2第二章平面設(shè)計(jì)全解

道路勘測設(shè)計(jì)孫華福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二章 平面設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì)的內(nèi)容：1、選擇平曲線半徑

2、合理解決直線與曲線的銜接

3、超高、加寬的設(shè)計(jì)

4、計(jì)算行車視距，排除視線障礙

5、繪路線平面圖

公路的交點(diǎn)（JD）、曲線主點(diǎn)（ZH、HY、QZ、YH、HZ）

第二章 平面設(shè)計(jì)JD1JD2JD3JD4JD5JD6JD7第一節(jié) 圓曲線半徑一、圓曲線的幾何要素

1．切線長：

2、曲線總長：

3、外距：

4、切曲差：

練習(xí)：α=38o30′00″，R=200M，求該曲線要素。二、半徑計(jì)算1、最小半徑公式由“+”“-”號于上式相反

即：單坡、雙坡內(nèi)側(cè)用“+”，雙坡外側(cè)用“-”

在V一定時(shí)，R由μ和I而定；當(dāng)I一定時(shí)，則R由μ而定。

2、極限半徑:只考慮節(jié)省投資，不考慮線形和等級提高，造成不舒適不經(jīng)濟(jì)，改建浪費(fèi)大，在困難情況下采用。

3、一般最小半徑:保證安全，舒適，有利于等級提高。

4、不設(shè)超高的最小半徑:圓曲線半徑大于某值時(shí)，汽車在外側(cè)行駛時(shí)也能有足夠的安全和舒適感。

5、改建公路的最小半徑:二級公路極限最小半徑50M，三級公路最小半徑25M

6、最大圓曲線半徑10000M。小結(jié)：平曲線的組成半徑計(jì)算公式最小半徑一、彎道超高

汽車在彎道上行駛時(shí)，受離心力的作用，可能產(chǎn)生滑移或傾覆，為抵消離心力的作用，在彎道內(nèi)做成向內(nèi)傾斜的超高橫坡度，用汽車的重力的橫向分力抵消離心力，避免產(chǎn)生滑移或傾覆。

（一）超高的計(jì)算：

一般ic=2-6%極限可達(dá)8%

高速10%

★超高橫坡度小于路拱坡時(shí)，應(yīng)設(shè)置等于路拱坡度。

★陡坡時(shí)，中心位外側(cè)可不設(shè)超高。

設(shè)計(jì)車速806040，30，20

imax642

二平三平二，三，四重第二節(jié)圓曲線上的超高與加寬（二）超高緩和段1、邊軸旋轉(zhuǎn)法

超高緩和段

2、中軸旋轉(zhuǎn)法

hcαiFLcBhciiciF

平區(qū)—1%；重區(qū)—2%超高漸變率概念邊轉(zhuǎn)與中轉(zhuǎn)相比：LC邊>LC中

LC采用5的倍數(shù)，不小于10M（三）超高的構(gòu)成1、繞內(nèi)邊緣轉(zhuǎn)（新建路）2、繞中軸轉(zhuǎn)（改建路）二、彎道加寬因彎道行駛時(shí)占路寬比直線寬，因此在彎道部分路基應(yīng)加寬。（一）加寬值計(jì)算單車道：e=R-R—平曲線半徑

L—前保險(xiǎn)杠到后軸的距離R2-L2=R2+e2-2Re由于2Re>>e2，因此略去e2得e=L2/2R考慮汽車的擺動(dòng)幅度，在彎道上加寬。e=雙車道:2e加寬三種標(biāo)準(zhǔn)車：L=5、8、5.2+8.8分三類加寬注意:1、平曲線半徑小于等于250M時(shí)在內(nèi)側(cè)加寬

2、三、四級重丘采用第一類加寬，其余的采用第三類加寬，不常通集裝箱的可采用第二類加寬。

3、一、二、三及4.5的四級,路面加寬后路基也應(yīng)相應(yīng)加寬.路基在6.5M以上時(shí),路面加寬后,路肩不小于0.5M,若小于0.5M則路基相應(yīng)加寬,保證路肩≥0.5M（二）加寬緩和段加寬緩和段=超高緩和段不設(shè)超高時(shí)，加寬緩和段一般長度為10M，最小不小于5M。某點(diǎn)eX=X·e/LS

漸變切線圓曲線加寬段。Ls

e問題：1、V=40Km/h；R=60M；μ=0.06計(jì)算超高。2、超高的一般規(guī)定值；超高的二個(gè)規(guī)定。3、中軸旋轉(zhuǎn)：B=7M，iF=2%；i=1.5%；ic=4%求Lc4、中軸與邊軸旋轉(zhuǎn)的構(gòu)成步驟。5、加寬值由哪幾個(gè)因素決定。6、路面加寬的幾個(gè)規(guī)定。

第三節(jié)緩和曲線一. 緩和曲線的概念：

緩和曲線用回旋線起到三個(gè)作用：

(1)汽車從一曲線過渡到另一曲線過程中使離心加速度逐變。

(2)緩和曲線作為超高變化的過渡段。

(3)緩和曲線通過其曲率的逐變，構(gòu)成美觀及視覺協(xié)調(diào)的最佳線型。為適應(yīng)行車的需要，由直線過渡到圓曲線之間需插入一段半徑從無限大逐漸減小至圓曲線半徑R的曲線，這種曲線稱緩和曲線，我國用回旋線。

※《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)平曲線半徑小于不設(shè)超高的最小半徑(R=600)時(shí)，應(yīng)設(shè)緩和曲線，四級公路可不設(shè)緩和曲線，用超高，加寬緩和段代替。

※緩和曲線設(shè)置在直線與圓曲線間，起點(diǎn)與直線段相切(ZH，HZ)，終點(diǎn)與圓曲線相切(HY，YH)，設(shè)置緩和曲線后，圓曲線的位置必須向內(nèi)移一距離P，同時(shí)切線長將增長一個(gè)q值。

※回旋線的基本公式：r×L=A2

r---回旋線上某點(diǎn)的曲線半徑

L--回旋線上某點(diǎn)到原點(diǎn)的曲線長

A--回旋線的參數(shù)

設(shè)置緩和曲線后，將減小圓曲線的中心角α，減小后的中心角等于α-2β0，因而設(shè)置緩和曲線的可能條件是α≥2β0

當(dāng)α=2β0時(shí),二緩和曲線將在彎道的中央連接,形成一個(gè)連續(xù)的緩和曲線----凸形曲線。當(dāng)α<2β0時(shí),則不能設(shè)置所規(guī)定的緩和曲線,必須縮短LS或增長圓半徑(直至不設(shè)緩和曲線的圓曲線半徑)※緩和曲線的最小長度：V/1.2≤LS≤0.035V3/R因此:二級線平LS=70M重LS=35M

三級線平LS=50M重LS=25M

四級線平LS=35M重LS=20M例：V=80R=250得66.7≤LS≤71.7取LS=70V=40R=60得33.3≤LS≤37.3取LS=35為行車平順L′≮LSL′既主曲線的長度LY故:圓曲線能設(shè)回旋線的必要條件:(1)L′≮LS(2)α≮2β0二、緩和曲線要素的計(jì)算:1、引入緩和曲線后圓曲線的內(nèi)移值:

2.引入緩和曲線后切線的增長值:

3.緩和曲線的中心角：

4．切線總長：

5、曲線總長：6、外距：7、超距：J=2T-L其中LY=L-2LS三、主點(diǎn)里程的計(jì)算：ZH=JD-T(2)JD

HY=ZH+LS

-)T

HZ=ZH+LZH

YH=HZ-LS

＋）ＬS

QZ=HZ-L/２HY

+）LY

YH

+）LS

HZ

-）L/2

QZ

+）J/2

JD

小結(jié)：

【例】平原區(qū)某二級公路有一彎道R=250M，交點(diǎn)JD的樁號為K17+568.38，轉(zhuǎn)角α=38o30′00″,試計(jì)算該曲線上設(shè)置緩和曲線后曲線各要素及五個(gè)基本樁的里程。第四節(jié) 平面視距一、行車視距

1、定義：為保證安全，司機(jī)應(yīng)能看見前方一定距離的公路，便于發(fā)現(xiàn)障礙、來車，采取停車、避讓、錯(cuò)車、超車這些過程中所必須的最短時(shí)間里，汽車所能行駛的里程。

2、視距種類：

（1）停車視距ST

（2）會車視距SH

（3）錯(cuò)車視距SZ

（4）超車視距Sq

（5）避讓障礙視距S礙STSHSZSqS二、視距標(biāo)準(zhǔn)1、停車視距：

S停=L1+SS+L0=Vt/3.6+V2K/254(Φ+i)+L0

V—Km/ht—SK—制動(dòng)器使用系數(shù)1.2-1.4

Φ—縱向附著系數(shù)i—縱坡度上坡“+”下坡“-”

V120100806050403020

Φ0.290.310.310.330.350.380.440.44

計(jì)算完取整二三四

平重平重平重

1104075304020

L1SsL0

2、會車視距S會=L1+L2+ST1+ST2+L0

約為停車視距的2倍

L1St1L0St2L23、超車視距：四個(gè)部分

二三四

平重平重平重

550200350150200100

12344、視距標(biāo)準(zhǔn)的采用①高、一用停車視距

②二、三、四用會車視距或停車視距

③二、三、四適當(dāng)用超車視距，3min以內(nèi)有一段超車視距保證路段三、彎道上視距的保證1、最大凈距的計(jì)算Z

視距曲線：包絡(luò)線

視距曲線到行車軌跡的距離Z

障礙線到行車軌跡線的距離Z0

ZZ0Z0Z1.2m若：Z>Z0需除障（高1.2M）Z<Z0不除障（高1.2M）z0z0z0z0z0zzz2、圖解法繪障礙區(qū)

問題：1、什么是行車視距。

2、視距的種類及采用的標(biāo)準(zhǔn)。

3、視距切除范圍的確定步驟。第五節(jié) 平面線形設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、直線與曲線的組合

1、直線

（1）直線的限制

原因：太長—司機(jī)疲勞，易超速，夜對向車眩光，易出事。

太短—視覺影響，產(chǎn)生反彎的錯(cuò)覺，操作不利（反向曲線間）

直線最大長度

設(shè)計(jì)車速Km/h120100806050

最大直線長度m24002000160012001000

直線最小長度

一般不小于設(shè)計(jì)車速的6倍（V≥60）

同向曲線間小于40Km/h的困難地不小于設(shè)計(jì)車速的2.5倍。

不小于設(shè)計(jì)車速的2倍（V≥60）

反向曲線間有緩和曲線的可直接連成“S”形。

（2）長直線盡頭不設(shè)小半徑曲線

原因：直線上高速，忽然小半徑，會因減速不及造成事故。

（3）避免在高填方而長直線后設(shè)小半徑曲線

原因：高填土，彎道不安全，難以判斷彎曲度

需用護(hù)欄或行道樹做誘導(dǎo)。直線最小長度

設(shè)計(jì)車速Km/h8060403020

最小直線長度同一般480360240180120

特殊--1007550

反一般160120806040

特殊--352520

2、曲線(1)一般最小圓曲線半徑

二三四

地形平重平重平重

一般最小R4001002006510030

極限最小R25060125306015

（2）不設(shè)超高和緩和曲線的圓曲線的最小半徑

二 三四

地形 平 重平 重 平 重

R（m） 2500 600 1500 350 600 150

（3）平曲線最小長度

二 三四

地形 平重 平 重 平重

L（m）140 70 100 50 70（40）40（20）（4）圓曲線最小長度

703550253520

（5）圓曲線半徑確定應(yīng)注意的幾點(diǎn)

a、采用極限Rmin的4-8倍

b、盡量采用等于或大于一般最小半徑

c、特殊困難地經(jīng)論證后方可采用極限Rmin

d、考慮平曲線與縱坡關(guān)系，小半徑不配大縱坡。

E、轉(zhuǎn)角不小于70，當(dāng)小于70時(shí)，需配大半徑。

F、同向曲線間不設(shè)短直線，可取消短直線，合并二曲線為復(fù)曲線，或單圓曲線。

二、曲線與曲線的組合1、同向曲線

組合方式：

①直線-圓曲線R1-圓曲線R2-直線

②直線-緩和曲線-圓曲線R1-圓曲線R2-緩和曲線-直線

③直線-緩和曲線-圓曲線R1-緩和曲線-圓曲線R2-緩和曲線-直線

當(dāng)二曲線超高、加寬相同時(shí)，可直接相連。若不等時(shí)，中間插入緩和段。2、反向曲線①由直線連接

L不小于設(shè)計(jì)車速的2倍，極限一般不小于10M。

②用緩和線連接3、回頭曲線：復(fù)雜地質(zhì)地段，克服高差來展線。①雙向式

②單向式

4、回頭曲線的幾個(gè)規(guī)定。

①二回頭曲線間距≥80-100

②同一山坡不設(shè)二個(gè)以上回頭曲線

③上、下線間距盡量大

④回頭曲線二頭設(shè)限速標(biāo)志小結(jié)：

1、最小直線的規(guī)定。

2、圓曲線半徑確定的幾點(diǎn)規(guī)定。

3、曲線與直線銜接的幾種方式。4、回頭曲線的幾個(gè)規(guī)定。

第六節(jié) 平面設(shè)計(jì)成果一、直線曲