道路勘测设计定线方案

象限角
arctg DY DX
计算方位角 A
DX 0, DY 0, A
DX 0, DY 0, DX 0, DY 0,
A 180 A 180
DX 0, DY 0, A 360
转角
i Ai Ai1
一般情况下， i 为“+”，曲线为右偏； i 为“―”，曲线为左偏。但当 i ＞180°时，曲
两种定线方法，在本质上并无区别，定线成果都是 直、缓、圆组成的中线。
在定线手法上二者正好相反；另外，直线型定线法 可用于纸上定线也可用于现场直接定线，而曲线型只 能用于纸上定线。
道路勘测设计
第七章 定 线
定线是在选线布局的基础上具体定出道路中线位置 的作业过程。
定线的任务是在选线布局阶段选定的“路线带” （或叫定线走廊）的范围内，按已定的技术标准，结 合细部地形、地质等自然条件，综合考虑平、纵、横 三面的合理安排，定出道路中线的确切位置。
公路定线一般采用纸上定线和直接定线的方法。
试定直线的依据：
平原、微丘区：以路线布局确定的控制点为依据。
山岭、重丘区：应参照导向线试定，最终路线要经 过多方面分析比较才能确定。
（一）路线标定
道路中线确定后，为标定路线需根据选定的圆曲线 半径及缓和曲线计算平曲线要素、曲线主点桩和加桩 里程等。
1、无坐标控制时：按比例量取交点间距，用正切 法确定偏角，设置平曲线，计算曲线要素。
2、有坐标控制时：若需要计算逐桩坐标时，则应 采集各交点的坐标。通常交点坐标的采集方法有两种：
（1）直接采集法：在绘有格网的地形图上读取各交
点的坐标，一般只能估读到米，适用于交点前后直线 方向和位置限制不严的情况。
（2）定前后直线间接推算法：先固定交点前后的
直线，再用相邻直线相交的解析法计算交点坐标，一 般适用于交点前后直线方向和位置限制较严的情况。
2.修正导向线
（1） 试定平面线形，点绘纵断面图，设计理想纵坡 （2）定修正导向线 目的：用纵断面修改平面，避免纵向大填大挖 在平面试线各桩的横断方向上点出与概略设计标高相应的点 子，这些点的连线（折线）就称为修正导向线。（在纵断面图 上读出每个桩的填、挖高度，点回到平面试线各桩的横断面方 向上，连接这些点的折线称为修正导向线。） 特点：具有理想纵坡，中线上不填不挖的折线，这一步实际 上是在平面上找出与理想纵坡相对应的导向线。
cos(A1 sin(A1
180)
180)

后直线上任意点坐标（ L HZ ）
X Y
XJ (T L HZ YJ (T L HZ)
)
cos A2 sin A2

3．单曲线内中桩坐标计算
1）不设缓和曲线的单曲线
设曲线起终点坐标分别为 ZY (X zy ,Yzy ),YZ(X yz ,Yyz ) ，则圆曲线上坐标 为：
当已知交点前直线上两点的坐标（ X1,Y1 ）和（ X2,Y2 ），后直线上两 点（ X3,Y3）和（ X4,Y4 ），则交点坐标（ X,Y ）可由式（7-1）计算。
k1

(Y2 (X2
Y1) X1)
,k2

(Y4 (X4
Y3 )

X
3
)

X k1 X1 k2 X 3 Y1 Y3 (k1 k2 )


c
os
A1

90(l Ls ) R

Y

YHY

2R
sin
90l R


sin

A1

90(l Ls ) R

式中：l ——圆曲线内任意点至 HY 点的曲线长；
XHY、YHY ——HY 点的坐标，由式（7-13）计算而来。
一条折线，为满足“标准”的要求，必须适当取直，并用平曲 线连接。按照二次修正导向线上各特征点的性质和可活动范围， 经过反复试线才能定出满足要求的中线。（保证重点，照顾一 般）
一般定线方法有下列两种： （1）直线形定线法（即传统方法） 平面线形以直为主，适用于地形简单的平原微丘区。
用“直尺”先定直线，交汇出交点，在直线转折处用平曲线连 接。
（一）平原、微丘区定线步骤 1．定导向点 在选线布局确定的控制点之间，根据平原、微丘区
路线布设要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就 和该绕避的点和活动范围，建立一些中间导向点。
2．试定路线导线 参照导向点，试穿出一系列直线、交汇出交点，作 为初定的路线导线。 3．初定平曲线 读取交点坐标计算或直接量测转角和交点间距，初 定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算曲线要素。 4．定线 检查各技术指标是否满足《标准》要求，以及平曲
1．路线转角、交点间距、曲线要素及主点桩计算
设起点坐标 JD0 ( XJ 0 ,YJ 0 ) ，第 i 个交点坐标为 JDi ( XJ i ,YJ i ), i 1,2,, n, 则
坐标增量
DX XJ i XJ i1
DY YJ i YJ i1
交点间距
S (DX )2 (DY)2
（2）曲线形定线法 平面线形以曲为主，适用于地形、地物复杂的丘陵和山岭区。
用直尺和圆曲线弯尺先定直线和圆曲线，然后用缓和曲线将他 们连接。
4.设计纵断面
二、直线型定线方法
直线型定线方法: 根据控制点或导向线和相应的技术指标，试穿出一 系列与地形相适应的直线作为基本线形单元，然后在 两直线转折处用曲线予以连接的定线方法，即传统的 以直线为主的穿线交点定线法。
（二）确定回旋线参数
确定回旋线参数A值是采用曲线型定线法的关键。 过去多采用回旋曲线尺或表法，即用不同整数的回 旋线参数A值制作回旋线长度与曲率半径对应关系的 尺或表，供使用时查对。
随着计算工具的发展，目前常用计算的方法确定A 值。
1．近似计算法 2．解析计算法
直线型和曲线型两种定线方法的比较：

Y k1( X X1) Y1


当 时： X1 X 2
X X1 X 2
Y k2 ( X X 3) Y3
当 时： X3 X 4
X X3 X4
Y k1( X X1) Y1
（二）坐标计算
先建立一个贯穿全线统一的坐标系，一般采用国家 坐标系统。根据路线地理位置和几何关系计算出道路 中线上各桩点的统一坐标。编制逐桩坐标表。然后根 据逐桩坐标实地放线。
cos(A1 in( A1
180)
180)

HZ （或YZ ）点坐标：
X HZ XJ T cos A2
YHZ YJ T sin A2

设直线上加桩里程为 L，ZH、HZ 表示曲线起、终点里程，则前直线上任意点坐标（ L ZH ）。
X Y
XJ (T ZH L) YJ (T ZH L)
30l 2 RLs


cos
A1

30l 2 RLs


Y

YZH

x
/
c
os
30l 2 RLs


sin
A1

30l 2 RLs


（2）圆曲线内任意点坐标
①由 HY～YH 时
X

X HY
2R sin 90l R
2）设缓和曲线的单曲线
缓和曲线上任意点的切线横距
x

l

l5 40R 2 L2s

l9 3456R 4 L4s

l13 599040R6L6s

式中：l ——缓和曲线上任意点至 ZH（或 HZ）点的曲线长；
Ls ——缓和曲线长度。
（1）第一缓和曲线（ZH～HY）任意点坐标
X

X ZH

x
/
c
os
（3）第二缓和曲线（HZ～YH）内任意点坐标
X

X HZ

x/
cos
30l 2 RLs


c
os
A2
180
30l 2 RLs


Y
YHZ

x
/
c
os
30l 2 RLs


sin
A2
180
30l 2 RLs

（一）定线步骤
（1）参照导向线或控制点，待手画出线形顺适、平缓并与 地形相适应的概略线位。
（2）用直尺或不同半径的圆曲线弯尺拟合徒手线位，形成 一条由圆弧和直线组成的具有错位（即设缓和曲线后圆曲线的 内移值）的间断线形。
（3）在圆弧和直线上各采集两点坐标固定位置，通过试定 或试算，用合适的缓和曲线将它们顺滑连接，形成连续的平面 线形。
（2）求平距a，并定匀坡线 ①求平距：设等高距为h，平均坡度为ip，则等高线平距为a ＝h/ip。 ②定匀坡线：定匀坡线也称放坡，放坡是使用分规进行的， 分规的张开度等于平距a值，a值的比例尺应与地形图的比例尺 相同。
匀坡线：最后连接A、a、b、…D各点，所构成的折线。 匀坡线特点：这条匀坡线是具有平均坡度的折线，其作用一 是放通了路线，证明方案是成立的，二是放坡可发现中间控制 点，为下步工作提供依据。 （3）确定中间控制点，分段调整纵坡，定导向线 首先，分析匀坡线利用地形、避让不良地质的情况，找出中 间控制点。 导向线：经利用有利地形、避让不良地质的调整后的匀坡线 组成的折线A－a‘－b’…D。 特点：这条导向线是具有理想坡度的折线，利用了有利地 形，避开了不利地形，可作为试定平面线形的参考。
（3）定二次导向线
目的：用横断面最佳位置修正平面，避免横向填挖过大。
对修正导向线各点绘制横断面图，用路基模板找出最佳 “经济点”横断面位置，将这些点再点回到平面图上，连接这 些点的折线称为二次修正导向线。
特点：具有理想纵坡、横断面位置最佳的折线。
3.定线（定平面线形）
定线是在二次修正导向线的基础上进行。二次修正导向线是
②由 YH～HY 时
X

XYH
2R sin 90l R


c
os
A2
180
90(l Ls ) R

Y

YYH

2R sin
90l R


s
in

A2
180
90(l Ls ) R

式中：l——圆曲线内任意点至 YH 点的曲线长。
X

X zy

2R
sin
90l R
cos
A1

90l R


Y

Yzy
2R sin 90源自 R sin A1

90l R


式中：l——圆曲线内任意点至 ZY 点的曲线长；
R ——圆曲线半径；
——转角符号，右转为“+”，左转为“—”，下同。
纸上定线适用于技术标准高或地形、地物复杂的路
线。定线过程是先在大比例尺地形图上室内定线，然 后把纸上路线敷设到地面上；
直接定线适用于标准低或地形、地物简单的路线，
是在现场直接定出路线中线的位置。
§7-1 纸上定线
一、纸上定线的工作步骤
纸上定线是在1∶1000～1∶2000大比例尺地形图 上确定道路中线位置的方法。 平原、微丘区地形平易，路线一般不受高程限 制，定线中主要是正确绕避平面上的障碍，力 争控制点间路线短捷顺直； 山岭、重丘区地形复杂，横坡陡峻，定线时要 利用有利地形，避让艰巨工程、不良地质地段 或地物等，都涉及调整纵坡问题，且山区纵坡 又限制较严，因此山岭、重丘区安排好纵坡就 成为关键问题。
线则为左偏，其偏角值等于（ i －360°）； i ＜－180°时，曲线则为右偏，其偏角值等于
（ i ＋360°）。
2．直线上中桩坐标计算
设交点坐标为 JD(XJ,YJ) ，交点相邻直线的方位角分别为 A1 和 A2 。则 ZH （或 ZY ）点坐标：
X ZH YZH
X YJ
J T Ts
曲线位是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线 半径或缓和曲线长度，直至满足为止。
（二）山岭、重丘区定线步骤
1．定导向线
（1）分析地形，找出各种可能的走法。 在地形图上仔细研究路线布局阶段选定的主要控制点间的地 形、地质情况，选择有利地形如平缓顺直的山坡、开阔的侧沟、 利于回头的地点等，拟定路线各种可能的走法。

式中：l——第二缓和曲线内任意点至 HZ 点的曲线长。
三、曲线型定线方法
曲线型定线方法：是根据导向线和地形条件及相应技术指 标，先试定出合适的圆曲线单元，然后将这些圆曲线用适当的 直线和缓和曲线连接的定线方法，即与传统的先定直线后定曲 线相反的以曲线为主的定线法。当相邻圆曲线之间相距较远时， 可插设适当的直线段。一般宜用于地形复杂的山岭重丘地区。