道路平面设计之道路平面线形
2 h
l
y
=
l3 6R lh
−
l7 336 ⋅ R 3lh3
l ―回旋线上任一点到 曲线起点的曲线长度
R―主曲线半径 lh ―缓和曲线长度
坐标原点在ZH、HZ
(4)在圆曲线上任意点的坐标公式
ϕm
=
αm
+
β0
=
90
π
⋅ ( 2lm + lh R
)
x = q + R ⋅sin ϕm
y = ΔR + R(1− cosϕm )
三. 缓和曲线
2、缓和曲线的选择
(1)缓和曲线轨迹特点:由直线驶入圆曲线 转弯时,其轨迹上的任一点的曲率半径与其行 程l(自转弯开始点算起)成反比,此轨迹方程 为回旋曲线方程。因此我国《标准》规定缓和 曲线采用回旋曲线。
三. 缓和曲线
(2)缓和曲线的一般方程式:
ρ ⋅l = C
(2-26)
为了设计方便,使量纲一致,故令A2=C,则
一. 直 线
断背曲线:互相通视的同向曲线间若插以短直 线,容易产生把直线和两端的曲线看成为反向曲 线的错觉,当直线过短时甚至把两个曲线看成是 一个曲线,这种线形破坏了线形的连续性,且容 易造成驾驶操作的失误,通常称为断背曲线。
设计中应尽量避免。
一. 直 线
断背曲线
X 直线的计算
一. 直 线
不设超高最小半径(m) 5500 4000 2500 1500 600 350 150
二. 圆曲线
3、平曲线长度(curve radius)
(1)平曲线最小长度规定
① 从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及视觉要求来 看,应对平曲线长度加以限制。
② 公路按6s行程长度控制(条件许可的按9s控制) LS:LY:LS≈1:1:1,才能使其线形美观、顺畅。
哪一个最大? 哪一个最小?
(3)圆曲线最大半径 10000m 为宜。
二. 圆曲线
圆曲线最小半径
设计速度(km/h)
120 100 80 60 40 30 20
极限最小半径(m) 650 400 250 125 60 30 15
一般最小半径(m) 1000 700 400 200 100 65 30
T
L
T
p22
二. 圆曲线
圆曲线要素计算例题
三. 缓和曲线
缓和曲线(transition curve)
指在直线与圆曲线之间或者半径相差较大的 两个转向相同圆曲线之间设置的一种曲率连 续变化的曲线。
三. 缓和曲线
1、缓和曲线作用
⑴ 曲率连续变化,视觉效果ห้องสมุดไป่ตู้。(线形缓和)
⑵ 离心加速度逐渐变化,旅客感觉舒适。(行车缓和) ⑶ 超高横坡度逐渐变化,行车更加平稳。(超高缓和)
(2)汽车在圆曲线上的行驶要受到离心力;在 平曲线上行驶时要多占路面宽。
(3)视距条件差,容易发生交通事故。 (4)较大半径的长缓圆曲线具有线形美观、顺 适、行车舒适等特点。故常采用。
二. 圆曲线
2、圆曲线半径(curve radius)
确定半径的计算依据 圆曲线最小半径 圆曲线最大半径
极限最小半径 一般最小半径 不设超高的最小半径
路线的方位角 θ按下式计算:
第一象限: △X>0 △Y>0 θ=β
第二象限: △X<0 △Y>0 θ=180°-β
第三象限: △X<0 △Y<0 θ=180°+β
第四象限: △X>0 △Y<0 θ=360°-β
转角α=θ2-θ1 “+“为右转 ”-“为左转
Y
二. 圆曲线
1、圆曲线线形特征
(1)曲线上任意一点的曲率半径R=常数,故 测设比缓和曲线简便。
ZH(桩号)=JD(桩号)-T
HY(桩号)=ZH(桩号)+Lh HZ(桩号)=HY(桩号)+(L-Lh)
YH(桩号)=HZ(桩号)-Lh
QZ(桩号)=YH (桩号)-(L-2LH)/2
JD(桩号)=QZ(桩号)+J/2
ZH
HZ
YH QZ HY
JD
(3)回旋曲线上任意点的坐标公式
x
=
l
−
l5
40
R
2l
50
20
注:当α<2°时,按α=2°计算
二. 圆曲线
4、圆曲线半径的确定
①一般情况下宜采用极限最小半径的4~8倍或超高 为2~4%的圆曲线半径;
②地形条件受限制时,应采用大于或接近于一般最 小半径的圆曲线半径;
③地形条件特别困难不得已时,方可采用极限最小 半径;
④应同前后线形要素相协调,使之构成连续、均衡 的曲线线形;
• 直线线形大多难于与地形相协调 • 若长度运用不当,不仅破坏了线形的连续性,也不便达到线
形设计自身的协调 • 过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦,难以目测车间距离
(3)宜采用直线线形的路段:
不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地 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 长的桥梁、隧道等构造物路段 路线交叉点及其前后 双车道公路提供超车的路段
(1)汽车在转弯行驶时的受力特点与力的平衡
式中:
R=
V2
127(μ ± iB )
iB -路面横坡,无超高时为路拱横坡,有超高时为超高横坡
μ -横向力系数:单位车重所承受的实际横向力
二. 圆曲线
¾ 横向力系数μ的确定
①行车的横向倾覆稳定性 µ<1.0 ②行车的滑动稳定性 µ =0.4~0.6干燥路面 0.1~0.15一般路面 ③乘客舒适性 µ< 0.1 ④营运经济性 µ <0.1~0.15
舒适性的最小半径,它是通常情况下推荐采用的最小半径值。统计 90%。
不设超高最小半 径:是指曲线半径较大,离心力较小,靠轮胎与路
面间的摩 阻力就足以保证汽车 安全稳定行驶所采用 的最小半径,这时路 面 就可以不设超高。
公路按μ=0.0 35,iB =-0.015。 城市道路按μ=0 .06,iB=-0.015。
80
最大超高横坡度(%)
6
60,50 4
40,30,20 2
二. 圆曲线
(2)圆曲线最小半径
极限最小半径(minimum radius of horizontal curve):当μ和 iB
(最大超高)都得到最大值。
一 般 最小 半径 :指 按计 算行 车速 度 行驶 的车 辆能 保证 其安 全性和
E
T
L
T = Rtg a
T
2
L = π aR = 0.01745 aR
180
E = R(sec a − 1) 2
J = 2T − L
(2)圆曲线主点里程桩号计算:
ZY(桩号)=JD(桩号)-T YZ(桩号)=ZY(桩号)+L QZ(桩号)=YZ(桩号)-L/2 JD(桩号)=QZ(桩号)+J/2
E
一. 直 线
2、直线的标准规定:
(1)直线的最大长度
德国20V; 前苏联8km;美国4.83km。 总的原则:公路线形应与地形相适应,与景观相协
调,直线的最大长度应有所限制,当采用长的直线 线形时,为弥补景观单调的缺陷,应结合具体情况 采取相应的技术措施。
一. 直 线
采用长的直线线形时,应注意的问题:
缓和曲线最 小长度(m)
高速公路
一
二
三
四
120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20
100 85 70 50 85 50 70 35 50 25 35 20
三. 缓和曲线
4、缓和曲线的省略
(1)R≥RP (2)四级公路:可采用超高加宽缓和段代替 (3)城市道路
城市道路不设缓和曲线的最小圆曲线半径
平曲线最小长度(m) 200 170 140 100 70 50 20
公路转角等于或小于7°时的平曲线长度
设计速度(km/h)
120
100
80
60
40
30
20
平曲线长度 (m)
一般值 低限值
1400/α 1200/α 1000/α 700/α 500/α 350/α 280/α
200
170
140 100 70
直线的最大长度应有所限制。当采用长的直线线形 时,为弥补景观单调之缺陷,应结合沿线具体情况采取 相应的技术措施并注意下述问题:
① 长直线上纵坡不宜过大,因长直线再加下陡坡 行驶更易导致高速度;
② 长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜,可以使 生硬呆板的直线得到一些缓和。
一. 直 线
③ 两侧地形过于空旷时,宜采取种植不同树 种或设置一定建筑物、 雕塑、广告牌 等措施,
二. 圆曲线
3、平曲线长度
(2)小转角时的平曲线长度
当公路转角小于或等于7°时,曲线长度往往看 上去较实际长度为短。因为在曲线两端附近的曲线 部分被误认为是直线,只有在交点附近的部分才能 看出是曲线,这就会给驾驶员造成急转弯的错觉。
二. 圆曲线
各级公路平曲线最小长度
设计速度(km/h)
120 100 80 60 40 30 20
以改善单调的景观。 ④ 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。
一. 直 线
(2)直线的最小长度 ① 同向曲线间的直线最小长度
同向曲线(adjacent curve in one direc-tion)----指两
个转向相同的相邻曲线间连以直线所形成的平面线形。 A.当V≥60km/h时,直线≥6V(以km/h计)为宜 B.当V≤40km/h时,可参照上述规定执行