第2章道路勘测设计
10或8
6
8
2.超高横坡坡度的确定 超高横坡坡度按设计速度、半径大小计算,并 结合路面类型、当地自然条件等查表最后确定。
第四节 平曲线超高与加宽
• 二、超高方式 • 1.公路 • (1)无中间带的公路 A:当超高横坡坡度等于路拱横坡时,外侧车道绕 路中线旋转,直至超高横坡度值。 B:当超高横坡坡度大于路拱横坡时,有三种过渡 方式:
(二)缓和曲线的性质
假定: 1.汽车为一刚体,转弯时汽车不变形,忽 略弹性轮胎的变形。 2.左、右轮差别不计,只研究重心的轨迹 。 3.转弯时汽车等速行驶,驾驶员匀速转动 方向盘。
(三)缓和曲线的采用形式
回旋线 三次抛物线 双纽线 n次抛物线 正弦形曲线 我国《标准》推荐的缓和曲线是回旋线
第三节 缓和曲线
一、缓和曲线的作用 1.曲率连续变化,便于车辆遵循。 2.离心加速度逐渐变化,旅客感觉舒适。 3.超高横坡度及加宽逐渐变化,行车更加平稳。 4.与圆曲线配合,增加线形美观。
二、缓和曲线的基本要求、性质及采用形式
(一)缓和曲线的基本要求
可行性好:它的线形应符合行驶轨迹,它的几 何特征应满足汽车轨迹的三条几何特征。 缓和性好:是指缓和曲线要有一定长度,如太 短,驾驶员操作紧张,旅客不舒适,线形不协调 。 计算方便,公式简单;便于在设计、施工中使用 。
三、圆曲线半径确定
地形条件特殊困难而不得已时,方可采用圆曲线
极限最小半径。 应同前后线形要素相协调,使之构成连续、均衡 的曲线线形。 应同纵面线形相配合,必须避免小半径曲线与陡 坡相重合。 选用曲线半径时,最大半径值一般不应超过 10000m为 宜。
第三节 缓和曲线
缓和曲线是道路平面线形三要素之一。 缓和曲线:设臵在直线和圆曲线之间或半径相 差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连 续变化的曲线。 《规范》规定:除四级公路外的其它各级公路都 应设臵缓和曲线,另外,当圆曲线半径大于“不设 超高的最小半径”时可省略缓和曲线。
第一节 直线
三、直线的运用 采用直线线形时必须注意线形与地形的关系,在运用直线线形 并决定其长度时,必须慎重考虑,一般不宜采用长直线。
路线完全不受地形、地物限制的平坦地区或山间的宽阔河谷
地带; 城镇及其近郊道路,或以直线为主体进行规划的地区; 长大桥梁、隧道等构造物路段; 路线交叉点及其附近; 双车道公路提供超车的路段。
第一节 直线
二、设计标准
1.直线的最大长度 (20v)
我国《标准》和《规范》对直线的最大长度没有具体的规定 ,尽量避免长直线。 最大长度主要应根据驾驶员的视觉反 应及心理上的承受能力来确定。 一般认为:直线的最大长度在城镇附近或其他景色有变化 的地点大于20V是可以接受的;在景色单调的地点最好控制在 20V以内;而在特殊的地理条件下应特殊处理。
道路:一条三维空间的实体,是由路基、路面、桥梁、涵 洞、隧道等组成的空间带状构造物。 路线:道路中线的空间位臵。 线形:道路中心线的立体形状。 路线平面:路线在水平面上的投影。 路线纵断面:沿中线竖直剖切再行展开的断面(展开是指 展开平面、纵坡不变)。 路线横断面:中线上任一点的法向切面。 路线设计:确定路线空间位臵和各部分的几何尺寸。
第一节 直线
当采用长直线形时,应注意如下事项:
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臵
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,必要时须采用设臵标志、增加 路面抗滑能力等安全措施。
第二节 圆曲线
2.视觉要求A与R的关系 R/3≤A≤R
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。
(三)缓和曲线的省略
1.在直线与圆曲线间,当圆曲线半径大于或等于“不设超高的 最小半径”时; 2.半径不同的同向圆曲线 (1)半径不同的同向圆曲线间,当小圆半径大于或等于“不 设超高的最小半径”时,直线与圆曲线间和大圆与小圆间均不设 缓和曲线; (2)小圆半径大于表中所列临界曲线半径,且符合下列条件 之一时,大圆与小圆间不设缓和曲线: ①小圆曲线按规定设臵相当于最小缓和曲线长的回旋线时, 其大圆与小圆的内移值之差不超过0.10m。 ②设计速度≥80km/h时,大圆半径(R1)与小圆半径(R2) 之比小于1.5。 ③设计速度<80km/h时,大圆半径(R1)与小圆半径(R2) 之比小于2。
第一节 直线
一、直线的特点
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。
第一节 直线 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、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。
第一节 直线
(2)反向曲线间直线的最小长度 反向曲线:两个转向相反的相邻曲线之间连以直 线所形成的平面线形。 对反向曲线间直线最小长度的规定,主要考虑 考虑到其超高和加宽缓和的需要,以及驾驶人员操 作的方便。
第一节 直线 《规范》规定: 当设计速度≥60km/h时,反向曲线间的直线最小 长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的26 倍为宜;对于设计速度≤40km/h时,参考执行即可 。 特别困难的山岭区三、四级公路设臵超高时, 中间直线长度不得小于15m。
第四节 平曲线超高与加宽
• 绕内边缘旋转
第四节 平曲线超高与加宽
• 绕中线旋转
第四节 平曲线超高与加宽
• 绕外侧旋转
第四节 平曲线超高与加宽
• (2)有中间带的公路 • 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 二、平曲线加宽值得确定 1、 汽车行驶在曲线上,各轮迹半径不同,其中 以后轮迹半径最小,且偏向曲线内侧,故曲线内 侧应路面加宽,以确保曲线上行驶顺适与安全。
Ls (min) Bi p
V Ls (min) 1. 2
设计速度(km/h)
120
100
80
60
40
30
20
缓和曲线最小长度(m)
100
85
70
60
40
30
20
(二)缓和曲线参数A值
1. 回旋线最小参数值
公路平面线形设计时,不仅可以选定缓和曲线长度,同 样也可以选定缓和曲线参数A值。
A RLs
第一节直线
平面线形三要素:直线、圆曲线和缓和曲线。 道路平面线形设计,是根据汽车行驶的力学性质 和行驶轨迹要求,合理地确定各线形要素的几何参数 ,保持线形的连续性和均衡性,避免采用长直线,并 注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。对于 车速较高的道路,线形设计还应考虑汽车行驶美学及 驾驶员视觉和心理上的要求。
第四节 平曲线超高与加宽
• 一、平曲线超高 超高:为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离 心力,在该路段横断面上设臵的外侧高于内侧的 单向横坡。 (一)超高横坡坡度的确定 最大超高横坡坡度
第四节 平曲线超高与加宽
• 公路最大超高横坡
公路等级 高速公路、一级公路
二、三、四级公路
一般地区(%)
积雪冰冻地区(%)
三、圆曲线半径的确定
1、圆曲线的最大半径 现行《公路路线设计规范》规定,圆曲线最大 半径以不超过10000m宜。 2、在适应地形的情况下应选用较大的曲线半径。 3、在确定圆曲线半径时,应注意: 一般情况下宜采用超高为 2%~4%的圆曲线半径 地形条件受限制时,应采用大于或接近于圆曲线 一般最小半径值。
设计速度 横向力系数
120 0.1
100 0.12
80 0.13
60 0.15
40 0.15
30 0.16
20 0.17
(二)最小半径的计算
《标准》根据不同横向摩阻系数值,对于不同等级的公路规 定了极限最小半径、一般最小半径和不设超高的最小半径三个 最小半径。
1.极限最小半径
定义:指各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系 数情况下,能保证汽车安全行驶的最小半径。
ih 8%
h 0.1 ~ 0.17
强调说明:极限最小半径是路线设计中的极限值,是在特殊 困难条件下不得已才使用的,一般不轻易采用。
2.一般最小半径 定义:指各级公路在采用允许最大超高和允许 的横向摩阻系数情况下,能保证汽车安全行驶的最 小半径。 《标准》中计算一般最小半径时:
ih 6% ~ 8%
(四)回旋线作为缓和曲线 回旋线的基本方式
线
1.定义:回旋线是曲率随着曲线长度成比例变化的曲 2
r l A
2.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
3.特点:满足行驶轨迹三条特征的程度
三、设计标准
(一)缓和曲线的最小长度 V3 Ls (min) 0.0214 R s 1.旅客感觉舒适 2.超高渐变率适中 3.行驶时间不过短
(一)公式与因素
在指定车速V下,极限最小半径决定于容 许的最大横向力系数和该曲线的最大超高。 1.关于横向力系数 (1)危及行车安全 为保证汽车用普通轮胎在最不利路面状 况下能不产生横向滑移, μ应小于0.2。 μ≤φh (2)增加驾驶操纵的困难 要求μ<0.3。
(3)增加燃料消耗和轮胎磨损 μ的存在使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加。横向力系 数 为μ=0.2时,其燃料消耗 与轮胎磨损 分别比μ=0时 多20%和近3倍。 (4)行旅不舒适 当μ超过一定数值时,驾驶者在曲线行驶中驾驶紧张,乘 客感到不舒适。 μ <0.1~0.15间,舒适性可以接受。 综上所述对行车的安全、经济与舒适方面的要求,最大 横向力系数采用: