道路勘测

汽车不发生横向滑移的条件是：
Y
X X max Y x
X Y
X
μ
x
3．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μ 值的大小。 现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg ， B 而 x<0.5,即
x
2h
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。 在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发生， 即可保证横向稳定性。 保证横向稳定性的条件：
Lmin≧6V
问 题： 6v、 2v 相 当 几 秒 行 车？
2.3

汽车的行驶横向稳定性与圆曲线的半径
汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外 部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向， 不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。 稳定性：纵向稳定性 横向稳定性 表 现：滑移 倾覆

现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的， 称为平面线形三要素。
3. 汽车行驶轨迹的几何特征 （1）轨迹连续。这个轨迹是连续的和圆滑的，即在 任何一点上下出现错头和破折；

3. 汽车行驶轨迹的几何特征 （2）曲率连续。其曲率是连续的，即轨迹上任一点 不出现两个曲率的值。

3.汽车行驶轨迹的几何特征 （3）曲率变化连续。其曲率的变化率是连续的， 即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。
= LS，切线角表示 β0
： p
p y 0 R (cos 0 1)
p Ls
2

Ls
4 3
q
24 R
2688 R
（3）切线增值
q：
q Ls 2
q x 0 R sin 0
Ls 240 R
2
3
3．有缓和曲线的道路平曲线几何元素 平面线形基本组成：直线-回旋线-圆曲线-回旋 线-直线。 O
（4）在自然条件特殊困难或受其它条件严格限制而不得已 时，方可采用圆曲线的极限最小半径。 （5）圆曲线的最大半径不宜超过10000m 。
第四节
缓和曲线的设置：
缓和曲线
一种曲率连续变 化的曲线。
1. 直线（曲率=0）与圆曲线（曲率＝C)之间
2.半径相差较大的圆曲线（曲率＝C1和C2)之间
一、缓和曲线的作用与性质 （一）缓和曲线的作用
纵向倾覆
纵向滑移或倒溜
2.3

汽车的行驶横向稳定性与圆曲线的半径
汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外 部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向， 不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。 稳定性：纵向稳定性 横向稳定性 横向倾覆 表 现：滑移 倾覆
横向滑移
2.3.1 汽车行驶的横向稳定性 1．汽车在平曲线上行驶受到的横向作用力： 汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在 汽车的重心，方向水平背离圆心。
缓和曲线
直线
2. 回旋线的几何要素 （1）切线角β
定义：回旋线上任意点处的切线与回旋线起点或点的切 线（x轴）的交角。


l 2

l
2 2
lຫໍສະໝຸດ 22A2RLs

非常重要 相当于圆心角的1/2
2. 回旋线的几何要素
在回旋线起点ZH或HZ点处，l Ls 为β0 0 2R
（2）内移值p
第2章
平面设计
2.1

道路平面线形概述
1. 基本概念 道路组成：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施等
—— 带状构造物
2.1 道路平面线形概述 路线：是指道路中线的空间位置。
2.1

道路平面线形概述
路线平面图：路线在水平面上的投影为路线的平面。
路线纵断面图：沿道路中线的竖向剖面图，再行展开即 是路线的纵断面。
1. 回旋线的参数值A的确定：
回旋线的应用范围：

缓和曲线起点：回旋线的起点，l=0，r=∞； 缓和曲线终点：回旋线某一点，l＝Ls，r＝R。
则 RLs=A2，即回旋线的参数值为： A
Y
O
RLs
Ls
X

缓和曲线的曲率变化：

rl=A2
k＝1/r＝l/A2－－线性关系
直线
缓和曲线
圆曲线
《规范》规定圆曲线的最大半在不宜超过10000m。
3.3.3 圆曲线半径的确定
（1）在条件许可时，争取选用不设超高的圆曲线半径。
（ 2）在一般情况下，宜采用极限最小半径的4 ～ 8倍或超高
横坡度为（2～4）%的圆曲线半径。
（ 3）当地形条件受到限制时，曲线半径应尽量大于或接近
于一般最小半径。
（2）超高横坡度ib 1）最大超高横坡度ib,max： ib,max≤fw
式中：fw——一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻系数。
2）最小超高横坡度ib,max 道路的超高横坡度不应该小于道路直线段的路拱 横坡度，否则不利于道路的排水，因此有：
i b min i1
2.圆曲线最小半径的计算
R
V
2
127 ( μ i b )
(3)不设超高的最小半径 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。
R V
2
127( μ i h )
μ=0.035，路拱ih≤2%或>2%
3. 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，其几何性质和行车条件与直线无太 大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果， 同时也无谓增加计算和测量上的麻烦。
C
vd kω
l
C r
rl=C
说明：行驶轨迹的弧长与曲线的曲率半径之乘积为一 常数，－－－回旋线性质。

二、回旋线作为缓和曲线


（一）回旋线的数学表达式
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表征曲率变化的缓急程度。
乘客舒适性： ＜0.10 不感到曲线存在，很平稳； ＝0.15 略感曲线存在，尚平稳； ＝0.20 已感到曲线存在，稍感到不平稳； ＝0.35 感到有曲线存在，已感到不平稳： ＜0.40 转弯时已非常不稳定，站立不住有倾 倒的危险
运营经济性： 0 .1 0 0 .1 5 轮胎磨耗及燃料消耗增加较小。
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。
2. 当采用长的直线线形时，应注意的问题
（1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线加陡坡易导致
高速度。
（2）长直线尽头的平曲线半径应尽量大一些。
曲线内侧取“+” 曲线外侧取“-” 在公路等级和地形条件已定时，设计车速也就唯一确定 了，圆曲线半径的大小取决于横向力系数μ 和曲线的横坡 度ih的取值范围。
（1）最大横向力系数μ： 汽车行驶稳定性： ＝0.15～0.16 干燥与潮湿路面均可以较高的速 度行驶； ＝0.07 路面结冰也能安全行驶。

缺点：
1．从行车的安全和线形美观来看，过长的直线， 线性呆板，行车单调，安全性较差。 2．直线难以与地形及周围环境相协调。采用过 长的直线会破坏自然景观，并易造成大挖大填， 工程的经济性也较差。

2.2.2
直线的运用
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


=t =kω t
φ (rad)
d tg φ
汽车前轮的转向角为
t－行驶时间
轨迹曲率半径： r

值很小，故：
r d tg d d k t

t
d k ωr

经时间t以后，其行驶距离（弧长）为l： l=vt (m)
vd 1 l . kωr kω r vd

μ x
或
R
V
2
127( x i h )
3.2.2 圆曲线
一、 圆曲线的几何元素 各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线。 常用的平曲线：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。

特点：圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、线形美观、 易于测设等优点，使用十分普遍。
X
2. 汽车在曲线上行驶的稳定性分析 （1）横向倾覆稳定性 倾覆力矩和稳定力矩的极限平衡状态是：
Xh Y B 2
X Y B 2h
X

Y
当满足

B 2h
条件
时，汽车在平曲线上 行驶就不会产生倾覆。
（2）横向滑移稳定
横向滑移：当横向力X大于轮胎和路面之间的横向 附着力X’时，汽车将发生产生横向滑移。

离心力
Y
F
Gv gR
2
Y X
X
汽车在平曲线上行驶时受到的平行与路面方向的
横向力X：
X F cos G sin
X F G ih
X
G v gR
2
Gi h
v2 G gR i h
汽车在平曲线上行驶时，受到得法向作用力Y为：

圆曲线几何元素为：T Rtg α
2 L π 180 E R(sec J 2T L α 2 1) αR