道路平面设计及计算方法

缓和曲线
曲率为变数
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3.1 路线平面的基本线形
汽车重心 轨迹特征
轨迹连续 —— 轨迹上任一点不出现转折和错位
轨迹曲率连续 —— 轨迹上任一点不出现两个曲率值
轨迹曲率变化率连续 —— 轨迹上任一点不出现两个曲 率变化率值
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3.1 路线平面的基本线形
曲率不连续
5
3.1 路线平面的基本线形
曲率连续
6
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3.2 圆曲线
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3.2 圆曲线
• 圆曲线半径
– 最大半径：宜尽量采用大半径曲线。 利：行车舒适； 弊：测设和施工不便； —— 不超过 10000米
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3.2 圆曲线
• 平曲线长度
– 最小长度 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。 公路按6s行程长度控制；条件许可的按9s 控制：LS：LY：LS ≈ 1：1：1，才能使其线 形美观、顺畅。
道路勘测设计
道路平面设计及计算方法
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基本内容
3.1 路线平面的基本线形 3.2 圆曲线 3.3 缓和曲线 3.4 弯道的超高与加宽 3.5 行车视距 3.6 平面线形的组合与衔接 3.7 路线的平面交叉 3.8 路线平面图的绘制
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2
3.1 路线平面的基本线形
直线
曲率为零
圆曲线
曲率为常数
平面线 形要素
– 地形受限时，应采用大于或接近于一般最小半 径；地形条件特别困难时，方可采用极限最小 半径；
– 应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均 衡的曲线线形；
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3.2 圆曲线
• 圆曲线半径的确定
– 应同纵面线形配合，避免小半径曲线与陡坡相 重叠；
– 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。
– 长直线或长下坡尽头的平曲线必须采取设置标 志、增加路面抗滑能力等安全措施；
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美 国 俄 勒 冈 州 沙 漠 公 路
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德 国 柏 林
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3.1 路线平面的基本线形
• 直线最小长度
– 同向曲线间
同向曲线：指两个转向相同的相邻曲线间 连以直线所形成的平面线形。
当V ≥ 60km/h时，直线段长度6V为宜 当V ≤ 40km/h时，可参照上述规定执行
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3.1 路线平面的基本线形
• 采用长直线线形应注意的问题
– 长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡 坡行驶更易导致高速度；
– 长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，可以 使生硬呆板的直线得到一些缓和；
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3.1 路线平面的基本线形
• 采用长直线线形应注意的问题
– 两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同树种或 设置一定建筑物、 雕塑、广告牌 等措施，以 改善单调的景观；
3.1 路线平面的基本线形
直
行车单调，司机易疲劳；
线
段
越
长
夜间产生眩光；
越
好
吗
？
易超车、超速；
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3.1 路线平面的基本线形
• 直线段最大长度
– 德国20V（72秒行程） – 前苏联8km – 美国3mile
• 总原则：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。
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3.2 圆曲线
• 平曲线长度
– 小转角（ ≤7°）时的平曲线长度
曲线长度看上去较实际长度为短。因为在曲线两端 附近的曲线部分被误认为是直线，只有在交点附近 的部分才能看出是曲线，这就会给驾驶员造成急转 弯的错觉。
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3.2 圆曲线
• 圆曲线半径的确定
– 一般情况下宜采用极限最小半径的4～8倍或超 高为2～4％的圆曲线半径；
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3.2 圆曲线
• 圆曲线计算算例 1
已知JD5桩号为K4+099.510，交点转角为50o04’，圆曲线半 径为400米，试求出其曲线要素及特征点桩号。
解：(1) 要素计算 T=R*tan α/2=400*tan 50o04’/2=186.806m (三位有效数字) L=π*R* α /180= π *400* 50o04’/180=349.531m E=R*(sec α /2-1)=400(sec 50o04’/2-1)=41.471m J=2T-L=24.081m
来自百度文库25
3.2 圆曲线
• 圆曲线的计算
– 圆曲线几何要素
切线长：T R tan
2
曲线长：L R
180
外距： E R(sec 1)
2 校正值：J 2T L
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3.2 圆曲线
• 圆曲线的计算
– 曲线主点桩号计算
ZY（桩号）=JD（桩号）－T YZ（桩号）=ZY（桩号）+L QZ（桩号）=YZ（桩号）－L/2 JD（桩号）=QZ（桩号）+J/2
圆曲线 设计标准
圆曲线半径 平曲线长度
最小半径
最大半径
最小长度 小转角时 平曲线长度
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3.2 圆曲线
• 圆曲线半径
横向力系数：
Y G
v2 gR
ih
V2 127R
ih
横向力系数
行驶稳定性 乘客舒适性 运营经济性
R
V2
127( ih )
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3.2 圆曲线
• 圆曲线半径
孰大孰小？
– 最小半径
极限最小半径：μ和ih均取最大，仅考虑安全性； 一般最小半径：既考虑安全性，也考虑舒适性；
不设超高最小半径：曲线半径较大，离心力较小， 靠轮胎与路面间的摩阻力就足以保证汽车安全稳定
行驶所采用的最小半径,这时路面就可以不设超高。
公路： μ = 0.035，ih ＝ -0.015； 城市道路：μ = 0.06， ih ＝ -0.015；
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3.1 路线平面的基本线形
断背曲线
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3.1 路线平面的基本线形
• 直线最小长度
– 反向曲线间
反向曲线——指两个转向相反的相邻曲线 间连以直线所形成的平面线形。
当V ≥ 60km/h时，直线段长度2V为宜； 当V ≤ 40km/h时，可参照上述规定执行； 特别困难四级 —— 15 m；
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3.2 圆曲线
• 圆曲线线性特征
– 曲线上任意一点的曲率半径R=常数，故测设 比缓和曲线简便。
– 汽车在圆曲线上的行驶要受到离心力；在平曲 线上行驶时要多占路面宽。
– 视距条件差，容易发生交通事故。 – 较大半径的长缓圆曲线具有线形美观、顺适、
行车舒适等特点，故常采用。
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3.2 圆曲线
• 圆曲线设计标准
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3.2 圆曲线
(2) 桩号计算
✓ JD5 ✓ -T)