第五章線形設(shè)計(jì)

第五章線形設(shè)計(jì)本章框架第一節(jié)平面線形設(shè)計(jì)第二節(jié)縱斷面線形設(shè)計(jì)第三節(jié)平、縱線形組合設(shè)計(jì)第四節(jié)線形設(shè)計(jì)檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)第一節(jié)平面線形設(shè)計(jì)一、平面線形設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）平面線形應(yīng)直捷、流暢，與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。（二）保持平面線形的均衡與連續(xù)。1.直線與平曲線的組合（以下避免）（1）長(zhǎng)直線盡頭接小半徑平曲線。（2）短直線接大半徑的平曲線。2.平曲線與平曲線的組合。相鄰平曲線之間的設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)連續(xù)、均衡，避免突變。在條件允許時(shí)，相鄰圓曲線大半徑R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，這種要求對(duì)行車有利。3.高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡。除滿足有關(guān)設(shè)計(jì)路段在長(zhǎng)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。（三）注意與縱斷面設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。（四）平曲線應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度。最小平曲線長(zhǎng)度一般應(yīng)考慮下述條件確定：1.駕駛員操作從容、乘客感覺舒適要求的平曲線最小長(zhǎng)度。按6s行程時(shí)間確定平曲線最小值，按10s行程時(shí)間確定平曲線一般值。設(shè)計(jì)速度(km／h)1201008060403020一般值(m)

1000850700500350250200最小值(m)

200170140100705040各級(jí)公路平曲線最小長(zhǎng)度表2.轉(zhuǎn)角α小于7度時(shí)的平曲線長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)速度(km／h)1201008060403020平曲線最小長(zhǎng)度(m)1400／α1200／α1000／α700／α500／α350／α280／α二、平面線形要素組合設(shè)計(jì)（一）平面要素組合類型1.基本型曲線定義：平曲線按直線－回旋線－圓曲線－回旋線－直線順序的組合形式。分類：對(duì)稱基本型（）非對(duì)稱基本型（）簡(jiǎn)單型（）要求：從線形的協(xié)調(diào)性，回旋線、圓曲線、回旋線的長(zhǎng)度之比宜設(shè)計(jì)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：2β≤α

式中：α——路線轉(zhuǎn)角(°)β——回旋線角(°)。2.S型曲線定義：兩個(gè)反向圓曲線用兩段反向回旋線連接的組合形式。要求：從行駛力學(xué)與線形協(xié)調(diào)、超高過渡考慮，宜；當(dāng)采用不等參數(shù)時(shí)，比值應(yīng)小于2.0，有條件時(shí)以小于1.5為宜。兩回旋線以徑向連接為宜，當(dāng)條件受限不得已插入短直線或相互重合時(shí)，短直線或重合段的長(zhǎng)度L應(yīng)符合下式規(guī)定：兩圓曲線半徑之比不宜過大，以1~1/3為宜。3.卵形曲線定義：用一個(gè)回旋線連接兩個(gè)同向圓曲線的組合形式。

要求：R2/2≤A≤R2(R2為小圓半徑)；兩圓曲線半徑之比以滿足R2／R1＝0.2～0.8為宜；兩圓曲線的間距以D／R2＝0.003～0.03為宜(D為兩圓曲線間的最小間距)。4.凸形曲線定義：兩個(gè)同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的組合形式。要求：回旋線參數(shù)及其連接點(diǎn)的曲率半徑應(yīng)符合規(guī)定。連接點(diǎn)附近最小0.3v的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，應(yīng)保持以連接點(diǎn)曲率半徑確定的超高橫坡度。只在路線嚴(yán)格受限時(shí)采用。5.復(fù)合型曲線定義：將兩個(gè)以上的同向回旋線在曲率相等處相互連接的組合形式。要求：相鄰回旋線參數(shù)之比以小于1.5為宜。除互通式立體交叉匝道線形外，僅在受限時(shí)適用。6.C型曲線定義：兩同向回旋線在曲率為零處徑相連接的組合形式。要求：兩回旋線參數(shù)可以相等也可不等。僅限于路線受限時(shí)可采用。7.回頭形曲線定義：山區(qū)道路為克服高差，在同一坡面上轉(zhuǎn)角接近或大于180度，由主曲線和輔曲線的組合形式。要求：上線輔曲線半徑與主曲線半徑比值不宜大于2.0。兩相鄰回頭曲線間應(yīng)盡可能拉開距離。僅適用受限的三四級(jí)公路及山城道路。要求：上線輔曲線半徑與主曲線半徑比值不宜大于2.0。兩相鄰回頭曲線間應(yīng)盡可能拉開距離。僅適用受限的三四級(jí)公路及山城道路。（二）平面線形要素組合計(jì)算1.基本型曲線設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）對(duì)稱形曲線計(jì)算內(nèi)移值：切線增長(zhǎng)值：緩和曲線角：切線長(zhǎng)：平曲線長(zhǎng)：外距：切曲差：（2）非對(duì)稱形曲線計(jì)算見p136。2.卵形曲線計(jì)算略*作業(yè)某公路有一對(duì)稱基本型平曲線，其半徑R=200米，交點(diǎn)樁號(hào)為K19+630.56，轉(zhuǎn)角,若緩和曲線長(zhǎng)度為75米，試計(jì)算該平曲線的五個(gè)基本樁號(hào)?？傄螅海?）當(dāng)設(shè)計(jì)速度V≥60km/h時(shí)，必須注重平、縱的合理組合；（2）當(dāng)設(shè)計(jì)速度V≤40km/h時(shí)，在保證行車安全的前提下，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。第三節(jié)平、縱線形組合設(shè)計(jì)一、組合設(shè)計(jì)原則（1）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）保持線形技術(shù)指標(biāo)在視覺和心理上的大小均衡。（3）選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露龋岳寐访媾潘托熊嚢踩?。?）注意與道路周圍環(huán)境的配合。二、組合設(shè)計(jì)方法（一）平、縱線形組合形式及效果線形簡(jiǎn)單、易超速視距較好、行車條件好視距較差、增大半徑選擇適當(dāng)、視覺條件好線形復(fù)雜、取決設(shè)計(jì)線形復(fù)雜、取決設(shè)計(jì)（二）平、縱線形組合的基本要求（1）直線與直坡線、直線與凹形豎曲線、直線與凸形豎曲線、平曲線與直坡線是常用的組合形式。（2）平曲線與豎曲線宜相互重合，且平曲線宜稍長(zhǎng)于豎曲線（“平包豎”）。（3）要保持平曲線與豎曲線大小均衡。R豎＝（10～20）R平）（4）要選擇適當(dāng)?shù)暮铣善露取＃ㄈ┢?、縱線形設(shè)計(jì)中應(yīng)避免的組合（1）避免豎曲線的頂、底部插入小半徑的平曲線。（2）避免將小半徑的平曲線起訖點(diǎn)設(shè)在或接近豎曲線的頂部或底部。（3）避免使豎曲線頂、底部與反向平曲線的拐點(diǎn)重合。（4）避免小半徑的豎曲線與緩和曲線重合。（5）避免在長(zhǎng)直線上設(shè)置陡坡或長(zhǎng)度短、半徑小的豎曲線。（6）避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形。（四）線形與景觀的協(xié)調(diào)與配合第四節(jié)線形設(shè)計(jì)檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)一、線形設(shè)計(jì)檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)的方法（一）道路透視圖（二）沿線耗油量（三）事故率預(yù)測(cè)模型（四）可能速度法（五）運(yùn)行速度法二、基于運(yùn)行速度的線形設(shè)計(jì)

連續(xù)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

《安評(píng)指南》中采用相鄰路段運(yùn)行速度的差值（）來檢查線形設(shè)計(jì)的連續(xù)性。相鄰路段是指平面、縱斷面、橫斷面指標(biāo)或設(shè)計(jì)速度不同的相鄰路段。規(guī)定：相鄰路段運(yùn)行速度的差值小于10km/h時(shí)，連續(xù)性好；在10~20km/h之間時(shí)，連續(xù)性較好；大于20km/h時(shí)連續(xù)性差，相鄰路段需要調(diào)整平、縱面設(shè)計(jì)。三、用運(yùn)行速度評(píng)價(jià)道路線形的方法（一）劃分分析路段根據(jù)圓曲線半徑和縱坡的大小進(jìn)行劃分：（1）平直路段：指平面線形為直線或半徑大于或等于1000m的平曲線且縱坡小于3%，或縱坡大于3%但坡長(zhǎng)小于等于300m的路段；（2）縱坡段：指平面線形為直線或半徑大于或等于1000m的平曲線，且縱坡大于或等于3%，坡長(zhǎng)大于300m的路段；（3）小半徑平曲線段：指平面線形為半徑小于1000m的平曲線，且縱坡小于2%的路段。（4）彎坡組合路段：指平面線形為半徑小于1000m的平曲線，且縱坡大于或等于2%的路段。1.設(shè)計(jì)路段的初始運(yùn)行速度一般可通過調(diào)查點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)或按表5-13估算各種設(shè)計(jì)速度對(duì)應(yīng)的小客車和大型貨車的運(yùn)行速度，作為設(shè)計(jì)路段的初始運(yùn)行速度。設(shè)計(jì)速度（Km/h）6080100120初始運(yùn)行速度小客車8095110120大型貨車55657575（二）運(yùn)行速度的測(cè)算2.平直路段運(yùn)行速度（1）當(dāng)直線入口速度等于期望速度時(shí)，車輛在平直路段上保持期望速度勻速行駛，直線段出口運(yùn)行速度等于期望速度。（2）當(dāng)直線入口速度小于期望速度時(shí)，直線段出口運(yùn)行速度按公式計(jì)算；當(dāng)計(jì)算出的運(yùn)行速度大于或等于期望速度時(shí)，取期望速度。（3）當(dāng)入口速度大于期望速度時(shí)，車輛將減速行駛，直到期望速度后勻速行駛，為期望速度。3.縱坡段運(yùn)行速度當(dāng)縱坡大于3%且坡長(zhǎng)大于300m時(shí)，需對(duì)運(yùn)行速度進(jìn)行修正。計(jì)算縱坡段運(yùn)行速度時(shí)不考慮平面線形，只需根據(jù)該段的縱坡和坡長(zhǎng)對(duì)入口速度按表5-15進(jìn)行修正。修正后的結(jié)果作為該段的出口速度。4.小半經(jīng)平曲線路段運(yùn)行速度小半經(jīng)平曲線路段的運(yùn)行速度，按表5-16中的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型計(jì)算平曲線中點(diǎn)和平曲線出口的運(yùn)行速度。5.彎坡組合路段運(yùn)行速度按表5-17中的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型計(jì)算彎坡組合路段平曲線中點(diǎn)和平曲線出口的運(yùn)行速度。（三）線形設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)（1）評(píng)價(jià)方法計(jì)算相鄰路段運(yùn)行速度的差值，若速度差超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，應(yīng)調(diào)整相鄰路段的平、縱面設(shè)計(jì)，調(diào)整的目的是使相鄰路段的速度差值滿足標(biāo)準(zhǔn)值。（2）調(diào)整方法對(duì)速差處速度高的路段，通過減小圓曲線半徑、增大縱坡進(jìn)行調(diào)整，使運(yùn)行速度降低，減小運(yùn)行速度差值；對(duì)速差處速度低的路段，可增大圓曲線半徑、減小縱坡，使運(yùn)行速度增大，減小運(yùn)行速度差值；若因地形或線形條件限制，不能調(diào)整或經(jīng)調(diào)整速差仍較大時(shí)，應(yīng)采取限速等措施，使運(yùn)行速度差值減小。2.設(shè)計(jì)速度與運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)速度與運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)：是指對(duì)同一路段的運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度的差值進(jìn)行評(píng)價(jià)。當(dāng)同一路段運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度的差值大于20km/h時(shí)，應(yīng)對(duì)該路段的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行安全性檢驗(yàn)和調(diào)整。若路段運(yùn)行速度高于設(shè)計(jì)速度時(shí)，應(yīng)按運(yùn)行速度檢驗(yàn)和調(diào)整，否則行車不安全；若路段運(yùn)行速度低于設(shè)計(jì)速度時(shí)，只要運(yùn)行速度連續(xù)，行車是安全的，不必調(diào)整。四、基于運(yùn)行速度的線形設(shè)計(jì)步驟1.初始設(shè)計(jì)根據(jù)可行性研究確定的道