道路路线平面设计.ppt

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1、4道路线形设计4.1道路路线平面设计路线平面线形的基本要素圆曲线设计缓和曲线设计弯道超高弯道加宽学习要点：公路路线平面设计应解决的问题：正确选择平曲线半径合理解决直线与曲线的衔接适当设置弯道超高和加宽保证行车视距公路路线平面图的绘制4.1路线平面设计弯道超高弯道加宽行车视距直线与曲线的衔接公路平面线形的要素由直线、圆曲线（又称平面曲线）和缓和曲线组成，如图4-1。图4-1路线平面线形4.1.1平面线形要素直线的特点①路线短捷，缩短里程，行车方向明显；②线形简单，易测设；③长直线、行车安全性差；④直线只满足两个控制点的要求，难以与地形及周围环境协调。直线

2、最长、短直线限制①《标准》规定：直线的最大与最小长度应有所限制。一条公路的直线与曲线的长度设计应合理。②合理利用地形和避免采用长直线。4-2平面线形的组合与衔接圆曲线，是适应地形曲折变化和其他自然条件影响而设置的。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。一般情况下，应设置尽可能大的半径。缓和曲线，当汽车从直线驶入曲线时，为克服离心力，必须在曲线与直线之间设缓和曲线。公路路线由于受地形、地质及其他各种条件的限制，在平面上往往出现转折。为了保证汽车从一条直线顺适地转入另一条直线，在转折处需要插入圆曲线过渡，以提高车辆行驶

3、的安全和舒适程度。4.1.2圆曲线设计由于圆曲线是设在平面上的曲线，所以这段圆曲线又称作为公路平曲线。4.1.2.1圆曲线各要素的计算切线长：外矩：曲线长：超距：图4-3圆曲线要素计算4.1.2.1圆曲线各要素的计算图4-3圆曲线要素计算曲线主点里程桩号计算：计算基点为交点里程桩号，记为JD。例题4.1:圆曲线各要素的计算如果测得公路平曲线的转角α=32°，交点的里程JD=K5+200,拟定圆曲线半径R=600m，求圆曲线几何要素及主要点桩里程。解：1）计算圆曲线几何要素：圆曲线起点桩号：ZY=JD-T=K5+200-172.05=K5+27.95圆曲

4、线终点桩号：YZ=ZY+L=K5+27.95+335.09=K5+363.04圆曲线中点桩号：QZ=YZ-L/2=K5+363.04-335.09/2=K5+195.49验算：JD=QZ+(2T-L)/2=K5+195.49+（2*172.05-335.09）/2=K5+2002）计算主点桩里程：4.1.2.2汽车在弯道上行驶时力的平衡汽车在曲线上行驶时，由于惯性而产生离心力，离心力的大小与汽车的质量成正比，与曲线半径成反比。其计算公式为式中：F—离心力，N；G—汽车重量，N；v—汽车行驶速度，m/s；R—曲线半径，m；g—重力加速度，9.81m/s2

5、。为了减少离心力的作用，把曲线上的路面做成外侧高、内侧低的单向横坡的形式，称为弯道超高。汽车行驶在具有超高的曲线上，如图4-4所示：XY图4-4汽车在弯道上行使力的平衡横向力X与竖向力Y分别为由于路面横坡不大，即很小，可以认为：sin≈tan=ib,cos=1。ib是路面的超高横坡度，于是作用于汽车上的横向力X=Fcosα±Gsinα,当路面有超高时取负号，若没有超高在外侧车道时则用正号横向力反映汽车转弯时在横向上受力大小，但并不完全反映汽车转弯时稳定程度。现用横向力系数来评价汽车的稳定程度：即单位车重所具有的横向力大小称为横向力系数，将车速化为V（

6、km/h），则其中ib为路面超高横坡度。式（4.2）表达了横向力系数与车速、曲线半径和超高之间的关系。愈大，汽车曲线上稳定性就愈小。（4.2）在指定的设计车速下，极限最小半径Rmin决定于可以容许的最大横向系数和该曲线的最大超高度4.1.2.3设超高的平曲线半径式中：v—计算行车速度，km/h；—横向力系数；ib—路面超高横坡度，%。由公式（4.2）得到超高的平曲线半径公式最小半径对于和做如下讨论：从抵抗横向滑移条件分析。在大多数情况下，汽车在产生横向倾覆前，先要发生侧向滑移。因此，只要保证汽车不侧向滑移，即可保证汽车横向不倾覆。保证汽车不横向滑移的

7、必要条件为。当很小时，Y≈G，则，式中：—路面与轮胎间的横向摩擦系数。（1）关于。横向力系数值的选用不仅要考虑汽车在弯道上行驶时行车的稳定性，还要考虑乘客的舒适程度，以及汽车燃料和轮胎消耗的情况。横向摩擦系数与纵向摩擦系数间的关系大约为值取决于路面的潮湿程度、车速的大小和路面类型等。在确定值时，一般按最不利状态即路面为冰滑情况下决定。此时=0.2~0.3，则=0.6=0.6×0.25=0.15因为系数φ0在数值方面等于横向力系数μ，所以此时的横向力系数μ≤0.15。从乘坐的感受情况分析汽车在行驶中不应使司机和乘客感到紧张和不舒服，根据试验，乘客随值的增

8、大其心理反应如下：当＜0.10时，不会感到有曲线存在，很平稳；当=0.15时，稍感到有曲线存在