平面线形设计

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1、第三章   平面线形设计PlaneLineDesign第一节概述Generalization一、路线Route道路是一条三维空间实体，它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线形构造物。一般所说的路线，是指道路中线的空间位置，它是一条空间曲线。路线在水平面上的投影称为路线的平面；沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断面；中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横断面。设计顺序：一般是先定平面，并沿这个平面线形进行勘查测量，以取得地面线、地质及水文地质等资料。然后再设计纵断面和横断面。为求得线形的均衡和减少土石方工程量，必要时再修改平面位置。这样经过

2、几次反复，可望得到一个令人满意的结果。二、平面线形设计的基本要求EssentialDemandofPlaneLineDesign（一）汽车行驶轨迹（1）汽车运行轨迹是连续的、圆滑的，即在任何一点不出现错头和破折；（2）其曲率是连续的，即轨迹上任意一点不出现两个曲率值；（3）其曲率的变化率是连续的，即轨迹上任意一点不出现两个曲率变化率的值。不满足上述第一条的线路如图3－1所示。满足上述第一条，但不满足上述第二条的线路如图3－2所示。图3－1和图3－2的线形一般是不允许的，在低等级公路个别情况下可以采用。（二）  平面线形要素1、汽车导向轮旋转面与车身纵轴的关

3、系：（1）角度为零；直线（2）角度为常数；圆曲线（3）角度为变数。缓和曲线2、平面线形的三要素：1、直线―――曲率为零的线形；2、圆曲线―――曲率为常数的线形；3、缓和曲线―――曲率为变数的线形。现代道路每线形正是由上述三种线形构成的，称为“平面线形三要素”。第二节直线StraightLine一、直线的特点TheCharacterofStraightLine1、优点（1）因为两点之间以直线为最短，一般在定线时，只要地势平坦、无大的地面障碍物，定线人员都首先考虑采用直线通过；（2）笔直的道路给人以短捷、直达的良好印象，给人以美的感受；（3）汽车在直线行驶时受

4、力简单，方向明确，驾驶操作简易；（4）从测设上看，直线只需定出两点，就可方便地测定方向和距离。2、缺点（1）过长的直线易使驾驶员感到单调、疲倦，难以目测车间距离，于是产生尽快驶出直线的急躁情绪，车速一再加快，很容易造成交通事故；（2）在地形变化复杂地段，直线线形难于与地形相协调，造成工程费用显著增高。二、直线的运用ApplicationofStraightLine下述路段可采用直线线形：1、不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；2、以直线条为主的城镇、近郊或农村；3、长大桥梁、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。

5、当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，可采取如下技术措施：（1）长直线上的纵坡坡度不宜过大，因长直线再加上陡坡行驶更容易造成高速度；（2）长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜（见图3－5），这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和；（3）道路两侧地形空旷时，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。在《公路工程技术标准》中，由于缺乏资料目前尚无明确规定，但在《公路路线设计规范》中已明确在确定直线长度时，必须持

6、谨慎态度，尽量不采用较长的直线。直线的最大长度可参见下表。四、直线的最小长度TheMinimumLengthofStraightLine1、同向曲线间的直线最小长度（见上表）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曲线看成为反向曲线的错觉，造成驾驶员操作失误，在设计中这种情况应尽量避免。这个距离在数值上大约是行车速度V（km/h）的6倍(以m计)，所以《规范》推荐同向曲线间的最小直线长度以不小于6V为宜。2、反向曲线间的直线最小长度转向相反的两圆曲线之间，考虑到为设置超高和加宽缓和段的需要，以及驾驶员转向的需要，应设置一定长度的直线。如果无缓

7、和曲线时，设置直线段最小长度以不小于行车速度的2倍为宜；若二反向曲线已设缓和曲线，在受到限制的地点，也可将二反向缓和曲线首尾相接。第三节圆曲线CircularCurve一、圆曲线的几何要素TheGeometryElementofCircularCurve在平面线形中，圆曲线也是常用的基本线形，它在路线遇到障碍或地形需要改变方向时设置。各级公路和城市道路，不论转角大小均应设置圆曲线。圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。圆曲线的几何要素为：式中：T―――切线长(m)；L―――曲线长(m)；E―――外距(m)；J―――超距

8、（校正数）(m)；R―――圆曲线半径(m)；α―――转角（度）。二