道路勘测设计第二章精品PPT课件
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道路勘测设计 第二章道路平面设计3
R
0
]
y P R {1 cos[( LP LS 2) 180 R]}
基本形单曲线回旋线要素计算
（二）设置缓和曲线的圆曲线：基本型单曲线 3、加密桩点坐标计算： （1）缓和曲线段内坐标计算： 切线支距法：
LP x LP 2 40 R 2 LS
L y P 6 RLS
2.4 道路平面设计方法
三、平面设计一般规定与基本步骤
道路平面布置设计的步骤：
（1）根据道路的技术等级，根据《标准》JTG B01-2003和《规范》 JTG D20-2006查出设计速度、最小半径、缓和曲线最小长度、直线 段的最大最小长度等主要技术标准的规定值
（2）根据地形、地物条件确定控制因素
（三）复曲线设计：
3、卵形复曲线：
实际工程中，应尽量避免采用这种曲线
（三）复曲线设计：
3、卵形复曲线：
①复中设置缓和曲线的特点： 缓和曲线段两端点的 曲率半径分别与相应 圆的圆曲线半径一致
曲线定位桩点计算
FZ
较小半径圆曲线相对 于大半径圆曲线内移 一段距离
即复曲线中间缓和曲 线段被原公切点中分 缓和曲线段中点(FZ 点)通过内移距离(内 移值之差PF)的中心
Eh B
切线支距法： x q R sin
Lh
y P R (1 cos )
LP LS 180 [
LS 90 LS 0 (弧度) (度) 2R R
θ
LP LS / 2180
R
x q R sin[( LP LS 2) 180 R]
Eh ( R P) sec R(m) 2
Lh ( 2 0 )
道路勘测设计课件第2章
同理可得汽车左轮上所受的法向反力
Zr Ga B B cos Ga hg sin Pjy sin Pjy hg cos 2 2 B
L
b Pjycos
Lf
Cs
Mjz Yf
Gasin 图2-3汽车曲线行驶的侧向力和反作用力
图2-3所示为汽车在有横坡的公路上作曲线行驶时的受力 情况（俯视图），图中除侧向力及惯性矩MJZ外，其它作 用力及反作用力均未绘出。
图2-2所示为汽车在有横坡的道路上作曲线行驶的受力情况。图中汽车 的重力 G 和惯性力 P 作用在汽车的重心 Cg上，由于横坡的存在，此 时作用在汽车上的侧向力除力 p cos 外，尚有汽车重力平行于路面的 分力 G sin 。
a
jy
yj
a
如对汽车左边车轮与公路接触面中点的连线取矩，则可得
Ga B cos 2
•
• ①保证汽车在路上行驶的稳定性，即保证安全行车，不发生翻车、倒溜或 侧滑。因此需要在研究汽车行驶过程中的力系的平衡条件、分布情况和行 车稳定性等的基础上，合理设置纵、横坡度和弯公以及提高车轮与路面间 附着力。 • ②尽可能提高车速。评价运输效率的指标是汽车运输生产率和运输成本， 平均技术速度是主要影响因素之一。为了提高车速，就需要充分发挥汽车 行驶的动力性能，因此在公路设计时必须严格控制曲线半径、最大纵坡及 坡长，合理设置超高和缓和曲线，并尽可能地采取大半径曲线及平缓的纵 坡。 • ③保证公路上的行车畅通。为保证公路上行车不受阻碍或受尽量小阻碍， 公路线形设计需要保证平面上有足够的视距，纵断面上应正确设计竖曲线， 横断面上应有足够的通行宽度。此外，还应尽可能地减少平面交叉以及采 取增加交通安全和防止公害等措施。 • ④尽量满足行车舒适。线形设计时，需要正确地组合平面线形和纵面线形， 以增进驾驶者和乘客在视觉上和心理上的舒适感，采用符合视觉舒顺要求 的曲线半径，注意线形与景观的协调、沿线的植树绿化等。
道路勘测设计二PPT课件
.
53
6.2最大横向力系数
3）增加燃料消耗和轮胎磨损 μ使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加
横向力 系数μ
0 0.05 0.10 0.15 0.20
燃料消耗 （%）
100 105 110 115 120
轮胎磨损 （%）
100 160 220 300 390
.
n 横向力系数 为 μ＝0.2时，其 燃料消耗 与轮 胎磨损 分别比 μ＝0时多20 ％和近3倍
.
45
5汽车行驶时的横向稳定性
5.2曲线上汽车的受力分析
引入横向力系数μ，作为衡量稳定性程度的指 标，其意义为单位车重的横向力，即
X G
gv2Rih
用V（km/h）表达上述公式，则：
V2 12.7R
ih
46
5汽车行驶时的横向稳定性
.
47
6 圆曲线
各级公路和城市道路不论转角大小均应设置圆 曲线
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
采用的措施 纵坡不应过大，一般应小于3%
同大半径凹型竖曲线结合为宜
两侧地形过于空旷时，宜采取栽植不同树种或 设置一定建筑物等措施
长直线或长下坡尽头的平曲线，应对路面超高、
停 车视距等进行检验，必要时须采用设置标
志、增加路面抗滑. 能力等安全措施
22
4.4 直线的最小长度
定义 相邻两曲线之间应有一定长度的直线，这 个直线是指前一曲线的终点（HZ或YZ）到 后一曲线的起点（ZH或ZY）之间的长度
型
沙
漠
公
路
.
36
香 榭 丽 舍 与 凯 旋 门
.
37
德 国 柏 林
大学课程《道路勘测设计》PPT教学课件：2.1-2.2公路平面线形
。
2.2 直线 2.2.1 直线的特点
2. 直线路线的运用
不受地形、地物限制的平坦地区、沙漠地 区、山间开阔谷地；
市镇及其近郊或方正的耕作区等规划以直 线条为主体的地区；
高路堤、长大桥梁、隧道等路段； 路线交叉点及其前后、收费站前后； 双车道公路提供超车的路段。
2.2 直线 2.2.1 直线的特点
（1）角度为零：汽车行驶轨迹线 为直线；
（2）角度为常数：圆曲线； （3）角度为变数：缓和曲线。
与上述三种状态对应的行驶轨迹线 为：
➢ 1、曲率为零的线形：直线 ➢ 2、曲率为常数的线形：圆曲线 ➢ 3、曲率为变数的线形：缓和曲
线
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。
2.2 直线 2.2.1 直线的特点
技能目标：
1. 能对公路进行超高和加宽平面设计及 计算； 2. 能对路线中桩坐标进行计算； 3. 能对公路进行平面线形设计，并整理 成相应图表。
2.1公路平面线形
2.2直线
2
目
2.3圆曲线
录
2.4缓和曲线 2.5曲线超高与加宽
2.6路线中桩坐标计算
2.7行车视距
2.1 公路平面线形 2.1.1 公路路线基本概念
1. 直线特点： ➢优点： • 1.短捷、直达、有美感； • 2.汽车行驶受力简单，方向明确，操作容易； • 3.易定线，方便测定方向和距离； • 4.提供较好的超车条件。 ➢缺点： • 1.过长直线不灵活，难与地形环境相协调； • 2.直线长度运用不当，易破坏线形的连续性； • 3.过长直线易使人感到单调疲劳，难以目测车间距离
公路勘测设计
学习目录
1. 绪论 2. 公路平面设计 3. 公路纵断面设计 4. 公路横断面设计 5. 公路选线
2.2 直线 2.2.1 直线的特点
2. 直线路线的运用
不受地形、地物限制的平坦地区、沙漠地 区、山间开阔谷地；
市镇及其近郊或方正的耕作区等规划以直 线条为主体的地区；
高路堤、长大桥梁、隧道等路段； 路线交叉点及其前后、收费站前后； 双车道公路提供超车的路段。
2.2 直线 2.2.1 直线的特点
（1）角度为零：汽车行驶轨迹线 为直线；
（2）角度为常数：圆曲线； （3）角度为变数：缓和曲线。
与上述三种状态对应的行驶轨迹线 为：
➢ 1、曲率为零的线形：直线 ➢ 2、曲率为常数的线形：圆曲线 ➢ 3、曲率为变数的线形：缓和曲
线
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。
2.2 直线 2.2.1 直线的特点
技能目标：
1. 能对公路进行超高和加宽平面设计及 计算； 2. 能对路线中桩坐标进行计算； 3. 能对公路进行平面线形设计，并整理 成相应图表。
2.1公路平面线形
2.2直线
2
目
2.3圆曲线
录
2.4缓和曲线 2.5曲线超高与加宽
2.6路线中桩坐标计算
2.7行车视距
2.1 公路平面线形 2.1.1 公路路线基本概念
1. 直线特点： ➢优点： • 1.短捷、直达、有美感； • 2.汽车行驶受力简单，方向明确，操作容易； • 3.易定线，方便测定方向和距离； • 4.提供较好的超车条件。 ➢缺点： • 1.过长直线不灵活，难与地形环境相协调； • 2.直线长度运用不当，易破坏线形的连续性； • 3.过长直线易使人感到单调疲劳，难以目测车间距离
公路勘测设计
学习目录
1. 绪论 2. 公路平面设计 3. 公路纵断面设计 4. 公路横断面设计 5. 公路选线
《道路勘测设计》PPT课件 (2)
（4 ）竖曲线上任意点设计标高的计算
1）计算切线高程
H1=H0-(T-x) · i 式中H0 ---变坡点标高（m）；
H1 ---计算点切线高程（m） ； i---纵坡度
2）计算设计标高
H=H1+y 式中H---设计标高（m） ；
+---当为凹形竖曲线时取“+”，当为凸形竖曲线时 取“-”。
整理ppt
（2）最小纵坡 为了保证挖方地段、设置边沟的低填方地段和横向排水
不畅地段的纵向排水，防止积水渗入路基而影响其稳 定，规定各级公路的长路堑路段、以及其他横向排水 不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡.当必须设计 水平坡(0%)或小于0.3%的纵坡时，边沟排水设计应与 纵坡设计一起综合考虑，在城市道路中一般可采用设 置锯齿形偏沟或采取其他排水措施来处理。
地质、水文等因素，考虑路基稳定、排水及工程量等
的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲
线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行综合设
计
整理ppt
1
4.1 概 述
④目的： 设计出纵坡合理、线型平顺圆滑的理想线形，以达到行
车安全、快速、舒适、工程费较省、运营费用较少的 目的。 设计纵坡的基础知识。第一，对路基设计标高的规定。 对于新建公路，高速公路和一级公路采用中央分隔带 外缘标高，二、三、四级公路采用路基边缘标高，在 设置超高和加宽路段则是指在设置超高加宽之前该处 标高；对于改建公路，一般按新建公路的规定办理， 也可以采用中央分隔带中线或行车道中线标高。
ip=H/L 式中 ip---平均纵坡；
L---路线长度（m）；
H---路线长度L两端的高差（ m ） 。
整理ppt
7
4.2 纵 坡 设 计
道路勘测设计平面设计三版PPT课件
36
二、圆曲线半径
（一）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：
X Fcα o G s α sin
Y
X
X F Gi h
Gv gR
2
Gi
h
G(
v2 gR
ih )
V2 127R
ih
.
37
当设超高时 ：
R V2
127( ih )
式中：V——计算行车速度，（km/h）；
μ——横向力系数；
.
25
由于路面横向倾角α一般很小，则
sinα≈tgα=ih ， cosα≈1 ， 其 中 ih 称 为 横 向 超 高
坡度，
XFGhiG g2 R vGhiG(gv2R ih)
采用横向力系数来衡量稳定性程度，其意义为单位车 重的横向力，即
X G
v2 gR
ih
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V2 127R
ih
u越大，行车越. 不稳定
保证横向稳定性的条件：
μ h
或
R V2
127h(ih)
.
33
侧翻示例
.
34
第四节 圆曲线
道路不论转角大小均应设平曲线来实现路线方向的改变
一、圆曲线的特点
①圆曲线半径R＝常数，曲率1/R=常数，易测设计算。
②对地形、地物、环境的适应能力强。
③多占用车道宽。
④视距条件差（R小时）－路堑遮挡
.
35
.
▪ 当方向盘转动角度为时，前轮相应转动角度为， 它们之间的关系为： =k ；
▪其中，是在t时间后方向
φ
盘转动的角度， =t ；
▪ 汽车前轮的转向角为
第二章道路勘测设计的主要依据及工作内容 ppt课件
2020/12/27
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3）、汽车的平衡方程式和行驶条件
a）、汽车的行驶阻力
汽车在道路上行驶时须克服各种阻力，如滚动阻力、空气阻力、 坡度阻力、弯道阻力和惯性阻力等。这些阻力一方面与道路的 特性有关，如路面平整程度、坡度、弯道曲率半径等，另一方 面则随车辆的运行特性而变，如车辆总重、行驶速度、速度变 化速率、车身迎风面积和外廓线形等。
（2）、汽车的横向稳定性（曲线上）
滑移：
V2
R 127h ih
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4）、汽车的行驶稳定性和制动性能
（2）、汽车的横向稳定性（曲线上） 稳定性保证：
发生横向倾覆前，先发生滑移。
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4）、汽车的行驶稳定性和制动性能
（3）、汽车的纵横组合稳定性
上坡速度降低，耗费增加，而下坡 存在合成坡度，比较危险。
RR wR RR I
式中，Rm为车辆总行驶阻力，kg。在车辆下坡或减速行驶 时，式中的坡度阻力或惯性阻力为负值。
由上述各项阻力的关系式可以看出，除空气阻力外，其它
各项阻力均与车辆的总质量成正比；而除了坡度阻力和惯性
阻力外，其它各项阻力还与车辆的行驶速度或速度平方成正
比。
车辆总质量和行驶速度是影响行驶阻力大小的两项最主要
车辆重量大小，主要影响到对道路和桥梁的结构承载能力的要求 。重量特性主要由车辆总重和轴重以及轴型和轮型表征。车辆总 重或轴重越大，对道路和桥梁结构承载能力的要求越高，同时， 在使用过程中对道路和桥梁的损坏越严重，因而，所建工程的造 价（投资）和工程的运营（维护）费用便越高。为了兼顾道路建 设和运营部门及道路使用者双方的利益和便利，对道路上行驶车 辆的总重和轴重的最高值进行定量限制。
2第二章道路勘测设计
第六节
平面设计成果
一、直线曲线转角表 通过测角、量中线、配半径后的成果，反映设计者对 平面线形的布置意图，绘制平面图的依据。 内容： 1、交点号： JD12 2、交点桩号： K3+254 3、偏角值：α左=32°34′58″；α右=27°56′13″
4、曲线要素： 曲线半径 R ； 缓和曲线参数A2=R×LS； 缓和曲线长度LS (由计算或查表取得)；
α
hc
iF
Lc
B
ic i hc
（三）超高的构成
1、绕内边缘转（新建路）
2、绕中轴转（改建路）
二、弯道加宽(P36)
因弯道行驶时占路宽比直线宽，因此在弯道部分路基应加宽。 （一）加宽值计算 单车道：e=R- R 2 L2 R—平曲线半径 L—前保险杠到后轴的距离 R2-L2= R2+e2-2Re 由于2Re>> e2，因此略去e2 得e= L2/2R 考虑汽车的摆动幅度，在弯道上加宽。
（二）超高缓和段
1、边轴旋转法 超高缓和段LC=BiC/iF iC=tgα=hC/B ic——超高横坡度 i——路拱坡度 2、中轴旋转法 iF= hC/LC ，LC= hC/iF 因 hC=Bi/2+ BiC/2 得：LC=（B/2）×（iC+i）/iF iF 平区—1%；重区—2% 超高渐变率(P33) 边转与中转相比：LC边>LC中 LC采用5的倍数，不小于10M
（3）错车视距SZ （4）超车视距Sq （5）避让障碍视距S
二、视距标准
1、停车视距：
L1 Ss L0
S停=L1+SS+L0=Vt/3.6+V2K/254(Φ+i)+L0 V—Km/h t—S K—制动器使用系数1.2-1.4 Φ—纵向附着系数 i—纵坡度 上坡“+”下坡“-” V 120 Φ 0.29 计算完取整 平 110 100 0.31 80 60 50 0.31 0.33 0.35 二 重 40 平 75 三 重 30 平 40 40 0.38 30 0.44 四 重 20 20 0.44
平面设计 道路勘测设计2(共9张PPT)
▪由《规范》表7.5.3（5.4.6）查得：
iib 0.06
▪由《规范》表7.5.4（5.4.7）查得：p=1/150
LsminBpi
90.0681 1/150
（4）按视觉条件计算
R 420 Lsmin9 9 46.67
▪ LS = R = 420 ▪ 综合以上各项得：Lsmin ， ▪ 最终取5的整倍数得到70m。
（2）
的最小半径”时；
，当小圆半径大于或等于“不设超高
（3）小圆半径大于表中所列半径，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。
②设计速度≥80km/h时，大圆半径（R1）与小圆半径(R2)之比小于。 ③设计速度<80km/h时，大圆半径（R1）与小圆半径(R2)之比小于 2。
smin
1.2 1.2 10，则不设缓和曲线的临界半径为：
▪（3）按超高渐变率计算 10，则不设缓和曲线的临界半径为：
Δi——超高坡度与路拱坡度代数差（%）； 如按3s行程计算缓和曲线长度时，若取p=0.
《规范▪》由规《定可标不设准缓和》曲线表的情3况.0：.2（5.2.1）可得：B=2×3.75=7.50m；
回旋线参数表达式： A2 = R·Ls
根据经验, 当R在100m 左右时, 通常取 A=R；如果R小于100m, 则选择 A等于R或大于R。反之, 在圆曲线较大时, 可选择A在R/3左右, 如R超过 了 3000m, A可以小于R/3。
R2 A2 R2 9
R 9 LS R
回旋线过长β大于29°时，圆曲线与回旋线不能很好协调。 适宜的缓和曲线角是β0=3°～29°。
《城规》制定了城市道路的最小缓和曲线长度，如表3-7。
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③曲率变化是连续的，任一点不出现两个 曲率变化率值。
平面线形设计常用线形类型：
1、直线 2、圆曲线 3、缓和曲线 4、高次曲线
任意两种曲线相连但不相切，如下：
直线－圆－直线 （相切）:
不满足第二、三 条性质，但满足第一 条要求，满足了车辆 的直行和转向要求， 可作为低等级山区道 路采用。
直－缓－圆－缓－直:
一般认为：直线的最大长度在城镇附近或 其他景色有变化的地点大于20V是可以接受的； 在景色单调的地点最好控制在20V以内；而在 特殊的地理条件下应特殊处理。
▪ 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。当直线长度大于1km时，Fra bibliotek采用下列技术措
在直线纵坡路段，易错误估计车间距离、行车速 度及上坡坡度。
夜间行车对向车容易产生眩光。 易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速 行驶。
二、直线的最大长度和最小长度
1．直线的最大长度
我国《标准》和《规范》对直线的最大长度没有具 体的规定，但原则规定直线的最大长度应有所限制， 尽量避免长直线。
最大长度主要应根据驾驶员的视觉反应及心理上的 承受能力来确定。
（2）反向曲线间直线的最小长度
反向曲线：两个转向相反的相邻曲线之间 连以直线所形成的平面线形。
对反向曲线间直线最小长度的规定，主要 考虑到其超高和加宽缓和的需要，以及驾驶 人员操作的方便。 注意：反向曲线指的是反向圆曲线。
《规范》规定： 当设计速度≥60km/h时，反向曲线间直线最小
长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计） 的2倍为宜。
当设计速度≤40km/h时，可参照上述规定执行。 当直线两端设置有缓和曲线时，也可以直接相连， 构成S型曲线。
l 2V
三、直线的运用
路线：道路中线的空间位置。 线形：道路中心线的立体形状。 路线平面：路线在水平面上的投影。 路线纵断面：沿中线竖直剖切再行展开的断面（展开是指展 开平面、纵坡不变）。 路线横断面：中线上任一点的法向切面。
路线设计：确定路线空间位置和各部分的几 何尺寸。
路线平面设计：在路线平面图上研究道路的 基本走向及线形的过程。
《规范》规定：
当设计速度≥60km/h时，同向曲线间的直线最 小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计） 的6倍为宜；当地形条件及其它特殊情况限制时，最 小直线长度不得小于设计速度(以km/h计)的3倍。
对于设计速度≤40km/h时，参考执行即可。
在受到条件限制时，宜将同向曲线改为大半径曲 线或将两曲线作成复曲线、卵形曲线或C形曲线。
端曲线构成反弯的错觉；
②当直线过短甚至把两个曲线看成是一个曲线。
危害： 破坏了线形的连续性，造成驾驶操作失误，应
尽量避免。
解决办法： 因为是视觉上的判断错觉，（1）最好的办法是
在两同向曲线间插入长的直线段，让驾驶员在前一 个曲线上看不到下一个曲线；（2）两个曲线合并 成一个大曲线；（3）两个曲线中间直线长度为0， 径接。
一、直线的特点
优点：
两点之间距离最短。 具有短捷、直达的印象，乘车舒适（不受离心 力）。 行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。 测设简单方便（用简单的就可以精确量
距、放样等）。 在直线上设构造物更具经济性。 为超车、会车提供条件。 路基排水方便。
缺点：
直线单一无变化，与地形及线形自身难以协调。
过长的直线在交通量不大且景观缺乏变化时，易 使驾驶人员感到单调、疲倦。
路线纵断面设计：在路线纵断面图上研究道 路纵坡及坡长的过程。
路线横断面设计：在路线横断面图上研究路 基断面形状的过程。
二、汽车行驶轨迹与道路平面线形
（一）汽车行驶轨迹
行驶中的汽车其重心的轨迹在几何性质上 有以下特征：
①轨迹是连续的、圆滑的，任一点不出现 错头和破折。
②曲率是连续的，任一点不出现两个曲率 值。
2．直线的最小长度
相邻两曲线之间应有一定长度的直线，这 个直线是指前一曲线的终点（HZ或YZ）到 后一曲线的起点（ZH或ZY）之间的长度。
（1）同向曲线间的直线最小长度 同向曲线：是指两个转向相同的相邻曲线 之间连以直线而形成的平面线形。 断背曲线：同向曲线间连以短的直线。
断背曲线的错觉 ①当直线较短时，在视觉上容易形成直线与两
施予以弥补：
纵坡不应过大，一般应小于3%。
同大半径凹型竖曲线结合为宜，可以缓解生 硬单板的直线。
两侧地形过于空旷时，宜采取栽植不同树种 或设置一定建筑物、雕塑等技术措施。
长直线或长下坡尽头的平曲线避免小半径曲 线，应对路面超高、停车视距等进行检验，必 要时须采用设置标志、增加 路面抗滑能力等 安全措施。
为满足第二条要求，在直线与圆曲线间
引入了一条曲率逐渐变化的“缓和曲线”， 使整条线形符合汽车行驶轨迹特性的第一 条和二条，保持了线形的曲率连续。它不 满足第三条要求，不是最理想的，但与汽 车行驶轨迹接近，国内外普遍采用。
（二）平面线形要素
平面线形三要素：直线、圆曲线和缓和曲线。 道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和 行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几何参数， 保持线形的连续性和均衡性，避免采用长直线，并注 意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。对于车 速较高的道路，线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾 驶员视觉和心理上的要求。
行驶中汽车的导向轮与车身纵轴之间的关 系：
1．角度为零： 2．角度为常数： 3．角度为变数： 汽车行驶轨迹线： 曲率为0——直线 曲率为常数——圆曲线 曲率为变数——缓和曲线
三、平面设计要求 1、满足行驶力学的要求 2、满足视觉和心理的要求 3、地形、地物环境相协调
第二节 直线
道路勘测设计
河北工程大学
第二章 平面设计
内容提要
汽车行驶轨迹特性与道路平面线形要素 。 直线的特点和运用、最大长度和最小长度。 圆曲线的特点、半径大小及其长度 。 缓和曲线的性质、形式及最小长度和参数 。 平面线形设计原则和线形要素组合类型 。
第一节 概 述
一、路线的相关概念
道路：一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、 隧道等组成的空间带状构造物。
平面线形设计常用线形类型：
1、直线 2、圆曲线 3、缓和曲线 4、高次曲线
任意两种曲线相连但不相切，如下：
直线－圆－直线 （相切）:
不满足第二、三 条性质，但满足第一 条要求，满足了车辆 的直行和转向要求， 可作为低等级山区道 路采用。
直－缓－圆－缓－直:
一般认为：直线的最大长度在城镇附近或 其他景色有变化的地点大于20V是可以接受的； 在景色单调的地点最好控制在20V以内；而在 特殊的地理条件下应特殊处理。
▪ 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。当直线长度大于1km时，Fra bibliotek采用下列技术措
在直线纵坡路段，易错误估计车间距离、行车速 度及上坡坡度。
夜间行车对向车容易产生眩光。 易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速 行驶。
二、直线的最大长度和最小长度
1．直线的最大长度
我国《标准》和《规范》对直线的最大长度没有具 体的规定，但原则规定直线的最大长度应有所限制， 尽量避免长直线。
最大长度主要应根据驾驶员的视觉反应及心理上的 承受能力来确定。
（2）反向曲线间直线的最小长度
反向曲线：两个转向相反的相邻曲线之间 连以直线所形成的平面线形。
对反向曲线间直线最小长度的规定，主要 考虑到其超高和加宽缓和的需要，以及驾驶 人员操作的方便。 注意：反向曲线指的是反向圆曲线。
《规范》规定： 当设计速度≥60km/h时，反向曲线间直线最小
长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计） 的2倍为宜。
当设计速度≤40km/h时，可参照上述规定执行。 当直线两端设置有缓和曲线时，也可以直接相连， 构成S型曲线。
l 2V
三、直线的运用
路线：道路中线的空间位置。 线形：道路中心线的立体形状。 路线平面：路线在水平面上的投影。 路线纵断面：沿中线竖直剖切再行展开的断面（展开是指展 开平面、纵坡不变）。 路线横断面：中线上任一点的法向切面。
路线设计：确定路线空间位置和各部分的几 何尺寸。
路线平面设计：在路线平面图上研究道路的 基本走向及线形的过程。
《规范》规定：
当设计速度≥60km/h时，同向曲线间的直线最 小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计） 的6倍为宜；当地形条件及其它特殊情况限制时，最 小直线长度不得小于设计速度(以km/h计)的3倍。
对于设计速度≤40km/h时，参考执行即可。
在受到条件限制时，宜将同向曲线改为大半径曲 线或将两曲线作成复曲线、卵形曲线或C形曲线。
端曲线构成反弯的错觉；
②当直线过短甚至把两个曲线看成是一个曲线。
危害： 破坏了线形的连续性，造成驾驶操作失误，应
尽量避免。
解决办法： 因为是视觉上的判断错觉，（1）最好的办法是
在两同向曲线间插入长的直线段，让驾驶员在前一 个曲线上看不到下一个曲线；（2）两个曲线合并 成一个大曲线；（3）两个曲线中间直线长度为0， 径接。
一、直线的特点
优点：
两点之间距离最短。 具有短捷、直达的印象，乘车舒适（不受离心 力）。 行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。 测设简单方便（用简单的就可以精确量
距、放样等）。 在直线上设构造物更具经济性。 为超车、会车提供条件。 路基排水方便。
缺点：
直线单一无变化，与地形及线形自身难以协调。
过长的直线在交通量不大且景观缺乏变化时，易 使驾驶人员感到单调、疲倦。
路线纵断面设计：在路线纵断面图上研究道 路纵坡及坡长的过程。
路线横断面设计：在路线横断面图上研究路 基断面形状的过程。
二、汽车行驶轨迹与道路平面线形
（一）汽车行驶轨迹
行驶中的汽车其重心的轨迹在几何性质上 有以下特征：
①轨迹是连续的、圆滑的，任一点不出现 错头和破折。
②曲率是连续的，任一点不出现两个曲率 值。
2．直线的最小长度
相邻两曲线之间应有一定长度的直线，这 个直线是指前一曲线的终点（HZ或YZ）到 后一曲线的起点（ZH或ZY）之间的长度。
（1）同向曲线间的直线最小长度 同向曲线：是指两个转向相同的相邻曲线 之间连以直线而形成的平面线形。 断背曲线：同向曲线间连以短的直线。
断背曲线的错觉 ①当直线较短时，在视觉上容易形成直线与两
施予以弥补：
纵坡不应过大，一般应小于3%。
同大半径凹型竖曲线结合为宜，可以缓解生 硬单板的直线。
两侧地形过于空旷时，宜采取栽植不同树种 或设置一定建筑物、雕塑等技术措施。
长直线或长下坡尽头的平曲线避免小半径曲 线，应对路面超高、停车视距等进行检验，必 要时须采用设置标志、增加 路面抗滑能力等 安全措施。
为满足第二条要求，在直线与圆曲线间
引入了一条曲率逐渐变化的“缓和曲线”， 使整条线形符合汽车行驶轨迹特性的第一 条和二条，保持了线形的曲率连续。它不 满足第三条要求，不是最理想的，但与汽 车行驶轨迹接近，国内外普遍采用。
（二）平面线形要素
平面线形三要素：直线、圆曲线和缓和曲线。 道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和 行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几何参数， 保持线形的连续性和均衡性，避免采用长直线，并注 意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。对于车 速较高的道路，线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾 驶员视觉和心理上的要求。
行驶中汽车的导向轮与车身纵轴之间的关 系：
1．角度为零： 2．角度为常数： 3．角度为变数： 汽车行驶轨迹线： 曲率为0——直线 曲率为常数——圆曲线 曲率为变数——缓和曲线
三、平面设计要求 1、满足行驶力学的要求 2、满足视觉和心理的要求 3、地形、地物环境相协调
第二节 直线
道路勘测设计
河北工程大学
第二章 平面设计
内容提要
汽车行驶轨迹特性与道路平面线形要素 。 直线的特点和运用、最大长度和最小长度。 圆曲线的特点、半径大小及其长度 。 缓和曲线的性质、形式及最小长度和参数 。 平面线形设计原则和线形要素组合类型 。
第一节 概 述
一、路线的相关概念
道路：一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、 隧道等组成的空间带状构造物。