《道路平面设计》ppt课件2 72页

“十二五”规划教材《市政道路工程》配套电子教程第一篇道路线形第二节道路平面设计第二章路线平、纵断面设计 复习：设计车辆设计车速设计交通量30位小时交通量现行交通量与设计年末交通量道路通行能力 第二节道路平面设计道路是三维空间的实体，路线是道路中线的空间位置路线平面：路线在水平方向的投影路线的纵断面：沿道路中线竖直剖切再行展开中线上任意一点法向切面是道路在该点的横断面道路设计过程中，先确定平面的线形，再进行纵断面和横断面设计平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线三个要素组成公路平面线形设计直线—缓和曲线—圆曲线—缓和曲线—直线城市道路平面线形设计直线—圆曲线—直线 第二节道路平面设计平面曲线示例 第二节道路平面设计行驶中汽车的导向轮与车身纵轴之间的关系角度为零角度为常数角度为变数汽车行驶轨迹线曲率为零——直线曲率为常数——圆曲线曲率为变数——缓和曲线现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的，称为平面线形三要素道路平面线形要素 第二节道路平面设计优点线形直捷，布设方便，行车视距良好，行车平稳缺点不能适应地形变化，不便于避让障碍，直线过长容易使驾驶员产生麻痹而放松警惕，发生行车事故，夜间行车时，对向行车灯光眩目不利安全一、直线 第二节道路平面设计直线的最大长度在城镇及附近或其它景色有变化的地点，大于20V是可以接受的，在景色单调的地点最好控在在20V以内直线的最小长度当V≥60km/h时，同向曲线的直线最小长度为6V，反向曲线的最小长度不小于2V注意的问题长直线或长下坡尽头的平曲线，必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施长直线上坡不宜过长，直线上的纵坡一般应小于3%长直线应与大半径凹曲线配合为宜直线的运用 设计车速(km/h)1008060最大直线长度(m)200016001200同向曲线间最小直线长度(m)600480360反向曲线间最小直线长度(m)200160120道路直线长度表2-18第二节道路平面设计图2-2直线与曲率 b)回头曲线a)圆曲线第二节道路平面设计 第二节道路平面设计长直线宜与大半径凹竖曲线组合使用采用长直线线形应注意的问题 第二节道路平面设计避免“断背曲线” 第二节道路平面设计优点布设方便，能很好地适应地形，避让障碍，与地形配合得当可获得圆滑、舒顺、美观的路线，又能降低工程造价使行车景观不断变化，使驾驶员保持适度的警惕，增加行车安全性，也可起到诱导行车视线的作用注意的问题半径不可过小而影响行车安全二、圆曲线 第二节道路平面设计圆曲线上技术代号JD—交点（转角点）ZY—直圆（圆曲线起点）QZ—曲中（圆曲线中点）YZ—圆直（圆曲线终点）圆曲线的平面布设 第二节道路平面设计几何要素曲线主点桩号里程计算曲线主点桩计算校核圆曲线的几何要素及主点桩号里程计算 第二节道路平面设计汽车在圆曲线路段行驶时会产生离心力F曲线半径指标圆曲线半径 第二节道路平面设计意义横向力系数表示单位车重所受到的横向力（离心力）其值越大对行车越不利取值大小的决定因素行车安全：确保行车不产生横向滑移操作方便、行车经济行车平稳、舒适取值一般取为控制值横向力系数μ的取值 第二节道路平面设计三种平曲线最小半径一般最小半径：通常情况下推荐采用的最小半径值极限最小半径能保证按设计速度行驶的车辆安全行驶的最小半径不设超高最小半径当路线的半径大到一定值时，即使汽车在曲线的外侧时，也能获得足够的安全性和很好的舒适性公路圆曲线最小半径设计车速（km/h）1201008060403020一般值（m）10007004002001006530极限值（m）650400250125603015不设超高最小半径（m）路拱≤2.0%5500400025001500600350150路拱＞2.0%7500525033501900800450200各级公路最小平曲线半径表2-18 第二节道路平面设计四种平曲线最小半径设超高最小半径设超高推荐半径不设超高最小半径不设缓和曲线最小半径当平曲线半径大于或等于此值时缓和曲线可以省略的最小半径城市道路圆曲线最小半径设计速度（km/h）100806050403020不设超高最小半径（m）1600100060040030015070设超高最小半径（m）一般值6504003002001508540极限值400250150100704020城市道路圆曲线最小半径表2-23 第二节道路平面设计既要满足技术的经济合理，又要注意经济适用；既不能盲目采用高标准而过份地增加工程量，也不能仅考虑眼前的通行要求而采用低标准（不利于今后道路改造）应遵循的原则在地形条件许可时，尽可能采用大于或者等于不设超高最小半径在一般情况下或地形条件受限制时，应尽量采用大于或等于一般最小半径只有在地形特别困难时，方可采用极限最小半径圆曲线最大半径值不宜超过10000m圆曲线半径的应用 第二节道路平面设计定义在直线与圆曲线、圆曲线与圆曲线之间设置的曲率连续变化的曲线特点易于适应地形，能很好地与汽车行驶轨迹相适应，使线形连续、美观，但缓和曲线计算、布设较繁琐三、缓和曲线 第二节道路平面设计路线设计符合汽车转弯时的行驶轨迹，插入缓和曲线，使整条曲线的曲率形成一个连续变化的过程汽车以等速转弯时，行驶轨迹曲线上任意一点所对应的曲率半径与行驶的距离（弧长）成反比，这一行驶轨迹特性正好与数学上回旋线方程性质相同回旋线作为缓和曲线缓和曲线的性质 第二节道路平面设计缓和曲线常数缓和曲线中心角曲线内移值曲线切线增长值带缓和曲线的平曲线平面布设 第二节道路平面设计JD—交点（转角点）ZH—直缓（第一缓和曲线起点）HY—缓圆（第一缓和曲线终点）QZ—曲中（曲线中点）YH—圆缓（第二缓和曲线起点）HZ—缓直（第二缓和曲线终点）设有缓和曲线的平曲线主点桩技术代号 第二节道路平面设计平曲线几何要素计算 第二节道路平面设计曲线主点桩里程计算曲线主点桩里程校核平曲线主点桩里程计算 第二节道路平面设计定义为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力，而在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡作用用车重产生的向内水平分力来抵消部分离心力，以利于行车安全与稳定设置要求当曲线半径小于表2-20或表2-23中规定的不设超高最小半径时，均应设置超高四、曲线超高 27第二节道路平面设计超高横坡度计算车速的调整设计车速与实际车速之间的调整超高值计算式超高计算值取值要求任意半径超高横坡度不得大于极限超高横坡度，又不得小于路拱横坡度平面曲线示例 28第二节道路平面设计公路最大超高横坡度城市道路最大超高横坡度全超高横坡度公路最大超高横坡度表2-24公路等级高速公路一二三四一般地区10%8%积雪、严寒地区6%城市道路最大超高横坡度表2-25设计速度（Km/h）100，8060，5040，30，20最大超高横坡度（%）642 第二节道路平面设计平曲线路段超高缓和段的布置当圆曲线上超高值和缓和段长度一定后，超高缓和应在全长上布设在设计中应根据超高变化情况，计算出任意断面上路肩两侧边缘及路中点对原设计标高（未加宽前路肩边缘标高）的相对高差，为施工放样提供依据超高的过渡 第二节道路平面设计无中间带的公路超高横坡等于路拱横坡外侧车道绕路中线旋转，直至超高横坡超高横坡大于路拱横坡第一种：绕车道内侧边轴旋转第二种：绕中轴旋转第三种：绕车道外侧边轴旋转公路超高设置方式 第二节道路平面设计 第二节道路平面设计绕中间带的中心线旋转绕中央分隔带边缘旋转绕各自行车道中线旋转有中间带的公路超高设置方式 33第二节道路平面设计城市道路超高方式应根据地形状况、车道数、超高横坡值、横断面形式、便于排水、路容美观等因素决定单幅路及三幅路机动车道宜绕中轴旋转；双辐路及四幅路机动车道宜绕中央分隔带边缘旋转，使两侧车行道各自成为独立的超高横断面城市道路超高布置方式 第二节道路平面设计加宽值确定汽车轮迹需要汽车行驶摆动需要加宽值计算加宽值选用规定当圆曲线半径大于250m时，可不设加宽曲线路段加宽宜布置在弯道内侧各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽五、曲线加宽 35第二节道路平面设计高速公路、一级公路、二级公路及设计速度为40km/h的三级公路应采用第三类加宽值对不经常通行集装箱、半挂车的公路，可采用第二类加宽值四级公路和设计速度30km/h的三级公路可采用第一类加宽值公路规范对加宽类别选用 第二节道路平面设计城市道路加宽值城市道路圆曲线每条车道的加宽值表2-32圆曲线半径(m)车辆类型200＜R≤250150＜R≤200100＜R≤15060＜R≤10050＜R≤6040＜R≤5030＜R≤4020＜R≤3015＜R≤20小客车0.300.320.360.400.450.500.620.750．80大型车0.400.450.600.650.800.901.101.602.00铰接车0.450.550.750.951.251.501.902.803.50 第二节道路平面设计1、加宽缓和段的长度加宽所需要的最小长度在不设缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段长度应按渐变率1：15且不小于20米的要求设置设置缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段长度采用与缓和曲线或超高缓和段长度相同的数值不设缓和曲线，加宽缓和段长度取超高缓和段长度，渐变率不小于1：15，且长度不小于10米加宽缓和段 第二节道路平面设计按直线比列加宽高次抛物线加宽2、加宽过渡方式 第二节道路平面设计缓和段为了使行车能够安全、平稳、顺利地由直线向曲线、由大半径曲线向小半径曲线行驶所设置的过渡段设置目的为消除行车转弯时曲率突变，使行车能从容、顺适地进行曲率变化而设置的曲线缓和过渡段为缓和曲线为使行车平稳、顺适地进行横坡变化而设置的超高变化过渡段为超高缓和曲线为适应行车轨迹，顺适地进行宽度变化而设置的加宽过渡段为加宽缓和段类型缓和曲线、超高缓和段、加宽缓和段六、缓和段设置 40第二节道路平面设计离心加速度变化的缓和长度操纵时间要求缓和段长度超高变化要求缓和段长度一般根据三方面缓和段长度的计算结果，取其中最长的并按5倍数取整后作为缓和段长度缓和段长度设计速度(Km/h)1201008060403020最小长度(m)100857060403020公路缓和曲线最小长度表2-35 41城市道路缓和曲线最小长度表2-36设计速度(Km/h)100806050403020最小长度(m)85755045352520第二节道路平面设计 42第二节道路平面设计平曲线最小长度计算取一般驾驶员能从容操作方向的（左右转动方向）时间为6S相关规定七、平曲线长度公路等级高速公路一二三四设计速度（km/h）120100806010060804060304020平曲线最小半径（m）22017014010017010014070100507040各级公路平曲线最小长度表2-37 43设计速度（km/h）100806050403020平曲线最小长度（m）一般值2602101501301108060极限值17014010085705040圆曲线最小长度（m）85705040352520城市道路平曲线与圆曲线最小长度表2-38第二节道路平面设计 44第二节道路平面设计当道路转角小于7°时，为防止驾驶员在视觉上产生急弯错觉，而导致操纵失误，应设较长的平曲线相关规定小偏角时的平曲线长度公路转角小于7°时的平曲线长度表2-39公路等级高速公路一设计速度（km/h）120100806010060平曲线长度(m)一般值1400/θ1200/θ1000/θ700/θ1200/θ700/θ低限值200170140100170100公路等级二三四设计速度（km/h）804060304020平曲线长度(m)一般值1000/θ500/θ700/θ350/θ500/θ280/θ低限值14070100507040 45城市道路小转角平曲线最小长度表2-40设计速度（km/h）6050403020平曲线长度(m)700/θ600/θ500/θ350/θ280/θ第二节道路平面设计 第二节道路平面设计平面线形设计整体上尽可能顺直，选择曲线半径尽可能大些，应与自然地形等高线相适应为宜在桥梁、隧道内部与进出口路段和平面交叉口前后路段,应采用直线为宜长直线尽头不得设置小半径曲线直线长度时，最小半径R=L直线长度时，最小半径R=500一般平面线型设置的转角不宜小于10°八、平面线形的连接 第二节道路平面设计定义为了行车安全，保证驾驶员能随时看到前方一定距离的道路路段，发现道路上的障碍、迎面来车，及时采取制动或避让措施，所必须的是最短路段距离运用在平面线形和纵断面线形设计中，都应有足够的行车视距平面视距分类停车视距、会车视距、超车视距九、平面视距 第二节道路平面设计汽车在同一车道上遇到前方障碍物必须及时刹车，确保安全停车的最短行车距离组成反应距离、制动距离、安全距离停车视距 第二节道路平面设计定义在无中央分隔带、双向混行的道路上，当行车遇到对向车辆迎面前来时，来不及错车，双向制动到完全停车，所需用的安全距离会车视距应是停车视距的两倍对于双向混行道路，全线必须保证会车视距会车视距 第二节道路平面设计定义在双车道上，超车车辆利用对方车道完成超车后，回到自己车道上时与对向来车仍保持一定安全距离，此过程所必须保证的视距运用只用于对向行驶双车道道路的局部路段超车视距 第二节道路平面设计视距相关规定高速公路、一级公路停车视距及货车停车视距表2-43二、三、四级公路停车视距及货车停车视距表2-44设计速度（Km/h）1201008060停车视距（m）21016011075货车停车视距（m）24518012585设计速度（Km/h）8060403020停车视距（m）11075403020超车视距（m）550350200150100货车停车视距（m）12585503520城市道路停车视距表2-46设计速度(km/h)100806050403020停车视距(m)1601107060403020 第二节道路平面设计高速公路和一级公路满足停车视距的要求二、三、四级公路，应满足会车视距的要求，在工程特别困难或受其他限制地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施对向行驶的双车道公路，应根据需要并结合地形，在适当的距离内设置具有超车视距的路段积雪冰冻地区的道路，停车视距应适当增长以大型车为主的公路，应按货车停车视距进行检验公路视距的运用 第二节道路平面设计清除弯道内侧一定范围的障碍物最大横净距的确定解析法几何法视距包络图弯道内侧视距的保证 第二节道路平面设计计算出净横距以后，按比例在各桩号的横断面图上画出视距台，以供施工放样开挖视距台 第二节道路平面设计直线、曲线、转角一览表反映了设计者对路线平面线型的设计意图，也是绘制平面设计图的依据表格形式见表2-48路线平面图体现路线平面位置、走向，反映沿线人工构造物和工程设施的布置情况以及路线与地形、地物的关系路线平面图实例见附图1。十、平面设计成果 第二节道路平面设计根据平面定线方案，测定各交点处转角，并测量相邻两交点间距。对各交点进行编号并填表在路线各交点处，选择平曲线半径R，缓和段长度，并布设平曲线计算每个交点曲线的几何要素（T、L、E、J）并填表由路线起点开始，根据交点间距和曲线几何要素，推算各曲线主点桩里程并教核。计算出整个设计路线里程，将各主点桩号填表对曲线、转角一览表进行校核直线、曲线、转角一览表制作步骤 第二节道路平面设计确定比例公路工程一般山岭地区采用1：2000，丘陵平原地区采用1：5000城市道路一般采用1：1000或1：500根据直线、曲线、转角一览表，按比例绘制道路中线图在道路中线图上标注出起点、里程表桩、百米桩、曲线主点桩、桥涵与人工构造物桩号位置按比例勾绘道路中线左右各100～200m范围内的地形等高线，标注地物、地貌、建筑物与构造物位置和名称对于城市道路平面图，应在现状地形图上，绘出道路设计红线、中线、行车道与人行道的分界线，并绘出分隔带、绿化带、交通岛、沿街建筑及出入口位置与外形整理、修正（等高线、地物、建筑物、构筑物等）图纸路线平面图绘制步骤 第二节道路平面设计小结：道路平面线形要素缓和曲线的概念带缓平曲线要素计算超高平曲线相关规定曲线半径、圆曲线长、缓和曲线长曲线加宽道路视距平面图的绘制 第二节道路平面设计[习题2-2]：某平原区二级公路有一弯道R=300m，交点JD桩号为K4+650.56，缓和曲线长为60m，转角α=35°。计算该曲线设置缓和曲线的五个基本桩号。 15.N=920+750=1670辆/h16.N=680+460*1.5+370*2+310*2.5+390*3=4055辆/昼夜=168辆/hN15=N*(1+8%)15-1=493辆/h 17. 17. 17.ZH=K4+525.81HY=K4+585.81QZ=K4+647.405YH=K4+709.00HZ=K4+769.00 18.J=2Th1-Lh1=0.2mJD2=JD1+400-J=K3+634.8ZH2=JD2-Th2=K3+561.86HY2=ZH2+LS=K3+591.86QZ2=ZH2+1/2Lh1=k3+629.27YH2=ZH2+Lh1-LS=K3+666.57HZ2=YH2+LS=K3+696.57 19.T1=JD1-ZH1=124.74mL1=HZ1-ZH1=243.26mLS=HY1-ZH1=60mQZ1=ZH1+1/2L1=K4+647.45T2=JD2-ZH2=82.94mL2=HZ2-ZH2=161.23mLS=HY2-ZH2=60mQZ2=ZH2+1/2L2=K5+318.88夹直线长度：d=ZH2-HZ1=469.19m交点间距：T1+T2+ZH2-HZ1=676.87m 22.L=R(i1-i2)=60mT=1/2L=30mE=T2/2R=0.15m