平纵线形组合设计
平纵线形之组合设计
第四节公路平、纵线形组合设计教学目的：掌握平、纵线形组合设计的原则、一般要求和组合方式等重点难点：1、平曲线和竖曲线结合的一般要求2、平面直线和纵断面结合的一般要求教学方法：讲授+多媒体播放图片教学课时：2课时教学过程：Ⅰ复习提问：1、什么是爬坡车道？2、爬坡车道设置的条件3、竖曲线的两种形式？纵断面设计线是由什么组成的？Ⅱ导入新课公路的空间线形是指由公路的平面线形和纵断面线形及横断面所组成的空间带状结构物；公路设计是从路线规划开始的，然后经选线、平面线形设计、纵断面设计和平纵线形组合设计，最终以平、纵、横组合的立体线形展现出来。
汽车行驶过程中，驾驶员所选择的实际行车速度是他对立体线形的判断作出的，这样，立体线形组合的优劣最后集中反映在汽车的车速上。
因此，设计中不仅仅满足平面、纵断面线形标准，还必须满足公路空间线形视觉的连续性，并有足够的舒适感和安全感。
Ⅲ讲解新课一、视觉分析(一)视觉分析的意义公路设计除应考虑自然条件、汽车行驶力学的要求外，还要把驾驶员在心理和视觉上的反应作为重要因素考虑。
汽车在公路上行驶时，驾驶员是通过视觉、运动感觉和时间的变化来判断线形。
公路的线形、周围景观、标志及其他有关信息，驾驶员几乎都是通过的视觉感受到的。
从视觉心理出发，对公路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调，保持视觉的连续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。
(二)视觉与车速的动态规律(1)驾驶员的注意力集中和心理紧张的程度随着车速的增加而增加。
（2)驾驶员的注意力集中点随着车速增加而向远方移动。
当车速增加97km／h时，他的注意力集中点在前方600m以外的某一点。
（3)当车速超过97km／h时，对前景细节的视觉开始模糊起来。
(4)驾驶者的周界感随车速的增加而减少。
当车速达到72km/h时，驾驶者可以看到公路两侧视角30～40°的范围，而当车速增加到97km/h时，视角减至20°以下。
道路线形设计中存在问题及其解决方法
道路线形设计中存在问题及其解决方法摘要：线形设计是当前我国范围内道路工程设计过程中一项非常重要的组成内容，其同时涉及到平面线形设计与纵断面线形设计、平纵线形组合设计等多项内容，是道路工程设计过程中的重点设计内容与难点设计内容，更是确保当前道路工程设计质量的一项重要设计内容。
基于此，本文将结合当前我国范围内道路线形设计中的各项内容进行全面细致的阐述总结，以此明确当前我国道路线形设计中存在的问题与具体的解决方法。
关键词：道路线形设计；平面线形设计；纵断面线形设计；平纵线形组合设计道路工程的设计本身是一项以三维空间实体作为主要设计方法的方案内容，因此在道路线形的设计过程中通常将其进行全面分解以确保道路线形设计内容的全面性和针对性。
当前我国范围内道路线形的设计通常将其分为路线平面线形设计、路线纵断面线形设计、路线横断面线形设计三项内容，在充分明确上述三项设计内容独立性的同时也充分强调三者设计内容的关联性与影响性，以此确保道路线形设计内容的整体性和针对性，确保道路线形的设计内容能够充分满足各项设计要求的标准，并满足当前道路工程实际施工功能的需求。
基于此，本文将结合当前我国范围内道路线形设计中的各项内容进行全面细致的阐述总结，以此明确当前我国道路线形设计中存在的问题与具体的解决方法。
一、道路工程的路线设计程序结合当前我国范围内道路工程的实际路线设计情况来看，设计人员在道路路线设计顺序上需要在充分考虑当前道路工程纵横断面平衡性的基础上确定相应的道路平面，进而沿着已经标定的道路平面线形完成道路的高程测量、纵断面测量等测量工作，最后根据当前道路工程的实际地形情况、地质情况、水文情况与其他情况综合考虑道路工程的纵断面设计内容与横断面设计内容。
在此过程中，设计人员必须要确保当前道路工程线形的均衡性，并尽可能的节省道路工程在建造过程中使用到的土石方数量，因此在必要的情况下设计人员也可以针对已经标定的道路平面线形进行一定的调整更改，以此确保各项设计结果均能得到有效改善。
第五章线形设计
2. 平直路段运行速度
（1）当直线入口速度等于期望速度时，车辆在平 直路段上保持期望速度匀速行驶，直线段出口运 行速度vout等于期望速度 v e 。 （2）当直线入口速度小于期望速度时，直线段出 口运行速度 vout 按公式 计算；当计 算出的运行速度大于或等于期望速度时，取期望 速度。 （3）当入口速度大于期望速度时，车辆将减速行 vout 为期望速度。 驶，直到期望速度后匀速行驶，
2β≤α
式中：α——路线转角(°) β——回旋线角(°)。
2. S型曲线 定义：两个反向圆曲线用两段反向回旋线 连接的组合形式。
要求：
从行驶力学与线形协调、超高过渡考虑，宜 ； 当采用不等参数时，比值应小于2.0，有条件时以小于 1.5为宜。
两回旋线以径向连接为宜，当条件受限不得已插入短
直线或相互重合时，短直线或重合段的长度L应符合下 式规定：
2. 设计速度与运行速度协调性评价 设计速度与运行速度协调性评价：是指对 同一路段的运行速度与设计速度的差值进 行评价。 当同一路段运行速度与设计速度的差值大 于20km/h时，应对该路段的设计指标进行 安全性检验和调整。
若路段运行速度高于设计速度时，应按运 行速度检验和调整，否则行车不安全； 若路段运行速度低于设计速度时，只要运 行速度连续，行车是安全的，不必调整。
上线辅曲线半径与主曲线半径比值不宜大于 2.0。 两相邻回头曲线间应尽可能拉开距离。 仅适用受限的三四级公路及山城道路。
要求：
上线辅曲线半径与主曲线半径比值不宜大于 2.0。 两相邻回头曲线间应尽可能拉开距离。 仅适用受限的三四级公路及山城道路。
（二）平面线形要素组合计算
1. 基本型曲线设计与计算 （1）对称形 曲线计算
第五章 线形设计
平、纵线形组合设计原则与要求
平、纵线形组合设计道路的线形状况是指道路的平面和纵断面所组成的立体形状。
线形设计首先从路线规划开始，然后按照选线、平面线形设计、纵断面线形设计和平纵线形组合设计的过程进行，最终展现在驾驶员面前的平、纵、横三者组合的立体线形，特别是平、纵线形的组合对立体线形的优劣起着至关重要的作用。
平、纵线形组合设计是指在满足汽车动力学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适，与周围环境的协调和良好的排水条件。
特别在高等级公路的设计中必须注重平、纵线形的合理组合。
（一）组合原则平面与纵断面组合应遵循如下设计原则：1.应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；2.平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊太大，它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用密切相关，任何单一提高某方面的技术指标都是毫无意义的。
3.选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和安全行车；4．应注意线形与自然环境和景观的配合与协调,以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度。
特别是在路堑地段，要注意路堑边坡的美化设计。
（二）组合方式1．平曲线与竖曲线组合a平曲线和竖曲线两者在一般情况下应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线如图所示，宜将竖曲线的起终点，放在平曲线的缓和段内；这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可取得平顺和流畅的效果。
b平曲线与竖曲线大小应保持均衡，其中一方大而平缓时，另一方切忌不能形成多而小。
平、竖曲线几何要素要大体平衡、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短的平曲线和竖曲线组合在一起。
c当平曲线半径和竖曲线半径都很小时，平曲线和竖曲线两者不宜重叠，或必须增大平、竖曲线半径。
d凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部不得插入小半径的平曲线，也不得与反向平曲线拐点相重合，以免失去引导驾驶员视线的作用，使驾驶员操作失误，引起交通事故。
2．平面直线与纵断面的组合a平面的长直线与纵面直坡段相配合，对双车道公路能提供超车方便，在平坦地区易于地形相适应，行车单调，驾驶员易疲劳。
简述公路平纵线形组合设计原则
简述公路平纵线形组合设计原则1.引言1.1 概述概述部分内容:公路平纵线形组合设计原则是指设计公路平面布置时，根据道路的特定需求和周边环境条件，合理确定公路的纵坡、水平线形及曲线形等要素的组合方式。
公路平纵线形组合设计是公路工程设计中的重要环节，直接关系到公路的舒适性、通行能力和安全性。
在公路平纵线形组合设计的过程中，需要考虑道路的纵向变化、交通安全、通行能力、视距等因素。
通过合理的设计，可以减小交通事故的发生概率，提高道路的通行效率，保障行车的舒适性。
同时，公路平纵线形组合设计还要综合考虑环境保护、土地利用等因素，使公路与周边的自然、人文环境相协调。
在实际设计中，公路平纵线形组合设计要根据不同道路类型和功能进行分析研究，比如高速公路、城市快速路、乡村公路等。
不同道路类型的设计要求和要点不同，需要根据实际情况进行调整和优化。
综上所述，公路平纵线形组合设计原则在公路工程设计中具有重要作用，通过合理的设计可以提高道路的舒适性、通行能力和安全性。
在未来的设计中，我们需要不断总结经验，借鉴国内外先进的设计理念和技术，不断创新和完善公路平纵线形组合设计原则，为建设更优质、更便捷、更安全的公路网络做出贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在介绍本篇长文的组织和框架，以便读者可以更好地理解文章的内容和逻辑结构。
首先，本篇长文分为引言、正文和结论三个部分，每个部分都有其特定的目的和内容。
引言部分主要是对整个文章进行概述，并介绍文章结构的整体安排。
正文部分是文章的核心部分，详细介绍了公路平纵线形组合设计原则的相关要点。
结论部分则对正文进行总结，并展望了未来可能的发展方向。
在引言部分，我们首先会概述本篇长文的主题——公路平纵线形组合设计原则，以及与该主题相关的背景和重要性。
接着，我们会介绍文章的结构安排，明确各个部分的内容和目的，以便读者可以在阅读过程中有条理地理解和掌握文章的核心思想。
正文部分是本篇长文的重点，会详细介绍公路平纵线形组合设计原则的要点。
道路勘察设计知识点
一、填空1、物种运输方式：铁路、公路、水运、航空、管道。
2、道路分级：根据功能和适应交通量分五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。
3、技术指标分类：大城市采用各类道路中的一级标准，中等城市采用二级标准，小城市采用三级标准。
4、平面线形三要素：直线、圆曲线、缓和曲线。
5、三个最小半径：极限最小半径、一般最小半径、不设超高的最小半径。
6、缓和曲线的布设条件r>=2βo。
7、行驶阻力分类：空气阻力、道路阻力（滚动阻力、坡度阻力）、惯性阻力。
8、土石方调配原则：先横、后纵、选用适当运输方式、确定合理经济运距。
9、平面线形要素组合：基本型曲线、S形曲线、卵形曲线、凸形曲线、复合型曲线、C形曲线、回头形曲线。
10、选线步骤：路线方案选择、路线带选择、具体定线。
11、展线方式：自然展线、回头展线、螺旋展线。
12、行车视距种类：停车视距、会车视距、错车视距、超车视距。
二、名词解释1、交通量：单位时间内通过道路某一断面的车辆数。
（计量单位常用平均日交通量或小时交通量）2、通行能力：在一定的道路、环境和交通条件下，单位时间内道路某个断面上所能通过的最大车辆数，是特定条件下道路能承担车辆数的极限值。
3、第三十位小时交通量：将一年内所有小时交通量，按从大到小的顺序排列，序号第30位的小时交通量。
4、道路建筑限界：为保证车辆和行人正常通行，规定在道路的一定高度和宽度范围内不允许有任何设施及障碍物侵入的空间范围。
5、断背曲线：同向曲线中用直线连接时，当直线过短甚至把两个曲线看成是一个曲线，破坏了线形的连续性，形成断背曲线。
（解决方法：1净接2直线足够长3变一个曲线）6、动力因数：某型汽车在海平面高程上，满载情况下，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。
7、平均纵坡：一定长度路段两端点的角差与该路段长度的比值，它是衡量纵断面线形质量的一个重要指标。
8、合成纵坡：道路纵坡和横坡的矢量和。
9、爬坡车道：设置在陡坡路段上坡方向右侧供慢速车行驶的附加车道。
浅谈公路设计中的平、纵线形组合
浅谈公路设计中的平、纵线形组合摘要：本文对在实际公路设计中平、纵断面线形结合时应该遵循和注意的问题进行了探讨，以供参考。
关键词：公路,线型组合,设计原则前言在公路设计中,平、纵断面是极为重要的组成部分。
平、纵断面线形配合不好,不但有碍于行车舒适等优点的发挥,而且会加剧视觉不良,造成行车上的危险。
平、纵断面线形的组合设计很好的配合,通常无须增加造价就能提高公路的品质,安全和完美线形,并有助于保持连续、匀速行驶。
1 平纵线形组合设计原则( 1) 应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
任何使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误的线形，都必须尽力避免。
在视觉上能否自然地诱导视线，是衡量平纵线形组合的最基本问题。
( 2) 注意保持平纵线形的技术指标大小应均衡。
它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用相关。
对纵段面线形反复起伏、在平面上却采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。
( 3) 选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。
( 4) 注意与公路周围环境的配合。
它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。
2 平纵线形组合方式及注意问题2. 1 平面直线与纵断面直线组合线形单调、枯燥，在行车过程中视景无变化，容易使司机产生疲劳和超车频繁，在组合时一般应避免这种情况。
但在交通比较错综复杂的路段( 如交叉口) ，采用这种线形要素是有利的。
为调节单调的视觉，增进视线诱导，设计时可用划行车道线、标志、绿化、注意与路旁建筑设施配合等方法来弥补。
2. 2 平面直线与纵段面凹形竖曲线组合直线具有较好的视距条件，由于纵断面上插入了凹形竖曲线，因此线形不再生硬、呆板，而且给予司机以动的视觉印象，提高了行车的舒适性。
但是要注意以下三点:( 1) 避免采用较短的凹形竖曲线( 一般以大于最小竖曲线半径的3 - 4 倍为宜) ，以避免产生折点。
( 2) 在两个凹形竖曲线间注意不要插入短直线。
若能将两凹形竖曲线合二为一，则会具有更佳的视觉和行车效果。
线形设计
A为回旋线参数，R2 为小圆半径(m)
R2 0. 2 0 .8 R1
D / R2 0.003 ~ 0.03
4、凸型
在两个同向回旋线间不插入圆曲线径相衔接的组合，如图5-4
回旋线参数及连结点的曲率半径应满足最小回旋线参数、圆曲 线最小半径的规定
(五)复合型
两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的形式，如图5-5。
（4）注意与道路周围环境的配合。它可以减轻驾驶员的疲劳和 紧张程度，并可起到引导视线的作用。
3、平曲线与竖曲线的组合 （1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线 这种组合是使平曲线和竖曲线对应，最好使竖曲线的起终点分 别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。
实际应用中，竖曲线的起终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲 线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放 在圆弧段之内。若平、竖曲线半径都很大，则平、竖位臵可不受 上述限制；若做不到平、竖曲线较好的组合，宁可把二者拉开相 当距离，使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。
(一)纵断面设计的一般原则 (二)纵断面设计要点
平纵线形组合设计
(一) 纵断面设计的一般原则
纵断面设计要求为：保证行车的平顺、安全及汽车运输的经济， 使道路建筑费最低，路基和构造物具有足够的稳定性。 纵断面设计的具体要求包括： （1）应满足纵坡及竖曲线的各项规定（最大纵坡、坡长限制、 坡段最小长度、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等）。 （2）纵坡应均匀平顺。纵坡尽量平缓、起伏不宜过大和频繁； 变坡点处尽量设臵大半径竖曲线，尽量避免极限纵坡值；缓和 段配合地形布设，垭口处纵坡尽量放缓；越岭线应尽量避免设 臵反坡段（升坡段中的下坡损失）。 （3）平面上直线路段不宜在短距离内出现凸凹起伏频繁的纵断 面线形。 （4）纵断面的设计应与平面线形和周围的景观相协调，即应考 虑人体视觉心理上的要求，按照平竖曲线相协调及半径的均衡， 来确定纵断面的设计线。
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一、平纵线形组合设计
1.什么是平纵线形组合？ 平纵线形组合是指在满足汽车运动学和力 学要求前提下，研究如何满足视觉和心理 的连续，舒适，与周围环境协调的要求， 并有良好的排水条件，以保证汽车行驶舒 适，安全，经济。
2.视觉分析
汽车在道路上行驶时，驾驶员是通过视觉，运动 感觉和时间变化感觉来判断线形的。道路的线形，周 围的景观，标志，以及其他有关信息，几乎都是通过 驾驶员的视觉感受到的。因此，视觉是连接道路与汽 车的重要媒介。
3.平纵线形设计应避免的组合：
（1）避免在竖曲线的顶部，底部插入小半 径的平曲线。
（2）避免将小半径平曲线的起点设在或接近竖 曲线的顶部或底部。
（3）避免使竖曲线顶或底部与反向平曲线的拐点 重合。
（4）避免出现使驾驶员视线中断的线形。（驼峰 ，暗凸，跳跃，断背，折曲）
（5）避免在长直线设置陡坡或曲线半径小，长
从视觉心理出发，对道路的线形空间及其周围的自 然景观和沿线建筑的协调等进行研究分析，以保持视 觉的连续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综 合设计称为视觉分析。
驾驶员的视觉判断能力与车速密切相关；
3．视觉与车速的动态规律
(1)车速越快，驾驶员的注意力越集中和心理越紧张 。 (2)车速增加，驾驶员的注意力集中点向远方移动。
3．可采用修整、植草皮、种树等措施加以补救。
4．尽量少破坏沿线自然景观，避免深挖高填。
不破坏就是最大的保护
5．应进行综合绿化处理，避免形式和内容上的单一化， 将绿化视作引导视线、点缀风景以及改造环境的一种技术 措施进行专门设计。
二、道路平、纵线形组合设计
适用条件及要求： （1）V 设计 ≧60km/h时，必须注重平、纵的合理组合； （2）V 设计 ≦40km/h时，在保证安全的前提下，避免 和减轻不利组合。
（一）平、纵组合的设计原则
1．在视觉上引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
2．保持平、纵线形指标大小应均衡,使线形在视觉上、心理 上保持协调。
度短的凹形竖曲线。 （6）避免急弯与陡坡的不利组合。
（7）避免小半径的竖曲线与缓和曲线重合。
4.平、纵线形组合与景观的协调配合
内容： 充分利用自然景观 人造景观设计
线形与景观的配合应遵循以下原则： 1．绕避风景区、自然保护区、名胜古迹区、文物保护 区。 2．提供视野的多样性，力求与周围的风景自然地融为 一体。
3．合适的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。 4．线形与自然环境和景观协调，减轻疲劳与紧张。
（二）平、纵线形组合设计要点：
（二）平、纵线形组合要点：
2.平、纵线形组合的基本要求：
（1）平、竖结合时，竖曲线应当包含在平曲线内。 （2）保持平、竖曲线的大小均衡。 （3）当平曲线缓长，坡差较小时，可不要求平竖曲线一 一对应。 （4）选择适当的合成坡度。
道路透视图：是按照汽车在道路上的行驶位置，根据线 形的几何状况确定的视轴方向以及由车速确定的视轴长 度，利用坐标透视的原理绘制的。
作用： ■判断立体线形是否顺适， ■有否易产生判断错误或茫然的地方， ■路旁障碍是否有妨碍视线。
若存在上述缺陷则要在设计阶段进行修改，然后再绘出 透视图分析研究，直至满意为止。
（V=97km／h时，集中点在600m以外的某一点)
(3)V>97km／h时，前景细节的视觉开始模糊。
(4)驾驶者的周界感随车速的增加而减少。
V=72km/h时，驾驶者视角在±30～40°的范围， V=97km/h时，视角&lgt;97km／h时，关注中心而不顾两侧。
4．视觉分析方法