平面平面线行设计课件

第四章 平面线形设计4.1 概述概述4.2 直线直线4.3 圆曲线圆曲线4.4 缓和曲线缓和曲线4.5 超高与加宽超高与加宽4.6 行车视距行车视距4.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接4.8 平面图的绘制平面图的绘制第四章 平面线形设计4.1 概述4.2 直线4.3 圆曲线414.1 概述概述4.1 概述24.1 概述概述4.1 概述34.1 概述概述4.1 概述44.2 直线直线一、直线的特点一、直线的特点平面线形的最基本要素之一平面线形的最基本要素之一4.2 直线一、直线的特点平面线形的最基本要素之一5二、直线的最大长度与最小长度二、直线的最大长度与最小长度疲劳驾驶疲劳驾驶-直线的最大长度限制直线的最大长度限制4.2 直线直线1。直线最大长度。直线最大长度2。直线最小长度。直线最小长度 保持平面线形连续性保持平面线形连续性 舒适感及视觉舒适感及视觉-直线最小长度限制直线最小长度限制二、直线的最大长度与最小长度疲劳驾驶-直线的最大长度限64.2 直线直线4.2 直线74.2 直线直线三、直线的运用三、直线的运用不受地形地物限制的地区不受地形地物限制的地区城镇街道城镇街道桥梁、隧道桥梁、隧道铁路、交叉口铁路、交叉口专用超车路段专用超车路段4.2 直线三、直线的运用不受地形地物限制的地区84.3 圆曲线圆曲线圆曲线是平曲线的主要组成部分圆曲线是平曲线的主要组成部分圆曲线上任意一点的曲率半径圆曲线上任意一点的曲率半径R=常数常数4.3 圆曲线94.3 圆曲线圆曲线一、圆曲线半径一、圆曲线半径半径是圆曲线的重要元素，半径是圆曲线的重要元素，半径确定了，平曲线大小就确定了半径确定了，平曲线大小就确定了圆曲线半径计算圆曲线半径计算4.3 圆曲线一、圆曲线半径半径是圆曲线的重要元素，圆曲线半104.3 圆曲线圆曲线i4.3 圆曲线i114.3 圆曲线圆曲线4.3 圆曲线124.3 圆曲线圆曲线4.3 圆曲线134.3 圆曲线圆曲线1）圆曲线最小半径）圆曲线最小半径（1）极限最小半径）极限最小半径 保证安全行驶的最小半径，即采用极限最小保证安全行驶的最小半径，即采用极限最小半径时，必须设置最大超高值；半径时，必须设置最大超高值；采用最大值采用最大值4.3 圆曲线1）圆曲线最小半径（1）极限最小半径144.3 圆曲线圆曲线1）圆曲线最小半径）圆曲线最小半径（2）不设超高最小半径）不设超高最小半径 汽车安全稳定行驶所采用的最小半径，汽车安全稳定行驶所采用的最小半径，此时：此时：ih=路拱横坡路拱横坡=0.015 =横向力系数横向力系数 公路：公路：0.035 城市：城市：0.06（3）一般最小半径（或推荐最小半径）一般最小半径（或推荐最小半径）介于极限最小半径和不设超高最小半径之间介于极限最小半径和不设超高最小半径之间的推荐采用的最小半径的推荐采用的最小半径4.3 圆曲线1）圆曲线最小半径（2）不设超高最小半径（3）154.3 圆曲线圆曲线2）圆曲线最大半径）圆曲线最大半径公路规范：公路规范：圆曲线最大半径以不超过圆曲线最大半径以不超过10000m为宜为宜4.3 圆曲线2）圆曲线最大半径公路规范：164.3 圆曲线圆曲线二、平曲线最小长度二、平曲线最小长度1）平曲线最小长度规定）平曲线最小长度规定从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及视觉要求，需要对平曲线长度加以限制视觉要求，需要对平曲线长度加以限制公路规范：公路规范：按按6s行程长度行程长度4.3 圆曲线二、平曲线最小长度1）平曲线最小长度规定从驾驶174.3 圆曲线圆曲线二、平曲线最小长度二、平曲线最小长度2）小偏角平曲线长度规定）小偏角平曲线长度规定当公路转角小于或等于当公路转角小于或等于7时，容易造成时，容易造成错觉，为避免错觉及保证行车安全，应错觉，为避免错觉及保证行车安全，应设置较长平曲线设置较长平曲线4.3 圆曲线二、平曲线最小长度2）小偏角平曲线长度规定当公184.3 圆曲线圆曲线三、圆曲线要素三、圆曲线要素T=切线长度切线长度 L=曲线长度曲线长度 E=外矢距外矢距 =转角转角T4.3 圆曲线三、圆曲线要素T=切线长度 L=曲线长度194.3 圆曲线圆曲线三、圆曲线要素三、圆曲线要素T=Rtan(/2)切线长m E=Rsec(/2)-1 外矢距mL=R/180 曲线长m4.3 圆曲线三、圆曲线要素T=Rtan(/2)204.3 圆曲线圆曲线三、圆曲线要素三、圆曲线要素TJ=2T-L 校正值ZY(桩号)=JD(桩号)-TYZ(桩号)=ZY(桩号)+LQZ(桩号)=YZ(桩号)-L/2JD(桩号)=QZ(桩号)+J/2TQZ4.3 圆曲线三、圆曲线要素TJ=2T-L 214.3 圆曲线圆曲线四、圆曲线半径的确定四、圆曲线半径的确定（1）一般情况下宜采用极限最小半径的）一般情况下宜采用极限最小半径的48倍或超高为倍或超高为2%4%的圆曲线的圆曲线（2）地形条件受到限制时，应采用大于或接）地形条件受到限制时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径近于一般最小半径的圆曲线半径（3）地形条件特别困难不得已时，方可采用）地形条件特别困难不得已时，方可采用极限最小半径极限最小半径（4）每个弯道半径值得确定，应根据实地）每个弯道半径值得确定，应根据实地的地形、地理、地质、以及必须经过的控制的地形、地理、地质、以及必须经过的控制点综合计算确定点综合计算确定4.3 圆曲线四、圆曲线半径的确定（1）一般情况下宜采用极限224.4 缓和曲线缓和曲线一、缓和曲线的作用与线形一、缓和曲线的作用与线形缓和曲线是指在直线与圆曲线之间或者半缓和曲线是指在直线与圆曲线之间或者半径相差较大的两个转向相同圆曲线之间设径相差较大的两个转向相同圆曲线之间设置的一种曲率连续变化的曲线置的一种曲率连续变化的曲线4.4 缓和曲线一、缓和曲线的作用与线形缓和曲线是指在直线与234.4 缓和曲线缓和曲线一、缓和曲线的作用与线形一、缓和曲线的作用与线形1。缓和曲线的作用：。缓和曲线的作用：（1）线形缓和）线形缓和 曲率渐变、线形圆滑美观、曲率渐变、线形圆滑美观、有良好的视觉效果和心理作用感有良好的视觉效果和心理作用感（2）行车缓和）行车缓和 使汽车前轮转向角从使汽车前轮转向角从0至至角逐渐转向，有利于驾驶员操作方向盘角逐渐转向，有利于驾驶员操作方向盘（3）离心加速缓和）离心加速缓和 逐渐变化，不致产生逐渐变化，不致产生侧向冲突侧向冲突（4）超高和加宽缓和）超高和加宽缓和 正常路拱和宽度到正常路拱和宽度到超高或加宽之间的缓和过渡段超高或加宽之间的缓和过渡段4.4 缓和曲线一、缓和曲线的作用与线形1。缓和曲线的作用：244.4 缓和曲线缓和曲线一、缓和曲线的作用与线形一、缓和曲线的作用与线形2。缓和曲线的线形：。缓和曲线的线形：一般缓和曲线多采用回旋线方程一般缓和曲线多采用回旋线方程l=Cl-由缓和曲线起点到任意点的弧长由缓和曲线起点到任意点的弧长C-参数参数设设C=A2 A称为回旋线参数称为回旋线参数4.4 缓和曲线一、缓和曲线的作用与线形2。缓和曲线的线形：254.4 缓和曲线缓和曲线一、缓和曲线的作用与线形一、缓和曲线的作用与线形3。回旋曲线参数。回旋曲线参数A：设计中设计中A值是根据线形舒顺和美观要求按圆值是根据线形舒顺和美观要求按圆曲线半径曲线半径R的大小来确定的。的大小来确定的。从视觉出发，当缓和曲线很短，缓和曲线角从视觉出发，当缓和曲线很短，缓和曲线角29时，圆曲线与缓和曲线不能很好协调时，圆曲线与缓和曲线不能很好协调R/3AR4.4 缓和曲线一、缓和曲线的作用与线形3。回旋曲线参数A：26平面平面线行设计课件274.4 缓和曲线缓和曲线二、缓和曲线的计算二、缓和曲线的计算xyxlydPdldydxOdl=ddx=dlcosddy=dlsind4.4 缓和曲线二、缓和曲线的计算xyxlydPdld28以以l=A2,代入得：代入得：dl=dA2l当当l=0,=0 积分得积分得：=2A2l2以以l=A2,代入得：代入得：=A2l=A21。缓和曲线的要素计算。缓和曲线的要素计算以l=A2,代入得：dl=dA2l当l=0,=29x=l-+-l3402l534564y=-+-l43363l6422405l6x=l-+-30 xp=L-+-L340R2L53456R4yp=-+-L4336R3L642240R5L26Rxp=L-+-311.缓和曲线的要素计算缓和曲线的要素计算P点处的曲率半径点处的曲率半径=A2P点的回旋线长度点的回旋线长度l=A2P点处的缓和曲线角点处的缓和曲线角 =2A2l2l2 P点曲率圆的内移值点曲率圆的内移值Rp=y+cos-长切线长：长切线长：TL=x-ycos短切线长：短切线长：Tk=y/sinP点的弦长：点的弦长：s0=y/sinP点的弦偏角：点的弦偏角：=arctan(y/x)/31.缓和曲线的要素计算P点处的曲率半径=A2P点的322。带缓和曲线的圆曲线的要素计算。带缓和曲线的圆曲线的要素计算2。带缓和曲线的圆曲线的要素计算33q=-2lh 0=90240R2lh3RlhR=-24Rlh2384R3lh42Th=(R+R)tan(/2)+qLh=(/180)R+lh=(-20)(/180)R+2lhEh=(R-R)sec(/2)-RLy=Lh-2lhJ=2T-Lhq=-2lh 0=343。带缓和曲线的平曲线的主点桩号计算。带缓和曲线的平曲线的主点桩号计算xh=-lh40R2lh3yh=-6Rlh336R3lh42ZH(桩号）桩号）=JD(桩号桩号)-THY(桩号）桩号）=ZH(桩号桩号+lhYH(桩号）桩号）=HY(桩号桩号)-LyHZ(桩号）桩号）=YH(桩号桩号+lhQZ(桩号）桩号）=HZ(桩号桩号)-L/2JD(桩号）桩号）=QZ(桩号桩号)+J/23。带缓和曲线的平曲线的主点桩号计算xh=-354.4 缓和曲线缓和曲线三、缓和曲线的设计标准三、缓和曲线的设计标准（一）缓和曲线的最小长度（一）缓和曲线的最小长度车辆在缓和曲线上过度行驶车辆在缓和曲线上过度行驶旅客感觉旅客感觉舒适要求舒适要求超高超高渐变率渐变率行驶时间行驶时间不过短不过短4.4 缓和曲线三、缓和曲线的设计标准（一）缓和曲线的最小长36（二）缓和曲线的省略（二）缓和曲线的省略当当R大到一定程度时，大到一定程度时，R非常小时，可以不设缓和曲线非常小时，可以不设缓和曲线当当R1与与R2的的R差值非常小时差值非常小时（0.10m），可以不设缓和曲线），可以不设缓和曲线（二）缓和曲线的省略当R大到一定程度时，当R1与R2的R差374.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高为了抵消车辆在曲线路段上行驶时产生为了抵消车辆在曲线路段上行驶时产生的离心力，在该路段横断面上设置的外的离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡，称为超高。侧高于内侧的单向横坡，称为超高。1.定义定义4.5 超高与加宽一、超高为了抵消车辆在曲线路段上行驶时产生38平面平面线行设计课件394.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高1）最大超高坡度）最大超高坡度2.超高坡度超高坡度当当V=0时，产生滑移极限状态时，产生滑移极限状态=采用极限最小半径时采用极限最小半径时即为最大超高坡度即为最大超高坡度4.5 超高与加宽一、超高1）最大超高坡度2.超高坡度当V=404.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高2）超高坡度的确定）超高坡度的确定4.5 超高与加宽一、超高2）超高坡度的确定414.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高3.超高方式超高方式(1)无中无中央分隔带央分隔带超高横超高横坡度等坡度等于路拱于路拱横坡度横坡度时时4.5 超高与加宽一、超高3.超高方式(1)无中央分隔带超424.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高3.超高方式超高方式超高横超高横坡度大坡度大于路拱于路拱坡度时坡度时有三种有三种过度方过度方式式4.5 超高与加宽一、超高3.超高方式超高横坡度大于路拱坡434.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高3.超高方式超高方式超高横超高横坡度大坡度大于路拱于路拱坡度时坡度时有三种有三种过度方过度方式式4.5 超高与加宽一、超高3.超高方式超高横坡度大于路拱坡444.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高3.超高方式超高方式超高横超高横坡度大坡度大于路拱于路拱坡度时坡度时有三种有三种过度方过度方式式4.5 超高与加宽一、超高3.超高方式超高横坡度大于路拱坡454.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高3.超高方式超高方式有中央分隔带的超高方式有中央分隔带的超高方式城市道路的超高方式城市道路的超高方式4.5 超高与加宽一、超高3.超高方式有中央分隔带的超高方464.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高4.超高缓和段超高缓和段超高是设置在圆曲线范围内，两端用过度段超高是设置在圆曲线范围内，两端用过度段与直线相连。与直线相连。从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有超高的单向横坡的过渡段称为超高缓和段超高的单向横坡的过渡段称为超高缓和段4.5 超高与加宽一、超高4.超高缓和段超高是设置在圆曲线474.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高4.超高缓和段超高缓和段超高缓和段长度：超高缓和段长度：一般应采用一般应采用5的倍数，并不于的倍数，并不于10m超高缓和段应在回旋线范围内进行，必须满足超高缓和段应在回旋线范围内进行，必须满足最小超高渐变率的要求最小超高渐变率的要求4.5 超高与加宽一、超高4.超高缓和段超高缓和段长度：超484.5 超高与加宽超高与加宽一、超高一、超高5.超高值超高值h计算计算4.5 超高与加宽一、超高5.超高值h计算494.5 超高与加宽超高与加宽二、加宽二、加宽1.定义定义曲线上靠近内侧车道半径最小，为适应汽车在曲线上靠近内侧车道半径最小，为适应汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内测的需要，平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内测的需要，在平曲线内侧增加的路面、路基宽度称为曲线在平曲线内侧增加的路面、路基宽度称为曲线加宽（又称弯道加宽）加宽（又称弯道加宽）当当R250m 需要加宽需要加宽4.5 超高与加宽二、加宽1.定义曲线上靠近内侧车道半径最504.5 超高与加宽超高与加宽二、加宽二、加宽2.加宽值加宽值4.5 超高与加宽二、加宽2.加宽值514.5 超高与加宽超高与加宽二、加宽二、加宽3.加宽缓和段加宽缓和段4.5 超高与加宽二、加宽3.加宽缓和段524.5 超高与加宽超高与加宽二、加宽二、加宽3.加宽缓和段加宽缓和段加宽缓和段的长度加宽缓和段的长度Lj（1）渐变率）渐变率1：15 且不小于且不小于10m（2）超高缓和段长度）超高缓和段长度Lc（3）缓和曲线长度）缓和曲线长度lh4.5 超高与加宽二、加宽3.加宽缓和段加宽缓和段的长度L534.5 超高与加宽超高与加宽二、加宽二、加宽3.加宽缓和段加宽缓和段加宽缓和段过渡方式加宽缓和段过渡方式（1）按直线比例变化）按直线比例变化（2）切线法）切线法4.5 超高与加宽二、加宽3.加宽缓和段加宽缓和段过渡方式544.6 行车视距行车视距一、视距的意义及其类型一、视距的意义及其类型1.定义定义所谓视距，是指从车道中心线上所谓视距，是指从车道中心线上1.2m的高度能看的高度能看到该车道中心线上高度到该车道中心线上高度0.1m的物体顶点的距离的物体顶点的距离视距的意义：视距的意义：为了保证行车安全，使驾驶员能够随时看到汽为了保证行车安全，使驾驶员能够随时看到汽车前方一定距离的道路，以便发现前方障碍物车前方一定距离的道路，以便发现前方障碍物或来车时，能够及时采取措施。或来车时，能够及时采取措施。4.6 行车视距一、视距的意义及其类型1.定义所谓视距，是554.6 行车视距行车视距一、视距的意义及其类型一、视距的意义及其类型2.视距的种类视距的种类视距的种类：视距的种类：停车视距停车视距 会车视距会车视距 超车视距超车视距 错车视距错车视距 避让障碍物视距避让障碍物视距4.6 行车视距一、视距的意义及其类型2.视距的种类视距的564.6 行车视距行车视距二、视距标准及运用二、视距标准及运用1.停车视距停车视距汽车行驶时，自驾驶员看到前方障汽车行驶时，自驾驶员看到前方障碍物起至到达障碍物前安全停车止碍物起至到达障碍物前安全停车止所需要的最短行车距离称停车视距所需要的最短行车距离称停车视距4.6 行车视距二、视距标准及运用1.停车视距汽车行驶时，574.6 行车视距行车视距二、视距标准及运用二、视距标准及运用1.停车视距停车视距4.6 行车视距二、视距标准及运用1.停车视距584.6 行车视距行车视距二、视距标准及运用二、视距标准及运用2.会车视距会车视距会车视距应不小于停车视距的两倍会车视距应不小于停车视距的两倍4.6 行车视距二、视距标准及运用2.会车视距会车视距应不594.6 行车视距行车视距二、视距标准及运用二、视距标准及运用3.超车视距超车视距4.6 行车视距二、视距标准及运用3.超车视距604.6 行车视距行车视距二、视距标准及运用二、视距标准及运用4.视距标准的采用视距标准的采用1）高速公路和一级公路应满足停车视距的要求）高速公路和一级公路应满足停车视距的要求2）二、三、四级公路应满足会车视距的要求）二、三、四级公路应满足会车视距的要求4.6 行车视距二、视距标准及运用4.视距标准的采用1）高614.6 行车视距行车视距二、视距标准及运用二、视距标准及运用5.视距标准的采用视距标准的采用1）高速公路和一级公路应满足停车视距的要求）高速公路和一级公路应满足停车视距的要求2）二、三、四级公路一般应满足会车视距的要求）二、三、四级公路一般应满足会车视距的要求3）双车道公路，适当距离设置满足超车视距的路）双车道公路，适当距离设置满足超车视距的路段，长度不小于路线总长度的段，长度不小于路线总长度的10%30%4.6 行车视距二、视距标准及运用5.视距标准的采用1）高624.6 行车视距行车视距二、视距标准及运用二、视距标准及运用6.视距保证视距保证4.6 行车视距二、视距标准及运用6.视距保证634.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接一、直线与曲线的组合一、直线与曲线的组合直线长度直线长度 平曲线半径平曲线半径 平曲线长度平曲线长度二、曲线与曲线的组合二、曲线与曲线的组合圆曲线圆曲线 同向曲线同向曲线 反向曲线反向曲线 复曲线复曲线4.7 平面线形的组合与衔接一、直线与曲线的组合直线长度 644.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接二、曲线与曲线的组合二、曲线与曲线的组合回头曲线：回头曲线：在山区公路为克服高差，在同一坡面上展线时在山区公路为克服高差，在同一坡面上展线时采用的，其圆心角一般接近或大于采用的，其圆心角一般接近或大于180的曲线。的曲线。主要在三、四级公路应用，一般避免采用。主要在三、四级公路应用，一般避免采用。4.7 平面线形的组合与衔接二、曲线与曲线的组合回头曲线：654.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接三、平面组合线形三、平面组合线形1。简单型曲线。简单型曲线4.7 平面线形的组合与衔接三、平面组合线形1。简单型曲线664.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接三、平面组合线形三、平面组合线形2。基本型曲线。基本型曲线204.7 平面线形的组合与衔接三、平面组合线形2。基本型曲线2674.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接三、平面组合线形三、平面组合线形3。凸型曲线。凸型曲线20=4.7 平面线形的组合与衔接三、平面组合线形3。凸型曲线2684.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接三、平面组合线形三、平面组合线形4。S型曲线型曲线A1/A21.52R1/R20.314.7 平面线形的组合与衔接三、平面组合线形4。S型曲线A1694.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接三、平面组合线形三、平面组合线形5。C型曲线型曲线A1=A2A1=A24.7 平面线形的组合与衔接三、平面组合线形5。C型曲线A1704.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接三、平面组合线形三、平面组合线形6。复合型曲线。复合型曲线A1/A21.54.7 平面线形的组合与衔接三、平面组合线形6。复合型曲线A714.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接三、平面组合线形三、平面组合线形7。复曲线。复曲线（1）圆曲线）圆曲线直接相连接直接相连接的组合形式的组合形式（lF=0,ls=0)4.7 平面线形的组合与衔接三、平面组合线形7。复曲线（1）724.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接三、平面组合线形三、平面组合线形7。复曲线。复曲线（2）两端带）两端带缓和曲线的缓和曲线的组合形式组合形式（lF=0,ls=0)4.7 平面线形的组合与衔接三、平面组合线形7。复曲线（2）734.7 平面线形的组合与衔接平面线形的组合与衔接三、平面组合线形三、平面组合线形7。复曲线。复曲线（3）卵型）卵型曲线曲线（lF=0,ls=0)4.7 平面线形的组合与衔接三、平面组合线形7。复曲线（3）74平面平面线行设计课件754.8 路线平面图的绘制路线平面图的绘制路线平面图是指包括道路中心路线平面图是指包括道路中心线在内的有一定宽度的带状地线在内的有一定宽度的带状地形图形图路线平面图是设计文件的主要路线平面图是设计文件的主要内容之一内容之一4.8 路线平面图的绘制路线平面图是指包括道路中心线在内的有764.8 路线平面图的绘制路线平面图的绘制一、公路路线平面图一、公路路线平面图4.8 路线平面图的绘制一、公路路线平面图774.8 路线平面图的绘制路线平面图的绘制一、公路路线平面图一、公路路线平面图4.8 路线平面图的绘制一、公路路线平面图78平面平面线行设计课件79平面平面线行设计课件804.8 路线平面图的绘制路线平面图的绘制一、城市道路路线平面图一、城市道路路线平面图4.8 路线平面图的绘制一、城市道路路线平面图814.8 路线平面图的绘制路线平面图的绘制二、城市道路平面图二、城市道路平面图4.8 路线平面图的绘制二、城市道路平面图82平面平面线行设计课件83