道路平面设计3-5.pdf 32页

第五节平面线形设计¢一、平曲线线形设计一般原则¢（一）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¢（二）行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足¢高速公路、一级公路以及设计速度≥60km/h的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。¢设计速度<40km／h的公路，首先应在保证行车安全的前提下，正确地运用平面线形要素最小值。跳转到第一页 （三）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）°1．长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。°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。跳转到第一页 （三）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）°1．长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。°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。°2．高、低标准之间要有过渡。°（四）应避免连续急弯的线形°这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。跳转到第一页 °（五）平曲线应有足够的长度°汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于3s，以使驾驶操作不显的过分紧张。°(1)平曲线一般最小长度为9s9s行程；°(2)平曲线极限最小长度为6s6s行程。°(3)偏角小于7°时的平曲线最小长度：V7VLsL=×6×=11.7=147°3.6ααα¢式中：α——公路偏角，当α<2°时，按α=2°计算。跳转到第一页 二、平面线形要素的组合类型¢（一）基本型¢按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合的线形。¢适用场合：交点间距不受限。跳转到第一页 二、平面线形要素的组合类型¢（一）基本型¢按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合的线形。¢适用场合：交点间距不受限。¢从线形的协调性出发，宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比设计成11：：11：：11。¢计算方法：¢由平曲线长度L=αR+Ls¢按1：1：1设计时，L=3Ls，则3Ls=αR+Ls¢故αLs=R2跳转到第一页 ¢（二）S型¢两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合。¢适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。JD1α<2V1α2JD2跳转到第一页 ¢（二）S型¢两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合¢适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。¢适用条件：跳转到第一页 ¢（二）S型¢两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合¢适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。¢适用条件：¢（1）S型相邻两个回旋线参数A与A宜相等。当采12用不同的参数时，A与A之比应小于2.0，有条件时以12小于1.5为宜。¢（2）在S型曲线上，两个反向回旋线之间不设直线，是行驶力学上所希望的。不得已插入直线时，必须尽量地短，其短直线的长度或重合段的长度应符合下式：A+A12l≤(m)40¢式中：l——反向回旋线间短直线或重合段的长度。跳转到第一页 ¢（3）S型两圆曲线半径之比不宜过大，宜为：R12=1～R31¢式中：R——大圆半径（m）；1¢R——小圆半径（m）。2跳转到第一页 （三）卵型¢用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。¢适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。跳转到第一页 （三）卵型¢用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。¢适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。¢适用条件：¢（1）卵型上的回旋线参数A不应小于该级公路关于回旋线最小参数的规定，同时宜在下列界限之内：R2≤A≤R22¢式中：A——回旋线参数；¢R——小圆半径（m）。2¢（2）两圆曲线半径之比宜在R20.2≤≤0.8下列界限之内：R1跳转到第一页 ¢（3）两圆曲线的间距，宜在下列界限之内：D0.003≤≤0.03R2¢式中：D——两圆曲线最小间距（m）。跳转到第一页 （四）凸型¢在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的组合。¢凸型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一般最小半径的规定。跳转到第一页 （五）复合型¢两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的线形。¢两个回旋线参数之比宜为：A：A=1：1.521¢复台型回旋线除了受地形和其它特殊限制的地方外一般很少使用，多出现在互通式立体交叉的匝道线形设计中。跳转到第一页 （六）C型¢同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的线形。¢其连接处的曲率为0，也就是R=∞，相当于两基本型的同向曲线中间直线长度为0。¢适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。C型曲线只有在特殊地形条件下方可采用。¢适用条件：同卵形曲线。跳转到第一页 ¢例：平原区某公路有两个交点间距为407.54m，JD=K7+231.38，偏角α=12°24′20″（左偏），半11径R=1200m；JD为右偏，α=15°32′50″，122R=1000m。2¢要求：按S型曲线计算Ls、Ls长度，并计算两曲线12主点里程桩号。JD1α1T1LL21T2α2JD2跳转到第一页 ¢例：平原区某公路有两个交点间距为407.54m，JD=K7+231.38，偏角α=12°24′20″（左偏），半11径R=1200m；JD为右偏，α=15°32′50″，122R=1000m。2¢要求：按S型曲线计算Ls、Ls长度，并计算两曲线12主点里程桩号。¢解：（1）计算确定缓和曲线长度Ls、Ls：12¢令两曲线的切线长相当，则取T=407.54/2=203.77m1¢按各线形要素长度1：1：1计算Ls：1¢Ls=αR/2=12.2420×π/180×1200/2=129.91m1¢取Ls=130m1¢则经计算得，T=195.48m<407.54/2=203.77m1跳转到第一页 ¢203.77-195.48=8.29m，即T计算值偏短。1¢切线长度与缓和曲线长度的增减有近似1/2的关系，¢L=130+2×8.29=146.58m，取Ls=140m。S11¢则计算得，T=200.49m1¢T=407.54-T=407.54-200.49=207.05m21¢按1：1：1计算Ls：2¢Ls=αR/2=15.3250×PI/180×1000/2=135.68m2¢计算切线长T得，T=204.45m22¢207.05-204.45=2.60m¢取Ls=135.68+2×2.60=140.88m2¢计算得，T=207.055m2¢207.05-207.055=-0.005m¢取Ls=140.88-2×0.005=140.87m2跳转到第一页 ¢JD曲线要素及主点里程桩号计算1¢R1=1200mLs1=140mα1=12°24′20″¢T=200.49mL=399.82mE=7.75mJ=1.15m1111¢JD=K7+231.381¢ZH=K7+030.891¢HY=K7+170.891¢QZ=K7+230.801¢YH=K7+290.711¢HZ=K7+430.711跳转到第一页 JD里程桩号计算：2¢JD=JD+交点间距-J211¢=HZ1+曲线间直线长度+T2JD1α1LZXT1ZH2LL21HZ1T2α2JD2¢JD=JD+407.54-J=7231.38+407.54-1.15211¢=K7+637.77跳转到第一页 JD里程桩号计算：2¢JD=K7+637.772¢R2=1000mLs1=140.87mα2=15°32′50″¢JD曲线要素及主点里程桩号计算2¢T=207.05mL=412.22mE=10.11mJ=1.88m2222¢JD=K7+637.772¢ZH=K7+430.722¢HY=K7+571.592¢QZ=K7+636.832¢YH=K7+702.072¢HZ=K7+842.942跳转到第一页 作业：¢平原区某公路有两个交点间距为371.82m，JD=K15+385.63，偏角α=20°19′52″（右11偏），半径R=700m，JD为右偏，12α=17°05′32″，R=850m，试按S型曲线计算22L、L长度，并计算两曲线主点里程桩号。S1S2跳转到第一页 附：非对称缓和曲线计算方法¢公路平面线形基本要素是由直线、圆曲线和缓和曲线三个要素构成的。¢《规范》规定，基本型也可使用非对称的缓和曲线，以适应周围地形地物。¢（一）计算原理¢缓和曲线采用的线型一般为回旋线，其性质满足r·l=C（常量）。公路设计中定义该常量C为回旋线参数A，且A2=R·Ls。这样当圆曲线半径R和缓和曲线长度Ls确定时，参数A就是定值，圆曲线的内移值p，也就是定值。跳转到第一页 非对称缓和曲线计算原理OβLsβ2β2β2Ls1RLs2αLs1跳转到第一页 （二）采用的测设方法¢平移圆心法：平移圆心使圆曲线到两条切线的距离分别等于两个内移值，这样设计的平曲线位置相对于切线是不对称的。¢调整缓和曲线参数法：保持圆心位置不变而通过调整缓和曲线参数A值来实现非对称缓和曲线设计。跳转到第一页 （二）采用的测设方法CαT1¢1.平移圆心法DTE2T1=q1+AD+DCAp1q1pB2LsR11β1T=q+BE+ECβ2Rq221Ls2OO’AD=(R+p)/tan(π−α）=−(R+p)/tanα11DC=(R+p)/sin(π−α）=(R+p)/sinα22T=q−(R+p)/tanα+(R+p)/sinα1112T=q−(R+p)/tanα+(R+p)/sinα2221LsLs12L=(α−β−β)R+Ls+Ls=αR++121222跳转到第一页 2.调整缓和曲线参数法¢按缓和曲线平均插入圆曲线原则设计：OβLsβ2βα-2β2α-2ββ22Ls1RLs2αLs1跳转到第一页 ¢（1）计算原理¢设第一缓和曲线长度为Ls，第二缓和曲线长度为1Ls，且Ls