道路勘测设计第二章.ppt

第二章 平面设计 第一节 概述 第二节 直线 第三节 圆曲线半径 第四节 缓和曲线 第五节 道路平面设计成果 1 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。 1.1路线：是指道路中线的空间位置。 1.2线形：道路中线的空间形状。 1 路线 1.3路线的平面：道路中线在水平面上的投影。 1.4路线纵断面：沿着中线竖直剖切，再行展开。 1.5公路横断面：中线各点的法向切面。 1 路线 1.6路线设计：指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作。 1.7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。 1.8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。 1.9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。 1 路线 路线中线的平面位置，考虑社会经济、自然条件和技术标准等因素，经过平、纵、横综合设计，反复修正确定，沿中线的桩标志进行高程测量和横断面测量，取得地面线和地质、水文及其他必要资料后再设计纵断面和横断面。 2汽车行驶轨迹与道路平面线形 2.1 汽车行驶轨迹 1）轨迹是连续的，任一点不出现转折和错位。 2汽车行驶轨迹与道路平面线形 2.1 汽车行驶轨迹 2）曲率是连续的，任一点不出现两个曲率值。 2汽车行驶轨迹与道路平面线形 2.1 汽车行驶轨迹 3）曲率变化是连续的，任一点不出现两个曲率变化率值。 2汽车行驶轨迹与道路平面线形 2.2 路线平面线形 1）直线－圆－直线 不满足第二、三条性质，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。 2汽车行驶轨迹与道路平面线形 2.2 路线平面线形 2）直－缓－圆－缓－直 为满足第二条要求，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一条和二条，保持了线形的曲率连续。它不满足第三条要求，不是最理想的，但与汽车行驶轨迹接近，国内外普遍采用。 2汽车行驶轨迹与道路平面线形 2.3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： 2.4 汽车行驶轨迹线 1）曲率为0——直线 2）曲率为常数——圆曲线 3）曲率为变数——缓和曲线 2汽车行驶轨迹与道路平面线形 2.5平面线形三要素：直线、圆曲线和缓和曲线。 3路线平面设计内容 道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，避免采用长直线，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。 对于车速较高的道路，线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。 4 直线 4 直线 4.3 直线的最大长度 4.3 直线的最大长度 4.3直线的最大长度 4.3 直线的最大长度 4.3 直线的最大长度 4.4 直线的最小长度 1）同向曲线间的直线最小长度 1）同向曲线间的直线最小长度 断背曲线问题 断背曲线问题 断背曲线的错觉 断背曲线问题 2）反向曲线间直线的最小长度 2）反向曲线间直线的最小长度 回头曲线问题 4.5 宜采用直线线形的路段 4.6 直线的运用 4.6 直线的运用 4.6 直线的运用 4.6 直线的运用 4.6 直线的运用 5汽车行驶时的横向稳定性 5.1 汽车行驶时的横向稳定性 5汽车行驶时的横向稳定性 5.2曲线上汽车的受力分析 将离心力F和车重分解为平行于路面的横向力和垂直于路面的竖向力，即： 横向力： X＝Fcosα－GSinα 竖向力： Y＝FSinα＋Gcosα α很小，可以认为sinα≈tgα＝ih ，cosα≈1 ， ih称为横向超高坡度 5汽车行驶时的横向稳定性 5.2曲线上汽车的受力分析 引入横向力系数μ，作为衡量稳定性程度的指标，其意义为单位车重的横向力，即 用V（km/h）表达上述公式，则： 5汽车行驶时的横向稳定性 5.4横向稳定性的保证 汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数值的大小。 现代汽车在设计制造时重心较低，一般 汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象。在道路设计中应保证汽车不产生横向滑移，同时也就保证了横向倾覆的稳定性。 5汽车行驶时的横向稳定性 5.2曲线上汽车的受力分析 引入横向力系数μ，作为衡量稳定性程度的指标，其意义为单位车重的横向力，即 用V（km/h）表达上述公式，则： 5汽车行驶时的横向稳定性 6 圆曲线 6 圆曲线 6.1 圆曲线半径 6.2 最大横向力系数 6.2最大横向力系数 6.2最大横向力系数 6.2最大横向力系数 6.2最大横向力系数 6.2最大横向力系数 6.3最大超高 1）要考虑车辆组成 在混合交通的道路上，要同时顾及快、慢车，