道路勘测第3章 平面设计课件.ppt

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1、第二章平面设计一、路线道路是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的一条三维空间构造物。路线：道路中线的空间位置。路线平面图：路线在水平面上的投影。路线纵断面图：沿道路中线的竖向剖面图，再行展开即是路线的纵断面。路线横断面图：道路中线上任意一点的法向切面是道路在该点横断面。第一节道路平面线形概述路线平面设计：在路线平面图上研究道路基本走向及线形的过程。路线纵断面设计：在路线纵断面图上研究道路纵坡及坡长的过程。路线横断面设计：在路线横断面图上研究路基断面形状的过程。路线设计：确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作。二

2、、平面线形设计的基本要求行驶中汽车的轨迹的几何特征：（1）轨迹连续。轨迹连续和圆滑，任何一点不出现错头和破折；1.汽车行驶轨迹（2）曲率连续。曲率连续，轨迹上任一点不出现两个曲率值。（3）曲率变化连续。曲率变化率连续，轨迹上任一点不出现两个曲率变化率值。2.平面线形要素行驶中汽车的导向轮与车身纵轴之间的关系：1．角度为零：2．角度为常数：3．角度为变数：汽车行驶轨迹线：曲率为0——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是由上述三种基本线形构成的，称为平面线形三要素。第二节直线一、直线的特点优点：直线

3、距离短，直捷，通视条件好。汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。便于测设。缺点：直线线形大多难于与地形相协调，若长度运用不当，破坏线形的连续性，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。二、直线的运用1.宜采用直线线形的路段：（1）不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；（2）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；（3）长的桥梁、隧道等构造物路段；（4）路线交叉点及其前后；（5）双车道公路提供超车的路段。（1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡

4、坡更易导致高速度。（2）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。2.采用长直线注意问题2.采用长直线注意问题（3）道路两侧过于空旷时，宜采取植不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以改善单调的景观。（4）长直线或长下坡的尽头的平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。平面线形长直线接小半径平曲线《标准》规定：直线的长度不宜过长。受地形条件或其他特殊情况限制而采用长直线时，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。德国规定：直线的最大长度

5、（以米计）为20V（计算行车速度，km/h）（适于高速公路V≥100km/h）。公路线形首先考虑的不是在平面线形上尽量多采用直线，或者是必须由连续的曲线所构成，而是必须采用与自然地形相协调的线形。合理利用地形和避免采用长直线。3.最大直线长度问题：1．同向曲线间的直线最小长度《规范》：同向曲线间的最短直线长度以不小于设计速度的6倍为宜（6V）。三、直线的最小长度2．反向曲线间的直线最小长度《规范》规定：反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于设计速度（以km／h计）的2倍为宜。汽车行驶的横向稳定性汽车在平曲线上行驶时会产生

6、离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。受力分析：横向力X——失稳竖向力Y——稳定1．汽车在平曲线上行驶时力的平衡离心力将离心力F与汽车重力G分解为平行于路面的横向力X和垂直于路面的竖向力Y，由于路面横向倾角α一般很小，则sinα≈tgα=ih，cosα≈1，其中ih称为横向超高坡度采用横向力系数来衡量稳定性程度，单位车重的横向力，即横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的作用，使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。汽车内侧车轮支反力N1为0。倾覆力矩等于或大于稳定力矩。2.横向倾覆条件分析倾覆力矩：Xhg横

7、向倾覆平衡条件分析：稳定力矩：倾覆力矩：Xhg横向倾覆平衡条件分析：稳定力矩：稳定、平衡条件：汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平曲线半径Rmin3.横向滑移条件分析横向滑移：汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。极限平衡条件：横向滑移稳定条件：4．横向稳定性的保证汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数μ值的大小。现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg，而h<0.5,即汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产生横向

8、滑移现象。在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发生，即可保证横向稳定性。保证横向稳定性的条件：一、圆曲线的几何元素各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分。路线平面线形中常用的单曲线、复曲线、双交点或多交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等中一般均包含了圆曲线。圆曲线具