第3章 道路几何设计案例实例.pptx

道路工程技术北京大学出版社主编 刘雨第 3章 道路几何设计3.1概述3.2道路平面设计3.3纵断面设计3.4横断面设计3.5道路交叉口设计3.1 概述道路是一种带状的三维空间结构物，主要包括路基、路面、桥涵、隧道等工程实体。道路设计是从几何和结构两方面进行研究的。中线3.1.1 道路勘测设计程序1、勘测设计任务书设计任务书的基本内容包括：（1）建设依据和目的意义。（2）建设规模和性质。（3）路线基本走向和主要控制点。（4）工程技术标准和主要技术指标。（5）设计阶段及各阶段完成时间。（6）建设期限和投资估算，对分期修建项目应提出每期的建设规模和投资估算。（7）施工力量的原则安排。（8）附路线示意图，另有工程数量、三材和投资等，供审批时参考。2.设计阶段及其内容公路工程基本建设项目一般采用两阶段设计。对于技术简单、方案明确的小型建设项目．可采用一阶段设计；对于技术复杂而又缺乏经验的项目或项目中的个别路段、特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等，必要时采用三阶段设计。3.1.2 路线设计的原则公路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的，公路线形必须满足行车安全、迅速、经济与乘客舒适的要求，这就是线形设计的总原则。从以下几个主要方面来考虑： 1．汽车行驶的稳定性 2．尽可能地提高车速 3. 行车畅通 4．行车舒适3.1.3 路线设计依据1.设计车辆:不同的汽车有不同的型号和规格小客车载货汽车鞍式列车2.设计速度:道路设计依据的汽车速度。是指在气候正常、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）影响时，一般驾驶员能保持安全、舒适行驶的最大行驶车速。设计速度不同于实际行车速度。推算远景年昼夜交通量可按式(3-1)计算 NT＝nd (1+γ)T-1 （3-1）式中：NT——远景年限的昼夜交通量，辆／昼夜nd ——各种车辆换算成标准车的目前日交通量T ——设计年限，年；γ ——年平均汽车增长率，％。20181614121081小时交通量与年平日交通量的比值%30876050150100图3.1 全年高峰小时交通量曲线图3.2 道路平面设计道路的平面线形由三要素构成：直线圆曲线缓和曲线路线平面图补充：汽车行驶轨迹与道路平面线形（1）汽车行驶轨迹 行驶中的汽车其重心的轨迹在几何性质上有以下特征： ①轨迹是连续的、圆滑的，任一点不出现错头和破折。 ②曲率是连续的，任一点不出现两个曲率值。 ③曲率变化是连续的，任一点不出现两个曲率变化率值。 直线－圆－直线: 不满足② 、 ③条性质，但满足第一条要求，满足了车辆的直行和转向要求，可作为低等级山区道路采用。直－缓－圆－缓－直: 为满足第②条要求，在直线与圆曲线间引入了一条曲率逐渐变化的“缓和曲线”，使整条线形符合汽车行驶轨迹特性的第①条和②条，保持了线形的曲率连续。它不满足第③条要求，不是最理想的，但与汽车行驶轨迹接近，国内外普遍采用。3.2.1直线1.直线1）直线的特点： 优点两点之间距离最短。具有短捷、直达的印象。行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。测设简单方便（用简单的就可以精确量距、放样等）。在直线上设构造物更具经济性。 缺点直线单一无变化，与地形及线形自身难以协 调。过长的直线在交通量不大且景观缺乏变化时， 易使驾驶人员感到单调、疲倦。 在直线纵坡路段，易错误估计车间距离、行车 速度及上坡坡度。易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速 行驶。2）直线的运用： ① 长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡行驶更易导致高速度。 ② 长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。 哪一个最优？ ③ 两侧地形过于空旷时，宜采取种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必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施美国俄勒冈州典型沙漠公路香榭丽舍与凯旋门3）直线的长度相邻两曲线之间应有一定长度的直线，这个直线是指前一曲线的终点（HZ或YZ）到后一曲线的起点（ZH或ZY）之间的长度。(1)直线的最大长度：直线长度＜20v（m）（v--行车时速km/h）(2)直线的最小长度:同向曲线:≥ 6V ≥ 2.5V（特殊情况）断背曲线反向曲线：≥2V断背曲线：同向圆曲线间连以短的直线 ；反向曲线----指两个转向相反的相邻曲线间连以直线所形成的平面线形。 2.圆曲线 各级公路和城市道路不论转角大小均应设置圆曲线。 圆曲线作为公路平面线形具有以下主要特点：曲率1/R=常数，测设和计算简单；比直线更能适应地形的变化；在圆曲线上行驶要受到离心力的作用；要比在直线上行驶多占用道路宽度；在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件较差。 1）圆曲线的几何要素圆曲线要素计算公式如下：切线长∶T=R.tgα/2外距∶E