公路路线平面线形设计.ppt

1、复习2、公路的等级、公路的等级（行政、技术两方面）（行政、技术两方面）及技术指标？及技术指标？1、公路的组成（结构、线形两方面）？、公路的组成（结构、线形两方面）？3、公路基本建设程序？、公路基本建设程序？第二章第二章 公路公路路线路线 2.2.公路纵断面线形公路纵断面线形 4.4.道路交叉道路交叉 1.1.公路平面线形公路平面线形 3.3.公路横断面线形公路横断面线形职业能力目标熟悉路线设计的有关概念看懂路线平面、纵断面、横断面设计学习要求熟悉路线平面、纵断面、横断面设计内容掌握路线设计的要求与方法了解道路路线组成及路线交叉方式与要求基础知识道路是一条带状的三维空间实体。它的中心线是一条空间

2、曲线，这条中心线在水平面上的投影，称为道路路线的平面沿中心线竖直剖切展开的直面，称为道路路线的纵断面中心线上任意点处的法向切面，称为道路路线的横断面设计阶段的划分设计阶段的划分公路工程基本建设项目，根据路线的性质和要求两阶段设计两阶段设计一阶段设计一阶段设计三阶段设计三阶段设计两阶段设计（1 1）初步设计）初步设计根据批准的可行性研究报告和计划任务书，进行初测，选定合理的设计方案，计算工程数量及主要材料数量，提出施工方案建议，编制设计概算，提供包括文字说明和图表资料在内的初步设计文件。（2 2）施工图设计）施工图设计经上级批准初步设计后，再进行定测，编制施工组织设计和施工图预算。多数工程采多数

3、工程采用的主要程序用的主要程序一阶段设计根据批准的计划任务书，进行一次详细的定测，根据批准的计划任务书，进行一次详细的定测，据以编制施工图设计文件和工程预算。据以编制施工图设计文件和工程预算。仅适用于技术简单、方案明确的小型工程仅适用于技术简单、方案明确的小型工程三阶段设计（1 1）初步设计）初步设计根据批准的计划任务书，进行初根据批准的计划任务书，进行初测，编制初步设计文件和工程设计概算；测，编制初步设计文件和工程设计概算；（2 2）技术设计）技术设计经上级批准后，对初步设计中未经上级批准后，对初步设计中未能解决的重大、复杂的技术问题，落实技术方案，编能解决的重大、复杂的技术问题，落实技术方

4、案，编制修正设计文件和概算；制修正设计文件和概算；（3 3）施工图设计）施工图设计经批准后，进行定测，编制经批准后，进行定测，编制施工组织设计和施工图预算。施工组织设计和施工图预算。适用于技术复杂而又适用于技术复杂而又缺乏经验的建设项目缺乏经验的建设项目或其中的个别工程或其中的个别工程公公 路路平面平面纵断面纵断面横断面横断面 公路设计是设置在地表供汽车行驶的一种线型带状的工程结构物。公路设计内容:线型设计线型组成直线、曲线、凹凸等 结构设计结构组成路面结构、路床、路肩、路基等 公路线型的基本要求 公路服务的对象是汽车，因此，要保证汽车在公路上行驶必须:安全、迅速、经济和舒适。公路路线应满足下

5、列要求:、保证汽车在道路上行驶的稳定性 稳定性是指汽车在公路上处于动态或静态时，不会产生倾覆、倒溜和测向滑移。因此，要求公路有足够的附着力。要注意上坡和弯道。2、保证行车畅通，达到安全、迅速的目的 要畅通必须满足:足够宽度 平面、纵面要有足够的行车视距 减少平面交叉 3、对公路的平、纵、横断面有合理布局 根据公路等级及使用任务和功能，合理利用地形，正确运用技术标准，应做到:平面顺适 纵坡均衡 横面合理 线型组合协调 尽量避免穿越不良地质区 技术可行，经济合理想一想想一想：如图如图2-1-1所示的公路线型中平面线型要素所示的公路线型中平面线型要素 包括哪三种？属于哪种平面线型组合类型？包括哪三种

6、？属于哪种平面线型组合类型？1 1、公路平面线形、公路平面线形公路平面线形公路平面线形圆曲线圆曲线缓和曲线缓和曲线直线直线曲线曲线左右拐弯左右拐弯超高？加宽？道路平面线形设计圆曲线缓和曲线平曲线超高平曲线加宽缓和段行车视距平面设计成果 各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间，由直线向圆曲线或较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线形平曲线设计时，常将弯道外侧车道抬高，构成与内侧车道同坡度的单向坡，使汽车在平曲线上行驶时获得一个指向内侧的横向分力，用以克服离心力。当曲线上设有加宽和超高时，为保证线形平顺和行车安全，需设置缓和段。使汽车在一定的车速下能及时

7、制动或避让。在这段时间内，汽车沿路面所行驶的最短距离。路线平面设计应提供各种图纸和表格汽车在曲线上行驶时，四个车轮轨迹半径不同，因而需要比直线上更大的宽度。汽车在曲线上行驶时，四个车轮轨迹半径不同，因而需要比直线上更大的宽度。汽车在曲线上行驶时，四个车轮轨迹半径不同，因而需要比直线上更大的宽度。平曲线加宽基础知识道路是一条带状的三维空间实体。它的中心线是一条空间曲线，这条中心线在水平面上的投影，称为道路路线的平面优、缺点？优、缺点？长度要求？长度要求？直线直线各级公路在何处设置圆曲各级公路在何处设置圆曲线？线？圆曲线半径越小越好？圆曲线半径越小越好？圆曲线半径越大越好？圆曲线半径越大越好？圆曲

8、线圆曲线在确定圆曲线半径时应注意：一般情况下宜采用极在确定圆曲线半径时应注意：一般情况下宜采用极限最小曲线半径的限最小曲线半径的48倍或超高为倍或超高为24的圆曲的圆曲线半径；线半径；地形条件受限制时，应采用大于或接近于一般最小地形条件受限制时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径；半径的圆曲线半径；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小半径；半径；应同前后线性要素相协调，使之构成连续均衡的应同前后线性要素相协调，使之构成连续均衡的曲线线形；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应同纵面线形相配合，必须避免小半径曲线与陡坡

9、相重合（陡坡加急弯的情况）。相重合（陡坡加急弯的情况）。圆曲线半径圆曲线半径一般情况，超高一般情况，超高有些情况，路拱有些情况，路拱Rmin=V2/127（max+ibmax）极限最小半径一般最小半径不设超高的最小半径Rmin 极限最小半径，mmax 极限最小半径所对应的横向力系数ibmax 最大超高横坡度R一般一般最小半径，mIb 路拱超高横坡度 一般最小半径所对应的横向力系数R免不设超高最小半径，m；i1 路拱横坡度：道路等级二级及二级以上，i1=0.010.02；二级以下，i1=0.030.04；不设超高横向力系数其中：“-”表示汽车在道路圆曲线外侧行驶 R一般=V2/127（+ib）R

10、免=V2/127（-i1）想一想想一想：什么是极限最小半径？什么是极限最小半径？什么是一般最小半径？什么是一般最小半径？什么是不设超高的最小半径？什么是不设超高的最小半径？圆曲线元素圆曲线元素切线长T曲线长L外 距E超 距D练一练练一练：设计速度为设计速度为120km/h，转角，转角60度度求一般最小半径对应的圆曲线元素。求一般最小半径对应的圆曲线元素。基础知识道路是一条带状的三维空间实体。它的中心线是一条空间曲线，这条中心线在水平面上的投影，称为道路路线的平面缓和曲线缓和曲线想一想想一想：缓和曲线的概念？缓和曲线的概念？缓和曲线缓和曲线缓和曲线的作用：缓和曲线的作用：一、有利于驾驶员操一、有

11、利于驾驶员操纵转向盘，使路线顺纵转向盘，使路线顺畅；畅；二、消除离心力的突二、消除离心力的突变，使汽车不致产生变，使汽车不致产生侧向滑移；侧向滑移；三、完成超高和加宽三、完成超高和加宽的过渡。的过渡。在相同计算行车速度的公在相同计算行车速度的公路上，不论曲线半径大小路上，不论曲线半径大小如何，都可取同一个缓和如何，都可取同一个缓和曲线长度曲线长度缓和曲线缓和曲线基本型基本型缓和曲线缓和曲线-圆曲线圆曲线-缓和曲线缓和曲线 图图2-1-7组合形式组合形式S型型两个反向圆曲线用两段反两个反向圆曲线用两段反向缓和曲线连接向缓和曲线连接 图图2-1-8组合形式组合形式横向力系数横向力系数汽车在做圆周运

12、动时，每单位汽车在做圆周运动时，每单位车辆总重所受的横向力车辆总重所受的横向力横向力系数为横向力系数为0.1相当于相当于50kg5kg的横向力的横向力横向力系数横向力系数汽车在做圆周运动时，每单位汽车在做圆周运动时，每单位车辆总重所受的横向力车辆总重所受的横向力横向力系数为横向力系数为0.1相当于相当于50kg5kg的横向力的横向力横向力系数横向力系数当当0.10时，不感到有曲线存在，很平稳；时，不感到有曲线存在，很平稳；当当=0.15时，稍感到有曲线存在，尚平稳；时，稍感到有曲线存在，尚平稳；当当=0.20时，己感到有曲线存在，稍感不稳定；时，己感到有曲线存在，稍感不稳定；当当=0.35时，

13、感到有曲线存在，不稳定；时，感到有曲线存在，不稳定；当当=0.40时，非常不稳定，有倾车的危险感。时，非常不稳定，有倾车的危险感。影响旅行舒适性影响旅行舒适性超高横坡度超高横坡度公路等级公路等级汽车专用公路汽车专用公路 一般公路一般公路高速高速公路公路一级一级公路公路二级二级公路公路三级三级公路公路四级四级公路公路一般地区一般地区 10%8%积雪冰积雪冰 冻地区冻地区 6%极限最小半径横向力系数及超高横坡度取用表 一般最小半径横向力系数及超高横坡度取用表 各级公路的最小半径值 计算行车速度（km/h）1201008060403020max0.100.110.120.130.140.150.16

14、ibmax（%）8888888计算行车速度（km/h）12010080604030200.050.050.060.060.060.050.05ib（%）6678766计算行车速度（km/h）1201008060403020极限最小半径（m）650400250125603015一般最小半径（m）10007004002001006530不设超高的最小半径（m）路拱2.0%5500400025001500600350150路拱2.0%7500525033501900800450200例：已知某平原区高速公路，其计算行车速度例：已知某平原区高速公路，其计算行车速度V=120km/h，设该公路的横坡度设

15、该公路的横坡度i=1.5%，试计算该公路不设，试计算该公路不设超高的最小半径为多少？超高的最小半径为多少？例：已知某平原区高速公路，其计算行车速度例：已知某平原区高速公路，其计算行车速度V=120km/h，设该公路的横坡度设该公路的横坡度i=1.5%，试计算该公路不设超高的最小，试计算该公路不设超高的最小半径为多少？半径为多少？解：已知解：已知i=0.015，设设=0.035与与公路工程技术标准公路工程技术标准规定相对照。规定相对照。标准标准规定不设超高最小半径时，规定不设超高最小半径时，当当i 2%时，时，=0.040.05。（p87）表表5-1221205569.29127()127(0.

16、0350.015)VRmi符合规定符合规定什么是圆曲线什么是圆曲线上的超高？上的超高？平曲线设计时，将弯道外侧车平曲线设计时，将弯道外侧车道抬高，构成与内侧车道同坡道抬高，构成与内侧车道同坡度的单向坡，使汽车在平曲线度的单向坡，使汽车在平曲线上行驶时获得一个指向内侧的上行驶时获得一个指向内侧的横向分力，用以克服离心力，横向分力，用以克服离心力，减少横向力，保证汽车行驶的减少横向力，保证汽车行驶的稳定性及乘客的舒适性，这种稳定性及乘客的舒适性，这种设置称为平曲线超高。设置称为平曲线超高。平曲线超高平曲线超高为什么要设置超高？为什么要设置超高？为了使为了使较小的曲线半径较小的曲线半径能通行较大车速

17、能通行较大车速的车辆的车辆 当汽车行驶到平曲线上时，前轮轮轴中心沿着车道当汽车行驶到平曲线上时，前轮轮轴中心沿着车道中心行进，后轮轮轴中心会向内侧偏移。中心行进，后轮轮轴中心会向内侧偏移。圆曲线半径愈小或汽车圆曲线半径愈小或汽车轴距愈长，后轮的偏移值就轴距愈长，后轮的偏移值就会愈大。会愈大。为了让汽车后轮能够在为了让汽车后轮能够在坚实的车道面上行驶，在公坚实的车道面上行驶，在公路设计时，都将圆曲线内侧路设计时，都将圆曲线内侧的路面适当予以加宽，称为的路面适当予以加宽，称为圆曲线加宽圆曲线加宽。平曲线加宽平曲线加宽平面曲线加宽公路工程技术标准规定，当圆曲线半径R250m时，应设置加宽。双车道路面

18、的全加宽值见下表双车道路面的全加宽值 单车道路面的全加宽值按表列数值的1/2取用注意事项：1、加宽应设置在圆曲线的内侧，路面加宽时路基一般也同时加宽；2、分道行驶的公路，圆曲线半径较小时，其内侧的加宽值应大于外侧车道的加宽值。设计时应按内外车道不同的半径，通过计算分别确定其加宽值。加宽类型圆曲线半径（m）汽车 轴距加前悬（m）2502002001501501001007070505030302525202015150.40.60.81.01.21.41.82.22.5280.60.70.91.21.52.0-35.2+8.80.81.01.52.02.5-p平面线形平面线形：直线、：直线、圆曲

19、线圆曲线（最小半径）（最小半径）、超高、加宽、超高、加宽缓和段按作用不同，分为超高缓和段和加宽缓和段。超高缓和段长度一般以“超高渐变率”来控制。超高渐变率是指在超高缓和段上，由于弯道外侧路基抬高后，外侧路缘纵坡较设计纵坡增加的附加纵坡度。超高渐变率过大，会使行车不舒适，路容不美观；过小则易在路面上积水为使线形顺适和行车安全，在平曲线上加宽后，应在主曲线两端设置加宽缓和段。其长度一般与超高缓和段长度相同；当圆曲线上不设超高仅有加宽时，其长度不应小于10m，但加宽缓和段长度和全加宽值的比例应按其加宽渐变率1：15计算，且取5m的整数倍超高缓和段 加宽缓和段 缓和段缓和段为保证行车安全，当驾驶员看到

20、路面为保证行车安全，当驾驶员看到路面上一定距离处有障碍物或迎面来车或上一定距离处有障碍物或迎面来车或超车时，在一定的车速下进行制动或超车时，在一定的车速下进行制动或采取相应措施而在路上行驶所必须的采取相应措施而在路上行驶所必须的安全距离。安全距离。停车视距停车视距会车视距会车视距超车视距超车视距行车视距行车视距平面设计成果 图纸:路线平面设计图 路线总体布置图 路线交叉设计图 道路用地图 纸上移线图 表格 直线、曲线及转角表 路线交点坐标表 逐桩坐标表 路线固定表 总路程及断链桩号表等小小 结结1 1）圆曲线）圆曲线2 2）缓和曲线）缓和曲线3 3）平曲线超高）平曲线超高5 5）行车视距）行车视距公路平面线形公路平面线形4 4）平曲线加宽）平曲线加宽