第二章 平 面 设 计 教案.doc

第二章　平 面 设 计 ? 【本章学习要点】　本章主要学习平面线形组成，直线、圆曲线和缓和曲线设计的基本方法，超高、加宽的设计计算，《标准》的有关规定和要求，掌握平面设计成果。 ? 公路是一条带状的三维空间结构物，它的中线在平面上的投影称为公路路线平面。沿着中线竖直剖切公路，再将直线竖直曲面展开成直面，即公路路线的纵断面。中线上的任意一点处公路的法向剖面称为公路路线在该点的横断面。 公路路线的平面、纵断面和横断面是公路的几何组成部分。公路平、纵、横是相互关联，设计时既分别进行，又综合考虑。公路路线设计主要研究公路的平面、纵断面和横断面的设计原理与设计方法。 公路平面线形要素是直线、圆曲线和缓和曲线构成的，通常称之为“平面线形三要素”。直线是曲率为零的线形；圆曲线是曲率为常数的线形；缓和曲线是曲率逐渐变化的线形；三要素是公路平面线形最基本的组成。 ? 第一节 直线 ? 一、????????? 直线的线形特征 作为平面线形要素之一的直线，在公路中使用最为广泛。因为两点之间距离以直线为最短，因此一般在选线和定线时，只要地势平坦，无大的地物、地形障碍，选线定线人员都会首选考虑使用直线。其主要特征是： 1、直线以最短的距离连接两目的地，具有路线短捷、缩短里程和行车方向明确的特点。 2、直线具有视距良好、行车快速、易于排水等特点。 3、由于已知两点就可以确定一条直线，因而直线线形简单，容易测设。 4、从行车的安全和线形美观来看，过长的直线，线性呆板，行车单调，易使驾驶员产生疲劳，也容易发生超车和超速行驶，行车时驾驶员难以估计车间距离，在直线上夜间行车 时，双方车容易产生眩光等。因而过长直线行车的安全性较差，往往是发生车祸较多的路段。 5、? 直线虽然路线方向明确，但只能满足两个控制点的要求，难以与地形及周围环境相协调。特别是在山区、丘陵区，采用过场的直线会破坏自然景观，并易造成大挖大填，工程的经济性也较差。 6、? 笔直的公路给人以简捷、直达、刚劲的良好印象，在美学上直线也有其自身的视觉特点。 二、????????? 直线长度限制 直线是平面线形的基本线形。在设计中，应根据路线所处地形、地物、驾驶员的视觉、心理状态以及保证行车安全等合理布设。直线的最大、最小长度应有所限制。 1、?????? 直线最大长度 由于长直线的安全性差，一些国家对直线的最大长度作了规定：德国规定不超过20V（V是设计车速，用km/h表示，20V相当于72s的行程）；前苏联规定为8km；美国为4.83km。我国目前尚无统一的规定。在运用直线线形并确定其长度时。必须持谨慎态度。总的原则是：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，当采用长直线时，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。 2、?????? 直线的最小长度 1）同向曲线间的直线最小长度 同向曲线是指两个转向相同的相邻曲线间以直线形成的平面的线形。其中间的直线长度就是指前一曲线的终点至后一曲线的起点之间的长度。当此直线长度很短时，在视觉上容易形成直线与两端的曲线构成反弯的错觉，使整个组合线形缺乏连续性，形成所谓的“断背曲线”，《规范》规定，当设计速度≥60km/h时，同向曲线直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的6倍为宜，即L1≥6V如图2-1（a），当设计速度≤40km/h时，可参照上述规定执行。 2）反向曲线间的直线最小长度 反向曲线是指两个转向相反的相邻曲线间以直线形成的平面的线形。由于两弯道转弯方向相反，考虑其超高和加宽缓和的需要以及驾驶员的操作方便，其间的直线最小长度应予以限制。《规定》规定，当设计速度≥60km/h时，反向曲线直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的2倍为宜，即L2≥2V如图2-1（b），当设计速度≤40km/h时，可参照上述规定执行。 3) 相邻回头曲线间的直线最小长度 回头曲线是指山区公路为克服高差在同一坡面上回头展线时所采用的曲线。《规范》规定，在回头曲线之间，前一回头曲线的终点至后一回头曲线起点的距离宜满足表2-1的要求。 表2-1 回头曲线间最小直线长度 ? 三、????????? 直线设计要点 1、适用条件 （1）路线不受地形、地物限制的平原区或山间的开阔谷地； （2）市镇及其邻近或规划方正的农耕区等以直线为主体的地区； （3）为缩短构造物长度以便于施工的长大桥梁、隧道路段； （4）为争取较好的行车和通视条件的平面交叉前后； （5）双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供较好条件的超车路段。 2、直线运用注意问题 （1）采用直线应特别注意它同地形的关系，在运用直线并决定其长度时，必须持谨慎态度，并不宜采用长直线。 （2）长直线或长下坡尽头的平面曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定