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- 2021-05-14 发布
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1
5.2.1
城市道路平面设计
2
3
平面设计主要内容
平面线形设计(直线、圆曲线、缓和曲线设计)
弯道设计:弯道加宽、弯道超高
道路绿化的平面布置
桥梁、隧道、平面交叉口、广场等的平面布设,分隔带、路缘带断口,公交站点的平面布置
4
1
、道路平面曲线设计
5
平面基本线形
平面线形:道路中心线在平面上的投影线。
直线:曲率
K=0
圆曲线:曲率
K=
常数
缓和曲线:曲率
K=
变数;
道路平面线形由直线、圆曲线和缓和曲线三种组合而成,
“
平面线形三要素
”
。
6
直线
直线适用于地形平坦、视线目标无障碍处。在
平原区
,直线作为主要线形要素是适宜的。
直线路段能提供较好的超车条件。
但直线过长、景色单调,往往会出现过高的车速或司机由于缺乏警觉易疲劳而发生事故。
7
8
9
描述直线的指标
①
最大直线长度
最大直线长度的量化还是一个需要研究的课题,目前各国有不同的处理方法,德国和日本规定
20V
,美国为
180s
的行程。
最大直线长度不必太拘泥,最小长度应该保证。
10
11
12
描述直线的指标
13
描述直线的指标
14
圆曲线
15
(
1
)平曲线要素
pp203
圆曲线的四要素及其计算公式
切线长
超距
圆曲线长
曲线外距
16
设置圆曲线的平曲线桩号计算
交点
JD=QZ+D/2
(校核用)
17
例题:某单圆曲线,交点桩号为
k1
+
600
,转角
α
为
30
0
,若该曲线半径取
400
米,试进行曲线要素和主点桩号计算。
18
19
作业:
某城市道路,其单圆曲线半径
150m
,曲线转角
64.951°
,
JD
桩号
K0+222.335
。试计算三个主点桩的桩号。
20
(
2
)弯道半径选定
汽车行驶的横向稳定性
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,为此,
在道路设计中应保证汽车不产生横向滑移,同时也就保证了横向倾覆的稳定性。
21
Y
X
22
横向力系数
μ
横向力系数
μ
——
单位车重的横向力
——
μ
值愈大,汽车在圆曲线路段上的稳定性愈差;反之,稳定性愈好。
23
上式表达了
横向力系数与车速、平曲线半径及超高
之间的关系。
μ
值愈大,汽车在平曲线上的稳定性愈差。
横向力是汽车行驶的不稳定因素
横向力系数(单位车重的横向力 )
横向力系数:
24
圆曲线半径的确定
圆曲线半径计算公式
圆曲线半径影响因素:
横向力系数和超高横坡度
25
i
y
路拱横坡度,
“
十
”
表示路面横坡倾斜方向指向圆心,
“
一
”
表示路面横坡倾斜方向指向圆的外侧。
在指定车速
V
下,最小
R
min
取决于容许的最大横向力系数和该曲线的最大超高坡度
。
26
27
28
29
圆曲线半径的确定
道路的圆曲线半径,宜≥不设超高最小半径。
当受地形条件限制时,可采用设超高推荐半径值;
当地形条件特别困难时,可采用设超高最小半径值。
30
最小圆曲线长度
最小圆曲线长度:汽车在道路曲线段行驶时,如果曲线很短,司机操作方向盘频繁,在高速驾驶的情况下是危险的,圆曲线宜有大于
3s
的行程。
31
(
3
)超高
pp205
定义:在弯道上,当汽车在双向横坡的车道外侧行驶时,车重的水平分力将增大横向侧滑力。当采用的圆曲线半径小于不设超高的最小半径时,为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,将曲线段的外侧路面横坡做成与内侧路面同坡度的单坡横断面,称为超高。
32
33
34
35
超高过渡方式
——
无中央带
①
绕内边缘旋转
先将外侧车道绕中线旋转,当达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转,直至达到超高横坡值为止。
36
37
各种旋转方式的适用性
绕内边缘线旋转,由于行车道内侧不降低,有利于路基纵向排水,一般新建公路多用此方式。绕中心线旋转可保持中线标高不变,且在超高坡度一定的情况下,外侧边缘的抬高值较小,多用于旧路改建工程。
38
超高过渡方式
——
有中央带
③
绕中间带边缘旋转
将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转,使之各自成为独立的单向超高断面。此时中央分隔带维持原水平状态。
39
超高过渡方式
——
有中央带
④
绕中间带中心线旋转
先将外侧行车道绕中间带的中心线旋转,待达到与内侧行车道构成单向横坡后,整个断面一同绕中心线旋转,直至达到超高横坡值为止。此时中央分隔带呈倾斜状。
40
3.
超高缓和段(渐变段)
设计速度(
km/h
)
超高渐变率(超高旋转轴位置)
中线
边线
120
1/250
1/200
100
1/225
1/175
80
1/200
1/150
60
1/175
1/125
40
1/150
1/100
30
1/125
1/75
20
1/100
1/50
41
某城市道路(设计车速
30km/h
),为一块板断面,双向四车道,每条车道宽
3.75m
。道路横坡为
1.5%
,
R=250m
小半径平曲线处设置超高(绕内边线旋转),试求超高缓和段长度。
42
(
4
)弯道加宽
pp206
平曲线加宽原因:
(
1
)汽车在曲线上行驶时,前后轮轨迹不重合,占路面宽度大。
(
2
)由于横向力影响,汽车出现横向摆动。
汽车行驶在曲线上,各轮迹半径不同,其中以后内轮轨迹半径最小,且偏向曲线内侧,故
曲线内侧应增路面宽度
,以确保曲线上行车的顺适与安全。
43
44
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46
47
(5)
缓和曲线
pp206
缓和曲线:它是设置在
直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个圆曲线之间
的一种曲率连续变化的曲线。使直线和圆曲线之间过渡平稳,行车舒适,作为超高、加宽的缓和带。
48
曲率不连续的线型
49
曲率连续的线型
50
51
(5)
缓和曲线
1.
设置缓和曲线的作用
曲率连续变化,便于车辆遵循。
离心加速度逐渐变化,旅客感觉舒适。
超高横坡度及加宽逐渐变化,行车更加平稳。
与圆曲线配合,增加线形美观。
52
缓和曲线的指标(
1
)
——
不设缓和曲线的最小圆曲线半径
设计车速大于
40km/h
时,圆曲线半径大于不设缓和曲线的最小圆曲线半径时,直线与圆曲线可直接连接。
53
缓和曲线的指标(
2
)
——
缓和曲线最小长度
缓和曲线最小长度应满足三方面要求:曲率逐渐变化,乘客感觉舒适;行车时间不宜太短;超高过渡宜平缓 。
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(6)
复曲线
平面线形的组合
55
在宽阔的平原微丘区,路线应直捷顺畅。
56
在没有任何障碍物的戈壁、草原等开阔地区,应以直线为主。
57
在起伏的山岭和丘陵地区,线形以曲线为主。
58
59
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2
、道路路段平面综合设计
64
65
区位图
66
直线曲线及转角表
67
路线逐桩坐标表
68
平面设计图
69
加宽表达(平面图或道路分块图)
70
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思考题
1.
什么是平面曲线三要素?
2.
直线道路最小长度有什么规定?
3.
圆曲线的半径如何确定?
4.
圆曲线最小半径由哪几类?
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