公路设计-第二章-平面设计-直线和圆曲线.ppt

平面设计一直线与圆曲线公路是一条带状的三维空间结构物。由于公路空间几何尺寸的复杂性，公路空间几何尺寸的表述通常采用平面、纵断面、横断面三个方面。公路平、纵、横是相互关联，设计时既分别进行，又综合考虑。公路路线主要研究公路的平面、纵断面和横断面。公路的中线在平面上的投影称为公路路线平面。公路平面通常采用公路平面图来表示沿着中线竖直剖切公路，再将竖直曲面展开成直面，即公路路线的纵断面。公路纵断面通常采用路线纵断面图来表示中线上的任意一点处公路的法向断面称为公路路线在该点的横断面。公路横断面通常采用路基横断面图来表示A.当Ｖ≥60km/h时，直线≥２Ｖ（以km/h计）为宜B.当Ｖ≤40km/h时，可参照上述规定执行当直线两端设置有缓和曲线时，也可以直接相连，构成S型曲线。方位角：由子午线的北端顺时针方向量到测线上的夹角。以真子午线为准者称“真方位角”，以磁子午线为准者称“磁方位角”。象限角：子午线的一端（北或南）与测线所夹的锐角。方向角：采用某坐标轴方向作为标准方向所确定的方位角，又称坐标方位角。练习题：某公路，已知JD1，JD2,JD3的坐标分别为（952.614，65.423）、（420.528，200.328）、（550.456，820.473），试求JD2的偏角α（说明是αz还是αy）。第二节圆曲线一、圆曲线的特点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。二、汽车转弯行驶时的受力特点与力的平衡3、最大超高横坡度ih圆曲线最小半径极限值（m)1).在适应地形的情况下应选用较大的曲线半径。2).在确定圆曲线半径时，应注意：一般情况下宜采用最小圆曲线半径的4～8倍，或超高为2%～4%的圆曲线半径。地形条件特殊困难而不得已时，方可采用圆曲线最小半径的“最小值”。应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形。选用曲线半径时，最大半径值一般不应超过10000m为宜。练习题：1、某一弯道半径为80m，ih=6%，umax=0.10，试计算通过弯道允许的最大安全行驶速度。2、已知某交点资料如下：交点桩号K1+560,α=60°，R=150m，试求单圆曲线各要素及主桩点号。太行山上的郭亮隧道XY直线的计算YX汽车在弯道上行驶所受的离心力假定：汽车在圆曲线上作匀速圆运动。离心力：汽车在弯道上，由于惯性产生离心力。作用点：汽车重心方向：水平背离圆心大小：离心力的影响：对汽车在平曲线上行驶的稳定性影响很大，可能产生横向滑移或横向倾覆。超高：为了减少离心力的作用，保证汽车在平曲线上稳定行驶，必须使平曲线上的路面做成外侧高、内侧低呈单向横披的形式，称为横向超高。三、圆曲线半径的计算公式与影响因素1、公式汽车以一定车速沿着半径为R的圆曲线行驶时，除受到重力外，还受到离心力的作用。离心力的产生会使汽车有向外滑移的危险。为保证汽车在曲线上的行车安全、舒适，必须对离心力加以限制——限制半径。(式中：v——各级公路的设计速度，km/h；u——最大横向力系数；i——路拱横向坡度，以小数计。）从上式可知，圆曲线半径越大．横向力系数就越小，汽车就越稳定。2．关于横向力系数（1）危及行车安全为保证汽车用普通轮胎在最不利路面状况下能不产生横向滑移，μ应小于0.2。即要求横向力系数?要小于或等于轮胎与路面间的横向摩阻力系数φ，即μ≤φ式中；φ——轮胎与路面的横向摩阻系数。从乘客的舒适性出发，?值以不超过0.10为宜，最大不超过0.15～0.20。（2）增加驾驶操纵的困难要求μ0.3。（3）增加燃料消耗和轮胎磨损μ的存在使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加。横向力系数为μ＝0.2时，其燃料消耗与轮胎磨损分别比μ＝0时多20％和近3倍。（4）行旅不舒适当μ超过一定数值时，驾驶者在曲线行驶中驾驶紧张，乘客感到不舒适。μ＜0.1～0.15间，舒适性可以接受。0.170.160.150.150.130.120.1横向力系数2030406080100120设计速度一般地区，圆曲线最