道路路線設(shè)計一圓曲線市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

道路工程第四章道路路線設(shè)計第1頁本節(jié)重點：圓曲線半徑公式推導(dǎo)三種最小半徑含義及應(yīng)用圓曲線半徑選擇圓曲線要素計算及主點樁號推導(dǎo)第2頁第一節(jié)道路平面線形道路線形——道路路幅中心線立體形狀。平面線形——道路中線在水平面上投影形狀稱為~。平面線形基本要素：直線――曲率為零線形；圓曲線――曲率為常數(shù)線形；緩解曲線――曲率為變數(shù)線形。第3頁圓曲線第4頁直線與圓曲線之間插入緩解曲線第5頁基于直線這些優(yōu)點，在平面線形設(shè)計中，廣泛采取直線線形。補充：直線（1）直線特點優(yōu)點：短線路捷、方向明確、測設(shè)簡單、乘車舒適、無視距障礙。缺點：①過長直線易使駕駛員感到單調(diào)、疲憊，難以目測車間距離，于是產(chǎn)生盡快駛出直線急躁情緒，車速一再加緊，很輕易造成交通事故。②在地形改變復(fù)雜地段，直線線形難以與地形相協(xié)調(diào)，造成工程費用顯著增高。第6頁

所以，在采取直線線形并確定其長度時，必須持慎重態(tài)度，不宜采取過長直線，并注意直線設(shè)置要與地形、地物、環(huán)境相適應(yīng)。第7頁（2）直線最大長度當前最大直線長度量化還是一個需要研究課題，當前各國有不一樣處理方法：德國、西班牙和日本要求20V，即72s行程；法國認為長直線應(yīng)用半徑5000m以上圓曲線代替；美國認為線形盡可能直接，并與地形相適應(yīng)。我國沒有明確要求，僅要求“直線長度不宜過長”。第8頁同向曲線間插入短直線輕易產(chǎn)生把直線和兩端曲線看成為反向曲線錯覺當直線過短時甚至可能把兩個曲線看成一個曲線，輕易造成司機判斷錯誤。同向曲線之間直線最小長度(以m計)以大于設(shè)計速度(以km/h計)6倍為宜。（3）直線最小長度①同向曲線間直線最小長度：第9頁反向曲線之間最小直線長度(以m計)以大于設(shè)計速度(以km/h計)2倍為宜。②反向曲線間最小長度：在轉(zhuǎn)向相反兩個圓曲線之間，假如沒有設(shè)置緩解曲線，考慮到設(shè)置超高、加寬緩解段以及駕駛?cè)藛T轉(zhuǎn)向操作需要，宜設(shè)置一定長度直線。第10頁（4）直線利用下述路段可采取直線線形：①不受地形、地物限制平坦地域或山間開闊谷地；②以直線條為主城鎮(zhèn)、近郊或農(nóng)村；③長大橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)物路段；④路線交叉點及其前后；⑤雙車道公路提供超車路段。第11頁當采取長直線線形時，為填補景觀單調(diào)之缺點，可采取以下技術(shù)辦法：（1）長直線上縱坡坡度不宜過大，因長直線再加上陡坡行駛更輕易造成高速度；（2）長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，這么能夠使生硬呆板直線得到一些緩解；（3）道路兩側(cè)地形空闊時，宜采取植不一樣樹種或設(shè)置一定建筑物、雕塑、廣告牌等辦法，以改進單調(diào)景觀；（4）長直線或長下坡盡頭平曲線，除曲線半徑、超高、視距等必須符合要求外，還必須采取設(shè)置標志、增加路面抗滑能力等安全辦法。第12頁一、圓曲線在路線碰到障礙或地形需要改變方向時設(shè)置圓曲線。各級公路和城市道路，不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置園曲線。優(yōu)點：易與地形相適應(yīng)、可循性好、線形美觀、易于測設(shè)等。描述圓曲線指標圓曲線半徑圓曲線長度第13頁（一）圓曲線半徑公式推導(dǎo)確定最小半徑標準確定圓曲線最小半徑實質(zhì)是汽車行駛在公路曲線部分時所產(chǎn)生離心力等橫向力不超出輪胎與路面摩阻力所允許界限，即不產(chǎn)生橫向滑移。第14頁汽車質(zhì)量kg汽車速度m/s圓曲線半徑m則汽車受到離心力為汽車受到重力為離心力與重力在平行路面方向分力分別為則汽車受到橫向力為第15頁令——橫向力系數(shù)物理意義：單位車重受到橫向力。因為很小，故于是有第16頁由此可見，其它條件一定情況下，半徑大小取決于橫向力系數(shù)。普通取值不超出0.15~0.20橫向力系數(shù)確實定要考慮以下原因：汽車橫向滑移汽車橫向傾覆乘客心理感受輪胎和燃料消耗第17頁當受條件限制而無法設(shè)置大半徑曲線時怎么辦？車輛行駛在曲線哪一側(cè)更安全？怎樣確保曲線外側(cè)車輛安全？內(nèi)：外：思緒一：控制離心力大小。思緒二：改變外側(cè)車輛受力狀態(tài)。第18頁設(shè)置超高！能不能無限制地設(shè)置超高？不能！第19頁《規(guī)范（標準）》要求圓曲線最小半徑：極限最小半徑：指圓曲線半徑采取最小極限值。只有地形困難或受其它條件限制時方可使用。采取極限最小半徑時，設(shè)置最大超高。第20頁例：某山嶺重丘區(qū)二級公路，計算行車速度V=40km/h，計算極限最小半徑。解：取i=8%，μ=0.14則取整R=60m。第21頁普通最小半徑（設(shè)超高推薦半徑）：指設(shè)超高時推薦值，通常情況下采取最小半徑。其數(shù)值介于不設(shè)超高最小半徑與極限最小半徑之間。超高值隨半徑增大而按百分比減小。第22頁不設(shè)超高最小半徑：道路曲線半徑較大、離心力較小時，汽車沿雙向路拱（不設(shè)超高）外側(cè)行駛時，路面摩擦力，足以確保汽車安全行駛采取最小半徑。第23頁例：某平原微丘區(qū)二級公路，計算行車速度V=80km/h，路面為瀝青混凝土，計算不設(shè)超高最小半徑。取整得平原微丘區(qū)二級公路不設(shè)超高最小半徑為2500米。解：取i=1.5%，μ=0.035。第24頁各級公路圓曲線最小半徑第25頁城市道路圓曲線最小半徑第26頁圓曲線半徑選取：條件許可時，選大于不設(shè)超高最小半徑；普通條件時，選大于普通最小半徑；極端困難時，選極限最小半徑。第27頁補充：圓曲線要素計算切線長：曲線長：外矢距：第28頁圓曲線主點樁號推導(dǎo)：

JDK423+165.77-T190.51ZYK422+975.26+L373.87YZK423+349.13-L/2373.87/2QZK423+162.195+J/27.15/2JDK423+165.77YZ——圓直點QZ——直圓點ZY——曲中點第29頁例題一：某山區(qū)二級公路，設(shè)計速度V=60km/h，交點樁號為K187+461.44，轉(zhuǎn)角，選取圓曲線半徑為300m，試求圓曲線要素并計算主點樁號。解、（1）曲線要素計算第30頁（2）主點樁號計算

JDK187+461.44-T85.85ZYK187+375.59+L167.15YZK187+542.74-L/283.575QZK187+459.165+J/22.275JDK187+461.44（校核無誤）第31頁例題二：某城市Ⅱ級主干道，紅線寬度為40m，設(shè)計車速為40km/h，路線須跨越一河流，要求橋頭最少有60m直線段，由橋頭到路線轉(zhuǎn)折點距離為120m，轉(zhuǎn)角為38°，試求路線中最大可能平曲線