道路平面設計

1、.,第三章 城市道路平面線形設計,第一節(jié) 概述,第三節(jié) 城市道路平面定線,第二節(jié) 道路平曲線設計,.,第一節(jié) 概述,路線在水平面上的投影 平面其中間位置的一條線 道路的中線沿中線豎直剖切再行展開 縱斷面中線上任意一點的法向切面 橫斷面。協(xié)調設計。,.,.,.,.,.,不打方向盤a=0、等角速度W打方向盤a= 常數(shù)、打方向盤的角速度均勻變化a=變數(shù)。,導向輪旋轉面與縱軸之間夾角a,一、平曲線線形要素 1、汽車的行駛軌跡,.,2、與上述三種關系對應的行駛軌跡線 （1）曲率為零（曲率半徑為無窮大）的線形，即直線 （2）曲率為常數(shù)（曲率半徑為常數(shù)）的線形，即圓曲線 （3）曲率為變數(shù)（曲率半徑為變數(shù)）的

2、線形，即緩和曲線,.,二、直線： 1、優(yōu)點 （1）、布設簡單 （2）、視距良好 （3）、方向明確 （4）、距離短捷 （5）、行車安全 2、缺點 （1）、視力疲勞 （2）、注意力不集中 （3）、易發(fā)事故 （4）、街景單調,.,3、最大直線長度： 目前最大直線長度的量化還是一個需要研究的課題，目前各國有不同的處理方法，德國和日本規(guī)定20V(單位為米，V為計算行車速度，用公里/小時為單位)，美國為180s的行程，我國對于設計速度大于或等于60km/h的公路最大直線長度為以汽車按設計速度行駛70s 左右的距離控制，一般直線路段的最大長度(以m 計)應控制在設計速度(以km/h 計)的20 倍為宜。,.

3、,4、直線最小長度 （1）、同向曲線間最小長度：若在同向曲線間插入短直線容易產生把直線和兩端的曲線看成為反向曲線的錯覺,當直線過短時甚至可能把兩個曲線看成一個曲線，容易造成司機的判斷錯誤。對于設計速度大于或等于60km/h的公路，同向曲線之間直線的最小長度(以m計)以不小于設計速度(以km/h 計)的6倍為宜。,.,（2）、反向曲線間最小長度：在轉向相反的兩個圓曲線之間，如果沒有設置緩和曲線，考慮到設置超高、加寬緩和段以及駕駛人員轉向操作的需要，宜設置一定長度的直線。對于設計速度大于或等于60km/h的公路，反向曲線之間的最小直線長度(以m 計)以不小于設計速度(以km/h 計)的2倍為宜。,

4、.,4、關于直線的運用,直線的最大與最小長度應有所限制，一條公路的直線與曲線的長度設計應合理。 最大直線長度不必太拘泥，最小長度應該保證。,.,四、圓曲線,1、概述,圓曲線是路線平面設計中的主要組成部分，常用的單曲線、復曲線、雙（多）交點曲線、虛交點曲線、回頭曲線等均包含了圓曲線，圓曲線具有易與地形相協(xié)調、可循性好、線形美觀、容易測設等優(yōu)點，使用十分普遍。,.,2、圓曲線的優(yōu)點 .符合地形、布線靈活 .線形優(yōu)美 3、圓曲線的缺點 .路線較直線長 .行車受力復雜 .視距受阻 .駕駛勞動強度大 .測設、施工等工作量大、計算復雜,.,3、描述圓曲線的指標,最小圓曲線半徑： 不設超高最小半徑車輛在設置

5、超高的曲線上安全行駛，滿足最低舒適性要求的半徑規(guī)定值。盡量避免使用，只有當路線受地形或其它條件限制時方可使用。 設置超高推薦半徑通常情況下采用的最小半徑，兼顧汽車行駛的要求與使用上的可能，設計時建議的最小值，設超高。 設置超高最小半徑，道路曲線半徑較大、離心較小時，汽車沿雙向路拱（不設超高）外側行駛的路面摩擦力，足以保證汽車行駛安全穩(wěn)定采用的最小半徑。 公路：不設緩和曲線半徑=不設超高半徑， 城市道路：不設緩和曲線半徑不設超高半徑。,.,確定最小半徑的原則,圓曲線最小半徑是以汽車在曲線部分能安全而又順適地行駛所需要的條件，而確定的圓曲線最小半徑的實質是汽車行駛在公路曲線部分時所產生的離心力等橫

6、向力不超過輪胎與路面的摩阻力所允許的界限。不產生橫向滑移。,橫向力系數(shù)，極限值為路面與輪胎之間的橫向摩阻系數(shù),超高橫坡度,.,最大圓曲線半徑：半徑大到一定程度時，其幾何性質與行車條件與直線無太大區(qū)別，容易給駕駛人員造成錯誤判斷反而帶來不良后果，最大半徑不宜超過10000m。 最小圓曲線長度：汽車在道路曲線段行駛時，如果曲線很短，司機操作方向盤頻繁，在高速駕駛的情況下是危險的，圓曲線宜有大于3s的行程。,.,4、關于城市道路,與公路不同，城市道路設計規(guī)范提供了設超高最小半徑，設超高推薦半徑，不設超高最小半徑以及不設緩和曲線最小半徑。當受地形條件限制時，可采用設超高推薦半徑值；當?shù)匦螚l件特別困難時

7、，可采用設超高最小半徑值。,.,五、緩和曲線,緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。除四級路可不設緩和曲線外，其余各級公路都應設置緩和曲線。在現(xiàn)代高速公路上，有時緩和曲線所占的比例超過了直線和圓曲線，成為平面線形的主要組成部分。在城市道路上，緩和曲線也被廣泛地使用。,1、概述,.,2、緩和曲線的作用,通過曲率的變化，適應汽車轉向操作的行駛軌跡及路線的順暢，便于車輛遵循；離心加速度逐漸變化，不致產生側向沖擊力，乘客感覺舒適；超高橫坡度逐漸變化，減少行車振蕩，使行車更加平穩(wěn)；與圓曲線配合得當，線形連續(xù)光滑，構成美

8、觀與視覺協(xié)調的最佳線形。 (1)符合汽車轉向時的行駛軌跡 (2)使離心力加速度逐漸變化 (3)作為超高、加寬的緩和帶 (4)與圓曲線配合，增加線形美觀,.,3、緩和曲線的形式,（1）、回旋線 （2）、雙紐線 （3）、三次拋物線,.,四、平面線形組合的形式 1、簡單型,.,2、基本型,.,3、S型曲線,.,4、凸型曲線,.,5、復曲線,.,卵型曲線,.,6、復合型,.,7、C型曲線,.,8、回頭曲線,.,圓曲線幾何元素為：,.,計算基點為交點里程樁號，記為JD， ZY=JD-T YZ=ZY+L QZ=ZY-L/2 JD=QZ+J/2,曲線主點里程樁號計算：,.,帶緩和曲線的平曲線幾何要素,.,（

9、一）計算公式與因素 根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式計算曲線半徑：,二、圓曲線半徑,.,（一）計算公式與因素,根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式計算曲線半徑：,式中：V計算行車速度，（km/h）； 橫向力系數(shù)； ih超高橫坡度； i1路面橫坡度。,當設超高時 ：,不設超高時 ：,.,六、行車視距及其保證,為了行車安全，駕駛人員應能隨時看到汽車前面相當遠的一段路程，一旦發(fā)現(xiàn)前方路面上有障礙物或迎面來車，能及時采取措施，避免相撞，這一必須的最短距離稱為行車視距。行車視距是否充分，直接關系到行車的安全與迅速，它是道路使用質量的重要指標之一。在道路平面上的暗彎（處于挖方路段的彎道和內側有障礙物的彎道）、縱斷

10、面上的凸形豎曲線以及下穿式立體交叉的凹形豎曲線上都有可能存在視距不足的問題。,.,.,視距及其作用,為了保證行車安全，駕駛員應能看到前方一定距離內的公路路面，以便及時發(fā)現(xiàn)障礙物或對向來車，使汽車在一定的車速下及時制動或繞過。汽車在這段時間內沿路面所行駛的最短距離稱為行車視距。,停車視距,會車視距,超車視距,車,障礙,車,車,車,車,.,視距包絡線圖,.,（1）停車視距 汽車行駛時，自駕駛人員看到前方障礙物時起，至到達障礙物前安全停止，所需的最短距離。 （2）會車視距 在同一車道上兩對向汽車相遇，從相互發(fā)現(xiàn)時起，至同時采取制動措施使兩車安全停止，所需的最短距離。 （3）錯車視距 在沒有明確劃分車

11、道線的雙車道道路上，兩對向行駛之汽車相遇，發(fā)現(xiàn)后即采取減速避讓措施安全錯車所需的最短距離。 （4）超車視距 在雙車道公路上，后車超越前車時，從開始駛離原車道之處起，至可見逆行車并能超車后安全駛回原車道所需的最短距離。,.,（一）停車視距,停車視距是指駕駛人員發(fā)現(xiàn)前方有障礙物到汽車在障礙物前停住所需要的最短距離。停車視距可分解為反應距離和制動距離兩部分來研究。,路面與輪胎之間的附著系數(shù) 道路阻力系數(shù),采用感覺時間為1.5s，制動反應時間取1.0s是較適當?shù)?。感覺和制動反應的總時間t2.5s,.,（二）超車視距,在一般雙車道公路上行駛著各種不同速度的車輛，當快速車追上慢速車以后，需要占用供對向汽車行駛的車道進行超車。為了超車時的安全，司機必須能看到前面足夠長度的車流空隙，以便在相鄰車道上沒有出現(xiàn)對向駛來的汽車之前完成超車而不阻礙被超汽車的行駛。這種快車超越前面慢車后再回到原來車道所需要的最短距離稱為超車視距，,.,.,.,（1）加速行駛距離,（2）超車汽車在對向車道上行駛的距離,.,（3）超車完了時，超車汽車與對向汽車之間的安全距離 S3=15100m （4）超車汽車從開始加速到超車完了時對向汽車的行駛距離,尾隨在慢車后面