第三章平面设计1介绍.ppt

第3章 平面设计 1. 道路平面线形概述 2. 直线线形的应用与指标 3. 圆曲线线形与半径指标 教学内容： （第5讲） 重点解决的问题： 如何确定圆曲线的最小半径？ 怎样合理运用圆曲线半径指标？ 第3章 平面设计 1. 基本概念 道路组成：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施等 —— 带状构造物 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为路线的平面。 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。 路线设计：指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作。 3.1 道路平面线形概述 路线平面设计 路线纵断面设计 路线横断面设计 在路线平面图上研究道路的基本走向及线形的过程。 2. 平面线形要素构成——（三要素） 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 现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的，称为平面线形三要素。 （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； 3. 汽车行驶轨迹的几何特征 （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。 （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； 3. 汽车行驶轨迹的几何特征 3.汽车行驶轨迹的几何特征 （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。 （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。 （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； 3.2 直线 3.2.1 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。 缺点： 直线线形灵活性差，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； 难以准确目测车间距离。 （4）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。 3.2.2 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。 2. 当采用长的直线线形时，应注意的问题 （1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线加陡坡易导致高速度。 （2）长直线尽头的平曲线半径应尽量大一些。 （3）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜。 长直线与直坡组合 长直线与凹形竖曲线组合 （1）直线的最大长度（《标准》未明确规定） 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。（不超过20V） （2）直线的最小长度 两圆曲线间以直线径相连接时，直线的长度不宜过短。 ①设计速度大于或等于60km／h时， 同向圆曲线间以不小于设计速度的6倍为宜（6V）；(以m计) 反向圆曲线间以不小于设计速度的2倍为宜（2V）。 ②设计速度小于或等于40km/h时，可参照上述规定执行。 3. 直线长度的限制 同向曲线间插入短直线透视图 3.3.1 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。 常用的平曲线：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。 特点：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。 圆曲线几何元素为： 3.3 圆曲线 1.圆曲线半径的计算公式与影响因素 根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径： 3.3.2 圆曲线半径 X Y β β β β β ih 在公路等级和地形条件已定时，设计车速也就唯一确定了，圆曲线半径的大小取决于横向力系数μ和曲线的横坡度ih的取值范围。 曲线内侧取“+” 曲线外侧取“-” 1）考虑汽车行驶的横向稳定性 保证横向滑移稳定性的条件: μ ≤ f 式中：f——轮胎与路面之间所能提供的横向摩阻系数，（ ?x ） f 与车速、路面种类及状态、轮胎状态等有关，一般在干燥路面上约为0.4～0.8，在潮湿的黑色路面上汽车高速行驶