城市道路平面线形设计图文
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城市道路平面线型规划设计PPT课件
第五章 道路平面线型规划设计
道路线型指道路路幅中心线的立体 形状，道路中线在水平面上的投影 形状称为平面线型。 平面线型由直线和曲线组成。 曲线分为曲线半径为常数的圆曲线 和曲率半径为变数的缓和曲线。
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式式的推导
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第一节 圆曲线 二、圆曲线最小半径的选用
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第一节 圆曲线 二、圆曲线最小半径的选用
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第一节 圆曲线 二、圆曲线最小半径的选用
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第一节 圆曲线 二、圆曲线最小半径的选用
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第一节 圆曲线 二、圆曲线最小半径的选用
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道路线型指道路路幅中心线的立体 形状，道路中线在水平面上的投影 形状称为平面线型。 平面线型由直线和曲线组成。 曲线分为曲线半径为常数的圆曲线 和曲率半径为变数的缓和曲线。
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式的推导
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第一节 圆曲线 一、圆曲线半径公式式的推导
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第一节 圆曲线 二、圆曲线最小半径的选用
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第一节 圆曲线 二、圆曲线最小半径的选用
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第一节 圆曲线 二、圆曲线最小半径的选用
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第一节 圆曲线 二、圆曲线最小半径的选用
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第一节 圆曲线 二、圆曲线最小半径的选用
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道路线形设计ppt
2 消除离心力的突变。离心力由0变化到 m v 2
3
完成超高与加宽的过渡：
0
bj
L20 2R
0.1V R
圆曲线最小半径的选用：
保证汽车能在弯道上安全行驶，应保证μ≤f。由 此可知，横向力系数μ实际上是受摩阻系数f约束 的，即在不发生横向滑移的前提下，μ值不会超 过f值，因此用f代替μ值来计算平曲线最小半径， 才更符合实际情况。
根据实测知，混凝土路面：f=0.4～0.6；沥青路 面f=0.4～0.8；冰冻路面f=0.2～0.3；因此一般公 路：f=0.1～0.15能适应各种气候条件。
周运动的物体，受离心力C=mv2/R的作用， 如果处于双面横坡的外侧，汽车可能会因 离心力的作用，沿圆曲线切线方向滑出路 面，为避免这一危险的出现，在圆曲线处， 将路面做成向内侧倾斜的单向横坡。
曲线上的受力图
2 平行于路面方向的横向力
由受力分析可知，车辆受到的横向力X为： X=Ccosα-Gsinα
解：取i=8 %，f=0.14则
解：取i=8 %，f=0.14则
Rm
V2 127 ( f i)
40 2 127 (0.14 0.08)
57.3m
取整R=60m。
2)一般最小半径：设置超高时的推荐半径。 一般取i=6 %～8 %，f=0.05～0.06。
3)不设超高的最小半径：不必设超高就能满 足行车稳定性的最小允许半径。i=-1.5 %～2 %，f=0.035～0.04。
不设超高的圆曲线半径
离心力C=mv2/R
例2：
某平原微丘区二级公路，计算行车速度 V=80km/h，路面为沥青混凝土，计算不设 超高的最小半径。
解：取i=-1.5 %，f=0.035。
城市道路平面线形规划设计46页文档
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
城市道路平面线形规划设计 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢！
道路路线平面设计PPT课件
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4.1.3.2 超高构成
从直线上的不设超高过渡到圆曲线上的全超高，有两种构成方式， 即绕未加宽前的路面内边缘旋转和绕线路中心线旋转。如图4-7。
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34
4.1.3.3 超高缓和段 从直线上的路拱双坡横断面变为曲线段的具有全超高的单坡横
断面的渐变过程，这一变化段称为超高缓和段（见图4-6）。
但是，当ib很大时，行车速度低于设计速度或因故停车时，汽车 由于重力作用，会有向路面内侧下滑的倾向，特别是当冬季路面冰 冻或雨季路面泥泞湿就更危险。因此，ib的容许值应依据道路所在 地区的气候条件、地形等因素来决定。
.
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为了保证低速车在恶劣的气候条件下能安全行驶不致有下滑的危 险性，则超高的最大容许值ib必须满足以下条件。即
0.18
0.16
0.14
美国
0.12
日本
0.10
德国
0 20 40 60 80 100 120 140 v/(km/h)
图4-5设计车速与横向力系数关系
.
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（2）最大超高率
汽车以一定的设计速度在曲线上行驶的稳定性是由路面超高横 坡度和路面与轮胎之间横向附着力共同保证的。若取得较大的向心 力来平衡离心力，就需较大的超高度ib，以保证行车的稳定性。
127( ib)
式中：v—计算行车速度，km/h； —横向力系数； ib—路面超高横坡度，%。
在指定的设计车速下，极限最小半径Rmin决定于可以容许的最大 横向系数 ma和x 该曲线的最大超高度 ib max
最小半径
V2
Rmin12(7maxibma)x
.
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对于 和 max 做ib m如ax 下讨论：
第四章城市道路平面线形规划设计1PPT课件
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二、直线：
1、概述
直线适用于地形平坦、视线目标无障碍处。在 平原区，直线作为主要线形要素是适宜的。直 线有测设简单、前进方向明确、路线短捷等优 点，直线路段能提供较好的超车条件，对双车 道公路有必要在间隔适当距离处设置一定长度 的直线，在美学上直线也有其特点。但直线过 长、景色单调，往往会出现过高的车速或司机 由于缺乏警觉易疲劳而发生事故，并且在地形 变化复杂地段，工程费用高。
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（1）、直线的优点 ①.里程最短 ②.定线、设计、量距、绘图、计算、放
样方便。 ③.无视距障碍 ④.驾驶方便 ⑤.车辆不受离心力作用乘车舒适
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第一节 平面线形规划设计的内容
4、城市道路平面线形规划分为总体规划、详细规划两个
阶段： （1）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。 （2）详细规划阶段的城市道路平面线形规划设计，一般是 在上一层次已经确定的城市道路网规划基础上进行的， 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。
1、道路线形指道路路幅中心线（又称中线）的立 体形状。 道路平面线形指道路中线在平面上的投影形状。 平面线形是由直线和曲线组合而成的。
2、平曲线通常由圆曲线及两端缓和曲线组成。当 圆曲线半径足够大时可以使直线与圆曲线直接 衔接（相切）；当设计车速较高、圆曲线半径 较小时，直线与圆曲线之间以及圆曲线之间要 插设缓和曲线。
第四章 城市道路平面线形规划 设计
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。
：道路中线的空间位置。 线形：道路中心线的立体形状。 ：路线在水平面上的投影。
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二、直线：
1、概述
直线适用于地形平坦、视线目标无障碍处。在 平原区，直线作为主要线形要素是适宜的。直 线有测设简单、前进方向明确、路线短捷等优 点，直线路段能提供较好的超车条件，对双车 道公路有必要在间隔适当距离处设置一定长度 的直线，在美学上直线也有其特点。但直线过 长、景色单调，往往会出现过高的车速或司机 由于缺乏警觉易疲劳而发生事故，并且在地形 变化复杂地段，工程费用高。
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（1）、直线的优点 ①.里程最短 ②.定线、设计、量距、绘图、计算、放
样方便。 ③.无视距障碍 ④.驾驶方便 ⑤.车辆不受离心力作用乘车舒适
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第一节 平面线形规划设计的内容
4、城市道路平面线形规划分为总体规划、详细规划两个
阶段： （1）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。 （2）详细规划阶段的城市道路平面线形规划设计，一般是 在上一层次已经确定的城市道路网规划基础上进行的， 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。
1、道路线形指道路路幅中心线（又称中线）的立 体形状。 道路平面线形指道路中线在平面上的投影形状。 平面线形是由直线和曲线组合而成的。
2、平曲线通常由圆曲线及两端缓和曲线组成。当 圆曲线半径足够大时可以使直线与圆曲线直接 衔接（相切）；当设计车速较高、圆曲线半径 较小时，直线与圆曲线之间以及圆曲线之间要 插设缓和曲线。
第四章 城市道路平面线形规划 设计
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。
：道路中线的空间位置。 线形：道路中心线的立体形状。 ：路线在水平面上的投影。
道路平面设计，图文并茂，赶紧收藏！
道路平面设计，图文并茂，赶紧收藏！一、道路设计的基本步骤1、道路是三维空间的实体，路线是道路中线的空间位置路线平面：路线在水平方向的投影路线的纵断面：沿道路中线竖直剖切再行展开中线上任意一点法向切面是道路在该点的横断面2、道路设计过程中，先确定平面的线形，再进行纵断面和横断面设计平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线三个要素组成3、线性设计公路平面线形设计直线—缓和曲线—圆曲线—缓和曲线—直线城市道路平面线形设计直线—圆曲线—直线4、道路平面线形要素行驶中汽车的导向轮与车身纵轴之间的关系→汽车行驶轨迹角度为零→曲率为零→直线角度为常数→曲率为常数→圆曲线角度为变数→曲率为变数→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。
二、直线1、优点线形直捷，布设方便，行车视距良好，行车平稳2、缺点不能适应地形变化，不便于避让障碍，直线过长容易使驾驶员产生麻痹而放松警惕，发生行车事故，夜间行车时，对向行车灯光眩目不利安全（一）直线运用1、直线的最大长度在城镇及附近或其它景色有变化的地点，大于20V是可以接受的，在景色单调的地点最好控在在20V以内2、直线的最小长度当V≥60km/h时，同向曲线的直线最小长度为6V，反向曲线的最小长度不小于2V3、注意的问题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长直线上坡不宜过长，直线上的纵坡一般应小于3%长直线应与大半径凹曲线配合为宜（二）采用长直线线形应注意的问题1、长直线宜与大半径凹竖曲线组合使用2、避免“断背曲线”三、圆曲线1、优点布设方便，能很好地适应地形，避让障碍，与地形配合得当可获得圆滑、舒顺、美观的路线，又能降低工程造价使行车景观不断变化，使驾驶员保持适度的警惕，增加行车安全性，也可起到诱导行车视线的作用2、注意的问题半径不可过小而影响行车安全（一）圆曲线的平面布设1、圆曲线上技术代号JD—交点（转角点）ZY—直圆（圆曲线起点）QZ—曲中（圆曲线中点）YZ—圆直（圆曲线终点）（二）圆曲线的几何要素及主点桩号里程计算1、几何要素2、曲线主点桩号里程计算3、曲线主点桩计算校核（三）圆曲线半径1、汽车在圆曲线路段行驶时会产生离心力F2、曲线半径指标（四）横向力系数μ的取值1、意义横向力系数表示单位车重所受到的横向力（离心力）其值越大对行车越不利2、取值大小的决定因素行车安全：确保行车不产生横向滑移操作方便、行车经济行车平稳、舒适3、取值一般取为控制值（五）公路圆曲线最小半径1、三种平曲线最小半径一般最小半径：通常情况下推荐采用的最小半径值极限最小半径能保证按设计速度行驶的车辆安全行驶的最小半径不设超高最小半径当路线的半径大到一定值时，即使汽车在曲线的外侧时，也能获得足够的安全性和很好的舒适性四、缓和曲线1、定义在直线与圆曲线、圆曲线与圆曲线之间设置的曲率连续变化的曲线2、特点易于适应地形，能很好地与汽车行驶轨迹相适应，使线形连续、美观，但缓和曲线计算、布设较繁琐（一）缓和曲线的性质路线设计符合汽车转弯时的行驶轨迹，插入缓和曲线，使整条曲线的曲率形成一个连续变化的过程。
2道路平面线形
（3）行车平稳舒适方面：μ值过大会影 响行车的稳定性，使司机和乘客感到紧张 和不舒适。
通过研究，一般认为μ取值在0.11～0.16 范围内是合理的，在设计中可以根据道路 等级来具体采用不同的值。
2019/10/9
a）轮胎横向变形； b）轮迹的偏移角
2019/10/9
横向力系数 燃料消耗（%） 轮胎磨损（%）
2019/10/9
2019/10/9
③反向曲线间最小长度：在转向
相反的两个圆曲线之间，如果没有设 置缓和曲线，考虑到设置超高、加宽 缓和段以及驾驶人员转向操作的需要， 宜设置一定长度的直线。对于设计速 度大于或等于60km/h的公路，反向曲 线之间的最小直线长度(以m 计)以不 小于设计速度(以km/h 计)的2倍为宜。
2019/10/9
2019/10/9
3、关于直线的运用
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。
最大直线长度不必太拘泥，最小长度 应该保证。
2019/10/9
实践表明，可采用直线的情况：（1）不 受地形、地物限制的平坦地区或山区的 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）大中型桥梁、隧道等构造物路线； （4）路线交叉口及其前后；（5）双车 道公路提供超车的路段。
2019/10/9
四、圆曲线
• 1、概述
• 圆曲线是路线平面设计中的主要组成部 分，常用的单曲线、复曲线、双（多） 交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等均 包含了圆曲线，圆曲线具有易与地形相 协调、可循性好、线形美观、容易测设 等优点，使用十分普遍。
2019/10/9
•圆曲线的优点 ①.符合地形、布线灵活 ②.线形优美
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贵州晴隆县的山路，共有24拐
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。
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。
平面线形三要素 ⑴． 直线(line)； ⑵． 圆曲线(circular curve) ； ⑶． 缓和曲线(transition curve) 。
设计车速
车速是道路几何线形的基本依据之一。设计车速就是指具 有平均驾驶水平的驾驶员在天气良好、低交通密度时能够保持 安全、舒适行驶的最高速度。
道路设计上一定要给车辆足够的缓冲距离。 设计车速的大小对道路弯道半径、弯道超高、行车视距等 线形要素取值起决定作用，并对道路横断面尺寸、侧向净宽、 道路纵坡度等有密切关系。
三、缓和曲线
汽车由直线进入圆曲线或者由圆曲线驶入直线路段时， 其运动轨迹是一条曲率渐变的曲线，尤其是在城市快速路与 不同等级道路衔接时，汽车很可能超出自己的车道驶出一条 较长的过渡性轨迹线，此即缓和曲线。它位于直线与圆曲线 之间，在起点处与直线段相切，而在终点处与圆曲线相切。
缓和曲线作用 曲率连续变化，便于车辆遵循车道行驶； 离心加速逐渐变化，旅客感觉舒服； 超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳； 与圆曲线配合得当，增加线形美观。
纵断面线形：道路中心线保持各点高程不变沿里 程展开后的立面投影线。
道路平面线形
道路横断面 线形
道路纵断面线形
2 平面线形设计的内容和原则
平面线形设计的原则
遵循城市总体规划中的道路网布局，与地形地 质水文相结合、合理衔接直线与平曲线、合理设置 缓和曲线及弯道设计、合理设置沿线其他设施。
平面线形设计的内容
城市道路平曲线设计
一、直线 道路中直线段最多、也最简单。
1. 直线的特点 路线便捷，两点之间以直线为最短。
2．行车方向明确，行驶受力简单，驾驶操作简易。 测设简单，施工容易。 过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦，难以目测车间
距离，于是产生尽快驶出直线的急燥情绪，易超车。 直线线形大多难于与地形相协调。
世界上最长的直行公路——澳大利亚艾尔公路
艾尔高速公路，穿越西澳大利亚州和南澳大利亚通过纳 勒伯平原。是世界上最长的无转弯公路，直线长达146公里， 没有一个转弯，对任何司机来说都是一项艰难的挑战，直得 让人发疯！
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。
3 离心力
离心力的定义
在牛顿力学上，离心力是一种惯性，车辆行动时会受到 惯性的作用，比如向前加速，车向后仰；突然刹车，车会向 前倾。所以当车辆在转弯时，也会受到反向的惯性力作用， 往左旋转，车辆向右倾；向右旋转，车辆向左倾。
离心力的定义
车辆在曲线道路上受到 的转弯惯性，就是车辆受到 的离心作用，用一种虚拟的 力来表示，就是离心力。
2． 直线的应用
直线道路的最大长度必须有所限制，否则司机会感到疲倦。 而且直线路段两边应该适当布置景观。
我国线路设计规范规定：公路的设计时速为120km/h，根据 计算，直线最大长度就为20 * 120 = 2400米，也就是2.4公里。
城市里面，机动车限速一般为20-80km/h，所以城市道路最 大直线长度一般为0.4-1.6公里。
减小离心力的措施
离心力
向心力
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。
减小离心力的措施
2、扩大转弯半径。在高速公路或坡度比较缓、路面宽阔的 道路，进弯道时尽量要将车靠内侧行驶，出弯道时尽量 将车靠外侧行驶。这样就可以改变汽车行驶的弧度，延 缓转弯时的弯度，有效减小离心力。
路线设计的任务 在调查研究掌握大量材料的基础上， 设计出一条有一定技术标准、满足 行车要求、工作费用最省的路线。
道路线形
城市道路：空间三维曲线，既有方向变化，又有 高程变化的带状空间构筑物。
平面线形：道路中心线在平面上的投影线，反映 沿线道路方向的转折变化，由直线和曲线组合而 成，曲线包括圆曲线和缓和曲线。
离心力并不是真实存在的 力。它的作用只是为了在旋 转参考系（非惯性参考系） 下，牛顿运动定律依然能够 使用。
2
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
计算汽车离心力的公式，F=mv /r=Gv /gr，所以，离心力
主要和车辆的重量、速度和曲线半径有关。
车辆的重量一般是特定的，所以转弯时需降速，扩大转弯半径。
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。
第三章课程学习内容
1 概述 2 平面线形设计的内容和原则 3 离心力 4 行车视距 5 平面线形设计的步骤
1 概述
路线的概念
路线，字面意思就是指，从一个地方到另一个地方，沿着特 定方向的空间直线或曲线所经过的道路。
线形几何学，就是要研究道路所在空间曲线的几何特性（如 几何构成，几何形状，几何元素关系等）及各种线形路用特 性的一门学科。 线形几何学是城市道路交通规划的基本科学依据。
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；
二、圆曲线
在城市道路设计中，直线段长度有限制，所以必须采用 圆弧曲线来连接直线路段，并在切点相连以保障线形平顺。 其半径与长度由汽车在弯道上行驶的特点和要求决定。
缓和曲线要求 有足够的长度，有合理的曲线形式。
平面线形衔接中，相邻的曲线悬殊不能过大，否则 对司机行车非常危险。
云南宜良某山路——7公里 路68道拐
在昆明市宜良县城西有 一条通往靖安哨的盘山公路， 公路依山梁而修，弯弯曲曲， 短短的7公里公路，共有68 道拐，远远超出了被称为世 界闻名的贵州24道拐的公路。 据有关专家介绍，这算得上 是世界公路史上的奇迹。