号，记为JD， ZY=JD-T YZ=ZY+L QZ=ZY+L/2 JD=QZ+J/2
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5、计算公式与因素
根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径：
V 当设超高时 ： R 127 ( i1)
O β β δ φ R YH HY R s in φ x y M HZ
) R (1 -c o sφ
ZH
α
n
p
n
q
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七、平曲线视距的保证
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1、平曲线视距检查方法： ①视距包络曲线法 ②最大横净距法 （1）视距包络曲线
B 1.5(m) 2
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（2）最大横净距及其计算 横净距：在弯道各点的横断面上，驾驶员视点 轨迹线与视距线之间的最大距离叫横净距。 驾驶员视点位置： 平面：距未设加宽的路面外边缘1.5m, 或距路中线 高度：1.2m
Lsmin (m) 100
平 山 平 山 平 山 平 山 原 岭 原 岭 原 岭 原 岭
85 70 50 85 50 70 35 50 25 35 20
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六、平曲线测设
1、任务 根据选定的交点位置，测定转角，交点间 距，选定曲线半径，确定缓和曲线参数， 计算平曲线各要素，进行钉桩、量距、敷 设曲线及桩号计算。用经纬仪测角，钢尽 量距。 2、记录 将有关数据记入《中线测设记录》中。
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2、缓和曲线的方程
o
回旋线起点切 线
式中： r —— 回旋线上某点的曲率半径 L —— 回旋线上某点到原点的曲线长 A—— 回旋线参数
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3、缓和曲线几何要素 缓和曲线起点位置：
l l p 3 24 R 2348 R
圆曲线内移植：
2 s
4 3
ls o 28 .6479 R
ls l q 2 2 240R
600
350
150
800
450
14
200
最小半径指标的应用
（1）公路线形设计时应根据沿线地形等情况， 尽量选用较大半径。在不得已情况下方可使用 极限最小半径； （2）当地形条件许可时，应尽量采用大于一般 最小半径的值； （3）有条件时，最好采用不设超高的最小半径。 （4）选用曲线半径时，应注意前后线形的协调， 不应突然采用小半径曲线； （5）长直线或线形较好路段，不能采用极限最 小半径。 （6）从地形条件好的区段进入地形条件较差区 段时，线形技术指标应逐渐过渡，防止突变。
1、直线 曲率为0的线形。 2、圆曲线 曲率为常数的线形。 3、缓和曲线 曲率为变数的线形。
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三、直线
1、直线的特点 ①路线短捷，缩短里程，行车方向明显； ②线形简单，易测设； ③长直线、行车安全性差； ④直线只能满足两个控制点的要求，难以与 地形及周围环境协调。
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二、直线的运用
宜采用直线线形的路段： （1）不受地形、地物限制的平坦地区或山 间的开阔谷地； （2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等 以直线条为主的地区； （3）长的桥梁、隧道等构造物路段； （4）路线交叉点及其前后； （5）双车道公路提供超车的路段。
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式中：V——计算行车速度，（km/h）； μ——横向力系数； ih——超高横坡度； i1——路面横坡度。
不设超高时 ：
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五、缓和曲线
指设置在直线与圆曲线之间或圆曲线与圆 曲线之间的曲率连续变化的曲线。 1、缓和曲线的作用 ①线形缓和。使线形圆滑，增加线形美观， 有良好视觉效果。 ②行车缓和。有利于驾驶员操作方向盘。 ③超高加宽缓和。
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3、曲线测设方法 切线支距法敷设曲线计算方法 ①用切线支距法敷设回旋线公式
3 7 3 7 l l l l y 2 6 33 6 A 336 A6 RL R L S 336 S

m

lm R
l——回旋线上任意点m至缓和曲线终点的弧长（m）
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②切线支距法敷设带有回旋线的圆曲线公式 x=q+Rsinm (m) y=p+R(1-cosm) (m) 式中： lm ——圆曲线上 任意点m至缓和 0 0 曲线终点的弧长 αm——lm所对 应的圆心角
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2．圆曲线的设计标准 《公路路线设计规范》中规定： ①各级公路不论转角大小均应设置圆 曲线。在选用圆曲线半径时应与计 算行车速度相适应，并尽可能选用 较大的圆曲线半径，以提高公路的 使用质量。
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②各级公路圆曲线的最小半径： a.极限最小半径 是路线设计中的极限值，在特殊困难条 件下不得以采用的，一般不轻易采用。 b.一般最小半径 是指能够满足旅客舒适感和工程量要求 时所采取的半径。 c.不设超高最小半径 是指即使在双向横坡的弯道上行驶也能 安全、经济、舒适的通过时所采用的半 径。
QZ = ZH + L/2
YH = HZ – Ls
HZ = ZH + L
l l x 1 4 1 22 40 A 40 RL S
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5
5
4、设计标准 《公路路线设计规范》中规定： 各级公路的缓和曲线长度应大于等表列值。 各级公路缓和曲线最小长度
公路 等级
高速公路
山 岭
一
二
三
四
平原 直 地形 微丘 丘
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3、圆曲线的设计
• 各级公路和城市道路不论转角大小均应 设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主 要组成部分。 • 路线平面线形中常用的单曲线、复曲线、 双交点或多交点曲线、虚交点曲线、回 头曲线等中一般均包含了圆曲线。 • 圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、 线形美观、易于测设等优点，使用十分 普遍。
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6、选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以 及汽车运行所产生的影响与污染等问题，具体 应注意以下几个方面： ①路线对自然景观与资源可能产生的影响； ②上地、拆迁房屋所带来的影响； ③路线对城镇布避、行政区划、农业耕作区、水 利排灌体系等现有设施造成分割而产生的影响； ④噪音对居民的影响； ⑤汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染及 影响； ⑥对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及 其对策实施的可能性。
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3 s
回旋线终点处半径方向与Y轴的夹角 ：
T (R P )tan q s 2

切线长 曲线长 外距
L ( z ) o 2 l s 0 s 180

E ( R P ) sec R 2

D 2 T L s s
超距
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4、主点里程桩号计算方法
以交点里程桩号 为起算点： ZH = JD – T HY = ZH + Ls