道路平面线形设计 -东南大学
道路平面线形设计标准是什么
道路平面线形设计标准是什么道路平面线形设计标准是指在道路设计中,根据道路功能要求以及交通安全、交通效率等因素,确定道路的线形设计参数。
道路线形设计标准是道路规划和设计中的重要部分,主要包括设计车速、设计几何断面、曲线半径、坡度等。
首先,道路的设计车速是确定道路几何形状和水平曲线半径等参数的基础。
设计车速是指车辆可以安全、顺畅地行驶在道路上的最高速度。
设计车速的选择应综合考虑道路功能、交通安全和经济因素等,通常分为快速道路、普通道路和低速道路等不同级别,每个级别都由相应的标准规定。
其次,设计几何断面是指道路在水平和垂直方向上的形状和尺寸。
水平几何断面的设计包括道路宽度、车道数量、分隔带宽度等参数的确定;垂直几何断面的设计包括路堤高度、坡度、路肩宽度等参数的确定。
设计几何断面的确定需要考虑道路的交通量、车辆类型、交通流组成等因素,以实现安全、顺畅、高效的交通。
曲线半径是指道路的水平曲线,在道路设计中起到引导车辆行驶和保证安全的作用。
曲线半径的选择与设计车速相关,设计车速高的道路需要较大的曲线半径,以确保车辆在曲线行驶时有足够的视距和横向空间来保证安全。
坡度是指道路在垂直方向上的变化率,用来描述道路的爬坡或下坡程度。
坡度的选择应考虑道路的水平曲线、纵坡曲线、视距要求以及排水等因素。
合理的坡度设计不仅可以提高道路的通行能力,还可以减少交通事故的发生。
除了以上几个参数外,道路平面线形设计还需要考虑其他因素,如道路标线、交通标志、路缘石、交叉口等,以实现道路的安全、流畅和便利。
同时,不同地区、不同类型的道路都有相应的线形设计标准,如城市快速路、高速公路、乡村道路等,每个标准都有具体的设计要求和限制条件。
总之,道路平面线形设计标准是道路规划和设计的重要参考依据,它通过合理确定设计车速、几何断面、曲线半径、坡度等参数,为道路的安全、流畅和高效提供技术支持。
道路线形设计标准的制定需要综合考虑道路交通状况、车辆类型、经济效益等因素,以满足人们对道路交通的需求。
道路平面设计之道路平面线形
2 h
l
y
=
l3 6R lh
−
l7 336 ⋅ R 3lh3
l ―回旋线上任一点到 曲线起点的曲线长度
R―主曲线半径 lh ―缓和曲线长度
坐标原点在ZH、HZ
(4)在圆曲线上任意点的坐标公式
ϕm
=
αm
+
β0
=
90
π
⋅ ( 2lm + lh R
)
x = q + R ⋅sin ϕm
y = ΔR + R(1− cosϕm )
三. 缓和曲线
2、缓和曲线的选择
(1)缓和曲线轨迹特点:由直线驶入圆曲线 转弯时,其轨迹上的任一点的曲率半径与其行 程l(自转弯开始点算起)成反比,此轨迹方程 为回旋曲线方程。因此我国《标准》规定缓和 曲线采用回旋曲线。
三. 缓和曲线
(2)缓和曲线的一般方程式:
ρ ⋅l = C
(2-26)
为了设计方便,使量纲一致,故令A2=C,则
一. 直 线
断背曲线:互相通视的同向曲线间若插以短直 线,容易产生把直线和两端的曲线看成为反向曲 线的错觉,当直线过短时甚至把两个曲线看成是 一个曲线,这种线形破坏了线形的连续性,且容 易造成驾驶操作的失误,通常称为断背曲线。
设计中应尽量避免。
一. 直 线
断背曲线
X 直线的计算
一. 直 线
不设超高最小半径(m) 5500 4000 2500 1500 600 350 150
二. 圆曲线
3、平曲线长度(curve radius)
(1)平曲线最小长度规定
① 从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及视觉要求来 看,应对平曲线长度加以限制。
第2章 道路平面线型规划设计
第2章城市道路平面线形规划设计2.1城市道路平面规划设计的内容和要求道路线形指道路路幅中心线(又称中线)的立体形状,道路中线在平面上的投影形状称为平面线形。
城市道路平面线形规划可划分为总体规划、详细规划两个阶段。
总体规划阶段的城市道路平面线形规划主要是根据城市主要交通联系方向确定城市主要道路中心线的走向,并进一步确定城市路网;详细规划阶段的城市道路平面线形规划设计一般在上一层次已经确定的城市道路网规划基础上进行,需要进一步详细确定用地范围内各级道路主要特征点的坐标,曲线要素等内容,便于进一步的道路方案设计。
在城市道路规划设计中,经常会碰到山体、丘陵、河流和需要保留的建筑,有时还因地质条件差而需要避开不宜建设的地方,所以无论城市道路还是公路不可避免要发生转折,就需要在平面上设置曲线,所以平面线形由直线和曲线组合而成。
如果城市道路转折角度不大,可把转折点设在交叉口,使道路线形呈折线状,这样可以减少道路上的弯道,便于道路施工和管线埋设,也有利于道路两侧建筑的布置。
如果转折点必须设置在路段上,则需要根据车辆运行要求设置成曲线,曲线又可分为曲率半径为常数的圆曲线和曲率半径为变数的缓和曲线。
城市道路平面线形规划设计的主要任务为:根据道路网规划确定的道路走向、道路之间的方位关系,以道路中线为准,考虑地形、地物、城市建设用地的影响,根据行车技术要求确定道路用地范围内的平面线形,以及组成这些线形的直线、曲线和它们之间的衔接关系;对于小半径曲线,还应当考虑行车视距、路段的加宽和道路超高设置要求等。
在学习本章时,尽管公式较多,但道路平面线形设计的一些常用参数,往往是可以通过查阅规范取得的,只有在旧城改造中用地条件苛刻的情况下,才需要计算道路线形要素。
所以,掌握查阅设计规范、理解计算公式的基本原理和适用条件,将是学习本章的关键。
2.2 道路弯道平曲线规划设计2.2.1 曲线要素构成及基本作用在城市道路规划设计中,一般采用圆弧曲线连接直线路段,为了使线形平顺,连接方式必须是切点相连,道路圆曲线一般通过曲线要素来描述。
道路平面线形设计
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道路平面线形设计摘要:本文主要研究道路平面线形设计的基本理论和方法,通过对平面线形三要素――直线、圆曲线以及缓和曲线的研究,完善道路设计的理论和技术,从而使车辆在道路上行驶更加安全、稳定和舒适。
关键字:道路平面线形;直线;圆曲线;缓和曲线1.选题背景和目的:道路线形是由直线圆曲线和缓和曲线连接而成的空间立体线形形状,也就是道路中心线的空间描绘。
线形设计不好,轻者乘客会感到不舒服,严重则影响车辆行驶的安全性,甚至造成交通事故。
究其原因,道路设计规范只对某些技术指标,如:平曲线半径、竖曲线半径、纵坡坡度、坡长等分别做了规定,而对这些指标之间的组合以及特殊性考虑甚少,如果设计人员不从行驶车辆的安全性上考虑,那么,设计出的道路就不会是一条好的道路。
因此研究道路线形三要素――直线、圆曲线以及缓和曲线如何组合显得尤为重要。
通过研究,完善道路设计的理论和技术,提高道路设计的质量和科学性,从而使车辆在道路上行驶更加安全、稳定和舒适。
2. 基本概念2.1公路平纵横的概念2.1.1平面图:反应路线在平面上的形状、位置、尺寸的图形。
2.1.2纵断面图:反应路线在纵断面上的形状、位置、尺寸的图形。
2.1.3横断面图:反映道路在横断面上的结构、形状、位置、尺寸的图形。
2.2直线:点在空间内沿相同或相反方向运动的轨迹。
2.3圆曲线:指的是道路平面走向改变方向或竖向改变坡度时所设置的连接两相邻直线段的圆弧形曲线。
2.4缓和曲线:指的是平面线形中,在直线与圆曲线,圆曲线与圆曲线之间设置的曲率连续变化的曲线。
2.5坡度:两点的高程差与其水平距离的百分比。
2.6横向力系数(μ):横向力与竖向力的比值。
2.7超高:为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横波。
2.8平面线形三要素----直线、圆曲线和缓和曲线统称为平面曲线三要素。
(插入图3-3)3.基本理论3.1直线直线具有路线便捷,测设简单,施工容易的特点,但??长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦,难以目测车间距离,从而产生尽快驶出直线的急燥情绪;??线线形大多难于与地形相协调。
道路平纵横设计
主要内容
道路平面线形概述 直线 圆曲线 缓和曲线 道路平面设计成果
道路平面线形概述
(一)路线 (二)汽车行驶轨迹 (三)道路平面线形要素
直线 圆曲线 缓和曲线 道路平面设计成果
(一) 路线
道路是一条三维空间的实体。它是由路基、路面、桥梁、涵洞、 隧道和沿线设施所组成的线形构造物。 路线:道路中线的空间位置。 路线在水平面上的投影称作路线的平面。
主要取决于横向力系数值的大小。现代汽车在设计制造时重心较
低,一般
b 2hg,即b/ 2hg 1。而h<0.5,即h < b/ 2hg
也就是汽车在平曲线上行驶时,在发生横向倾覆之前先产生横 向滑移现象,为此,在道路设计中应保证汽车不产生横向滑移,同 时也就保证了横向倾覆的稳定性。但必须控制装载过高。
F=Gv2/(gR)
式中:F为离心力 (N);R为平曲线半径 (m);v为汽 车行驶速度(m/s)。
为了减小离心力的 作用,保证汽车在平曲 线上稳定行驶,必须使 平曲线上路面做成外侧 高、内侧低呈单向横坡 的形式,称为横向超高。 如图2-11。汽车行驶在 具有超高的平曲线上时, 其车重的水平分力可以 抵消一部分离心力的作 用,其余部分由汽车轮 胎与路面之间的横向摩 阻力与之平衡。
=X/G=v2/(gR) ih
将车速v(m/s)化为V(km/h),则
=V2/(127R)ih
(2-1)
R 为平曲线半径(m); 为横向力系数;V为行车速度(km/h);
ih 为横向超高坡度。
横向倾覆条件分析
横向力可能使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆的危险。 为使汽车不产生倾覆,必须使倾覆力矩小于或等于稳定力矩。
XhgYb/2=(Fih+G) b/2
《道路工程》讲义第一篇第4章-道路线形设计(第1部分)
▪ 汽车从直线开始,行驶了时间t(s)后,行驶的距离为l
(m),当方向盘转动角度 时,前轮相应转动角度为。 则 = K
= K
➢式中 ——在t时间后方向盘转动
φ
的角度
因为 = t
▪ 所以,汽车前轮的转向角为
L0
L0
▪ = kωt (rad)
直线
曲线
曲线——圆曲线
曲线——缓和曲线
一、圆曲线
(一)圆曲线半径的计算公式 1.离心力
在圆曲线上行驶的汽车,可以看成是做圆周运动的物体, 会受到离心力的作用,如果处于双面横坡的外侧,汽车很有 可能因离心力的作用,沿圆曲线的切线方向滑出行车道。
圆心o
C G
C G
一、圆曲线
(一)圆曲线半径的计算公式 1.离心力
1.缓和曲线的概念
设缓和曲线的情况
缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或半径不同的两个圆 曲线之间的曲率半径逐渐变化的线形。
2.缓和曲线的作用
(1)缓和行车方向的突变,利用缓和曲线使曲率逐渐变化, 以适应汽车作转向行驶的轨迹。
(2)消除离心力的突变,缓和曲线使离心加速度逐渐变化
(由 0 变化到 v2 R)力,。不致产生较大的侧向冲击
道路工程
第4章 道路线形设计
§4-1 道路平面线形
目的要求
通过本次课的学习,应重点掌握:路线平面、圆 曲线最小半径的概念及圆曲线最小半径的选用、 缓和曲线的定义、作用及其长度、要素与主点桩 号计算。了解横向力系数μ值的意义及其使用范围。
• 重点:圆曲线三个最小半径的概念、圆曲线最 小半径的选用原则;圆曲线半径的表达式;缓 和曲线的定义、作用及其长度计算、要素与主
《道路平面线形 》课件
满足设计速度
根据道路等级和设计速 度要求,合理选择线形 要素,确保行车安全。
连续性与一致性
保持线形的连续与一致 ,提高行车方向感和驾
驶舒适度。
环保与景观协调
考虑环境保护和景观协 调,合理选择线形要素 ,减少对自然环境的破
坏。
02 道路平面线形要素
直线
直线是最简单的道路平面线形,具有 方向一致、距离短、效率高等优点。
提升道路景观
通过线形优化与周围景观相协 调,提升道路景观品质。
优化方法
现场勘查与数据收集
对道路沿线地形、地貌、交通流量等进行详 细勘查和数据收集。
计算机辅助设计
利用计算机辅助设计软件进行线形设计和模 拟。
数学建模与分析
建立道路平面线形数学模型,运用数学方法 进行优化分析。
多方案比选与综合评估
制定多个优化方案,进行综合评估,选择最 优方案。
加强环境保护措施
采取水土保持、生态修复等措施, 减少道路建设对环境的影响。
03
02
加强交通安全设施
设置交通标志、标线、安全护栏等 ,提高道路安全水平。
加强后期维护管理
定期巡查、保养和维护,确保道路 线形保持良好状态。
04
SketchUp
一款易于学习的三维建模软件,可以用于 道路设计的初步方案制定和可视化展示。
04 道路平面线形优化
优化目标
提高行车安全性
通过优化道路平面线形,降低 交通事故风险,确保行车安全
。
提高道路通行效率
合理设计道路平面线形,减少 拥堵,提高道路通行速度和效 率。
降低建设和维护成本
优化设计可降低道路建设和维 护成本,实现经济可持续发展 。
道路平面线形设计方法
浅谈道路平面线形设计方法摘要:道路平面设计是复杂而又系统的,随着城市化进程的加快发展以及机动化水平的提高,道路的交通构成发生了巨大变化,同时人们对精神生活的要求也越来越高,对道路也有了更高的人性化要求。
面对这些挑战,道路设计工作者们需要与时俱进不断思考,设计出更适合于行车曲线的平面线形。
关键词:平面线形设计直线型曲线型设计方法特点公路是自然界中的人工构造物,其位置确定不仅受地形、地质、生态等建设条件的影响,而且修建以后又反作用于自然,对自然的地形、生态等会造成或多或少的破坏,同时路线位置还会对运行安全产生长期深远的影响。
公路线形设计是公路设计的核心,最终决定了公路的空间位置和反馈于驾驶员的视觉形态。
线形质量的好坏,直接影响公路运营的安全、经济、舒适、快捷功能的发挥。
1 直线型设计1.1直线型设计原理及方法工程技术人员根据道路的等级、路线走向、控制条件和技术要求,首先在实地或图上采用一系列连续的导线来控制公路的走向和基本位置,然后在路线的转弯处,为适应行车和地形的要求,采用不同的曲线或曲线组合来完成导线折线处的合理过渡,从而形成整个路线的平面线形。
即所谓的直线型设计方法。
直线用以控制路线的走向和方位,在路线布置和设计过程中起主导作用。
直线型设计方法通常有纸上定线和实地定线两种。
在我国公路建设早期,由于技术和现实条件等原因,不可能采用高水平的线形指标。
因此,直线型设计得到了广泛的应用和推广。
为我国公路建设的发展起到了很大的推动作用。
1.2直线型设计的特点传统道路线形即为直线回旋线圆曲线的硬性组合。
简单的运用直线与大半径圆曲线相结合,没有与地形地物条件相协调。
以直线为主体、先定导线后定曲线,布线过程中导向线控制了路线走向,圆曲线、缓和曲线是直线的配角,线形单调,线形的均衡性和连续性较差。
随着科学技术的进步,传统的直线型设计方法已难以满足高等级公路平面线形设计的要求。
近年来,曲线型设计方法日益被人们接受、采用。
道路工程平面线型设计
道路工程平面线型设计在平面线型设计中,汽车形式轨迹的特性,道路平面线型的要素以及直线的特点与运用等等都是我们需要掌握的特点,如何设计出一条合理且优秀的线型,相信看完今天的内容大家都会有自己的答案。
一、道路平面线型概述一、路线道路:路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施构成的三维实体。
路线:是指道路中线的空间位置。
平面图:路线在水平面上的投影。
纵断面图:沿道路中线的竖向剖面图,再行展开。
横断面图:道路中线上任意一点的法向切面。
路线设计:确定路线空间位置和各部分几何尺寸。
分解成三步:路线平面设计:研究道路的基本走向及线形的过程。
路线纵断面设计:研究道路纵坡及坡长的过程。
路线横断面设计:研究路基断面形状与组成的过程。
二、汽车行驶轨迹与道路平面线形(一)汽车行驶轨迹行驶中汽车的轨迹的几何特征:(1)轨迹连续:连续和圆滑的,不出现错头和折转;(2)曲率连续:即轨迹上任一点不出现两个曲率的值。
(3)曲率变化连续:即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。
(二)平面线形要素行驶中汽车的导向轮与车身纵轴的关系:现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的,称为平面线形三要素。
二、直线一、直线的特点1.优点:①距离短,直捷,通视条件好。
②汽车行驶受力简单,方向明确,驾驶操作简易。
③便于测设。
2.缺点①线形难于与地形相协调②过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦,难以目测车间距离。
③易超速二. 最大直线长度问题:《标准》规定:直线的最大与最小长度应有所限制。
德国:20V(m)。
美国:3mile(4.38km)我国:暂无强制规定景观有变化≧20V;<3KM景观单调≦ 20V公路线形设计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。
采用长的直线应注意的问题:公路线形应与地形相适应,与景观相协调,直线的最大长度应有所限制,当采用长的直线线形时,为弥补景观单调的缺陷,应结合具体情况采取相应的技术措施。
城市道路平面线形设计
汽车在平面曲线路段上转弯时,受到的离心力主要随着车 速和道路弧度(转弯半径)的变化而变化,车开得越快,道路 弧度越大,受到的离心力越大。
离心力
向心力
第27页/共45页
减小离心力的措施
1、转弯处路段设计,要“外高内低”,有一点的倾斜度, 防止车辆转弯时向外侧滑,但倾斜度不能过大。
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在张家界天门山,被称为“通天大道”的盘山公路共计 99弯,似玉带环绕,弯弯紧连,层层叠起,依山籍壁,直冲 云霄,被称为“天下第一公路奇观”,对行车司机来说是个 很大的挑战。
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贵州六盘水“八大弯” 贵州六盘水“八大弯” 公路,被称为中国最具挑 战性的公路。不仅曲折环 绕,而且位于山上,高差 非常明显。
n 纵断面处:凸竖曲线
n
凹竖曲线(桥下视距)
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车辆在平曲线上转弯时,因为看不到前方的障碍物,所以转 弯路口都会设置反射凸透镜,让司机提前看到过来车辆。
第34页/共45页
一、停车视距
停车视距是指驾驶人员发现前方有障碍物后,采取制定措 施使汽车在障碍物前停下来所需要的最短距离。
停车视距构成:停车视距由三部分组成。反应距离、制动 距离和安全距离。
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城市道路平曲线设计
2、直线的设计
1.直线不能太长,否则容易引起驾驶员疲劳。直线最大长 度为设计车速的20倍。
2.相邻两个圆曲线之间的直线长度不能太短;
同向曲线间的最小直线长度(m)宜大于或等于设计车 速(km/h)数值的6倍;
反向曲线间的最小直线长度(m)宜大于或等于设计车 速(km/h)数值的2倍;
n ①加速行驶距离S1:
▪ ②超车汽车在对向车道上行驶的距离S2 :
道路勘测设计线形设计
(一)关于纵坡极限值的运用
设计时极限值不可轻易采用,应留有余地。 纵坡缓些为好,为了路面和边沟排水,最小纵 坡不应低于0.3%~0.5%;但在山区道路的设计 中,应避免过分追求平缓的纵坡,使工程量和工程 投资增大,影响区域自然环境。 纵坡也不宜过陡,应避免为节省工程量,采用 较长的陡坡或采用不合理的陡坡与缓坡组合而影响 行车安全。 纵坡值的确定应从三方面分析: (1)工程和环境 (2)道路通行能力 (3)车辆行驶速度
(三)隧道对路线纵断面的控制
1、隧道部分路线的纵坡:隧道内纵坡不应大 于3%,但短于100m的隧道不受此限;最小纵坡 不宜小于0.3%。隧道内纵坡可设置成单向坡,地 下水发育、特长和长隧道可用人字坡。紧接隧道 洞口的路线纵坡应与隧道内纵坡相同,其长度不 宜小于3s行程。
(四)平面交叉对路线纵断面的控制
制处方可采用凸型。
5、 复合型
将两个以上的同向回旋线在曲率相等处相互连接 的线形。
要求:复合型的相邻两个回旋线参数之比以小于 1:1.5为宜。
适用条件:除互通式立体交叉线形外,复合型仅在 受地形或其它特殊原因限制时使用。
6、 C型
两同向回旋线在曲率为零处径相连接(即连接处曲 率为0,半径为∞)的组合线形。
总要求:对设计速度V≥60km/h的道路,必须
重视平、纵的合理组合,尽量做到线形连续,指标 均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。设计速度 愈高,线形设计考虑的因素应愈周全。对设计速度 V≤40km/h的道路,应在保证行车安全的前提下,正 确运用线形要素指标,在条件允许时力求做到各种 线形要素的合理组合,并尽量避免和减轻不利的组 合。
第2章 道路平面设计_线形
(三)圆曲线半径的确定
④应同前后线形要素相协调,使之构成连续、均衡的曲 线线形;
⑤应同纵面线形相配合,应避免小半径曲线与陡坡相重 叠;
⑥每个弯道半径值的确定,应根据实地的地形、地物、 地质、人工构造物及其它条件的要求,用外距、切线长、 曲线长、曲线上任意点线位、合成纵坡等控制条件反算, 并结合标准综合确定。
的。
(二)设计标准
1.缓和曲线最小长度
(五)圆曲线里程桩的详细设置
(3) 坐标法 。
四 、 缓 和 曲 线
(一) 概述
1.缓和曲线的线形特征 缓和曲线是指在直线与圆曲线之间或者半
径相差较大的两个转向相同圆曲线之间设置 的一种曲率连续变化的曲线。从满足行车要 求来看,缓和曲线具有如下线形特征: 1) 符合行车轨迹 2)线形内部协调、美观 3) 外部协调、经济 4) 测设复杂 5)缓和曲线具有相似性
第二节 道路平面线形
一、路线平面线形的基本概念
二、直线 三、圆曲线 四、缓和曲线
一、路线平面线形的基本概念
1、路线 路线是指道路的中线(弯道上不考虑加宽的影响)
2、路线的平面 道路中线在水平面的投影
3、路线的纵断面 用一个曲面,沿着中线纵向剖切,再展开成的平面
4、道路的横断面 中线各点的法向剖切面
100
80
60
40
30
20
µ 0.05
0.05
0.06
0.06
0.06
0.05
0.05
i 0.06
0.06
0.07
0.08
0.07
0.06
0.06
2)圆曲线最大半径
《公路路线设计规范》规定,圆曲线最大半径
以不超过10000m为宜。
城市道路平面线形规划设计1
40
35
25
20
平曲线最小长度(m)
140
100
85
70
50
40
第二节 平曲线规划设计
2、小半径弯道路面的超高与加宽
超高设置
如果因为地形、地物的原因,道路实际允许的最大转弯 半径小于上述不设超高的圆曲线的最小半径时,车辆在 弯道外侧行驶就要减速,否则就会产生过大的横向力。 为了减少横向力,就需要把弯道外侧横坡做成与内侧同 向的单向横坡,这就称为超高横坡度 i超(%)。
V ——计算行车速度(km/h);
R ——平曲线半径(m)。
第二节 平曲线规划设计
把作用在汽车上(通过重心)的汽车重力和水平方向的
离心力沿垂直于路面方向和平行于路面方向进行分解,
可以把离心力所提供的、指向运动轨迹外侧的水平力称
为横向力。则横向力为:Y C cos G sin
由于 很小,故 sin tg i0 ,cos 1.0 。
第二节 平曲线规划设计
超高缓和段长度的计算随 超高横坡过渡方式之不同 而异,通常超高横坡有下 述两种过渡方法:
一、绕内边缘旋转 先将外侧车道绕路中线旋
转,当达到与内侧车道同 样的单向横坡后,整个断 面绕未加宽前的内侧车道 边缘旋转,直至超高横坡 值。在纵断面设计时,应 注意中心线标高设计应符 合超高横坡过渡的要求。 此时,超高缓和段长度可 按下列公式计算:
计算行车速度(km/h)
80
60
50
40
30
20
超高渐变率
1/150 1/125 1/115 1/100
1/75
1/50
二、绕中线旋转 先将外侧车道绕中线旋转,当达到与内侧车道构成单向横 坡时,整个断面一同绕路中线旋转,直至达到超高横坡值。 一般多用于旧路改建工程。 超高缓和段 l超 计算公式如下:
道路平面设计线形PPT课件
6 精品课件
二、直线
➢ (一)直线的特点: 1、优点 (1)两点之间以直线为最短,一般在定线时,只要地势平
坦,无大的地物障碍,定线人员都首先考虑使用直线 通过,
1.571D
7 精品课件
二、直线
➢ (一)直线的特点: 1、优点 (2)笔直的道路给人以短捷、直达的良好印象,
无视距障碍
8 精品课件
2 精品课件
5、平面线形要素
3 精品课件
4 精品课件
5 精品课件
5、平面线形要素
行驶中的汽车其导向轮旋转面与车身纵轴之间 有三种关系,即: 角度为零——曲率为零的线形:直线 角度为常数——曲率为常数的线形:圆曲线 角度为变数——曲率为变数的线形:缓和曲线
道路平面线形正是由上述三种线形,即直线、 圆曲线和缓和曲线构成,称之为“平面线
2、圆曲线的缺点: ①.路线较直线长 ②.行车受力复杂 ③.视距受阻 ④.驾驶劳动强度大 ⑤.测设、施工等工作量大、计算复杂
16 精品课件
(二)设计标准 1、圆曲线半径
X G
V2 127R
ih
(1)车的横向倾覆稳定性 (2)行车的滑动稳定性 (3)乘客舒适性 (4)运营经济性
精品课件
Y
X
17
1)圆曲线最小半径
0.15
0.16
i
8%
8%
8%
8%
8%
8%
8%
一般最小半径μ、I 的取值表
设计车速 120
100
80
60
40
30
20
µ 0.05
0.05
0.06
0.06
0.06
0.05
0.05
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51
52
不设缓和曲线感觉路线扭曲
设置缓和曲线后变得平顺美观
53
三、缓和曲线的表达式
1、汽车行驶的轨迹方程
rl Байду номын сангаас C
54
2、缓和曲线的基本表达式
rl A
2
55
3、回旋线的直角坐标方程
x l l
2
l
3 2
40 r
4
l
5 4
3456 r
3
6 5
y
l
6r
336 r
2) 若JD1处缓和曲线长取100m,试计算此平曲线要素及五个主点桩号
解:(1)JD1处弯道的半径
R
V 127
2
i
60 127
2
0 . 05
5%
283 . 46 m
69
(2)转角的计算:
起点-JD1的象限角
1 arctg
DY DX arctg 91250 40433 . 097 91066 . 528 40961 . 103 . 914
ls
B i P
R 9
ls R
59
回旋线最小长度
设计速 120 度(km/h) 100 80 60 40 30 20
最 小 100 长 度(m)
85
70
60
40
30
20
60
五、带缓和曲线的平曲线要素的 计算
61
1、带缓和曲线的平曲线要素的计算
•
62
2、五个主点里程桩号的计算
五个主点:ZH点、HY点、QZ点、YH点、HZ点 ZH=JD-T HY=ZH+ls QZ=ZH+L/2 HZ=HY+(L- ls) YH=HZ- ls 校核 JD=QZ+J/2
58
四、缓和曲线最小长度的计算
1、根据离心加速度的变化率计算
V
3 s
S 0 .5 ~ 0 .6 m / s
47 R l s
l s 0 . 0214
3
V
3
R s
0 . 036
V
3
R
2、根据司机操作反应时间计算
ls 3 v
V 1 .2
3、根据超高允许的变化率计算 4、根据视觉条件
65
转角的确定:
i Ai Ai 1
转角为”+”是右偏;转角为”-”是左偏
66
交点桩号的计算:
JD1
JD3
JD0
JD2
67
4、 逐桩坐标的计算:
68
1、某二级公路,设计速度为60km/h,起点的坐标为(40961.914, 91066.103),JD1、JD2的坐标分别为(40433.528,91250.097)、 (40547.416,91810.392),如JD1处的横向力系数采用0.05,超高横坡 度取5%。 1)试求JD1处弯道的半径
80 900
60 500
40 250
30 130
临界曲线半 径(m)
75
例、某二级公路,设计速度为80km/h 现有两同向交点JD1、JD2,间距为 800米, JD1处的转角α1为18°, JD2 处的转角α2为24°,当JD1处的半径取 2000米时, JD2处的半径可取多大?
63
3、路线转角及交点桩号计算
象限角θ的计算:设起点坐标为JD0,第i个交点的坐
标为JDi 坐标增量:
DX X i X DY Y i Y i 1 交点间距 s
i 1
DX
2
DY
2
象限角 arctan
DY DX
64
计算方位角的计算:
象限 坐标增量 DX DY + + 一 + 二 三 + 四 方位角 A=θ A=180- θ A=180+ θ A=360- θ
30
结论: µ 值应小于0.1,最大不超过0.15
31
关于横坡度i
路拱横坡: 超高横坡:
32
1、一般最小半径
R V
2
127 ( i )
33
公路一般最小半径μ及i的取值
设计 速度
120 0.05
100 0.05 0.06
80 0.06 0.07
60 0.06 0.08
40 0.06 0.07
150
7500
5250
3350
1900
800
450
200
72
(二)、半径不同的同向圆曲线之间,符 合下列条件之一时,可省略缓和曲线
1 小圆半径大于不设超高的圆曲线半径时。
2 小圆半径大于临界半径,且符合下列条件之一时:
(1)小圆曲线按规定设置相当于最小回旋线长的回旋线时, 其大圆与小圆的内移值之差不超过0.10m。 (2)设计速度≥80km/h时,大圆半径(R1)与小圆半径(R2) 之比 小于1.5 ; 设计速度<80km/h时,大圆半径(R1)与小圆半径(R2)之比 小于2 。
(3)长直线上纵坡不宜过大
(4)长直线与大半径凹型竖曲线组合 为宜
(5)道路两侧地形过于空旷时的处理
20
21
第三节
圆曲线
一、圆曲线的线形特征
1、曲线上任一点曲率半径R为常数 2、受离心力的作用 3、汽车在曲线上行驶多占用宽度 4、视距条件差 5、大半径的圆曲线线形美观、顺适、 行车舒适,是公路上常采用的线形
A 2 2 =78°30´37"
JD1处的转角
A 2 A1
=-82°17´26" 左偏
70
(3)平曲线要素的计算: β=10°6´24" q=49.95 T=298.91 L=507.12 J=90.7 (4)五个主点桩号的计算: JD桩号=K0+559.50 ZH点桩号=K0+260.59 HY点桩号=K0+360.59 QZ点桩号=K1+514.15 HZ点桩号=K0+767.71 YH点桩号=K0+667.71 校核 QZ+J/2=K0+559.50=JD
第三章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
道路平面线形设计
概述 直线 圆曲线 缓和曲线 平面线形设计 道路平面设计成果
1
第一节
概述
一、路线平面的基本概念
2
3
二、汽车行驶轨迹
(1)这个轨迹是连续的和圆滑的,即在任
何一点上不出现错头和破折。
(2)其曲率是连续的,即轨迹上任一点不
出现两个曲率的值。
44
6、对于每一个弯道半径值的选定,有 时要根据地形、地物条件用外距、 切线长反算
7、小转角的弯道应尽量避免,不得已 要按曲线长反算半径
45
四、圆曲线要素的计算
T E α T
T R tan E R sec L R
2
2
R
180
46
第四节
缓和曲线
47
一、汽车行驶的轨迹特点
60 600
30 350
15 150
7500
5250
3350
1900
800
450
35
200
2、极限最小半径
V
2
R
127 ( i )
公式中µ =0.10~0.16
i=8%
36
3、不设超高的最小半径
V
2
R
127 ( i )
i=1.5%
公式中µ =0.035
37
4、圆曲线的最大半径
38
(二)、圆曲线的长度
1 限制理由:
2 平曲线最小长度要求: 3 小偏角的平曲线长度:
39
平曲线长度
120
设计速度 (km/h) 一 般 值
100
80
60
40
30
20
600 200
500 170
400 140
300 100
200 70
150 50
100 40
极 限 值
40
•
公路转角等于或小于7°时的平曲线长度
30 0.05 0.06
20 0.05 0.06
34
μ i
0.06
圆曲线最小半径
设计速度
一般值
120
1000
100
700
80
400
60
200
40
100
30
65
20
30
极限值
不设 路 超高 拱 最小 ≦2 半径 .0 % 路 拱 >2. 0
650 5500
400 4000
250 2500
125 1500
1、在地形、地物允许的条件下,应尽量 选用较大的半径 2、一般情况下采用极限最小半径的4~8倍 或超高为2%~4%的圆曲 线半径
42
3、当地形条件受到限制,应尽量采用 大于或接近于一般最小半径的半径。 4、在特殊困难地段,经技术论证,方 可采用极限最小半径
43
5、选择半径时应结合前后线形综合考 虑,以形成连续的线形,并要考虑 平曲线与纵坡的关系,不使小半径 曲线与大纵坡重合。
(3)其曲率的变化率是连续的,即轨迹上 任一点不出现两个曲率变化率的值。
4
5
6
同时满足第(l)、(2)条的路线如图。
7
8
三、平面线形要素
直线 圆曲线 缓和曲线