平纵线形之组合设计样本

第四节公路平、纵线形组合设计

教学目：掌握平、纵线形组合设计原则、普通规定和组合方式等

重点难点：1、平曲线和竖曲线结合普通规定

2、平面直线和纵断面结合普通规定

教学办法：讲授+多媒体播放图片

教学学时：2学时

教学过程：

Ⅰ复习提问：

1、什么是爬坡车道？

2、爬坡车道设立条件

3、竖曲线两种形式？纵断面设计线是由什么构成？

Ⅱ导入新课

公路空间线形是指由公路平面线形和纵断面线形及横断面所构成空间带状构造物；公路设计是从路线规划开始，然后经选线、平面线形设计、纵断面设计和平纵线形组合设计，最后以平、纵、横组合立体线形呈现出来。汽车行驶过程中，驾驶员所选取实际行车速度是她对立体线形判断作出，这样，立体线形组合优劣最后集中反映在汽车车速上。因而，设计中不但仅满足平面、纵断面线形原则，还必要满足公路空间线形视觉持续性，并有足够舒服感和安全感。

Ⅲ解说新课

一、视觉分析

(一)视觉分析意义

公路设计除应考虑自然条件、汽车行驶力学规定外，还要把驾驶员在心理和视觉上反映作为重要因素考虑。汽车在公路上行驶时，驾驶员是通过视觉、运动感觉和时间变化来判断线形。公路线形、周边景观、标志及其她关于信息，驾驶员几乎都是通过视觉感受到。

从视觉心理出发，对公路空间线形及其与周边自然景观和沿线建筑协调，保持视觉持续

性，使行车具备足够舒服感和安全感综合设计称为视觉分析。

(二)视觉与车速动态规律

(1)驾驶员注意力集中和心理紧张限度随着车速增长而增长。

（2)驾驶员注意力集中点随着车速增长而向远方移动。当车速增长97km／h时，她注意力集中点在前方600m以外某一点。

（3)当车速超过97km／h时，对前景细节视觉开始模糊起来。

(4)驾驶者周界感随车速增长而减少。当车速达到72km/h时，驾驶者可以看到公路两侧视角30～40°范畴，而当车速增长到97km/h时，视角减至20°如下。当车速再增长，驾驶者注意力随之引向景象中心而置两侧于不顾。

(三)视觉评价办法

所谓线形状况是指公路平面和纵断面线形所构成立体形状，在汽车迅速行驶中给驾驶员提供持续不断视觉印象。设计者通过公路透视图评价线形组合与否顺势流畅，对易产生判断失误和茫然地方，必要在设计阶段进行修改。

二、公路平、纵线形组合设计

(一)组合原则

平面与纵断面线形组合是指在满足汽车运动学和力学规定前提下，研究如何满足视觉和心理方面持续性、舒服感，研究与周边环境协调和良好排水条件。公路平、纵线形组合基本原则是：

1.应能在视觉上自然地诱导驾驶员视线，并保持视觉持续性；

任何使驾驶员感到茫然、困惑或者判断失误线形，必要竭力避免。在视觉上能否自然诱导视线是衡量平、纵线形组合最基本问题。

2.平面与纵断面线形技术指标应大小均衡，不要悬殊太大，使线形在视觉上和心理上保持协调；

它不但影响线形平顺，并且与工程费用有关。对纵断面线形重复起伏，在平面上却采用高原则线形是无意义。反之亦然。

3.选取组合得当合成坡度，以利于路面排水和安全行车。（≥0.5%）

4.注意与道路周边环境配合。

这样可以减轻驾驶员疲劳和紧张限度，并可起到引导视线作用。

高速公路、一级公路以及设计速度≥60Km/h 公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形持续、指标平衡、视觉良好、景观协调、安全舒服。设计速度愈高，线形设计所考虑因素愈周全。

设计速度≤40Km/h 公路，一方面应在保证行车安全前提下，对的运用线形要素最小值，在条件允许，但是多增长工程量状况下，力求做到各种线形要素合理组合，并尽量避免和减轻不利组合，以期充分发挥投资效益。

(二)组合方式

1.平曲线和竖曲线组合

普通规定：

（1）平曲线与竖曲线应互相重叠，且平曲线应稍长于竖曲线。这种组合最佳使竖曲线起终点分别放在平曲线两个缓和曲线内，即“平包竖”。若平竖错位，只要错开位置不不不大于平曲线上，则以为是可以，半径大时可不受此限制。

这种立体线形不但能起到诱导视线作用，并且可获得平顺而流畅效果。对于级别较高道路应尽量做到这种组合，并且使平、竖曲线半径都大某些才显得协调，特别是凹形竖曲线处车速较高，两者半径更应当大某些。

（2）平曲线与竖曲线大小应保持均衡。依照德国研究成果，若平曲线半径不大于1000米时，竖曲线半径大概为平曲线半径10~20倍时，便可达到均衡目。

平曲线半径（m）竖曲线半径（m）平曲线半径（m）竖曲线半径（m）

500 10000 1100 30000

700 1 1200 40000

800 16000 1500 60000

900 0 100000

1000 25000

平曲线和竖曲线中其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。一种长平曲线内有两个以上竖曲线，或一种大竖曲线具有两个以上平曲线，看上去非常别扭。

（3）暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线组合是合理悦目。

对暗与凹、明与凸组合，当坡差较大时，会给人留下舍坦坡、近路不走，而故意爬坡、绕弯感觉。此种组合在山区难以避免，只要坡差不大，矛盾也不很突出。

（4）平、竖曲线应避免组合

平、竖曲线重叠是一种抱负组合，但由于地形等条件限制，这种组合往往不是总能争取到。如果平曲线中点与竖曲线顶（底）点位置错开不超过平曲线长度四分之一，依然可以获得比较满意外观。设计时应注意如下几点：

1）要避免凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部与反向平曲线拐点重叠。两者都存在不同限度扭曲外观；前者会使驾驶员操作失误，引起交通事故；后者会使路面排水困难，产生积水。