道路勘测设计 第2章 平面设计 (第三版)
道路勘测设计 第二章道路平面设计3
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 )
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：
道路勘测设计之平面设计
设汽车前后轮轴距为d，前轮转动
后，汽车的行驶轨迹曲线
半径为r，由图可知：
d与半径r相比很小
行驶距离
由上式：
式中
为常数。令
可得缓和曲线方程：
或者：
r，ι分别为缓和曲线上任一点的曲率半径和弧长。 即：曲率半径与弧长的乘积为常数，或曲率随弧长线性变化。
凡满足上述性质的曲线都可作为缓和曲线 回旋线 三次抛物线 双纽线 n次抛物线 正弦形曲线
01
03
02
（二）最小半径的计算
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
2．一般最小半径
1
指平曲线半径较大，离心力较小时，汽车沿双向路拱（不设超高）外侧行驶的路面摩阻力足以保证汽车行驶安全稳定所采用的最小半径。路面不设超高。
2
μ=0.035～0.040
3
μ=0.040～0.050
4
不设超高的最小半径
04
05
01
03
02
（3）考虑不致大幅增加燃料消耗和轮胎磨损 μ的存在使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加。横向力系数为μ＝0.2时，其燃料消耗与轮胎磨损分别比μ＝0时多20％和3倍。 （4）考虑舒适性 当μ超过一定数值时，驾驶者在曲线行驶中驾驶紧张，乘客感到不舒适。 μ ＜0.1～0.15间，舒适性可以接受。 考虑对行车的安全、经济与舒适方面的要求，最大横向力系数采用：
（三）圆曲线半径的运用
根据相关的研究成果，圆曲线半径对安全性的影响有以下结论：
（1）大量交通事故与小半径曲线有关 （2）交通事故率和事故严重程度随着曲线半径的增加而降低 （3）曲线半径低于200m的路段交通事故率要比曲线半径大于400m的路段至少高一倍 （4）从安全方面考虑，400m是曲线半径选择的参考值 （5）当曲线半径大于400m，再增加半径对安全性提高没有太大的影响
道路勘测设计(杨少伟)课后答案(最全的版本)-第三版汇编
竖距：h＝x2/2R＝0.20 m
切线高程：779.88+45×0.8％＝780.2 m
设计高程：780.24+0.20＝780.44 m
K25+460：变坡点处
设计高程=变坡点高程+E=780.72+1.10＝781.82 m
X＝40476.789，Y＝91274.728
3）JD2桩号：
JD2=JD1+571.753-J=（K12+794.072）+571.753-47.440=K13+318.385
或：JD2=571.753-T+HZ=571.753-151.438+（K12+898.07）=K13+318.385
两种方法结果相同
课后习题参考答案
第二章汽车行驶特性
2.1已知某条道路的滚动阻力系数为0.015，如果东风EQ－140型载重汽车装载90％时，挂IV档以30km/h的速度等速行驶，试求（1）H＝0，（2）H=1500m海拔高度上所能克服的最大坡度。
解：
f＝0.015，G/G′＝1/0.9，负荷率取为：U＝90％，则
海拔0m时，海拔系数＝1.0，＝（G/G′）＝1.111
1）求JD1的曲线元素及主要点里程。
2）计算所给平曲线的ZH、HY、YH和HZ四个主要点的坐标。
3）推算JD2的桩号。
解：
1）平面线形设计
X
Y
△x
△y
S
起点
40961.914
91066.103
JD1
40433.528
91250.097
《道路勘测设计》教学大纲(可编辑修改word版)
《道路勘测设计》课程教学大纲课程代码：10011114 课程类型：道桥方向专业课课程名称：道路勘测设计学分： 2适用专业：土木工程第一部分大纲说明一、课程的性质、目的和任务《道路勘测设计》是土木工程专业道路桥梁方向的专业课，是一门研究道路路线设计的基本理论、标准，以及实用方法和技能、道路选线要点的课程，旨在培养学生掌握路线设计理论与方法，平、纵、横设计与计算能力。
二、课程的基本要求1.掌握路线设计理论与方法。
2.掌握平、纵、横设计与计算能力。
三、本课程与相关课程的联系《道路勘测设计》以土木工程测量为基础，是一门道桥方向专业课，与《交通工程学》、《路基路面工程》等课程相配合，为毕业后从事道路方向有关工作奠定了基础。
四、学时分配本课程学分为 2 学分，建议开设 32 学时。
五、教材与参考书教材：《道路勘测设计》，杨少伟编，人民交通出版社，第三版。
主要参考书：1.《道路路线设计》，张廷楷主编，同济大学出版社，第一版。
2.《城市道路设计》，周荣沾主编，人民交通出版社，第一版。
3.《公路路线设计规范》，交通部行业标准，人民交通出版社，第一版。
4.《城市道路设计规范》，建设部行业标准，中国建筑工业出版社，第一版。
六、教学方法与手段建议本课程主要采用多媒体教学方法，结合工程实例讲解。
七、课程考核方式与成绩评定办法采用闭卷考试，综合评定成绩，其中考试成绩占60%，平时成绩占10%，作业成绩占30%。
第二部分理论课程内容大纲（含随堂讨论、习题课等）本课程内容建议开设 32 学时。
第一章绪论（2 学时）一、教学目的和要求了解道路运输的特点与组成；熟悉我国道路现状和发展规划；掌握道路分级与技术标准，道路勘测设计的阶段和任务，设计依据与程序。
二、教学内容1.道路运输的特点与作用（交通运输系统的组成；道路运输的特点；基本组成；作用）。
2.道路的分类、公路与城市道路的分类与技术分级（道路的分类分级；技术标准）。
3.公路勘测设计程序。
平面设计2道路勘测设计
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
高印刷品的品质和美感。
02 道路勘测设计基础
道路勘测设计的定义与目的
定义
道路勘测设计是根据道路建设的需要，对道路建设的地理、地质、环境、社会 经济等因素进行调查、分析、研究和设计，为道路建设提供科学依据和设计方 案的过程。
目的
确保道路建设的合理性和安全性，提高道路的使用寿命和通行效率，满足交通 运输和经济发展的需求。
道路勘测设计的技术要求
测量精度
确保测量数据的准确性和可靠性，以 满足道路设计的精度要求。
设计标准
根据相关标准和规范，制定合理的设 计方案，确保道路的安全性、经济性 和可行性。
环境保护
在勘测设计过程中，要充分考虑环境 保护和生态平衡，减少对环境的负面 影响。
科技创新
积极采用新技术、新工艺、新材料， 提高道路勘测设计的科技含量和创新 能力。
道路勘测设计的基本流程
前期准备
初步设计
收集相关资料，进行现场踏勘，明确勘测 设计任务和要求。
根据前期资料和现场勘测结果，进行初步 方案设计，包括路线走向、路面结构、排 水系统等。
进行深化和完善，包括横 断面设计、纵断面设计、交叉口设计等， 并完成相关图纸和文件。
在施工过程中，对施工方进行技术指导和 监督，确保施工符合设计要求。
平面设计2道路勘测设计
contents
目录
• 平面设计概述 • 道路勘测设计基础 • 平面设计在道路勘测中的应用 • 案例分析 • 总结与展望
01 平面设计概述
平面设计的定义与特点
定义
平面设计是通过图形、文字和色 彩等元素，在二维空间内进行视 觉传达的一种艺术形式。
道路勘测设计课后答案第三版杨少伟
课后习题参考答案第二章 汽车行驶特性2.1 已知某条道路的滚动阻力系数为0.015，如果东风EQ －140型载重汽车装载90％时，挂IV 档以30km/h 的速度等速行驶，试求（1）H ＝0，（2）H =1500m 海拔高度上所能克服的最大坡度。
解：f ＝0.015，G /G ′＝1/0.9，负荷率取为：U ＝90％，则 海拔0m 时，海拔系数ξ＝1.0，λ＝（ξ G /G ′）＝1.111 海拔1500m 时，海拔系数ξ＝（1-2.26×105×1500）5.3＝0.833，λ＝0.925 IV 档时，36T max N 32N M 17.036()P =+=7.875710(-)21.15Ug h M M K A G g n n -⎡⎤-⋅--⨯⎢⎥⎣⎦24T Mmax N 2N M 5.305Q =() 2.917510(-)Ug h n M M r G n n --=⨯2-2max max 2-[-] 5.532210(-)N T MN M V M Ugh W M n rG n n ==⨯ 2 5.699%D PV QV W =++=H =0时，000arcsin0.04832.77tan 4.839%i αα=====o故：同理：H ＝1500时，1500150015002.162tan 3.775%i αα===o故：2.3 假定某弯道的最大横向力系数为0.10，则：（1） 当R =500m ，i h ＝5％时，允许最大车速为多少？（2） 当V ＝80km/h ，i h ＝－2%（反超高）时，平曲线半径至少应为多大？ 解；由2h =127V i Rμ-，（1）97.6km /h V ===（2）2280629.92m 127()127(0.100.02)h V R i μ===+⨯- 2.4 设某条道路规定的最大纵坡为5%，当汽车以80km/h 的车速在半径为250m 、超高横坡度为8%的平曲线上行驶时，求折减后的最大纵坡度。
道路勘测设计课后习题复习题参考答案
《道路勘测设计》复习思考题第一章：绪论2. 城市道路分为几类?答：快速路，主干路，次干路，支路。
3. 公路工程建设项目一般采用几阶段设计?答：一阶段设计：即施工图设计，适用于技术简单、方案明确的小型建设项目。
两阶段设计：即初步设计和施工图设计，适用于一般建设项目。
三阶段设计：即初步设计、技术设计和施工图设计，适用于技术复杂、基础资料缺乏和不足的建设项目或建设项目中的个别路段、特大桥互通式立体交叉、隧道等。
4. 道路勘测设计的研究方法答：先对平、纵、横三个基本几何构成分别进行讨论，然后以汽车行驶特性和自然条件为基础，把他们组合成整体综合研究，以实现空间实体的几何设计。
5. 设计车辆设计速度.答：设计车辆：指道路设计所采用的具有代表性车辆。
设计速度：指当天气条件良好、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件的影响时，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度。
6.自然条件对道路设计有哪些影响？答：主要影响道路等级和设计速度的选用、路线方案的确定、路线平纵横的几何形状、桥隧等构造物的位置和规模、工程数量和造价等。
第二章：平面设计1. 道路的平面、纵断面、横断面。
答：路线在水平面上的投影称作路线的平面，沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断面，中线上任一点法向切面是道路在该点的横断面。
2. 为何要限制直线长度？答：在地形起伏较大地区，直线难与地形相适应，产生高填深挖，破坏自然景观，运用不当会影响线形的连续性，过长会使驾驶员感到单调、疲惫急躁，不利于安全行驶。
3. 汽车的行驶轨迹特征。
答：轨迹是连续的，曲率是连续的饿，曲率变化率是连续的。
4. 公路的最小圆曲线半径有几种？分别在何种情况下使用。
答：极限最小半径，特殊困难情况下使用，一般不轻易使用；一般最小半径，通常情况下使用；不设超高的最小半径，在不必设置超高就能满足行驶稳定性的圆曲线使用。
5. 平面线形要素及各要素的特点。
答：直线，圆曲线，缓和曲线。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
V≤40km时：参考执行
问 题： 6v、 2v 相 当 几 秒 行 车？
第三节、汽车行驶的横向稳定性与圆曲线半径 1．汽车在平曲线上行驶时力的平衡
F G
受力分析： 横向力X——失稳 竖向力Y——稳定
离心力 作用点：汽车重心， 方 向：水平背离圆心。
离心力F与汽车重力G分解： X－－平行于路面的横向力 Y－－垂直于路面的竖向力，
X G
v2 gR
ih
V2 127R
ih
u越大，行车越不稳定
2.横向倾覆条件分析
横向倾覆：
汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的作用，使汽车绕
外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。
临界条件： 倾覆力矩＝稳定力矩。
横向倾覆平衡条件分析：
倾覆力矩： 稳定力矩：
X·hg
Y
b 2
(Fih
G)
b 2
G
b 2
X Fcosα Gsinα Y Fsinα Gcosα
哪一个最优？
（4）植树或设置一定建筑物、雕塑等改善景观。
三、直线的最小长度
直线的长度：前一个曲线终点到下一个曲线起点之间的距离。 YZ(ZH)－ZH（ZY) 之间的距离
▪ 1．同向曲线间的直线最小长度
▪ 同向曲线： ▪ 指两个转向相同的相邻曲线之间连以直线而形成的
平面曲线
▪ 《规范》：当V≥60km时，Lmin≧6V；
二、汽车行驶轨迹与道路平面线形 （一）汽车行驶轨迹
行驶中汽车的轨迹的几何特征： （1）轨迹连续：连续和圆滑的，不出现错头和折转；
（2）曲率连续：即轨迹上任一点不出现两个曲率的值。
（3）曲率变化连续：即轨迹上任一点不出现两个曲率变化 率的值。
（二）平面线形要素 行驶中汽车的导向轮
与车身纵轴的关系：
路线：是指道路中线的空间位置。
路线的表示：
平面图： 路线在水平面上的投影。 纵断面图：沿道路中线的竖向剖面图，再行展开。 横断面图：道路中线上任意一点的法向切面。
路线设计：确定路线空间位置和各部分几何尺寸。
分解成三步：
路线平面设计：研究道路的基本走向及线形的过程。 路线纵断面设计：研究道路纵坡及坡长的过程。 路线横断面设计：研究路基断面形状与组成的过程。
▪ 而是必须采用与自然地形相协调的线形。
采用长的直线应注意的问题：
公路线形应与地形相适应，与景观相协调，直线的最大长度应有 所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调的缺陷，应结合 具体情况采取相应的技术措施。
（1）直线上纵坡不宜过大，易导致高速度。 （2）长直线尽头的平曲线，设置标志、增加路面抗滑性能。 （3）直线应与大半径凹竖曲线组合，视觉缓和。
保证横向稳定性的条件：
μ h 或
V2 R
127(h ih )
侧翻示例
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
二、圆曲线半径
横向倾覆平衡条件分析：
倾覆力矩：Xhg
略去
稳定力矩：
Y
b 2
(Fih
G)
b 2
G
b 2
稳定平衡条件：
Xhg
G
b 2
X b G 2hg
汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小
平曲线半径R min：
R min
V2
127( b
2hg
ih )
V2 127R
ih
3.横向滑移条件分析
横向滑移：
平曲线上，因横向力的存在，汽车可能产生横向滑移。 产生条件：横向力大于轮胎与路面的横向附着力。
X Fcosα Gsinα Y Fsinα Gcosα
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，
Gv2
v2
X F Gih
gR
Gih
G( gR
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
第二章 平面设计
本章主要学习内容 要求
1. 汽车行驶轨迹特性与道路平面线形要素。
2. 直线的特点与运用（最大长度、最小长度）。 3. 圆曲线的特点、半径与长度。 4. 缓和曲线性质、行驶和参数
要素
5. 平面线形设计原则与线形组合
方法
6. 道路平面设计主要成果。
展示
第一节 道路平面线形概述
一、路 线 道路：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施构成 的三维实体。
1．角度为零： 2．角度为常数： 3．角度为变数：
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
现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成 的，称为平面线形三要素。
第二节 直线
一、直线的特点 1.优点： ①距离短，直捷，通视条件好。 ②汽车行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。 ③便于测设。 2.缺点 ①线形难于与地形相协调 ②过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦，难以目 测车间距离。 ③易超速
不宜采用长直线
二. 最大直线长度问题： ▪ 《标准》规定：直线的最大与最小长度应有所限制。
▪ 德国：20V（m）。
▪ 前苏联：8km
▪ 美国：3mile（4.38km）
▪ 我国：暂无强制规定
▪
景观有变化 ≧20V； <3KM
▪
景观单调 ≦ 20V
▪ 公路线形设计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，
极限平衡条件：
横向滑移稳定条件：
或
X Yh Gh
μ
X G
h
μ h
R
V2
127(h ih )
横向滑移－飘移示例
4．横向稳定性的保证
横向稳定性主要取决于：μ的大小。 汽车重心较低，一般b≈2hg，而 h<0.5,即
h
b 2hg
汽车在平曲线上行驶时，先滑移，后倾覆。
保证不产生横向滑移，即可保证横向稳定性。
▪
Hale Waihona Puke 当V≤40km时， 参考执行
▪ 直线短，易产生是反向曲线的错觉，
▪ 再短，易将两个曲线看成是一个曲线 －断背曲线
▪
–操作失误－ 事故
Lmin≧6V
2．反向曲线间的直线最小长度
反向曲线：
指两个转向相反的相邻曲线之间连以直线而形成的平面 曲线
《规范》规定： V≥60km时: 不小于2V。--考虑超高加宽的需要。
（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 Fcosα Gsinα
Y
X
X F Gih
Gv2 gR Gih
G( v2 gR
ih
)