1、第三章 平面设计,本章教学内容的课时安排： 第一节 概述 0.5课时 第二节 直线 0.5课时 第三节 圆曲线 1课时 第四节 缓和曲线 1课时 第五节 平面线形设计 1课时 第六节 行车视距及其保证 1课时 第七节 平面线形的设计成果 1课时本章教学目标 1、理解平面线形设计的基本原理； 2、掌握平曲线半径、缓和曲线的设计方法，平面线形的组合与衔接，行车视距的应用等。 3、了解不同设计阶段的平面线形设计成果。 引子 汽车行驶轨迹与平面线形的关系,一、概述,1、路线 路线设计由平、纵、横三方面组成 平面：道路中线投影到水平面上 纵断面：将路线拉直，沿中线竖直剖开，投影 横断面：垂直于道路的前进
2、方向，沿法线方向作的剖面,行驶中汽车的轨迹的几何特征： （1）轨迹连续。轨迹连续和圆滑，任何一点不出现错头和破折；,2、汽车行驶轨迹特征,（2）曲率连续。曲率连续，轨迹上任一点不出现两个曲率值。,（3）曲率变化连续。曲率变化率连续，轨迹上任一点不出现两个曲率变化率值。,2、汽车行驶轨迹特征,轨迹连续、圆滑 曲率连续 曲率变化连续,“直线+缓和曲线+圆曲线”曲率变化不连续,“直线+圆曲线” 切点处曲率不连续,“直线+缓和曲线（三次以上）+圆曲线”三条特征都满足,平面线形要素：用直线、圆曲线、缓和曲线（回旋线形式）,3. 平面线形要素,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
3、常数：3角度为变数（角速度为常数）：,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,现代道路平面线形是由上述三种基本线形构成的，称为平面线形三要素。,（1）假定条件汽车以匀速v行驶 方向盘以等角速度转动,4、汽车在弯道上的行驶轨迹,r,L0,（2）.转向模型,我国回旋线作为缓和曲线,一、直线的特点,优点： 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： 直线线形大多难于与地形相协调，若长度运用不当，破坏线形的连续性，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，难以目测车间距离。,第二节 直线,
4、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。,二、直线的运用,（1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡更易导致高速度。 （2）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。,2. 采用长直线注意问题,2. 采用长直线注意问题,（3）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。（4）长直线或长下坡的尽头的平曲线，除曲线半径、超
5、高、视距等必须符合规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。,标准规定：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。 我国对于设计速度大于或等于60km/h的公路最大直线长度为以汽车按设计速度行驶70s 左右的距离控制，一般直线路段的最大长度(以m 计)应控制在设计速度(以km/h 计)的20 倍为宜。德国规定：直线的最大长度（以米计）为20V（计算行车速度，km/h）（适于高速公路V100km/h）。公路线形首先考虑的不是在平面线形上尽量多采用直线，或者是必须由连续的曲线所构成，而是必须采用与自然地形相协调的线形。 合理
6、利用地形和避免采用长直线。,3. 最大直线长度问题：,平面线形,长直线接小半径平曲线,三 直线的最小长度,同向曲线V60km/h，不宜小于6V（m）；特殊情况下，不宜小于2.5V（m）。,反向曲线V60km/h，不宜小于2V（m）；V60km/h，可参照执行，但有条件，一般都应不小于2V（m）。,三 直线的最小长度,一、圆曲线的几何元素 特点：R=C 传统作用：用来改变直线方向的。 各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分。路线平面线形中常用的单曲线、复曲线、双交点或多交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等中一般均包含了圆曲线。 圆曲线具有易与地形相适应、可循性
7、好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。,第三节 圆曲线,2 圆曲线的缺点,.路线较直线长 .行车受力复杂 .视距受阻 .驾驶劳动强度大 .测设、施工等工作量大、计算复杂,（一）. 计算公式与因素 根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径：,二、圆曲线半径,根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径：,式中：V计算行车速度，（km/h）；横向力系数；ih超高横坡度。,当设超高时 ：,（1）危及行车安全汽车在弯道上行驶的基本前提是轮胎不在路面上滑移，要求横向力系数低于轮胎与路面之间所能提供的横向摩阻系数f: ff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0.40.8，在潮
8、湿的黑色路面上汽车高速行驶时，降低到0.250.40。路面结冰和积雪时，降到0.2以下，在光滑的冰面上可降到0.06（不加防滑链）。,1横向力系数对行车的影响及其值的确定：,（2）增加驾驶操纵的困难,弯道上行驶的汽车，在横向力作用下，弹性的轮胎会产生横向变形，使轮胎的中间平面与轮迹前进方向形成一个横向偏移角。,（3）增加燃料消耗和轮胎磨损,使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加。横向力系数 燃料消耗（%） 轮胎磨损（%）0 100 1000.05 105 1600.10 110 2200.15 115 3000.20 120 390,（4）旅行不舒适,值的增大，乘车舒适感恶化。当= 0.10时，不感到
9、有曲线存在，很平稳；当= 0.15时，稍感到有曲线存在，尚平稳；当= 0.20时，己感到有曲线存在，稍感不稳定；当= 0.35时，感到有曲线存在，不稳定；当= 0.40时，非常不稳定，有倾倒的危险感。,的舒适界限，由0.10到0.17随行车速度而变化，设计中对高、低速路可取不同的数值。 美国AASHTO认为V 70km/h时=0.16，V=80 km/h时， = 0.12是舒适感的界限。,标准规定：高速公路、一级公路的超高横坡度不应大于10%，其它各级公路不应大于8%。在积雪冰冻地区，最大超高横坡度不宜大于6%。,2关于最大超高：,ih,标准规定最小平曲线半径是汽车在曲线部分能安全而又舒适行驶
10、的条件而确定的。 极限最小半径 一般最小半径 不设超高最小半径,（二）最小半径的计算,各级公路按设计速度行驶的车辆能保证安全行车的最小极限半径。（最大超高和允许的横向阻力系数）,1极限最小半径,各级公路按设计速度行驶的车辆能保证安全、舒适行车的通常采用的最小半径。,2一般最小半径,圆曲线半径大于一定数值时，可以不设置超高，而允许设置等于直线路段路拱的反超高。 从行驶的舒适性考虑，必须把横向力系数控制到最小值。,3不设超高的最小半径,4.最小半径指标的应用,4.最小半径指标的应用,（1）公路线形设计时应根据沿线地形等情况，尽量选用较大半径。在不得已情况下方可使用极限最小半径； （2）当地形条件许
11、可时，应尽量采用大于一般最小半径的值； （3）有条件时，最好采用不设超高的最小半径。 （4）选用曲线半径时，应注意前后线形协调，不应突然采用小半径曲线； （5）长直线或线形较好路段，不能采用极限最小半径。 （6）从地形条件好的区段进入地形条件较差区段时，线形技术指标应逐渐过渡，防止突变。,（三）圆曲线最大半径,选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径。 但半径大到一定程度时，驾驶者方向盘几乎与直线一样无需调整，当半径大于9000时，视线集中的300600米范围内的视觉效果同直线没有区别。 规范规定圆曲线的最大半径 不宜超过10000m。,城市道路圆曲线半径,城市道路设计规
12、范规定设超高的圆曲线最小半径采用0.140.16，超高值26%。（车速低、两侧建筑物标高配合） 设超高的圆曲线推荐半径采用0.067，以提高乘客舒适性 条件允许是尽量采用不设超高曲线半径，其次采用设超高推荐半径，不得以采用设超高最小半径。,（四）圆曲线最小长度,1. 曲线过短，司机操作困难,平曲线最小长度一般要有6s行程，即：,2. 满足离心加速度变化率,离心加速度变化率：,一般p0.6m/s3,设一缓和曲线长度为：,则：,圆曲线最小长度一般要有3s行程,（四）圆曲线最小长度,3. 依视觉要求,曲线转角7。的曲线外矢距E与7。矢曲线的E相等,当2o时，按2o,圆曲线几何元素为：,一、缓和曲线的
13、作用与性质（一）缓和曲线的作用 1曲率连续变化，便于车辆行驶 2离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适 3超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳 4与圆曲线配合得当，增加线形美观,第四节 缓和曲线,设汽车等速行驶，司机匀速转动方向盘，汽车的行驶轨迹： 当方向盘转动角度为时，前轮相应转动角度为，它们之间的关系为： =k ；,（二）缓和曲线的性质,其中，是在t时间后方向盘转动的角度， =t ； 汽车前轮的转向角为 =kt (rad) 轨迹曲率半径：,我国回旋线作为缓和曲线,缓和曲线性质与数学表达,（三）回旋线的相似性,可以认为回旋线的形状只有一种，只需改变参数A就能得到不同大小的回旋曲线。,二、回旋线作为缓和
14、曲线,（一）回旋线的数学表达式 回旋线是公路路线设计中最常用的一种缓和曲线。我国标准规定缓和曲线采用回旋线。回旋线的基本公式为： rl=A2 (rl=C) 极坐标方程式 式中：r回旋线上某点的曲率半径（m）； l回旋线上某点到原点的曲线长（m）；A回旋线的参数。A表征回旋线曲率变化的缓急程度。,由微分方程推导回旋线的直角坐标方程： 以rl=A2代入得：,回旋线微分方程为：dl = r ddx = dl cosdy = dl sin,或ldl = A2d,1. 回旋线的数学表达式：,当l=0时，=0。 对ldl=A2d积分得：,式中：回旋线上任一点的半径方向与Y轴的夹角。 对回旋线微分方程组中的
15、dx、dy积分时，可把cos、sin用泰勒级数展开，然后代入表达式，再进行积分。,2. 回旋线的数学表达式：,1. 回旋线的数学表达式：,在回旋线终点处，l = Ls，r = R，A2 = RLs,回旋线终点坐标计算公式：,回旋线终点的半径方向与Y轴夹角0计算公式 ：,1. 各要素的计算公式 基本公式：rl=A2，,（二）回旋线的几何要素,任意点P处的曲率半径：,P点的回旋线长度：,P点的半径方向与Y轴的夹角,回旋线终点处内移值：,P点坐标计算：,二、缓和曲线的参数A确定,1旅客感觉舒适: 汽车行驶在缓和曲线上，其离心加速度将随着缓和曲线曲率的变化而变化，若变化过快，将会使旅客有不舒适的感觉。
16、 离心加速度的变化率p：,在等速行驶的情况下：,满足乘车舒适感的缓和曲线最小长度 ：,我国公路计算规范一般建议as0.6,2依据行驶时间,缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短而使司机驾驶操纵过于匆忙。一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s,一般R100时，取AR， R3000，取AR/3,3依据视觉条件,（二）回旋曲线参数的确定,在一般情况下，当圆曲线半径较大时，车速较高时，应该使用更长的缓和曲线。 回旋线参数表达式： A2 = RLs 从视觉条件要求确定A： 考察司机的视觉，当回旋曲线很短，其回旋线切线角（或称缓和曲线角）在3左右时，曲线极不明显，在视觉上容
17、易被忽略。 回旋线过长大于29时，圆曲线与回旋线不能很好协调。 适宜的缓和曲线角是=329。,由0=329推导出合适的A值：,将0=3和0=29分别代入上式，则A的取值范围为：,回旋线参数A的确定,对某一半径R，可用不同的回旋线去连接。A越大，弯曲度越缓，长度越长。 对按某半径为R的圆的回旋线来说，只需确定长度Ls或是参数A，该回旋线就唯一确定了； 由离心加速度的变化率、行驶时间、超高渐变率等，可求出最小参数Amin； 根据回旋线切线角，可推导出合适的A值。视觉要求 ：329 ，R/3 AR 原则上，R越小，A越靠近R， R越大，A越靠近R/3。,三 两缓和曲线长度不等,四 带缓和曲线的平曲线
18、中缓和曲线放样,带缓和曲线的平曲线中圆曲线放样,五、缓和曲线长度计算,（1）旅客感觉舒适 （离心加速度变化率）,s一般取0.50.6m/s3,5、缓和曲线长度计算,（2）超高渐变率,5、缓和曲线长度计算,（3）行驶的时间3s（4）视觉选取原则：缓和曲线+圆曲线+缓和曲线，三部分长度大致相同，各占1/3。,在直线和圆曲线间设置缓和曲线后，圆曲线产生了内移，其位移值为R，,在Ls一定的情况下， R与圆曲线半径成反比，当R大到一定程度时， R值将会很小。这时缓和曲线的设置与否，线形上已经没有多大差异。 一般认为当R 0.20时，即可忽略缓和曲线。如按3s行程计算缓和曲线长度时，若取R =0.20，则
19、不设缓和曲线的临界半径为：,六、缓和曲线的省略,由规范可知，设缓和曲线的临界半径比不设超高的最小半径小。考虑到缓和曲线还有完成超高和加宽的作用，应按超高控制。,标准规定：当公路的平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应设缓和曲线。 相当于R 0.070.08m四级公路可不设缓和曲线。,六、缓和曲线的省略,道路平面线形三要素的基本组成是：直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线。 (1)几何元素的计算公式：,七缓和曲线要素计算,回旋线终点处内移值：,q值计算：,回旋线终点处半径 方向与Y轴的夹角 ：,(1)几何元素的计算公式：,切线长：,曲线长：,外距：,校正值： D = 2T - L,(2)主点里程桩
20、号计算方法：,以交点里程桩号为起算点： ZH = JD T HY = ZH + Ls QZ = ZH + L/2 YH = HZ Ls HZ = ZH + L,例题：,已知平原区某二级公路有一弯道，偏角右=152830，半径R=600m，缓和曲线长度Ls=70m， JD=K2+536.48。 要求：（1）计算曲线主点里程桩号；解：（1）曲线要素计算：,D=2T-L=2116.565-232.054=1.077,（1）曲线要素计算：,（2）主点里程桩号计算：,以交点里程桩号为起算点： JD = K2+536.48 ZH = JD T =K2+536.48 - 116.565 = K2+419.9
21、15 HY = ZH + Ls = K2+419.915 +70 = K2+489.915 QZ = ZH + L/2= K2+419.915+232.054/2 =K2+535.942 HZ = ZH + L = K2+419.915 +232.054 =K2+651.969 YH = HZ Ls = K2+651.97 70=K2+581.969,（3）计算曲线上每隔25m整桩号的切线支距值：,列表计算曲线25m整桩号：ZH= K2+419.915 K2+425 K2+450 K2+475 K2+500 平曲线切线支距计算表,计算切线支距值：,（1）LCZ=K2+425（缓和曲线段）， Z
22、H=K2+419.915 l=2425-2419.915=5.085,（2）LCZ=K2+500 ， HY=K2+489.915 （圆曲线段）lm=2500-2489.915=10.085,x=q+Rsinm =34.996+250sin4.3053=80.038(m) y=p+R(1-cosm)=0.34+250（1-cos4.3053）=2.033(m),八、其它形式的缓和曲线,（一）三次抛物线 三次抛物线的方程式：,三次抛物线上各点的直角坐标方程式：x=l,（二）双纽线 双纽线方程式：,双纽线的极角为45时，曲线半径最小。此后半径增大至原点，全程转角达到270。,回旋曲线、三次抛物线和双
23、纽线线形比较：,回旋曲线、三次抛物线和双纽线在极角较小（56）时，几乎没有差别。随着极角的增加，三次抛物线的长度比双纽线的长度增加的较快，而双纽线的长度又比回旋线的长度增加得快些。回旋线的半径减小得最快，而三次抛物线则减小的最慢。从保证汽车平顺过渡的角度看，三种曲线都可以作为缓和曲线。此外，也有使用n次（n3）抛物线、正弦形曲线、多圆弧曲线作为缓和曲线的。但世界各国使用回旋曲线居多，我国标准推荐的缓和曲线也是回旋线。,一、平曲线线形设计一般原则（一）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调（二）行驶力学上要求，视觉和心理上要求 高速公路、一级公路以及设计速度60km/
24、h的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。 设计速度40kmh的公路，首先应在保证行车安全的前提下，正确地运用平面线形要素最小值。,第五节 平面线形的设计,1长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。 地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。,（三）保持平面线形均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）,2高、低标准之间要有过渡。,（五）平曲线应有足够的长度,汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于3s，以使驾驶操作不显的过分紧张。 (1)平曲线一般最小长度为9s行程； (2)平曲线极限最小长度为
25、6s行程。 (3)偏角小于7时的平曲线最小长度 ：,式中：公路偏角，当2时，按=2计算。,（四）避免连续急弯线形 这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。,二 直线与曲线的组合,长直线末端避免小半径曲线 同向曲线间直线大于6V，短直线宜用大半径曲线替换 反向曲线间直线大于2V，或者构成S型曲线,三 曲线的组合,（1）简单型直线圆曲线直线 （2）基本型直线缓和曲线(A1)圆曲线缓和曲线(A2)直线A1A2时，对称基本型；A1A2时，非对称基本型 （3）凸型直线缓和曲线(A1)缓和曲线(A2)直线A1A2时，对称基本型；A1A2时，非对称基本
26、型,（一）基本型曲线,按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合的线形。适用场合：交点间距不受限。 从线形协调性来看希望缓：圆：缓=1：1：11:2:1,计算方法： 由平曲线长度L=R+Ls 按1：1：1设计时，L=3Ls，则3Ls=R+Ls 故,（一）基本型,（二）S型：两个反向圆曲线用回旋线连接的组合,大圆回旋线参数Al和小圆回旋线参数A2宜相等，若不等，应满足：,特殊情况下，两个回旋线未直接相连，插入短直线时，其长度应满足：,两圆曲线半径之比不宜过大，宜符合：,大圆包小圆,1、卵型：用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。,（二）同向曲线,直缓-
27、圆-中缓-圆缓直线 中缓=0 两圆直接连接的条件 a. R小R不设 b. R小R临界且符合下列条件 复曲线中的小圆临界半径：,（3）两圆曲线的间距，宜在下列界限之内：,式中：D两圆曲线最小间距（m）。,2、凸型曲线,在两个同向回旋线间不插入圆曲线（圆曲线长度为零）而径相衔接的组合。 一般情况下不要采用，只有地形受限制的山嘴等处采用。 圆曲线半径满足最小半径的要求,3、C型曲线,两同向缓和曲线在其曲率为零点径相连接(即连接处曲率为0，R)。 适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。C型曲线只有在特殊地形条件下方可采用。 两个回旋曲线的参数可相等，也可以不相等,4、断背曲线,同向曲线间夹短直线，称
28、为断背曲线。 V60Km/h 6V V40Km/h时，参照执行,5、复曲线,两个及两上以上的同向缓和曲线，在曲率相等处径相连接。 两个回旋曲线参数之比以小于1:1.5为宜。 除互通式立体交叉、因受地形或其它特殊原因限制外，一般较少使用。,（三）、回头曲线,当山区因地形地质条件自然展线困难时所设置的圆心角接近于或者大于180 o的回头形状的曲线，被称为回头曲线 是由一个主曲线，两个辅助曲线和主、辅曲线间所夹的直线段而组成的复杂曲线。 主要用于一般公路的山区越岭公路段。,行车视距定义：汽车在行驶中，当发现障碍物后，能及时采取措施，防止发生交通事故所需要的必须的最小距离。 存在视距问题的情况： 平面
29、上： 平曲线（暗弯）,平面交叉处 纵断面：凸竖曲线凹竖曲线：(下穿式立体交叉),第六节 行车视距及其保证,(1)停车视距：汽车行驶时，自驾驶人员看到前方障碍物时起，至到达障碍物前安全停止，所需的最短距离。(2)会车视距：在同一车道上两对向汽车相遇，从相互发现时起，至同时采取制动措施使两车安全停止，所需的最短距离。(3)超车视距：在双车道公路上，后车超越前车时，从开始驶离原车道之处起，至可见逆行车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离。,行车视距分类：,目高（视线高）与物高：,目高（视线高）：是指驾驶人员眼睛距地面的高度，规定以车体较低的小客车为标准，采用1.2m（货车2.0m）。 物高：路面上
30、障碍物的高度0.1m,一、停车视距,1定义：停车视距是指驾驶人员发现前方有障碍物后，采取制定措施使汽车在障碍物前停下来所需要的最短距离。2停车视距构成：,一、停车视距,感觉时间为1.5s； 制动反应时间（制动生效时间）取1.0s。 感觉和制动反应的总时间t=2.5s， 在这个时间内汽车行驶的距离为,2停车视距构成： （1）反应距离：当驾驶人员发现前方的阻碍物，经过判断决定采取制动措施的那一瞬间到制动器真正开始起作用的那一瞬间汽车所行驶的距离。,（2）制动距离：是指汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离。,（3）停车视距ST：（考虑一定的安全距离）,二、会车视距,定义：在同一车道上两
31、对向汽车相遇，从相互发现时起，至同时采取制动措施使两车安全停止，所需的最短距离。停车视距构成：（1）反应距离：双向驾驶员及车辆（2）制动距离：双向车辆（3）安全距离：双向车辆保持间距,取V1V2，会车视距约等于2倍停车视距。,三、超车视距,1定义：超车视距是指汽车安全超越前车所需的最小通视距离。,2超车视距的构成：,式中：V。被超汽车的速度(km/h)；t1加速时间(s)；a平均加速度(m/s2)。,超车视距的全程可分为四个阶段： （1）加速行驶距离S1 当超车汽车经判断认为有超车的可能，于是加速行驶移向对向车道，在进入该车道之前所行驶距离为S1：,（2）超车汽车在对向车道上行驶的距离S2,（
32、3）超车完了时，超车汽车与对向汽车之间的安全距离S3: S3=30100m（4）超车汽车从开始加速到超车完了时对向汽车的行驶距离S4:,以上四个距离之和是比较理想的全超车过程， 全超车视距为： S超=S1+S2+S3+S4,最小必要超车视距为：,折减的全超车视距（采用值）： S超=S1+S2+S3+S4最小必要超车视距为：,对向汽车行驶时间大致为t2的2/3 ，,1. 高速公路、一级公路应满足停车视距。 2. 二、三、四级公路的视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。 工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施。 3. 二、三、四级公路还应在适当
33、间隔内设置满足超车视距“一般值”的超车路段。当地形及其它原因不得已时，超车视距长度可适当缩减，最短不应小于所列的低限值。在二、三级公路中，宜在3min的行驶时间里，提供一次满足超车视距的超车路段。一般情况下，不小于总长度的10%30%，并均匀布置。,三、各级公路对视距的要求,（三）视距的保证,曲线路段由于曲线半径、超高、加宽会引起曲线内侧暗弯，要进行视距检查，清除障碍物，方法是计算横净距Z，绘制包络线（视距曲线） 假设驾驶员的视线高距离路面1.2m，驾驶员座位距末加宽时路面内边缘的水平距离为1.5m。检查平面视距时应以视点为起算点。车辆在弯道上行驶时视点的运动轨迹半径为RS=R-B/2+1.5
34、 平面视距的检查，首先应计算出保证设计视距所需的最大横净距Z，其次是计算实际条件下所提供的能通视的横净距Z0，若ZZ0，设计视距可以得到保证，若ZZ0，则应清除障碍物，以满足ZZ0的要求。,（1）不设缓和曲线,S视距，Rs未加宽内侧半径+1.5M (司机位置),曲线长L视距S,（一）横净距计算,曲线长L视距S,（2）设缓和曲线,圆曲线长L视距S 和不设缓和曲线时相同,平曲线长L视距S圆曲线长L,c平曲线长L视距S,（二）视距包络图,Z是弯道上的一个最大值，仅对该断面进行检查，并不能保证在整个弯道范围内设计视距均能得到满足。 因此，必要时应对整个弯道范围内的设计视距进行检查。最直观的方法是采用图
35、解包络图法。 根据设计视距，沿视点轨迹线方向每隔一定间隔绘出视线方向(按设计视距长确定)即可绘出整个弯道所需的通视范围。依此可进行整个弯道的障碍清除设计工作。,（5）线位图,第七节、道路平面设计成果及表达,1. 设计图：路线平面设计图道路平面布置图（高等级道路） 2. 设计表：直线、曲线及转角表逐桩坐标表导线点一览表总里程及断链桩表等。,路线平面设计图,用途（1）.表达路线平面布设情况。（2）.反映两侧地貌、地物及其与路线的关系。（3）.实测地形图可作修改设计或纸上定线用。（4）.施工时，作施工场地布置。（5）.供上级审批。（6）.高等级公路反映桥涵的布置。（7）.城市道路可作拆迁依据。,路线
36、平面设计图,比例尺初步设计： 1：20001：5000施工图设计：1：5001：2000测绘范围公路： 100m200m城市道路：中线两侧各50150m，或道路红线以外各2050m,路线平面设计图内容,初步设计（1）.路线的起讫点、走向、线位、线形等。（2）. 道路位置的控制线及主体部分的界限。（3）. 道路平面主要部分的布置情况。（4）. 主要的构造物和附属工程的平面位置和布置概况。（5）. 表明新建道路对现有地上物及各种设施影响较大的处理情况。（6）. 文字注释 （7）. 局部路段在初步设计中拟有比较方案时应绘明比较方案。,路线平面设计图内容,施工图设计（1）.路线的起讫点、走向、线位、线
37、形等。（2）. 道路位置的控制线及主体部分的界限。（3）. 道路平面主要部分的布置情况。（4）. 主要的构造物和附属工程的平面位置和布置情况及对现有各种设施的处理情况。（5）.其他配合设计或同时施工的建设项目的关系位置，配合有关的内容情况。（6）.标注尺寸（7）.标注高程及坡向。,路线平面设计图内容,施工图设计（8）.文字注释。（9）. 凡现况地形地物复杂或设计内容较繁的路段或地点，采用的图幅比例不能清楚地表达设计内容时，可选较大比例另做局部路段、路口或地点的平面图。 （10）.简单的附属构造物或附属工程 的设计图。,公路路线平面图,高等级公路路线平面图,城市道路平面图,直线、曲线及转角表,列
38、出交点号、交点桩号、交点坐标、偏角、曲线各要素数值、曲线控制桩号、直线长、计算方位角或方向角、备注路线起讫点桩号、坐标系统等。,一、直线、曲线及转角表,二、逐桩坐标表,例：平原区某二级公路有两个交点间距407.54m，JD1=K7+231.38，偏角1=122420（右偏），半径R1=1200m；JD2为左偏，2=153250，R2=1000m。 要求：按S型曲线计算Ls1、Ls2长度，并计算两曲线主点里程桩号。,T1,T2,L1,L2,解：（1）计算确定缓和曲线长度Ls1、Ls2： 令两曲线的切线长相等，则取T1=407.54/2=203.77m 按各线形要素长度1：1：1计算Ls1： Ls
39、1=R/2=12.2420/1801200/2=129.91 取Ls1=130m 则经计算得，T1=195.48m, 407.54/2=203.77m,203.77-195.48=8.29，即T1计算值偏短。,切线长度与缓和曲线长度的增减有近似1/2的关系LS1=130+28.29=146.58，取Ls1=140m。 则计算得，T1= 200.49mT2=407.54-T1=407.54-200.49=207.05 按1：1：1计算Ls2：Ls2=R/2=15.3250PI/1801000/2=135.68 计算切线长T2得，T2=204.45m207.05-204.45=2.60取Ls2=1
40、35.68+22.60=140.88计算得， T2=207.055m207.05-207.055=-0.005取Ls2=140.88-20.005=140.87,JD1曲线要素及主点里程桩号计算,R1=1200 Ls1=140 1=12.2420 T1=200.49 L1=399.82 E1=7.75 J1=1.15 JD1= K7+231.38 ZH1=K7+030.89 HY1=K7+170.89 QZ1=K7+230.80 YH1=K7+290.71 HZ1=K7+430.71,JD2里程桩号计算：,JD2 = JD1+ 407.54 - J1= 7231.38 + 407.54 -1.
41、15= K7 + 637.77,JD2 = JD1+ 交点间距 - J1= HZ1 + 曲线间直线长度 + T2,JD2里程桩号计算：,JD2曲线要素及主点里程桩号计算T2=207.05 L2=412.22 E2=10.11 J2=1.88JD2=K7+637.77ZH2=K7+430.72 HY2=K7+571.59 QZ2=K7+636.83YH2=K7+702.07 HZ2=K7+842.94,JD2 = K7 + 637.77 R2=1000 Ls1=140.87 2=15.3250,作业：,1、平原区某公路有两个交点间距为371.82m，JD1=K15+385.63，偏角1=2019
42、52（右偏），半径R1=700m，JD2为左偏，2=170532，R2=850m，试按S型曲线计算LS1、LS2长度，并计算两曲线主点里程桩号。2、某平原区二级公路，设计车速80km/hr，路基宽度12m。某交点（JD）左偏角a=30，JD点离桥头（M点）距离为170m，为了保证安全，要求平曲线起点离桥头距离不小于50m，另外，在JD南侧15m处还有一不可拆建筑物，考虑到边坡放坡要求和减少道路对建筑的影响，要求路基边线离建筑物距离不小于20m，试通过计算确定此平曲线半径。,复习思考题,1.汽车在弯道上的行驶轨迹有什么特点，什么是回旋曲线参数 ？回旋线参数A的确定原则。 2.为什么道路平面线形由直线、圆和螺旋线组成，这三种线元的特点是什么？ 3. 为什么过长的直线不是好的线形？平面直线有哪些标准？ 4. 平曲线半径选取的依据是什么？道路平曲线的极限最小半径、一般最小半径和不设超高最小半径的定义分别是什么？ 5. 何为小转角？为什么小转角要设置成大半径曲线？ 6. 何为缓和曲线？为什么缓和曲线采用回旋线？缓和曲线的作用是什么？ 缓和曲线长度的确定应考虑哪几个因素？ 7.平面组合线形有哪些？凸形平曲线、型曲线、型曲线等常见平面线形组合的特点是什么？ 9.视距的种类有哪些？设计时，如何采用三种视距标准？为什么？,
