道路勘测设计 第二章道路平面设计3
道路勘测设计 第2章 平面设计

三、直线的最小长度
1.同向曲线间的直线最小长度 《规范》:同向曲线间的最短直线长度以不小于设计速度的6倍为 宜(6V)。
2.反向曲线间的直线最小长度
《规范》规定:反向曲线间最小直线长度(以m计)以不小于 设计速度(以km/h计)的2倍为宜。
第三节 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,而圆曲线 是平曲线中的主要组成部分。
(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,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觉反而带来不良后果, 同时也无谓增加计算和测量上的麻烦。 《规范》规定圆曲线的最大半在不宜超过10000m。
第四节 缓和曲线
0.15
115
300
0.20
120
390
(4)旅行不舒适
μ值的增大,乘车舒适感恶化。 当μ= 0.10时,不感到有曲线存在,很平稳; 当μ= 0.15时,稍感到有曲线存在,尚平稳; 当μ= 0.20时,己感到有曲线存在,稍感不稳定; 当μ= 0.35时,感到有曲线存在,不稳定; 当μ= 0.40时,非常不稳定,有倾车的危险感。 μ的舒适界限,由0.11到0.16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μ=0.16,V=80 km/h时, μ= 0.12是舒适感的界限。
a y sin
P点弦偏角:
arctg y x3
p
(rad)
2.有缓和曲线的道路平曲线几何元素:
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:
第2章道路平面设计

§2.2 圆曲线
1.概述
(1)圆曲线线形特征:
1)曲线上任意一点的曲率半径R=常数,故测设比缓 和曲线简便。
2)汽车在圆曲线上的行驶要受到离心力;在平曲线 上行驶时要多占路面宽。
3)视距条件差,容易发生交通事故。 4)较大半径的长缓圆曲线具有线形美观、顺适、行
车舒适等特点。故常采用。
2.2 圆曲线
3)超高坡度的确定(任意半径时)
各圆曲线半径所设置的超高坡度值应根据设
计速度、圆曲线半径、公路条件、自然条件等经
计算确定。
ic
V2 127R
纵向稳定性的保证
i0
tg0
l2 hg
分析式上面两式,一般l / hg接近1,而 Gk /G 远小于1
Gk l2
G
hg
即iφ<i0
汽车行驶的横向稳定性 汽车在平曲线上行驶时受力分析
F Gv 2 gR
式中: F —离心力 (N) R —平曲线半径 (m) V —汽车行驶速度 (m/s)
(3)地形条件特别困难不得已时,方可采用极限最 小半径;
(4)应同前后线形要素相协调,使之构成连续、均 衡的曲线线形
§2.3 弯道的超高与加宽
1.超高(superelevation)
(2)超高坡度
1)最大超高坡度(极限最小半径时)
由平曲线半径计算公式(3—1)可得
ic
V2 127R
(2.36)
§2.1 路线平面的基本线形
2.平面线形组成
哪一个最优?
§2.1 路线平面的基本线形
2.平面线形组成
③ 两侧地形过于空旷时,宜采取种植不同树 种或设置一定建筑物、 雕塑、广告牌 等措施,以
道路勘测设计课程设计说明书

道路勘测设计课程设计说明书《道路勘测设计》课程设计说明书第1章绪论1.1 设计任务与内容设计名称:某新建三级公路路线设计设计资料:[1]公路等级:山岭重丘区三级公路;设计速度:30km/h;[2]地形图:地形图2张,比例尺:1:2000;[3]路线起、终点:见地形图;[4]路线沿线地质:泥质页岩设计要求:①路线主要技术指标的确定;②路线方案的选择和确定;③纸上定线;④平面、纵断面和横断面设计;⑤路线设计计算,包括:曲线要素、路线里程、纵断面设计高程、路基加宽、超高、土石方数量等;⑥图纸表格的绘制和填写,包括:平面图、纵断面图、路基标准横断面图、路基横断面图、直线及曲线一览表、路基设计表、土石方数量计算表等;1.2 设计成果设计公路为三级公路,设计速度为30km/h,路线长度大约为1500m。
焦点个数为5个,最小平曲线半径为350m,最大平曲线半径为515m。
最大纵坡为3.310%,最小纵坡为0.507%。
最大坡长为500m,最小坡长为192m。
竖曲线半径均为2000m。
第2章路线平面设计2.1 路线平面线形说明平面线形设计一般原则为(1)平面线形应与地形、地物相适应,与周围环境相协调,在地势起伏很大的山岭重丘区,路线以高程为主导,为适应地形,曲线所占比例较大。
平面线形以曲线为主。
直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件,不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。
(2)保持平面线形的均衡与连贯,长直线尽头不能接以小半径曲线。
长直线和大半径曲线会导致较高的车速,若突然出现小半径曲线,会因减速不及而造成事故。
高、低标准之间要有过渡。
同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化,同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。
(3)平曲线应有足够的长度,汽车在曲线路段上行驶,如果曲线过短,司机就必须很快的转动方向盘,这样在高速行驶的情况下是非常危险的。
同时,如不设置足够长度的缓和曲线,使离心加速度变化率小于一定数值,从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。
《道路勘测设计》2-4章课后习题及答案

第二章 平面设计2-5.设某二级公路设计速度为80km/h ,路拱横坡为2%。
⑴试求不设超高的圆曲线半径及设置超高(% 8 i h =)的极限最小半径(μ值分别取0.035和0.15)。
⑵当采用极限最小半径时,缓和曲线长度应为多少(路面宽B = 9 m ,超高渐变率取1/150)? 解:⑴不设超高时:)(h V R i 1272+=μ=0.02)]-(0.035[127802⨯=3359.58 m , 教材P36表2-1中,规定取2500m 。
设超高时:)(h V R i 1272+=μ=0.8)](0.15[127802+⨯=219.1 m , 教材P36表2-1中,规定取250m 。
⑵当采用极限最小半径时,以内侧边缘为旋转轴,由公式计算可得:缓和曲线长度:=∆=pi B L '150/1%2%89)(+⨯=135 m 2-6 某丘陵区公路,设计速度为40km/h ,路线转角"38'04954︒=α,4JD 到5JD 的距离D=267.71m 。
由于地形限制,选定=4R 110m ,4s L =70m ,试定5JD 的圆曲线半径5R 和缓和曲线长5s L 。
解:由测量的公式可计算出各曲线要素:πδπβ︒•=︒•=-==1806,18022402m ,240000200032R l R l R l l R l p , R T l R L m p R T -=+︒-=+•+=2q 2180)2(,2tan)(00,πβαα 解得:p=1.86 m , q = 35 m , =4T 157.24 m , 则=5T 267.71-157.24 = 110.49 m考虑5JD 可能的曲线长以及相邻两个曲线指标平衡的因素,拟定5s L =60 m ,则有:522460p R = ,30260m ==,"28'20695︒=α 解得=5R 115.227m2-7、某山岭区公路,设计速度为40km/h ,路线转角"00'54322︒=右α ,"00'3043︒=右α ,1JD 至2JD 、2JD 到3JD 距离分别为458.96 m 、560.54 m 。
道路勘测设计电子版

道路勘测设计电子版内容概要孙家驷主编的《道路勘测设计》为高等学校土木工程专业规划教材,主要介绍公路与城市道路勘测与设计的基本概念、基本原理和基本方法。
全书共11章,包括:概论,道路设计管理及控制要素,道路平面设计,道路纵断面设计,道路横断面设计,道路规划设计,道路选线与总体设计,道路交叉设计,道路排水及道路设施设计,道路勘测,道路环境与景观设计。
《道路勘测设计》主要作为高等学校土木工程专业、道路桥梁与渡河工程专业教学用书,可供道路设计、施工、养护、管理的工程技术人员学习参考,也可用作继续教育、成人教育的专业课教材。
书籍目录第一章概论第一节交通与道路运输第二节我国道路发展概况第三节道路的分类、等级及组成第四节道路勘测设计复习思考题及习题第二章道路设计管理及控制要素第一节道路勘测设计管理第二节道路设计控制要素复习思考题及习题第三章道路平面设计第一节平面线形设计原理第二节直线设计第三节圆曲线设计第四节缓和曲线设计第五节平面线形设计与计算第六节视距第七节平面设计成果复习思考题及习题第四章道路纵断面设计第一节纵断面设计原理第二节纵断面设计标准第三节纵断面设计与计算第四节纵断面设计成果第五节道路线形综合设计复习思考题及习题第五章道路横断面设计第一节横断面组成第二节横断面各组成部分设计第三节超高及加宽第四节横断面视距的保证第五节横断面设计第六节路基土石方计算与调配复习思考题及习题第六章道路规划设计第一节道路规划概要第二节公路网规划第三节城市道路网规划复习思考题及习题第七章道路选线与总体设计第一节选线概要第二节平原区选线第三节山区及丘陵区选线第四节道路定线第五节公路总体设计第六节城市快速路、高架路、环形路的总体设计复习思考题及习题第八章道路交叉设计第一节道路交叉概要第二节道路平面交叉第三节道路立体交叉复习思考题及习题第九章道路排水及道路设施设计第一节道路排水系统及组成第二节公路排水设计第三节城市道路排水设计第四节道路交通设施设计复习思考题及习题第十章道路勘测第一节道路勘测的要求第二节道路初测第三节道路定测第四节道路勘测验收及核审复习思考题及习题第十一章道路环境与景观设计第一节道路环境工程设计第二节道路景观设计第三节公路环境保护与景观设计文件编制。
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36
二、圆曲线半径
(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:
X Fcα o G s α sin
Y
X
X F Gi h
Gv gR
2
Gi
h
G(
v2 gR
ih )
V2 127R
ih
.
37
当设超高时 :
R V2
127( ih )
式中:V——计算行车速度,(km/h);
μ——横向力系数;
.
25
由于路面横向倾角α一般很小,则
sinα≈tgα=ih , cosα≈1 , 其 中 ih 称 为 横 向 超 高
坡度,
XFGhiG g2 R vGhiG(gv2R ih)
采用横向力系数来衡量稳定性程度,其意义为单位车 重的横向力,即
X G
v2 gR
ih
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V2 127R
ih
u越大,行车越. 不稳定
保证横向稳定性的条件:
μ h
或
R V2
127h(ih)
.
33
侧翻示例
.
34
第四节 圆曲线
道路不论转角大小均应设平曲线来实现路线方向的改变
一、圆曲线的特点
①圆曲线半径R=常数,曲率1/R=常数,易测设计算。
②对地形、地物、环境的适应能力强。
③多占用车道宽。
④视距条件差(R小时)-路堑遮挡
.
35
.
▪ 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 ;
▪其中,是在t时间后方向
φ
盘转动的角度, =t ;
▪ 汽车前轮的转向角为
道路勘测设计__第二章_平面设计

hg b
公路学院
3.横向滑移条件分析
横向滑移:汽车在横向力的作用下,可能产生沿横向力方 向的侧向滑移。
稳定条件:横向力大于或等于轮胎与路面之间的横向附着 力。即:
X Y h G h
φh——横向附着系数
X G
h
R
V2
127 h
ih
利用此式可计算出汽车在平曲线上行驶时,不产生横
曲线构成反弯的错觉; ②当直线过短甚至把两个曲线看成是一个曲线。
危害: 破坏了线形的连续性,造成驾驶操作失误,应尽
量避免。 解决办法:
因为是视觉上的判断错觉,最好的办法是在两同 向曲线间插入长的直线段,让驾驶员在前一个曲线 上看不到下一个曲线。
公路学院
《规范》规定: 当设计速度≥60km/h时,同向曲线间的直线最小
反向曲线:两个转向相反的相邻曲线之间连以 直线所形成的平面线形。
对反向曲线间直线最小长度的规定,主要考虑 考虑到其超高和加宽缓和的需要,以及驾驶人员操 作的方便。
公路学院
《规范》规定: 当设计速度≥60km/h时,反向曲线间直线最小
长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的2 倍为宜。
l 2V
道路勘测设计
(第二章 平面设计)
内容提要
• 汽车行驶轨迹特性与道路平面线形要素 。 • 直线的特点和运用、最大长度和最小长度。 • 圆曲线的特点、半径大小及其长度 。 • 缓和曲线的性质、形式及最小长度和参数 。 • 平面线形设计原则和线形要素组合类型 。
公路学院
第一节 概 述
一、路线的相关概念
《标准》中计算一般最小半径时:
道路勘测设计 3第2章 平面设计3s

2019/3/16
《道路勘测设计》
(五)平曲线应有足够的长度 1、汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难 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。这样平曲线一 般最小长度为 9s行程,至少 6s行程(凸型曲线), 条件受限时亦不应少于3~4s。 2、缓和曲线上离心加速度的变化率不超过规定值。
在S型曲线上,两个反向回旋线以径相连接为宜。不得已插入 直线时,必须尽量地短,其短直线的长度或重合段的长度应符合 下式:
A1 A2 l 40
(m)
式中:l——反向回旋线间短直 线或重合段的长度。
两圆曲线半径之比不宜过大,以 R1/R2=1~3为宜。R2为小圆曲线 半径(m); R1为大圆曲线半径(m)。
一、平曲线线形设计一般原则 二、平面线形要素的组合类型
2019/3/16
《道路勘测设计》
二、平面线形要素的组合类型
1、基本型
按直线—回旋线—圆曲线—回 适用场合:交点间距不受限。 从线形的协调性出发,宜将回旋
旋线—直线的顺序组合的线形。
线、圆曲线、回旋线长度之比设 计成 1:1:1。
满足设置基本型曲线的几何条件:
2019/3/16
图2.20 S 型
《道路勘测设计》
3、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)。 (1)卵型上的回旋线参数A不应小于该级公路关于回旋 线最小参数的规定,同时 宜在下列界限之内
R2 A R2 2
式中:A——回旋线参数; R2—小圆半径(m)。
公路转角等于或小于7度时的平曲线长度 设计速度(km/h) 一般值(m) 最小值(m)
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R
0
]
y P R {1 cos[( LP LS 2) 180 R]}
基本形单曲线回旋线要素计算
(二)设置缓和曲线的圆曲线:基本型单曲线 3、加密桩点坐标计算: (1)缓和曲线段内坐标计算: 切线支距法:
LP x LP 2 40 R 2 LS
L y P 6 RLS
2.4 道路平面设计方法
三、平面设计一般规定与基本步骤
道路平面布置设计的步骤:
(1)根据道路的技术等级,根据《标准》JTG B01-2003和《规范》 JTG D20-2006查出设计速度、最小半径、缓和曲线最小长度、直线 段的最大最小长度等主要技术标准的规定值
(2)根据地形、地物条件确定控制因素
(三)复曲线设计:
3、卵形复曲线:
实际工程中,应尽量避免采用这种曲线
(三)复曲线设计:
3、卵形复曲线:
①复中设置缓和曲线的特点: 缓和曲线段两端点的 曲率半径分别与相应 圆的圆曲线半径一致
曲线定位桩点计算
FZ
较小半径圆曲线相对 于大半径圆曲线内移 一段距离
即复曲线中间缓和曲 线段被原公切点中分 缓和曲线段中点(FZ 点)通过内移距离(内 移值之差PF)的中心
Eh B
切线支距法: x q R sin
Lh
y P R (1 cos )
LP LS 180 [
LS 90 LS 0 (弧度) (度) 2R R
θ
LP LS / 2180
R
x q R sin[( LP LS 2) 180 R]
Eh ( R P) sec R(m) 2
Lh ( 2 0 )
R
180
2 LS (m)
LS 90 LS 0 (弧度) (度) 2R R
Lh
R
180
LS (m)
圆曲线长Ly ( 2 0 )
R
180
(m)
校正数Dh 2Th L h
2.4 道路平面设计方法
二 、曲线定位桩点计算:
1、设置缓和曲线的圆曲线曲线元素计算: (1)缓和曲线计算参数确定: ①缓和曲线角β0的确定:
β0-缓和曲线全长所对应的缓和曲线角
(二)基本型单曲线:设置缓和曲线的圆曲线(缓和曲线对称布置)
内移值P
L L L P 2 P P (弧度) 2A 2r LP 2r
校正数Dh 2Th L h
基本形单曲线加密桩点坐标计算
(二)设置缓和曲线的圆曲线:基本型单曲线 3、加密桩点坐标计算:
Eh B
(1)缓和曲线段内坐标计算:
Lh
切线支距法:
LP x LP 2 40 R 2 LS
5
θ
L y P 6 RLS
3
基本形单曲线回旋线要素计算
(二)设置缓和曲线的圆曲线:基本型单曲线 3、加密桩点坐标计算: (2)圆曲线段内坐标计算:
P
F(ZH)
q
B
E
x
3 S 2
切线增长量q LS 2 L 240 R (m)
基本形单曲线的曲线元素计算
(二)基本型单曲线:设置缓和曲线的圆曲线 1、曲线元素计算: (2) 带缓和曲线的圆曲线元素计算:
Eh B Lh
Th B到JD的距离 q ( R P) tan
q(m) 2
根据相关技术标准,确定主曲线是否设置缓和曲线,并确定LS1 T基 副 主 T基 R主 tan R副 tan 2 2 B A △主 ②由R主和LS1计算R副和LS2 ③曲线元素计算 ④主点里程计算
LS1
T1
Ly主
△副
Ly副
T2
LS2
⑤加密点坐标计算
2.4 道路平面设计方法
二 、曲线定位桩点计算:
2
2
圆心不动,半径减小
LS 90 LS 缓和曲线角 0 (弧度) (度) 2R R
基本形单曲线缓和曲线计算参数
②内移值P的确定: P BD DO R
LP y 6 RLS
R
3
BD 缓圆点(A点)的纵坐标
y
O
β0 D
回旋线上任意点的纵坐标:
在A点LP=LS,则有下式:
基本形单曲线缓和曲线元素计算
(二)设置缓和曲线的圆曲线:基本型单曲线
1、设置缓和曲线的圆曲线曲线元素计算:
y O β0 R D
(1)缓和曲线计算参数确定:
LS 缓和曲线角 0 (弧度) 2R 90 LS LS (度) 28 .6479 ( 度) R R
A(HY)
R
内移值P L2 24 R (m) S
LS 1 Lh1 L1 2 LS 2 Lh 2 L2 2 LS1 LF LY 1 L1 2 2 LY 2 L2 LS 2 LF 2 2
例题2-6 P64
中间缓和曲线段内:以缓和曲线起点处 ④主点桩号计算 ⑤加密点坐标计算: (Y1H处)为坐标原点建立直角坐标系
R小
R大
(三)复曲线设计:
3、卵形复曲线:
②复中缓和曲线的计算:
C 复中缓和曲线的长度LF 24 RF PF LF RF
曲线定位桩点计算
C RF LF 0.035V 3
FZ R2 R1
1 1 1 R1 R2 两圆曲线曲率之差 RF R2 R1 R1R2
主副曲线内移值之差PF P2 P 1
q FE BE FE AD
y
O
β0 R D
回旋线上任意点的横坐标:
LP x LP 2 40 R 2 LS
5
R A(HY)
FE x A LS
LS 40R 2
P
2
3
AD R sin 0
AD LS 2 L 48 R
3 S
F(ZH)
q
B
3 S
E
2
x
切线增长量q LS 2 L 240 R
LF 24 RF PF 24 PF
24 ( P2 P ) R1 R2 1 R1 R2
R1 R2 R1 R2
LF
L2 P S 24 R
R1 L2 2 R2 L2 1 S S R1 R2
(三)复曲线设计:
曲线定位桩点计算
3、卵形复曲线:
③复中和两端均设置缓和曲线的曲线元素计算:
△主、△副、T基可通过量测得到 主曲线半径R主和LS1事先选定
①由R主和LS1计算R副和LS2 计算R副
副 主 T基 ( R主 P) tan ( R副 P) tan 2 2
两缓和曲线的内移值必须相等 T基 B A △主
△副
Ly1
Ly2
T1
T2
LSmin V3 0.035 R
两缓和曲线的内移值必须相等 T基 B A △主
△副
Ly主
Ly副
R主
T1
( m)
( m)
LS1
T2
LS2
180 R副
180
Th主 和Th副与基本型单曲线类似
③主点里程计算 ④加密点坐标计算:同基本型单曲线
基本型单曲线的曲线元素计算:
Th B到JD的距离 q ( R P) tan q(m) 2 Eh ( R P) sec R(m) 2
曲线定位桩点计算
T基 = T2 + T1
GQ—公切点 T基 △1 B △2 T2
④副曲线的曲线元素计算 由△2和R2计算T2、L2、E2、D2
(2) 主点里程计算:同简单型单曲线 (3) 加密点坐标计算:同简单型单曲线
例题 2-4 P55
(三)复曲线设计: 曲线定位桩点计算 2、基本型复曲线: (1) 复曲线中间不设缓和曲线而两端皆设置缓和曲线的复曲线:
1. 设计图纸:路线平面设计图 路线交叉设计图 道路平面布置图 纸上移线图 2. 设计表格:直线、曲线及转角表 逐桩坐标表 路线交点坐标表 路线固定表 总里程及断链桩表等
路 线 平 面 设 计 成 果
3
Eh B
5
Lh
(2)圆曲线段内坐标计算: 切线支距法:
x q R sin[( LP LS 2) 180 R] y P R {1 cos[( LP LS 2) 180 R]}
简单型单曲线定位桩点计算 例题: P53 例2-3,基本型曲线
(1)曲线元素计算
GQ—公切点
△1 B △2 T2
T1
A
(三)复曲线设计: 1、简单型复曲线: 使用切基线法: (1) 副曲线半径及曲线元素计算: ①主曲线的曲线元素计算 由△1和R1计算T1、L1、E1、D1 ②计算副曲线切线长T2 T1 A T2 =AB (T基) - T1 ③计算副曲线半径R2
R2 T tan 2 2
(三)复曲线设计: 曲线定位桩点计算 2、基本型复曲线: (1) 复曲线中间不设缓和曲线而两端皆设置缓和曲线的复曲线:
△主、△副、T基可通过量测得到 主曲线半径R主和LS1事先选定 由此计算R副和LS2
②曲线元素计算:
Ly主 ( 主 01 )
Ly副 ( 副 02 )
基本形单曲线的主点里程计算
(二)设置缓和曲线的圆曲线:基本型单曲线 2、主点里程桩号计算:
Eh B Lh
以交点里程桩号为起算点: ZH = JD – Th HY = ZH + Ls QZ = ZH + Lh/2
HZ = ZH + Lh