行業(yè)資訊
道路平面設計,一定得搞清楚這11個(gè)步驟
1、道路是三維空間的實(shí)體,路線(xiàn)是道路中線(xiàn)的空間位置
路線(xiàn)平面:路線(xiàn)在水平方向的投影
路線(xiàn)的縱斷面:沿道路中線(xiàn)豎直剖切再行展開(kāi)
中線(xiàn)上任意一點(diǎn)法向切面是道路在該點(diǎn)的橫斷面
2、道路設計過(guò)程中,先確定平面的線(xiàn)形,再進(jìn)行縱斷面和橫斷面設計
平面線(xiàn)形由直線(xiàn)、圓曲線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)三個(gè)要素組成
3、線(xiàn)性設計
公路平面線(xiàn)形設計
直線(xiàn)—緩和曲線(xiàn)—圓曲線(xiàn)—緩和曲線(xiàn)—直線(xiàn)
城市道路平面線(xiàn)形設計
直線(xiàn)—圓曲線(xiàn)—直線(xiàn)
4、道路平面線(xiàn)形要素
行駛中汽車(chē)的導向輪與車(chē)身縱軸之間的關(guān)系→汽車(chē)行駛軌跡
角度為零→曲率為零→直線(xiàn)
角度為常數→曲率為常數→圓曲線(xiàn)
角度為變數→曲率為變數→緩和曲線(xiàn)
現代道路平面線(xiàn)形正是由上述三種基本線(xiàn)形構成的,稱(chēng)為平面線(xiàn)形三要素。
二、直線(xiàn)
1、優(yōu)點(diǎn)
線(xiàn)形直捷,布設方便,行車(chē)視距良好,行車(chē)平穩
2、缺點(diǎn)
不能適應地形變化,不便于避讓障礙,直線(xiàn)過(guò)長(cháng)容易使駕駛員產(chǎn)生麻痹而放松警惕,發(fā)生行車(chē)事故,夜間行車(chē)時(shí),對向行車(chē)燈光眩目不利安全
(一)直線(xiàn)運用
1、直線(xiàn)的最大長(cháng)度
在城鎮及附近或其它景色有變化的地點(diǎn),大于20V是可以接受的,在景色單調的地點(diǎn)最好控在在20V以?xún)?/span>
2、直線(xiàn)的最小長(cháng)度
當V≥60km/h時(shí),同向曲線(xiàn)的直線(xiàn)最小長(cháng)度為6V,反向曲線(xiàn)的最小長(cháng)度不小于2V
3、注意的問(wèn)題
長(cháng)直線(xiàn)或長(cháng)下坡盡頭的平曲線(xiàn) ,必須采取設置標志、增加路面抗滑能力等安全措施
長(cháng)直線(xiàn)上坡不宜過(guò)長(cháng) ,直線(xiàn)上的縱坡一般應小于3%
長(cháng)直線(xiàn)應與大半徑凹曲線(xiàn)配合為宜
(二)采用長(cháng)直線(xiàn)線(xiàn)形應注意的問(wèn)題
1、長(cháng)直線(xiàn)宜與大半徑凹豎曲線(xiàn)組合使用
2、避免“斷背曲線(xiàn)”
三、圓曲線(xiàn)
1、優(yōu)點(diǎn)
布設方便,能很好地適應地形,避讓障礙,與地形配合得當可獲得圓滑、舒順、美觀(guān)的路線(xiàn),又能降低工程造價(jià)
使行車(chē)景觀(guān)不斷變化,使駕駛員保持適度的警惕,增加行車(chē)安全性,也可起到誘導行車(chē)視線(xiàn)的作用
2、注意的問(wèn)題
半徑不可過(guò)小而影響行車(chē)安全
(一)圓曲線(xiàn)的平面布設
1、圓曲線(xiàn)上技術(shù)代號
JD—交點(diǎn)(轉角點(diǎn))
ZY—直圓(圓曲線(xiàn)起點(diǎn))
QZ—曲中(圓曲線(xiàn)中點(diǎn))
YZ—圓直(圓曲線(xiàn)終點(diǎn))
(二)圓曲線(xiàn)的幾何要素及主點(diǎn)樁號里程計算
1、幾何要素
2、曲線(xiàn)主點(diǎn)樁號里程計算
3、曲線(xiàn)主點(diǎn)樁計算校核
(三)圓曲線(xiàn)半徑
1、汽車(chē)在圓曲線(xiàn)路段行駛時(shí)會(huì )產(chǎn)生離心力F
2、曲線(xiàn)半徑指標
(四)橫向力系數μ的取值
1、意義
橫向力系數表示單位車(chē)重所受到的橫向力(離心力)
其值越大對行車(chē)越不利
2、取值大小的決定因素
行車(chē)安全:確保行車(chē)不產(chǎn)生橫向滑移
操作方便、行車(chē)經(jīng)濟
行車(chē)平穩、舒適
3、取值
一般取
為控制值
(五)公路圓曲線(xiàn)最小半徑
1、三種平曲線(xiàn)最小半徑
一般最小半徑:通常情況下推薦采用的最小半徑值
極限最小半徑
能保證按設計速度行駛的車(chē)輛安全行駛的最小半徑
不設超高最小半徑
當路線(xiàn)的半徑大到一定值時(shí),即使汽車(chē)在曲線(xiàn)的外側時(shí),也能獲得足夠的安全性和很好的舒適性
四、緩和曲線(xiàn)
1、定義
在直線(xiàn)與圓曲線(xiàn)、圓曲線(xiàn)與圓曲線(xiàn)之間設置的曲率連續變化的曲線(xiàn)
2、特點(diǎn)
易于適應地形,能很好地與汽車(chē)行駛軌跡相適應,使線(xiàn)形連續、美觀(guān),但緩和曲線(xiàn)計算、布設較繁瑣
(一)緩和曲線(xiàn)的性質(zhì)
路線(xiàn)設計符合汽車(chē)轉彎時(shí)的行駛軌跡,插入緩和曲線(xiàn),使整條曲線(xiàn)的曲率形成一個(gè)連續變化的過(guò)程。
汽車(chē)以等速轉彎時(shí),行駛軌跡曲線(xiàn)上任意一點(diǎn)所對應的曲率半徑與行駛的距離(弧長(cháng))成反比,這一行駛軌跡特性正好與數學(xué)上回旋線(xiàn)方程性質(zhì)相同。
回旋線(xiàn)作為緩和曲線(xiàn)
(二)帶緩和曲線(xiàn)的平曲線(xiàn)平面布設
緩和曲線(xiàn)中心角
曲線(xiàn)內移值
曲線(xiàn)切線(xiàn)增長(cháng)值
(三)設有緩和曲線(xiàn)的平曲線(xiàn)主點(diǎn)樁技術(shù)代號
JD—交點(diǎn)(轉角點(diǎn))
ZH—直緩(第一緩和曲線(xiàn)起點(diǎn))
HY—緩圓(第一緩和曲線(xiàn)終點(diǎn))
QZ—曲中(曲線(xiàn)中點(diǎn))
YH—圓緩(第二緩和曲線(xiàn)起點(diǎn))
HZ—緩直(第二緩和曲線(xiàn)終點(diǎn))
(四)平曲線(xiàn)幾何要素計算
(五)平曲線(xiàn)主點(diǎn)樁里程計算
曲線(xiàn)主點(diǎn)樁里程計算
曲線(xiàn)主點(diǎn)樁里程校核
五、曲線(xiàn)超高
1、定義
為抵消車(chē)輛在平曲線(xiàn)路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力,而在該路段橫斷面上設置的外側高于內側的單向橫坡
2、作用
用車(chē)重產(chǎn)生的向內水平分力來(lái)抵消部分離心力,以利于行車(chē)安全與穩定
3、設置要求
當曲線(xiàn)半徑小于表2-20或表2-23中規定的不設超高最小半徑時(shí),均應設置超高
(一)平面曲線(xiàn)實(shí)例
1、超高橫坡度計算
2、車(chē)速的調整
設計車(chē)速與實(shí)際車(chē)速之間的調整
3、超高值計算式
4、超高計算值取值要求
任意半徑超高橫坡度不得大于極限超高橫坡度
,又不得小于路拱橫坡度
(二)全超高橫坡度
公路最大超高橫坡度
城市道路最大超高橫坡度
(三)超高的過(guò)渡
平曲線(xiàn)路段超高緩和段的布置
當圓曲線(xiàn)上超高值和緩和段長(cháng)度一定后,超高緩和應在全長(cháng)上布設
在設計中應根據超高變化情況,計算出任意斷面上路肩兩側邊緣及路中點(diǎn)對原設計標高(未加寬前路肩邊緣標高)的相對高差,為施工放樣提供依據
(四)公路超高設置方式
無(wú)中間帶的公路
1、超高橫坡等于路拱橫坡
外側車(chē)道繞路中線(xiàn)旋轉,直至超高橫坡
2、超高橫坡大于路拱橫坡
第一種:繞車(chē)道內側邊軸旋轉
第二種:繞中軸旋轉
第三種:繞車(chē)道外側邊軸旋轉
有中間帶的公路超高設置方式
1、繞中間帶的中心線(xiàn)旋轉
2、繞中央分隔帶邊緣旋轉
3、繞各自行車(chē)道中線(xiàn)旋轉
(五)城市道路超高布置方式
城市道路超高方式應根據地形狀況、車(chē)道數、超高橫坡值、橫斷面形式、便于排水、路容美觀(guān)等因素決定
單幅路及三幅路機動(dòng)車(chē)道宜繞中軸旋轉;雙輻路及四幅路機動(dòng)車(chē)道宜繞中央分隔帶邊緣旋轉,使兩側車(chē)行道各自成為獨立的超高橫斷面
六、曲線(xiàn)加寬
1、加寬值確定
汽車(chē)輪跡需要
汽車(chē)行駛擺動(dòng)需要
2、加寬值計算
3、加寬值選用規定
當圓曲線(xiàn)半徑大于250m時(shí),可不設加寬
曲線(xiàn)路段加寬宜布置在彎道內側
各級公路的路面加寬后,路基也應相應加寬
(一)公路規范對加寬類(lèi)別選用
高速公路、一級公路、二級公路及設計速度為40km/h的三級公路應采用第三類(lèi)加寬值。
對不經(jīng)常通行集裝箱、半掛車(chē)的公路,可采用第二類(lèi)加寬值。
四級公路和設計速度30km/h的三級公路可采用第一類(lèi)加寬值。
(二)城市道路加寬值
(三)加寬緩和段
1、加寬緩和段的長(cháng)度
加寬所需要的最小長(cháng)度
在不設緩和曲線(xiàn)或超高緩和段時(shí),加寬緩和段長(cháng)度應按漸變率1:15且不小于20米的要求設置
設置緩和曲線(xiàn)或超高緩和段時(shí),加寬緩和段長(cháng)度采用與緩和曲線(xiàn)或超高緩和段長(cháng)度相同的數值
不設緩和曲線(xiàn),加寬緩和段長(cháng)度取超高緩和段長(cháng)度,漸變率不小于1:15,且長(cháng)度不小于10米
2、加寬過(guò)度方式
按直線(xiàn)比列加寬
高次拋物線(xiàn)加寬
七、緩和段設置
1、緩和段
為了使行車(chē)能夠安全、平穩、順利地由直線(xiàn)向曲線(xiàn)、由大半徑曲線(xiàn)向小半徑曲線(xiàn)行駛所設置的過(guò)渡段
2、設置目的
為消除行車(chē)轉彎時(shí)曲率突變,使行車(chē)能從容、順適地進(jìn)行曲率變化而設置的曲線(xiàn)緩和過(guò)渡段為緩和曲線(xiàn)
為使行車(chē)平穩、順適地進(jìn)行橫坡變化而設置的超高變化過(guò)渡段為超高緩和曲線(xiàn)
為適應行車(chē)軌跡,順適地進(jìn)行寬度變化而設置的加寬過(guò)渡段為加寬緩和段
3、類(lèi)型
緩和曲線(xiàn)、超高緩和段、加寬緩和段
(一)緩和段長(cháng)度
1、離心加速度變化的緩和長(cháng)度
2、操縱時(shí)間要求緩和段長(cháng)度
3、超高變化要求緩和段長(cháng)度
一般根據三方面緩和段長(cháng)度的計算結果,取其中最長(cháng)的并按5倍數取整后作為緩和段長(cháng)度
八、平曲線(xiàn)長(cháng)度
1、平曲線(xiàn)最小長(cháng)度計算
取一般駕駛員能從容操作方向的(左右轉動(dòng)方向)時(shí)間為6S
2、相關(guān)規定
小偏角時(shí)的平曲線(xiàn)長(cháng)度
當道路轉角小于7°時(shí),為防止駕駛員在視覺(jué)上產(chǎn)生急彎錯覺(jué),而導致操縱失誤,應設較長(cháng)的平曲線(xiàn)
相關(guān)規定
九、平曲線(xiàn)形的連接
平面線(xiàn)形設計整體上盡可能順直,選擇曲線(xiàn)半徑盡可能大些,應與自然地形等高線(xiàn)相適應為宜。
在橋梁、隧道內部與進(jìn)出口路段和平面交叉口前后路段 ,應采用直線(xiàn)為宜。
長(cháng)直線(xiàn)盡頭不得設置小半徑曲線(xiàn)
直線(xiàn)長(cháng)度L<500m時(shí),最小半徑R=L
直線(xiàn)長(cháng)度L≥500m時(shí),最小半徑R=500
一般平面線(xiàn)型設置的轉角不宜小于 10°
十、平面視距
1、定義
為了行車(chē)安全,保證駕駛員能隨時(shí)看到前方一定距離的道路路段,發(fā)現道路上的障礙、迎面來(lái)車(chē),及時(shí)采取制動(dòng)或避讓措施,所必須的是最短路段距離
2、運用
在平面線(xiàn)形和縱斷面線(xiàn)形設計中,都應有足夠的行車(chē)視距
3、平面視距分類(lèi)
停車(chē)視距、會(huì )車(chē)視距、超車(chē)視距
4、行車(chē)視距不足主要發(fā)生在下述幾種場(chǎng)合
(1)道路平面上的暗彎,即處于挖方路段的彎道和內側有障礙物的彎道,見(jiàn)圖a
(2)縱斷面上的凸型豎曲線(xiàn),見(jiàn)圖b
(3)下穿式立體交叉的凹型豎曲線(xiàn),見(jiàn)圖c
5、視距相關(guān)規定
6、公路視距的運用
高速公路和一級公路滿(mǎn)足停車(chē)視距的要求
二、三、四級公路,應滿(mǎn)足會(huì )車(chē)視距的要求,在工程特別困難或受其他限制地段,可采用停車(chē)視距,但必須采取分道行駛措施
對向行駛的雙車(chē)道公路,應根據需要并結合地形,在適當的距離內設置具有超車(chē)視距的路段
積雪冰凍地區的道路,停車(chē)視距應適當增長(cháng)
以大型車(chē)為主的公路,應按貨車(chē)停車(chē)視距進(jìn)行檢驗
7、彎道內側視距的保證
清除彎道內側一定范圍的障礙物
最大橫凈距的確定
解析法
幾何法
視距包絡(luò )圖
8、開(kāi)挖視距臺
計算出凈橫距以后,按比例在各樁號的橫斷面圖上畫(huà)出視距臺,以供施工放樣。
十一、路線(xiàn)平面圖繪制步驟
1、確定比例。
公路工程一般山嶺地區采用1:2000,丘陵平原地區采用1:5000。
2、城市道路一般采用1:1000或1:500。
3、根據直線(xiàn)、曲線(xiàn)、轉角一覽表,按比例繪制道路中線(xiàn)圖。
4、在道路中線(xiàn)圖上標注出起點(diǎn)、里程表樁、百米樁、曲線(xiàn)主點(diǎn)樁、橋涵與人工構造物樁號位置。
5、按比例勾繪道路中線(xiàn)左右各100~200m范圍內的地形等高線(xiàn),標注地物、地貌、建筑物與構造物位置和名稱(chēng)。
6、對于城市道路平面圖,應在現狀地形圖上,繪出道路設計紅線(xiàn)、中線(xiàn)、行車(chē)道與人行道的分界線(xiàn),并繪出分隔帶、綠化帶、交通島、沿街建筑及出入口位置與外形。
7、整理、修正(等高線(xiàn)、地物、建筑物、構筑物等)圖紙
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