《道路勘測設(shè)計》程建川Email:學(xué)院2013年2月第二章平面設(shè)計2023/7/291---道路勘測設(shè)計---第二章平面設(shè)計第一節(jié)道路平面線形概述一、路線二、平面線形設(shè)計的基本要求(一)汽車行駛軌跡行駛中的汽車，其軌跡在幾何性質(zhì)上有以下特征：(1)這個軌跡是連續(xù)的和圓滑的，即在任何一點上不出現(xiàn)錯頭和破折(2)其曲率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現(xiàn)兩個曲率的值；(3)其曲率的變化率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現(xiàn)兩個曲率變化率的值。

2023/7/292---道路勘測設(shè)計---(二)平面線形要素行駛中的汽車其導(dǎo)向輪旋轉(zhuǎn)面與車身縱軸之間有下列三種關(guān)系：1.角度為零；2.角度為常數(shù)；3.角度為變數(shù)。與上述三種狀態(tài)對應(yīng)的行駛軌跡線為：1.曲率為零的線形：直線；2.曲率為常數(shù)的線形：圓曲線；3.曲率為變數(shù)的線形：緩和曲線。yya2023/7/293---道路勘測設(shè)計---第二節(jié)

直

線

一、直線的特點二、直線的運用下述路段可采用直線：(1)不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷地；(2)市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)；(3)長大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段；(4)路線交叉點及其前后；(5)雙車道公路提供超車的路段。2023/7/294---道路勘測設(shè)計---直線的最大長度直線的最大長度應(yīng)為所限制。當采用長的直線線形時，為彌補景觀單調(diào)之缺陷，應(yīng)結(jié)合沿線具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施并注意下述問題：(1)在長直線上縱坡不宜過大，因長直線再加下陡坡行駛更易導(dǎo)致高速度。(2)長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，這樣可以使生硬呆板的直線得到一些緩和(圖3—5)。(3)道路兩側(cè)地形過于空曠時，宜采取植不同樹種或設(shè)置一定建筑物、雕塑、廣告牌等措施，以改善單調(diào)的景觀。2023/7/295---道路勘測設(shè)計---直線的最大長度經(jīng)過對不同路段，按100km/h的行駛車速對駕駛?cè)藛T和乘客調(diào)查其心理反應(yīng)和感受，有如下結(jié)果：(1)位于城市附近的道路，作為城市干道的一部分，由于路旁高大建筑和多彩的城市風光無論路基高低均被納入視線范圍，駕駛員和乘客無直線過長希望駛出的不良反應(yīng)。(2)位于鄉(xiāng)間平原區(qū)的公路，隨季節(jié)和地區(qū)不同，駕乘人員有不同反應(yīng)。北方的冬季，綠色枯萎，景色單調(diào)，太長的直線使人情緒受到影響。夏天稍許改善一些，但駕駛?cè)藛T加速行駛希望盡快駛完直線的心理的普遍存在。2023/7/296---道路勘測設(shè)計---直線的最大長度在我國，目前并未規(guī)定直線段的最大長度，參照德國、日本的20V(72s),美國的180s(50V),前蘇聯(lián)的8km，我國傾向于按20V進行檢查，一般應(yīng)滿足該指標。2023/7/297---道路勘測設(shè)計---二、直線的最小長度路線也可以看成是直線連接曲線而成的，被連接的曲線可分為同向曲線與反向曲線兩類。2023/7/298---道路勘測設(shè)計---1.同向曲線間的直線最小長度6V(m)2023/7/299---道路勘測設(shè)計---2.反向曲線間的直線最小長度2V(m)2023/7/2910---道路勘測設(shè)計---第三節(jié)圓曲線（平面設(shè)計理論）一、圓曲線的幾何元素不帶緩和曲線的導(dǎo)線法平面設(shè)計，提出并強調(diào)樁號的概念。2023/7/2911---道路勘測設(shè)計---二、圓曲線半徑(一)公式與因素1.關(guān)于橫向力系數(shù)μ(1)危及行車安全(2)增加駕駛操縱的困難(3)增加燃料消耗和輪胎磨損(4)行旅不舒適2023/7/2912---道路勘測設(shè)計---2023/7/29---道路勘測設(shè)計---132.Circularradius—R2.1variables1.Sidefrictioncoefficient—μ(1)Safetyproblem(2)drivingdifficulty(3)tirewearingandfuelconsumption

(4)uncomfortabletraveling2023/7/2913---道路勘測設(shè)計---乘客隨μ的變化其心理反應(yīng)當μ<0.10時，不感到有曲線存在，很平穩(wěn)；當μ＝0.15時，稍感到有曲線存在，尚平穩(wěn)；當μ＝0.20時，已感到有曲線存在，稍有不穩(wěn)定；當μ＝0.35時，感到有曲線存在，不穩(wěn)定；當μ≥0.40時，非常不穩(wěn)定，有傾車的危險感。2023/7/2914---道路勘測設(shè)計---2023/7/29---道路勘測設(shè)計---15Psychologicalandphysicalfeeling

μ<0.10，excellentμ＝0.15，goodμ＝0.20，littleunstableμ＝0.35，unstableμ≥0.40，dangerous

2023/7/2915---道路勘測設(shè)計---超高與圓曲線半徑2.關(guān)于最大超高ｉh(max)(二)最小半徑的計算1.極限半徑的計算2.一般最小半徑3.不設(shè)超高最小半徑(三)圓曲線最大半徑應(yīng)不超過10000m。2023/7/2916---道路勘測設(shè)計---2023/7/29---道路勘測設(shè)計---17ImpropersettingofsuperelevationiGiGCrowninstraightlinesectionwithoutsuperelevationihSuperelevationslope此處的水泥隔離墩經(jīng)常被撞壞，2023/7/2917---道路勘測設(shè)計---設(shè)計車速(km/h)極限最小半徑(m)一般最小半徑(m)不設(shè)緩和曲線最小半徑(m)2015301503030653504060100600601252001500802504002500100400700400012065010005500三種最小半徑2023/7/2918---道路勘測設(shè)計---圓曲線最小半徑2023/7/2919---道路勘測設(shè)計---第四節(jié)、緩和曲線(一)緩和曲線的最小長度1.旅客感覺舒適2.超高漸變率適中3.行駛時間不過短2023/7/2920---道路勘測設(shè)計---2023/7/29---道路勘測設(shè)計---214.1Minimumlengthofspiral1.passengerfeeling2.appropriaterunoffrate3.nottooshorttimeforpassingthrough2023/7/2921---道路勘測設(shè)計---緩和曲線最小長度

705045452520

城市道路

公路2023/7/2922---道路勘測設(shè)計---四、緩和曲線的長度及參數(shù)(二)回旋曲線參數(shù)的確定(三)緩和曲線的省略(1)在直線與圓曲線間，當圓曲線半徑大于或等于下表所列“不設(shè)超高的最小半徑”時；(2)半徑不同的同向圓曲線間，當小圓半徑大于或等于“不設(shè)超高的最小半徑”時；(3)小圓半徑大于下表中所列半徑，且符合下列條件之一時2023/7/2923---道路勘測設(shè)計---不設(shè)超高的最小半徑2023/7/2924---道路勘測設(shè)計---緩和曲線的省略①小圓曲線按規(guī)定設(shè)置相當最小回旋線長的回旋線時，其大圓與小圓的內(nèi)移值之差不超過0.10m。②計算行車速度≥80km/h時，大圓半徑(R1)與小圓半徑(R2)之比小于1.5。③計算行車速度＜80km/h時，大圓半徑(R1)與小圓半徑(R2)之比小于2。2023/7/2925---道路勘測設(shè)計---臨界曲線半徑2023/7/2926---道路勘測設(shè)計---第五節(jié)平面線形設(shè)計一、平面線形設(shè)計一般原則(一)平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)(二)行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對高速路應(yīng)盡量滿足2023/7/2927---道路勘測設(shè)計---第五節(jié)平面線形設(shè)計(三)保持平面線形的均衡與連貫1.長直線盡頭不能接以小半徑曲線。2.高、低標準之間要有過渡。(四)應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形(五)平曲線應(yīng)有足夠的長度2023/7/2928---道路勘測設(shè)計---長直線盡頭不能接以小半徑曲線示意圖2023/7/2929---道路勘測設(shè)計---二、平面線形要素的組合類型基本型曲線S型曲線卵形曲線凸曲線復(fù)合曲線C型曲線復(fù)曲線2023/7/2930---道路勘測設(shè)計---(一)基本型1/2按直線—回旋線—圓曲線—回旋線—直線的順序組合。2023/7/2931---道路勘測設(shè)計---(一)基本型2/21回旋線在線形設(shè)計中應(yīng)作為主要線形要素加以運用。2在確定回旋線參數(shù)時，應(yīng)在下述范圍內(nèi)選定：R/3≤A≤RA—回旋線參數(shù)；R—與回旋線相連接的圓曲線半徑(m)。A值的大小依據(jù)地形條件及線形要求而確定。當R接近于100m時，取A等于R；當R小于100m時，取A等于或大于R。當R較大或接近于3000m時，取A等于R/3；當R大于3000m時，取A小于R/3。2023/7/2932---道路勘測設(shè)計---(二)S型1/2兩個反向圓曲線用回旋曲線連接的組合。2023/7/2933---道路勘測設(shè)計---(二)S型2/2S型相鄰兩個回旋線參數(shù)A1與A2宜相等。當采用不同的參數(shù)時，A1

與A2之比應(yīng)小于2.0，有條件時以小于1.5為宜。高速公路，當A2≤200時，A1應(yīng)不大于1.5倍A2。S型的兩個反向回旋線以徑相銜接為宜，當?shù)匦蔚葪l件限制必須插入短直線或當兩圓曲線的回旋線相互重合時，短直線或重合段的長度應(yīng)符合下式規(guī)定：L≤(A1+A2)/40

L—反向回旋線間短直線或重合段的長度(m)A1、A2—回旋線參數(shù)。兩圓曲線半徑之比不宜過大，以R1/R2≤2為宜。R2為小圓曲線半徑(m)；R1為大圓曲線半徑(m)。2023/7/2934---道路勘測設(shè)計---(三)卵型1/2用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合。2023/7/2935---道路勘測設(shè)計---(三)卵型2/2卵型回旋線的參數(shù)宜符合下式)規(guī)定的范圍：R2/2≤A≤R2

式中：A—回旋線參數(shù)；R2—小圓的圓曲線半徑(m)。兩圓曲線半徑之比，以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—兩圓曲線間的最小間距(m)。2023/7/2936---道路勘測設(shè)計---(四)凸型在兩個同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的形式

凸型的回旋線參數(shù)及其連接點的曲率半徑，應(yīng)分別符合容許最小回旋參數(shù)和圓曲線一般最小半徑的規(guī)定。連接點附近最小0.3V的長度范圍內(nèi)，應(yīng)保持以連接點的曲率半徑確定的路拱橫坡度。適用條件：只有在路線嚴格受地形、地物限制處方可采用凸型。2023/7/2937---道路勘測設(shè)計---(五)復(fù)合型LEiAR1M1R1R2M2DR2A小圓大圓切線緩和曲線兩個以上同向回旋線間在曲率相等處相互連接的形式

復(fù)合型的兩個回旋線參數(shù)之比以小于1：1.5為宜。適用條件：僅在受地形或其它特殊原因限制時(互通式立體交叉除外)使用。2023/7/2938---道路勘測設(shè)計---(六)C型兩個同向圓曲線用回旋曲線連接的組合。2023/7/2939---道路勘測設(shè)計---(七)復(fù)曲線1/2兩個不同半徑的圓弧逕向（同向）連接的形式

T1+T2=TP1=P21/R1-1/R2≤規(guī)范值2023/7/2940---道路勘測設(shè)計---回頭曲線2023/7/2941---道路勘測設(shè)計---第六節(jié)行車視距行車視距有四種類型：1.停車視距2.會車視距3.錯車視距4.超車視距2023/7/2942---道路勘測設(shè)計---回頭曲線2023/7/2943---道路勘測設(shè)計---一、停車視距2023/7/2944---道路勘測設(shè)計---停車視距值2023/7/2945---道路勘測設(shè)計---二、會車視距2023/7/2946---道路勘測設(shè)計---四、超車視距2023/7/2947---道路勘測設(shè)計---超車視距值2023/7/2948---道路勘測設(shè)計---例題微丘區(qū)三級公路上某交點樁號為K87+952.00,偏角a右=46o37’,圓曲線半徑R=160m,路面橫坡iG=0.02,路肩橫坡iJ=0.04，試計算此平曲線的要素及樁號。2023/7/2949---道路勘測設(shè)計---解：一、確定ih、b、Lc、Lsih=V2/127R-=602/(127*160)-0.12=0.06b=0.60m(查《規(guī)范》)Lc=B(iG+ih)/2p=7*(0.02+0.06)/(2*1/175)=49.00mLs=max(Lc,0.035*V3/R,V/1.2,15*b)=max(49,47.25,50,9)=50.00m取Lc=Ls=50.00m2023/7/2950---道路勘測設(shè)計---二、平曲線計算0=8o57’9”p=0.65mq=25.00mT=94.21mL’=80.19mL=180.19mE=14.93mJ=8.23m主點里程：

ZH=K87+857.79HY=K87+907.79QZ=K87+947.89YH=K87+987.98HZ=K88+037.98校核：JD＝HZ-T+J＝K87+952.002023/7/2951---道路勘測設(shè)計---第七節(jié)道路平面設(shè)計成果2023/7/2952---道路勘測設(shè)計---一、直線、曲線及轉(zhuǎn)角表插入示意圖2023/7/2953---道路勘測設(shè)計---2023/7/29---道路勘測設(shè)計---54一、直線、曲線及轉(zhuǎn)角表

0.00050.0040.0045.0040.0040.000.000460.307579.239?2023/7/2954---道路勘測設(shè)計---二、逐樁坐標表2023/7/2955---道路勘測設(shè)計---2023/7/29---道路勘測設(shè)計---56二、逐樁坐標表

2023/7/2956---道路勘測設(shè)計---(一)坐標系統(tǒng)的采用根據(jù)測區(qū)內(nèi)原坐標系統(tǒng)，一般可作下列幾種選擇：1.采用統(tǒng)一的高斯正投影3°帶平面直角坐標系統(tǒng)；2.采用高斯正投影3°帶或任意帶平面直角坐標系統(tǒng)，投影面可采用1985年國家高程基準、測區(qū)抵償高程面或測區(qū)平均高程面；2023/7/2957---道路勘測設(shè)計---(一)坐標系統(tǒng)的采用3.三級和三級以下公路、獨立橋梁、隧道及其它構(gòu)造物等小測區(qū)，可不經(jīng)投影，采用平面直角坐標系統(tǒng)在平面上直接進行計算；4.在已有平面控制網(wǎng)的地區(qū)，應(yīng)盡量沿用原有的坐標系統(tǒng)，如精度不合要求，也應(yīng)充分利用其點位，選用其中一點的坐標及含此點的方位角，作為平面控制的起算依據(jù)。2023/7/2958---道路勘測設(shè)計---(二)中樁坐標的計算1.計算導(dǎo)線點坐標2.計算交點坐標3.計算各中樁坐標2023/7/2959---道路勘測設(shè)計---三、路線平面設(shè)計圖2023/7/2960---道路勘測設(shè)計---平面圖成果1JD5JD62023/7/2961---道路勘測設(shè)計---三、路線平面設(shè)計圖1.平面圖的比例尺和測繪范圍2.路線平面圖的內(nèi)容及繪制方法(1)導(dǎo)線及道路中線的展繪(2)控制點的展繪(3)各種構(gòu)造物的測繪(4)水系及其附屬物的測繪(5)地形、地貌、植被、不良地質(zhì)地帶等均應(yīng)詳細測繪并用等高線和國家測繪局制定的“地形圖圖式”符號及數(shù)字注明。2023/7/2962---道路勘測設(shè)計---(二)城市道路平面設(shè)計圖2023/7/2963---道路勘測設(shè)計---某三級公路，已知JD0（起點）、JD1、JD2的坐標分別為（56893.233,33569.048）、（56089.811,33200.413）、（55688.101,33876.244），起點樁號為K3+643.38，在JD1處設(shè)置的圓曲線半徑為R=400m、緩和曲線長度為Ls=100m；試計算曲線參數(shù)和主點樁號。2023/7/2964---道路勘測設(shè)計---(二)城市道路平面設(shè)計圖1.繪圖比例尺和測繪范圍2.城市道路平面設(shè)計圖的內(nèi)容及繪制方法(