第四讲讲义平面线性设计

一、圆曲线的几何要素
切线长 T Rtg α
2
曲线长 L π α R
180
外距 超距
E R(sec α 1) 2
D 2T L
里程桩号计算 ZY=JD-T YZ=ZY+L QZ=ZY+L/2 JD=QZ+D/2
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：
断背曲线
在设计中应设法避免出 现断背曲线!
2）反向曲线间的直线最小长度
反向曲线是指两个转向相反的相邻曲线间以直线形成的平面的 线形。
由于两弯道转弯方向相反，考虑其超高和加宽缓和的需要以及 驾驶员的操作方便，其间的直线最小长度应予以限制。
一般规定，反向曲线直线最小长度以不小于设计速度的2倍为 宜。
XCcα oG s sαin
m v 2 cos G sin R
G 9 .8
V 3 .6
R
2
1
G
i0
G
V 127
2
R
i 0
称 系为数横,记向作力μ
由前述分析可知：
如何确定μ？
1V2 2R7 i0 R12V 2 7i0
①当设超高时：R
V2
ih
127( ih )
式中：V——计算行车速度，（km/h）；
2、直线的最小长度 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间以直线形成的平面的线 形。
当此直线长度很短时，在视觉上容易形成直线与两端的曲线构成 反弯的错觉，使整个组合线形缺乏连续性，形成所谓的“断背曲 线”。
一般规定同向曲线直线最小长度以不小于设计速度的6倍为宜。
≥6V
1、直线距离短，直捷，通视条件好。 2、汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。 便于测设。 3、直线线形大多难于与地形相协调，若长度运用不当，不仅
破坏了线形的连续性，也不便达到线形设计自身的协调。 4、过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦，难以目测车间距
离。 5、笔直的道路给人以简捷、直达的良好印象。
第四讲平面线性设计
精品jin
基本概念
（1）路线 路线是指道路的中线。 （2）路线的平面 道路中线在水平面的投影面。 （3）路线的纵断面 用一个曲面，沿着中线纵向剖切，再展开成平面。 （4）路线的横断面 中线各点的法向剖切面。
平纵横关系示意图
路线设计的任务
路线设计是指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作， 主要包括：
JD1
α1
α2 JD2
三、直线设计要点
1、适用条件 （1）路线不受地形、地物限制的平原区或山间的开阔谷地； （2）城镇及其邻近或规划方正的农耕区等以直线为主体的地区； （3）为缩短构造物长度以便于施工的长大桥梁、隧道路段； （4）为争取较好的行车和通视条件的平面交叉前后； （5）双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供
（4）长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，这样可以使生硬 呆板的直线得到一些缓和或改善。
（5）道路两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同树种或设置 不同风格的建筑物、雕塑等措施，以改善单调的景观。
长直线与凸曲线组合 长直线与凹曲线组合
第二节 圆曲线
圆曲线是道路平面设计中最常用的线形之一，各等级道路 不论转角大小，在转折处均应设置平曲线，而圆曲线是平 曲线中的主要组成部分。圆曲线具有易与地形相适应、可 循性好、线形美观、易于测设等优点，使用十分广泛。
二、直线长度限制
1、直线最大长度
由于长直线的安全性差，规范中对直线的最大长 度作了规定：一般不超宜过20V（V是设计车速， 用km/h表示，20V相当于72s的行程）。
总的原则是：道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 直线时，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。
轮胎磨损（%） 100 160 220 300 390
（二）横向力系数的影响因素及其取值的确定
（2）横向力系数过大将降低旅行舒适程度
▪ μ值的增大，乘车舒适感恶化。 ▪ 当μ〈0.10时，5时，稍感到有曲线存在，尚平稳； ▪ 当μ= 0.20时，己感到有曲线存在，稍感不稳定； ▪ 当μ= O.35时，感到有曲线存在，不稳定； ▪ 当μ= 0.40时，非常不稳定，站立不住有倾倒的危险感。
路线平面设计：在路线平面图上确定道路的基本走向及线 形的过程。
路线纵断面设计：在路线纵断面图上确定道路纵坡及坡长 的过程。
路线横断面设计：在路线横断面图上确定路基断面形状的 过程。
平面线形规划设计的任务
根据道路网规划确定的道路走向和道路之间的方位 关系，以道路中线为准，考虑地形、地物、城市建 设用地的影响；依据行车技术要求确定用地范围内 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。 小半径曲线还应考虑行车视距、路段加宽和超高的 设置。
平面线形要素
曲率半径：
为无限大
1
为常数
2
为渐变数
3
基本线性：
直线
平 面
线
圆曲线
形 三
要
缓和曲线
素
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“平面线形三要素”。
起点
曲中点
交点
方位角 N
圆缓点
转向角
直缓点 缓圆点
缓直点 导线
终点
N
第一节 直线
一、直线的线形特征
较好条件的超车路段。
2、直线运用注意问题
（1）采用直线应特别注意它同地形的关系，在运用直线并决 定其长度时，必须持谨慎态度，并不宜采用长直线。
（2）长直线或长下坡尽头的平面曲线，除曲线半径、超高、 视距等必须符合规定要求外，还必须采取设置标志、增加路面 抗滑能力等安全措施。
（3）在长直线上纵坡不宜过大，因为长直线在陡坡下行时很 容易导致超速行车。长直线上的纵坡一般应小于3%。
μ——横向力系数；
ih——超高横坡度；
i0——路面横坡度。
②不设超高时：R
V2
i0
127( i0)
（二）横向力系数的影响因素及其取值的确定
（1）横向力系数过大将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 0.1 0.15 0.2
燃料消耗（%） 100 105 110 115 120
▪μ的舒适界限，由0.11到0.16随行车速度而变化，设计中对 高、低速路可取不同的数值。