1道路勘测设计
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道路平面线形是由直线上、圆曲线和缓和曲线构成的,称之为平面线形三要素。
同向曲线间的直线最小长度
当设计速度≥60km/h时,同向曲线间的直线最小长度(以km计)以不小于设计速度(以km/h计)的6倍为宜。
反向曲线间的直线最小长度
当设计速度≥60km/h时,反向曲线间直线最小长度(以km计)以不小于设计速度(以km/h计)的两倍为宜。
圆曲线半径公式:R=V2/127(μ±i h)
我国《标准》根据不同的φh值,对于不同等级的公路规定了极限最小半径、一般最小半径和不设超高的最小半径。
选用曲线半径时,最大半径值一般不应超过10000m。
圆曲线的最小长度:在曲线上行驶里程需要9s。
缓和曲线的作用与性质
1曲率连续变化,便于车辆遵循2离心加速度逐渐变化,旅客感觉舒适。
3超高横坡度及加宽逐渐变化,行车更加平稳。
4与圆曲线配合,增加线形美观。
回旋线公式:
A=RLs
A表示回旋线曲率变化的缓急程度。
L表示回旋线形的缓和曲线长度。
圆曲线公式元素:
q=Ls/2-Ls3/240R2
p=Ls2/24R-Ls4/2384R3
β0=28.6479Ls/R(°)
T=(R+p)tan(a/2)+q
L=(a-2β0)πR/180+2Ls
E=(R+p)sec(a/2)-R
J=2T-L
缓和曲线的最小长度
1旅客感觉舒适2超高渐变率适中3行驶时间不过短
缓和曲线参数A值经验认为:使用回旋线作为缓和
曲线时,回旋线参数A和与之连
接的圆曲线之间只要保持R/3≤
A≤R,便可得到视觉上协调而又
舒顺的线形。
如R超过了3000m,即使A小于
R/3,在视觉上也是没有问题的。
四级公路不是缓和曲线
平面线形要素的组合类型
1基本型:当平曲线按直线——
回旋线(A1)——圆曲线——回
旋线(A2)——直线的顺序组合
而成时,称为基本型。
2、S型:两个反向圆曲线用两段
反向回旋线连接的组合形式,称
为S型。
3卵型:两同向的平曲线,按直
线——缓和曲线(A1)——圆曲
线(R1)——缓和曲线(A)—
—圆曲线(R2)——缓和曲线
(A2)——直线的顺序组合而成
的线形,称为卵型。
4凸型:两段同向缓和曲线之间
不插入圆曲线而径相衔的组合
形式(圆曲线长度为零),称为
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,称为复合型。
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∞)的组合线形称为C
型。
沿着道路中线竖直剖切然后展
开即为路线纵断面。
在纵断面上有两条主要的线:一
条是地面线,它是根据中线上各
桩点的高程而点绘的一条不规
则的折线,反映了沿着中线地面
的起伏变化情况;另一条是设计
线,它是设计人员经过技术上、
经济上以及美学上等多方面比
较后定出的一条具有规则形状
的几何线,反映了道路路线的起
伏变化情况。
路线纵断面图上的设计标高,即
路基设计标高,《规范》规定如
下:
1新建公路的路基设计标高
高速公路和一级公路采用中央
分隔带的外侧边缘标高;二、三、
四级公路采用路基边缘标高,在
设置超高、加宽地段为设超高、
加宽前该处边缘标高。
2改建公路的路基设计标高
一般按新建公路的规定办理,也
可视具体情况而采用行车道中
线处的标高。
对于城高道路,设计标高指建成
后的行车道中线路面标高或中
央分隔带中线标高。
平均纵坡:是指在一定长度路段
内,路线在纵向所克服的高差值
与该路段的距离之比,用百分率
(%)表示。它是衡量纵面线形
质量的一个重要指标。公式:ip
=H/L
《标准》规定:二级、三级、四
级公路越岭路线相对高差为
200~500m时,平均纵坡以接近
5.5%为宜;越岭路段相对高差
大于500m时,平均纵坡以接近
5.0%为宜,并注意任何相接3km
路段的平均纵坡不宜大于
5.5%。
※合成坡度:是指在设有超高的
平曲线上,路线纵坡与超高横坡
度;ih——超高横坡度
我国《标准》规定:在设有超高
的平曲线上,超高与纵坡的合成
坡度值不得超过表规定;在积雪
或冰冻地区,合成坡度值不应大
于8%。
设计速度(km/h)120 100
80 60 40 30 20
合成坡度值(%)10.0 10.0 10.5
10.0 10.0 10.0 10.0
为了保证路面排水,《规范》还
规定各级公路的最小合成坡度
不宜小于0.5%;当合成坡度小
于0.5%时,应采用综合排水措
施,以保证路面排水畅通。
竖曲线的线形有用圆曲线的,也
有用抛物线形的。因此设计上
一般采用二次抛物线作为竖曲
线。
竖曲线的要素公式:
k=L/(i2-i1)=L/ω,L=R
ω ,T=L/2=Rω/2 E=T2/2R或E
=Rω2/8=Lω/8=Tω/4
在纵断面设计中,竖曲线的设计
要受众多因素的限制,其中有三
个限制因素决定着竖曲线的最
小半径或最小长度。
1缓和冲击 2时间行程不过短
3满足视距的要求。
平、纵线形组合的基本要求
1当竖曲线与平曲线组合时,竖
曲线宜包含在平曲线之内,且平
曲线应稍长于竖曲线。
2要保持平曲线与竖曲线大小的
均衡。
3当平曲线缓而长、纵断面坡差
较小时,可不要求平、竖曲线一
一对就,平曲线中可包含多个竖
曲线或竖曲线图长于平曲线。
4要选择适当的合成坡度。
平、纵线形设计中注意避免的组
合
1避免竖曲线的顶、底部插入小
半径的平曲线。
2避免将小半径的平曲线起、讫
点设在或接近竖曲线的顶部或
底部。
3避免使竖曲线顶、底部与反向
平曲线的拐点重合。
4避免出现驼峰、暗凹、跳跃、
断背、折曲等使驾驶员视线中断
的线形。
5避免在长直线上设置陡坡或曲
线长度短、半径小的凹形竖曲
线。
6避免急弯与陡坡的不利组合。
7应避免小半径的竖曲线与缓和
曲线的重合。
纵断面设计的方法、步骤
1拉坡前的准备工作
2标注控制点位置
所谓控制点,是指路线纵坡设计
的高程控制点。如路线起、讫点
的接线标高,越岭垭口、大中桥
涵、地质不良地段的最小填土高
度和最大挖方深度,沿溪线的洪
水位,隧道进、出口,路线交叉
点,重要城镇通过点,以及其他
路线高程必须通过的控制点位
等,都应作为纵断面设计的控制
依据。
3试坡
4调整
5核对
6定坡