第8讲平面线形设计分解.ppt

第8讲 平面线形设计 二、平面线形设计的基本要求 （二）平面线形要素 第二节 直线 1. 回旋线的参数值A的确定： 回旋线的应用范围： 1. 回旋线的参数值A的确定： 回旋线的应用范围： 2. 回旋线的数学表达式： * * 一、路 线 道路是一条三维空间的实体。 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。 路线：是指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的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：指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作。 行驶中汽车的轨迹的几何特征： （1）轨迹连续。这个轨迹是连续的和圆滑的，即在任何一点上下出现错头和破折； （一）汽车行驶轨迹 （2）曲率连续。其曲率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率的值。 （3）曲率变化连续。其曲率的变化率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。 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 现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的，称为平面线形三要素。 一、直线的特点 直线距离短，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。 直线线形大多难于与地形相协调，若长度运用不当，不仅破坏了线形的连续性，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. 当采用长的直线线形时，应注意的问题： 2. 当采用长的直线线形时，应注意的问题： （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。 （1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡更易导致高速度。 （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。 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。 第三节 圆曲线 圆曲线几何元素为： 计算基点为交点里程桩号，记为JD， ZY=JD-T YZ=ZY+L QZ=ZY+L/2 JD=QZ+J/2 曲线主点里程桩号计算： X Y （一）计算公式与因素 根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径： 二、圆曲线半径 （一）计算公式与因素 根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径： 式中：V——计算行车速度，（km/h）； μ——横向力系数； ih——超高横坡度； i1——路面横坡度。 当设超高时 ： 一、缓和曲线的作用与性质 （一）缓和曲线的作用 1．曲率连续变化，便于车辆行驶 2．离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适 3．超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳 4．与圆曲线配合得当，增加线形美观 第四节 缓和曲线 φ 汽车等速行驶，司机匀速转动方向盘时，汽车的行驶轨迹： 当方向盘转动角度为?时，前轮相应转动角度为?，它们之间的关系为： ?=k? ； （二）缓和曲线的性质 其中，?是在t时间后方向盘转动的角度， ?=?t ； 汽车前轮的转向角为 ?=kωt