1、道路勘测设计,冯晓新,重庆交通职业学院道桥系,线形要素组合类型的定义、组合要求,3,第五节 平面线形设计,2018/10/10,2018/10/10,复习,平面线形三要素：直线、圆曲线缓和曲线 从以下几方面考虑： （1）特点； （2）应用； （3）限制条件,2018/10/10,1、直线,优点两点之间距离最短。具有短捷、直达的印象。行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。测设简单方便（用简单的就可以精确量 距、放样等）。在直线上设构造物更具经济性。,(1)直线的特点,2018/10/10,缺点：直线单一无变化，与地形及线形自身难以协调。过长的直线在交通量不大且景观缺乏变化时，易使驾驶人员感到单调
2、、疲倦。 在直线纵坡路段，易错误估计车间距离、行车速度及上坡坡度。易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速行驶。,2018/10/10,(2)直线的运用,宜采用直线线形的路段：1）路线不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；3）长大桥梁、隧道等构造物路段； 4）路线交叉点及其前后；5）双车道公路提供较好的超车路段。,2018/10/10,1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡更易导致 高速度。 2）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。,（3）当采用长的直线线形时，应注意的问题,2018/10
3、/10,3）道路两侧过于空旷时，宜采取植不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以改善单调的景观。4）长直线或长下坡尽头的平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。5）对较高设计车速（60km/h）的公路，直线长度宜在70s左右时间的行程距离。,2018/10/10,(4)最长直线限制,标准规定：直线的最大与最小长度应有所限制。一条公路的直线与曲线的长度设计应合理。德国规定直线的最大长度（以米计）为20V（计算行车速度，km/h）（适于高速公路V100km/h）。公路线形首先考虑的不是在平面线形上尽量多采用直线，或者是必须由连续的曲线
4、所构成，而是必须采用与自然地形相协调的线形。合理利用地形和避免采用长直线。,2018/10/10,当直线长度大于1km时，可采用下列技术措施予以弥补：纵坡不应过大，一般应小于3%。同大半径凹型竖曲线结合为宜。两侧地形过于空旷时，宜采取栽植不同树种或设置 一定建筑物等措施。长直线或长下坡尽头的平曲线，应对路面超高、停 车视距等进行检验，必要时须采用设置标志、增加 路面抗滑能力等安全措施。,2018/10/10,(5)最短直线限制,同向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于设计速度（以kmh计）的6倍为宜（6V）,反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于设计速度（以kmh计）的2倍为宜（2V）,20
5、18/10/10,2、圆曲线,（1）特点 1）曲率为常数； 2）比直线更能适应地形变化； 3）在圆曲线上行驶驾驶员受到离心力作用； 4）要比在直线上行驶多占用道路宽度； 5）在小半径圆曲线内侧行驶，视距条件较差。,2018/10/10,（2）应用 一般采用极限半径的48倍 一般不宜大于10000m 各级公路均应设置平曲线 整个平面线形应是连续、均衡的曲线线形 应于纵断面线形协调，必须避免小半径平曲线与竖曲线相重合,圆曲线半径值的选择以及长度大小,2018/10/10,3、缓和曲线,（1）特点 1）曲率是连续变化的； 2）作为超高与价款变化的过渡段； 3）适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅，
6、构成美观及视觉协调的最佳线形；,2018/10/10,（2）缓和曲线的运用,回旋线是曲率随着曲线长度成比例变化的曲线。,基本公式：,A回旋线参数，表示回旋线曲率变化的缓急程度。A为长度量纲,2018/10/10,要求（1）回旋线在线形设计中应作为主要线形要素加以运用（2）回旋线参数应满足 R/3 A R（3）A的取值与R有关： 当R接近100m时，取A等于R； 当R小于100m时，则取A等于或大于R； 在圆曲线较大时，可选择A在R/3左右； 如R超过了3000m，可取A小于R/3。,2018/10/10,（3）缓和曲线的最小长度 1）旅客感觉舒适 2）超高渐变率适中 3）行驶时间不过短,缓和曲
7、线省略,2018/10/10,一、平面线形设计一般原则,1.平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。 原则：与地形相适应，宜直则直，宜曲则曲，不片面追求直曲。 直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，片面强调路线要以直线为主或以曲线为主，或人为规定二者的比例都是错误的。,2018/10/10,在宽阔的平原微丘区，路线应直捷顺畅。,2018/10/10,在起伏的山岭和丘陵地区，线形以曲线为主。,2018/10/10,在没有任何障碍物的戈壁、草原等开阔地区，应以直线为主。,2018/10/10,（2）保持平面线形的均衡与连贯。 为使一条道路上行驶
8、的车辆尽量以均匀速度行驶，平面线形各要素应保持连续而均衡，必须避免线形的突变。 长直线的尽头避免接小半径曲线 长直线上汽车行驶速度较高，如果突然遇到小半径曲线，易产生减速不及造成的事故。 事故形态：车辆侧翻到曲线外侧路基或与对向车辆相撞或碰撞路侧护栏。,2018/10/10,要求：长直线的尽头避免接小半径曲线，特别避免长直线下坡尽头接小半径平曲线。若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。,2018/10/10,高低标准之间要有过渡 同一等级道路上大、小指标间的均衡过渡长直线与小半径曲线之间。相邻的大小半径曲线之间。 同一条道路上采用不同计算行车速度设计
9、的路段之间的过渡。 在标准变更的相互衔接处前、后一定长度范围内主要技术指标应逐渐过渡，避免产生突变，设计速度高的一端应采用较低的平、纵技术指标，反之则应采用较高的平、纵技术指标，以使平、纵线形技术指标较为均衡。,2018/10/10,3.回头曲线的设置。 回头曲线是在山区越岭线的特别困难地段，以延长展线方式克服高差而采用的一种特殊曲线类型。,回头曲线一般是由一个主曲线、两个辅助曲线和主、辅曲线所夹的直线段组合而成的复杂曲线。,2018/10/10,4.平曲线应有足够的长度 平曲线的最小长度 平曲线一般由前后缓和曲线和中间圆曲线共三段曲线组成，每段曲线至少需要3s的时间。 基本型曲线：9s行程
10、凸型曲线：6s的行程 平曲线最小长度不得小于下表规定。,2018/10/10,小偏角的平曲线长度： 小偏角曲线的问题：设置了较大的半径也容易把曲线长看成比实际的要短，造成急转弯的错觉。,2018/10/10,小偏角曲线要求的平曲线长度 7属于小偏角弯道 。为保证小偏角曲线有足够的长度，采用 7的曲线外矢距E与=7时曲线的E相等时的曲线长为最小平曲线长。,表中的为公路转角值（度），当2时，按=2计。,2018/10/10,2018/10/10,2018/10/10,二、平面线形要素的组合类型,1.基本形 （1）定义：当按直线回旋线（A1）圆曲线回旋线（ A2 ）直线的顺序组合而成线形。 当A1=
11、A2时，叫对称基本型；当A1A2时，叫非对称基本型， A1 : A2应不大于2.0。,2018/10/10,（2）组合要求 基本形设计时，为使线形协调，A值的选择最好使回旋线、圆曲线、回旋线的长度以大致接近为宜（但在许多情况下是无法做到的）。,2018/10/10,2.S形 （1）S形定义： 两个反向圆曲线用两段反向回旋线连接的组合形式。,2018/10/10,（2）组合要求 S形相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等。达不到时，A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。当A2 200时， A1与A2之比应小于1.5。 S型的两个反向回旋线以径相连接为宜。当受地形或其它条件限制而不得不
12、插入短直线或两圆曲线的回旋线相互重合时，其短直线的长度应符合下式规定： L（A1A2）/40 两圆曲线半径之比也不宜过大，以R1/R21/2为宜( R1、 R2分别为大小圆半径， A1、A2分别为大小圆的缓和曲线参数）。,2018/10/10,（3）S形曲线的计算 已知某公路有两个交点间距为D=328.912m，JD1=K5+250.14，偏角1=491517（右偏），半径R1=200m ；Ls1 =70m ；JD2为左偏，2=853930 。要求：按S型曲线计算确定Ls2、R2，并计算两曲线主点里程桩号。,计算步骤：（1）先根据1、R1、 Ls1，计算T1; （2）T2=D-T2 根据S形的
13、组合要求，假定Ls2 （3）用T2、LS2、 2计算R2。 （4）检查R2是否符合S形的组合要求，如不能，重新调整计算。,2018/10/10,3.卵形 （1）定义：两同向的平曲线，按直线缓和曲线 （A1）圆曲线（R1）缓和曲线（AF）圆曲线（R2）缓和曲线（ A2）直线的顺序组合而成的线形。,卵形曲线,用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。,2018/10/10,（2）组合要求：大圆能完全包住小圆而且不是同心圆。卵型曲线用一个回旋线连接两个圆曲线，其公用缓和曲线 的参数AF最好在R2 /2A R2范围内（ R2为小圆半径）；,2018/10/10,（2）组合要求：圆曲线半径之比以满足R2/R
14、1 =0.20.8为宜；两圆曲线的间距，以D/R2=0.0030.03为宜，（D为两圆曲线间的最小间距）。,2018/10/10,4.凸形 （1）定义：两段同向缓和曲线之间不插入圆曲线而径相衔接的组合形式（圆曲线长度为零） （2）组合要求：凸形的回旋线的参数及其连接点的曲率半径，应分别符合容许最小回旋线参数和圆曲线最小半径的规定。 连接点附近最小0.3V的长度范围内，应保持以连接点的曲率半径确定的横坡度。,（3）适用条件 只有在路线严格受地形、地物限制处方可采用凸形。,2018/10/10,5.复合形 （1）定义：将两个以上的同向回旋线在曲率相等处相互连接的线形。 （2）组合要求：复合形的相邻两个回旋线参数之比以小于1：1.5为宜。,（3）适用条件复合曲线在受地形条件限制，或互通式立体交叉的匝道设计中可采用。,2018/10/10,6.C形 （1）定义：两同向回旋线在曲率为零处径相连接（即连接处曲率为0，半径为）的组合线形。 （2）适用条件C形曲线仅限于地形条件特殊困难，路线严格受限制时方可采用。,2018/10/10,主要图纸：路线平面设计图、路线总体布置图、路线交叉设计图、道路用地形图、纸上移线图。 主要表格：直线、曲线及转角表、路线交点坐标表、逐桩坐标表、路线固定表、总里程及断链表等。,第八节 平面设计成果,2018/10/10,2018/10/10,
