道路勘探設(shè)計第講線形設(shè)計

1、道路勘探設(shè)計第講線形設(shè)計第1頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四 （二）保持平面線形的均衡與連貫（技術(shù)指標(biāo)的均衡與連續(xù)性） 1直線與平曲線的組合 長直線盡頭不能接以小半徑曲線。特別是在下坡方向的盡頭更要注意。若由于地形所限小半徑曲線難免時，中間應(yīng)插入中等曲率的過渡性曲線，并使縱坡不要過大。 短直線避免接大半徑平曲線。這種組合線形均衡性差，線形不美觀。 根據(jù)國外經(jīng)驗，直線與平曲線組合，滿足：Lz500m時，RLzLz500m時，R500m第2頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四 （二）保持平面線形的均衡與連貫（技術(shù)指標(biāo)的均衡與連續(xù)性） 2平曲線與平曲線

2、的組合 條件允許時，相鄰圓曲線大半徑與小半徑之比宜小于2.0，相鄰回旋線參數(shù)之比宜小于2.0。 3.高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡 高、低標(biāo)準(zhǔn)變化路段，除滿足有關(guān)設(shè)計路段在長度和梯度上的要求外，還應(yīng)結(jié)合地形的變化，使路線的平面線形指標(biāo)逐漸過渡，避免出現(xiàn)突變。 不同標(biāo)準(zhǔn)路段相互銜接地點，應(yīng)選在交通量發(fā)生變化處，或駕駛員能明顯判斷前方改變速度的地方。第3頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（四）平曲線應(yīng)有足夠的長度 汽車在公路的任何線形是行駛的時間均不宜短于3s，以使駕駛操作不顯的過分緊張。(1)平曲線一般最小長度為9s行程；(2)平曲線極限最小長度為6s行程。（三）注意與縱斷面設(shè)計

3、相協(xié)調(diào) 設(shè)計速度（km/h)1201008060403020一般值(m)1000850700500350250200最小值(m)200170140100705040各級公路平曲線最小長度表 第4頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（四）平曲線應(yīng)有足夠的長度 (3)轉(zhuǎn)角小于7時的平曲線長度設(shè)計速度（km/h)1201008060403020平曲線最小長度(m)1400/1200/1000/700/500/350/280/轉(zhuǎn)角小于或等于7時的平曲線長度 第5頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四二、平面線形要素組合設(shè)計 （一）基本型 按直線-回旋線-圓曲線

4、-回旋線-直線的順序組合的線形。 適用場合：交點間距不受限。第6頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四二、平面線形要素的組合類型 （一）基本型曲線 按直線-回旋線-圓曲線-回旋線-直線的順序組合的線形。 適用場合：交點間距不受限。 從線形的協(xié)調(diào)性出發(fā)，宜將回旋線、圓曲線、回旋線之長度比設(shè)計成1：1：1 1：2：1 。并注意滿足設(shè)置基本型曲線的幾何條件：2 式中：-路線轉(zhuǎn)角；-回旋線角。第7頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（二）S型曲線 兩個反向圓曲線用兩段回旋線連接的組合。 適用場合：交點間距受限（交點間距較小）。2V21JD1JD2第8頁，共56

5、頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（二）S型 兩個反向圓曲線用兩段回旋線連接的組合 適用場合：交點間距受限（交點間距較小）。 適用條件： 第9頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（二）S型 （2）在S型曲線上，兩個反向回旋線之間不設(shè)直線，是行駛力學(xué)上所希望的。不得已插入直線時，必須盡量地短，其短直線的長度或重合段的長度應(yīng)符合下式：式中：l反向回旋線間短直線或重合段的長度。 兩個反向圓曲線用兩段回旋線連接的組合 適用場合：交點間距受限（交點間距較?。?。 適用條件： （1）S型相鄰兩個回旋線參數(shù)A1與A2宜相等。當(dāng)采用不同的參數(shù)時，A1與A2之比應(yīng)小于2.0，有

6、條件時以小于1.5為宜。 第10頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（3）S型兩圓曲線半徑之比不宜過大，宜為：式中：R1大圓半徑（m）； R2小圓半徑（m）。第11頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四 用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合。 適用場合：交點間距受限（交點間距較小）。（三）卵型第12頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四式中：A回旋線參數(shù)； R2小圓半徑（m）。 （2）兩圓曲線半徑之比宜在下列界限之內(nèi)： （1）卵型上的回旋線參數(shù)A不應(yīng)小于該級公路關(guān)于回旋線最小參數(shù)的規(guī)定，同時宜在下列界限之內(nèi)：（三）卵型曲線 用一個回

7、旋線連接兩個同向圓曲線的組合。 適用場合：交點間距受限（交點間距較?。?。 適用條件：第13頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（3）兩圓曲線的間距，宜在下列界限之內(nèi)： 式中：D兩圓曲線最小間距（m）。 第14頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四凸型的回旋線的參數(shù)及其連接點的曲率半徑，應(yīng)分別符合容許最小回旋線參數(shù)和圓曲線一般最小半徑的規(guī)定。 （四）凸型曲線 在兩個同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的組合。第15頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四兩個回旋線參數(shù)之比宜為：A2：A1=1：1.5復(fù)臺型回旋線除了受地形和其它特殊限制的地

8、方外一般很少使用，多出現(xiàn)在互通式立體交叉的匝道線形設(shè)計中。（五）復(fù)合型曲線 兩個以上同向回旋線間在曲率相等處相互連接的線形。第16頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（六）C型曲線 其連接處的曲率為0，也就是R=，相當(dāng)于兩基本型的同向曲線中間直線長度為0。 適用場合：交點間距受限（交點間距較?。型曲線只有在特殊地形條件下方可采用。 適用條件：同卵形曲線。 同向曲線的兩回旋線在曲率為零處徑相銜接的線形。第17頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四 只有三、四級公路在自然展線無法爭取到需要的距離以克服高差，或因地形、地質(zhì)條件所限而不能采取自然展線時，方

9、可采用回頭曲線。高差較大的山城道路也需要采用回頭曲線。 （七）回頭曲線 回頭曲線是由一個主曲線、兩個輔助曲線和主、輔曲線所夾的直線段組合而成的復(fù)雜曲線。第18頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四回頭曲線技術(shù)指標(biāo) 兩相鄰回頭曲線間應(yīng)盡可能拉開距離。一個回頭曲線終點至下一個回頭曲線起點距離，當(dāng)設(shè)計速度為40km/h、30km/h、20km/h時，分別應(yīng)不小于200m、150m、100m。項目公路等級三四回頭曲線設(shè)計速度(km/h)35302520主曲線最小半徑(m)40302015緩和曲線最小長度(m)35302520超高橫坡度(%)6666雙車道路面加寬值(m)2.52.5

10、2.53最大縱坡(%)3.53.544.5第19頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四第20頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四 一、縱斷面線形設(shè)計要點 （一）縱坡極限值的運用 （1）工程和環(huán)境 （2）道路通行能力 （3）車輛行駛速度 （二）最短坡長 坡長不宜過短，以不小于設(shè)計速度9s行程為宜。連續(xù)起伏路段，縱坡應(yīng)盡量小，坡長和豎曲線應(yīng)爭取到極限值的1倍或2倍以上，避免鋸齒形縱斷面。第二節(jié) 縱斷面線形設(shè)計 第21頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四 一般情況下：豎曲線應(yīng)選用較大半徑為宜。 坡差小時：應(yīng)盡量采用大的豎曲線半徑。 條件

11、受限制時：可采用一般最小值 特殊困難情況下：方可用極限最小值。 有條件時：宜采用表4-20規(guī)定的滿足視覺要求的最小半徑。 （三）豎曲線半徑的選用第22頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（四）相鄰豎曲線的銜接同向曲線：相鄰兩個同向凹形或凸形豎曲線，特別是同向凹形豎曲線之間，如直坡段不長應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線。第23頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（四）相鄰豎曲線的銜接同向曲線：相鄰兩個同向凹形或凸形豎曲線，特別是同向凹形豎曲線之間，如直坡段不長應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線。反向曲線：相鄰反向豎曲線之間，為使增重與減重

12、間和緩過渡，中間最好插入一段直坡段。若兩豎曲線半徑接近極限值時，這段直坡段至少應(yīng)為計算行車速度的3s行程。當(dāng)半徑比較大時，亦可直接連接。第24頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四 （五）各種地形條件下的縱坡設(shè)計（1）平原、微丘地形縱坡應(yīng)均勻平緩，注意保證最小填土高度和最小縱坡要求。丘陵地形避免過分遷就地形而起伏過大，縱坡應(yīng)順適不產(chǎn)生突變。（2）山區(qū)沿河線盡量采用平緩縱坡，坡長不應(yīng)超過限制長度，縱坡不宜大于6%，并注意路基控制高程要求。（3）越嶺線縱坡力求均勻，盡量不采用極限或接近極限縱坡，更不宜在連續(xù)采用極限長度的陡坡之間夾短的緩和曲線。越嶺線一般不要應(yīng)設(shè)置反坡，埡口附近

13、縱坡應(yīng)盡量緩一些，從而滿足平均縱坡要求。（4）山脊線和山腰線除結(jié)合地形不得已采用較大縱坡外，在可能條件下縱坡應(yīng)緩些。第25頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四 二、縱斷面線形設(shè)計的一般原則 三、縱斷面線形設(shè)計中高程控制條件 （1）路基對縱斷面的控制 （2）橋涵和通道對路線縱斷面的控制 （3）隧道對路線縱斷面的控制 （4）平面交叉對路線縱斷面的控制第26頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四 1視覺分析的意義 視覺分析：從視覺心理出發(fā)，對道路的空間線形及其與周圍自然景觀和沿線建筑的協(xié)調(diào)等進(jìn)行研究分析，以保持視覺的連續(xù)性，使行車具有足夠的舒適感和安全感的綜

14、合設(shè)計稱為視覺分析。一、視覺分析 第三節(jié) 平、縱線形組合設(shè)計 第27頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四2視覺與車速的動態(tài)規(guī)律(1)駕駛員的注意力集中和心理緊張的程度隨著車速的增加而增加。(2)駕駛員的注意力集中點隨著車速增加而向遠(yuǎn)方移動。當(dāng)車速增加97kmh時，他的注意力集中點在前方600m以外的某一點。(3)當(dāng)車速超過97kmh時，對前景細(xì)節(jié)的視覺開始模糊起來。(4)駕駛者的周界感隨車速的增加而減少。當(dāng)車速達(dá)到72km/h時，駕駛者可以看到公路兩側(cè)視角3040的范圍，而當(dāng)車速增加到97km/h時，視角減至20以下。當(dāng)車速再增加，駕駛者的注意力隨之引向景象中心而置兩側(cè)于

15、不顧。第28頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四視覺分析方法：利用視覺印象隨時間變化的道路透視圖道路透視圖：是按照汽車在道路上的行駛位置，根據(jù)線形的幾何狀況確定的視軸方向以及由車速確定的視軸長度，利用坐標(biāo)透視的原理繪制的。通過透視圖，可直觀地看出立體線形是否順適，有否易產(chǎn)生判斷錯誤或茫然的地方，路旁障礙是否有妨礙視線的地方等等。若存在上述缺陷則要在設(shè)計階段進(jìn)行修改，然后再繪出透視圖分析研究，直至滿意為止。 3視覺分析方法第29頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四二、道路平、縱線形組合設(shè)計 適用條件： （1）當(dāng)設(shè)計速度大于或等于60km/h時，必須注重

16、平、縱的合理組合； （2）當(dāng)設(shè)計速度小于或等于40km/h時，在條件允許情況下力求做到各種線形要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利組合。 （一）平、縱組合的設(shè)計原則 1應(yīng)在視覺上能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。 2注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡,使線形在視覺上、心理上保持協(xié)調(diào)。 3選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行車安全?4應(yīng)注意線形與自然環(huán)境和景觀的配合與協(xié)調(diào)。第30頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（二）平、縱線形組合設(shè)計要點第31頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（二）平、縱線形組合要點第32頁，共56頁，2

17、022年，5月20日，12點33分，星期四2. 直線與縱斷面的組合 （1）平面直線與縱面直線組合（縱坡不變的直線） （2）平面直線與豎曲線組合要素 （凸凹型直線、凹型直線） 直線上一次變坡是很好的平、縱組合，從美學(xué)觀點講以包括一個凸型豎曲線為好，而包括一個凹型線次之；直線中短距離內(nèi)二次以上變坡會形成反復(fù)凸凹的“駝峰”和“凹陷”。第33頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四（2）平面直線與豎曲線組合要素 （凸凹型直線、凹型直線） 斷背曲線的改善 斷背曲線 第34頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四(3)直線與縱斷面應(yīng)避免的組合暗 凹 第35頁，共56頁，

18、2022年，5月20日，12點33分，星期四 縱斷面上：避免能看到縱坡起伏三次以上。(3)直線與縱斷面應(yīng)避免的組合第36頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四3. 平曲線與縱斷面的組合 （1）平曲線與縱面直線組合 組合時要注意平曲線半徑與縱坡度協(xié)調(diào)，要避免急彎與陡坡相重合。（2）平曲線與豎曲線的組合 平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。平豎曲線頂點重合，且平包豎。豎曲線的起終點最好分別放在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，其中任一點都不要放在緩和曲線以外的直線上，也不要放在圓弧段之內(nèi)。 （2）平曲線與豎曲線的組合第37頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，

19、星期四（2）平曲線與豎曲線的組合平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。第38頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四 平、豎曲線重合如果平曲線的中點與豎曲線的頂（底）點位置錯開不超過平曲線長度的四分之一時，仍然可以獲得比較滿意的外觀。第39頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四3. 平曲線與縱斷面的組合 （1）平曲線與縱面直線組合要素 組合時要注意平曲線半徑與縱坡度協(xié)調(diào)，要避免急彎與陡坡相重合。（2）平曲線與豎曲線的組合 平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。平豎曲線頂點重合，且平包豎。豎曲線的起終點最好分別放在平曲線的兩個緩和曲線

20、內(nèi)，其中任一點都不要放在緩和曲線以外的直線上，也不要放在圓弧段之內(nèi)。 若做不到平、豎曲線較好的組合（頂點的重合），則寧可把平豎曲線分開相當(dāng)距離（不小于3s行程），使平曲線位于直坡段或豎曲線位于直線上。若平、豎曲線半徑都很大，則平、豎位置可不受上述限制。第40頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡半徑：豎曲線半徑大約為平曲線半徑的1020倍時長度：平曲線應(yīng)稍長于豎曲線第41頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡半徑：豎曲線半徑大約為平曲線半徑的1020倍時長度：平曲線應(yīng)稍長于豎曲線第42頁，共56頁，

21、2022年，5月20日，12點33分，星期四平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡半徑：豎曲線半徑大約為平曲線半徑的1020倍時長度：平曲線應(yīng)稍長于豎曲線第43頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四平曲線和豎曲線其中一方大而平緩，那么另一方就不要形成多而小。一個長的平曲線內(nèi)有兩個以上豎曲線，或一個大的豎曲線含有兩個以上平曲線，看上去非常別扭。 平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡半徑：豎曲線半徑大約為平曲線半徑的1020倍時長度：平曲線應(yīng)稍長于豎曲線第44頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四平曲線和豎曲線其中一方大而平緩，那么另一方就不要形成多而小。一個長的平曲線內(nèi)有兩

22、個以上豎曲線，或一個大的豎曲線含有兩個以上平曲線，看上去非常別扭。 平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡半徑：豎曲線半徑大約為平曲線半徑的1020倍時長度：平曲線應(yīng)稍長于豎曲線第45頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四暗、明彎與凸、凹豎曲線暗彎與凸形豎曲線及明彎與凹形豎曲線的組合是合理的，悅目的。注意避免“暗凹”組合。第46頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四暗、明彎與凸、凹豎曲線暗彎與凸形豎曲線及明彎與凹形豎曲線的組合是合理的，悅目的。注意避免“暗凹”組合。第47頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四平、豎曲線應(yīng)避免的組合 要避免使凸形

23、豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合。凸形豎曲線與反向平曲線拐點重合 第48頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四平、豎曲線應(yīng)避免的組合 要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合。跳 躍第49頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四平、豎曲線應(yīng)避免的組合 小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。 計算行車速度40km/h的道路，應(yīng)避免在凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。 要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合。第50頁，共56頁，2022年，5月20日，12點33分，星期四平、豎曲線應(yīng)避免的組合 小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。 計算行車速度40km/h的道路，應(yīng)避免在凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。 要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合。 在長平曲線內(nèi)，要盡量設(shè)計成直坡線，避免設(shè)置短的、半徑小的豎曲線。避免在一個平曲線上連續(xù)出現(xiàn)多個凹、凸豎曲線。 第51頁