道路勘测第3章.ppt

第3章 道路平面设计,本章要求： 1.掌握平面线形的特点 2.计算圆曲线及缓和曲线要素 3.计算里程 4.计算导线长度 5.计算超高加宽值 6.学会查《标准》 7.掌握平面线形组合的常用形式3.1 路线平面的基本线形 1.直线 线形特征：R=∞ 前方视线好，距离短 2.圆曲线 线形特征：R圆=常数 易设置，行车自然 3.缓和曲线 线形特征：R=变量（ ∞ →R圆）直线与圆曲线之间提高线形连续性和平顺性，符合汽车转向行驶时的自然轨迹直线与圆曲线连接,转角α,,,,,,左转角：αz,右转角：αy,导线,直线,直线,圆曲线,,,,,,,,,,,JD,半径 R,,第一缓和曲线,直线与缓和曲线、圆曲线连接,第二缓和曲线,圆曲线,直线,直线,半径 R,转角α,JD,导线,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3.2 直 线,1.最大长度 未明确规定限制值，但不宜过长 一般认为直线最大长度不宜超过20V（米） V为设计速度（KM / h）2.最小长度（1）.反向曲线间的直线最小长度不得小于2V （米） （2）.同向曲线间的直线最小长度不得小于6V （米）。

反向曲线间的直线,同向曲线间的直线,,,,≥2V,≥6V,3.3 圆曲线1.平面圆曲线半径的取值 （1）.应使平曲线半径不小于《标准》规定的相应等级道路的最小半径 一般最小半径，是指通常情况下可以采用的最小半径 极限最小半径，是指地形或其他条件特殊困难时才可采用的最小半径 不设超高的最小半径，是指平曲线可以没有超高的最小半径2）.应使平曲线长度（缓和曲线与圆曲线之和 ） 不小于《标准》规定的相应等级道路的最小 长度 以上两个条件必须同时满足 在不过分增加工程量的前提下，应采用较大 半径转角≤ 7º时平曲线最小长度计算例1： 某三级公路设计速度30km /h，一转角5º30’24”，求最小平曲线长度 解：查表3.5，得最小平曲线长度一般值应为 350/α，则 Lmin=350 / 5º30’24”=63.559米,例2： 某二级公路设计速度80km /h，一个转角1º30’24”，求最小平曲线长度 解：查表3.5注，当转角α <2º 时应按α =2º 计， 则 Lmin=1000 / 2º=500米,图3.2 圆曲线要素计算,2.平面圆曲线的计算,式中 T——切线长(m)； L——曲线长(m)； E——外距(m)，即JD到曲线中点的距离； J——校正值(m)，即导线长度与圆曲线长度之差； R——曲线半径(m)； ——转角(°)。

桩号的计算,通常,从路线起点开始,设定桩号为K0+000,随着路线的延伸,累加路中线长度得到桩号.路中线长度不是导线长度.,,,,,,,,,,,,,起点 K0+000,,JD1,JD2,,,,,,,,150.325,98.641,105.124,136.664,,,α,K0+340.429,K0+150.325,计算示例,例3：某四级公路， JD10里程K2+195.324， αz=18º32’30”； 拟设半径R=100米，求主要桩号 解： (1).求曲线元素 T= 100 × tan(18º32’30” /2) =16.323米 L=100 × 18º32’30” ×π /180=32.361米 E=100 ×（ sec(18º32’30” /2) – 1）=1.324米,(2) .求主要桩号ZY= K2+195.324 – 16.323=K2+179.001QZ= K2+ 179.001+ 32.361 /2=K2+195.182YZ= K2+ 179.001 + 32.361 = K2+211.362,,,,,,,,TB,αAy,JD12TA,,,,,,,,αBy,虚交曲线计算示例: 两点拼,,,,,,,,ZY,YZ,,,,,T,a,t1,b,t2,T,由正弦定理： a =W × sin αBy / sin (αAy+ αBy) b =W × sin αAy / sin (αAy+ αBy),w,虚交点,,,,,例4：某公路JD12TA里程K2+284.197，αAy=13º24’36” ，αBy=17º32’54” ，AB导线（基线）长W=36.859米；拟设半径R=150米，求主要桩号。

解：(1).求曲线元素 T= 150 × tan(30º57’30” /2) =41.540米 L=150 × 30º57’30” ×π /180=81.049米 E=150 ×（ sec(30º57’30” /2) -1）=5.646米,a= 36.859×sin 17º32’54” / sin 30º57’30”=21.603米b=36.859×sin 13º24’36” / sin 30º57’30”=16.617米 t1= T – a = 41.540–21.603=19.936米 t2 = T – b = 41.540–16.617= 24.923 米 (2) .求主要桩号 ZY= K2+284.197 – 19.936= K2+264.261 YZ= K2+ 264.261 + 81.049 = K2+345.310,作业：,习题1：(1分) 某四级公路，设计速度20KM / h JD5处αY=1˚ 35’24” JD6处αz=5˚ 13’20”，在该两处设置平曲线时，半径分别不得小于多少米？ 习题2: (1分) 某二级公路，设计速度60KM / hJD1TA里程为K0+580，αAZ =11˚ 24’36”，基线长115.68米，αBZ=9˚ 32’26”，拟设半径700米。

求主点桩里程3.4 缓和曲线1.概述(1).缓和曲线的线形特征 R=变量（ ∞ →R圆） 由第二章已知：汽车等速行驶，同时以不变的角速度转动方向盘所产生的行驶轨迹线为回旋线 ρl = C 所以，《标准》规定公路采用回旋线作为直线与圆曲线之间的缓和曲线特殊地，鉴于四级公路标准最低，设计速度较小， 《标准》规定四级公路采用直线作为超高加宽缓和段，以减少设计施工时的工作量2).缓和曲线的作用 使直线与圆曲线之间提高线形连续性和平顺性; 符合汽车转向行驶时的自然轨迹； 实现超高和加宽逐渐变化2.缓和曲线的取值 缓和曲线取值应从规定值、超高所需值和加宽所需值这三个值中选取大者 (1).缓和曲线最小长度 是缓和曲线长度的最小取值，在任何情况下均不得低于此限详见下表2).缓和曲线所需长度的计算 超高和加宽应在缓和曲线长度范围内完成，所以应分别对超高和加宽所需长度值进行计算，并取用其中的值大者 1）.超高所需长度值计算 《标准》规定，采用以下公式计算 式中： Lc——超高缓和段所需长度(m)； B’——旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘 带)外侧边缘的宽度(m)； Δi——超高坡度与路拱坡度代数差(％)； p——超高渐变率(又称附加纵坡)，即旋转轴线与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间相对升降的比率，其规定值见表3.12和表3.13。

2）.加宽所需长度值计算 《标准》规定，加宽渐变率不应大于1 / 15，故有 Lj = W ×15 式中： Lj——加宽缓和段所需最小长度(m)； W——《标准》规定的加宽值，见表3.15和表 3.16 Lc、Lj计算结果应取用值大者，并应将计算结果取整为5米的倍数，作为缓和曲线长度运用于平面曲线设计 对于高等级道路，可在以上计算的基础上，适当加大缓和曲线长度值，以获得优美的平面线形 为保证路面排水，横坡度由1.5%过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1 / 3304)缓和曲线的省略 当平面曲线半径较大（离心力很小）时，可以不设置超高和加宽意味着可以不设缓和曲线 因此，《标准》规定了不设置缓和曲线的条件，详见表3.7及3.8R,T,T,,,,,,,JD,,,,q,p,,3.带缓和曲线的平曲线计算,,,,,,,,,,,JD,ZH,HZ,R,HY,T,QZ,YH,LS2,LS1,T,,,,,,,,,βo,改为 2688,,,,1）平曲线要素计算,切线增值,内移值,全缓和曲线角,切线长,曲线长,圆曲线长,外距,校正值,,例5：某三级公路JD12TA里程K2+284.197，αAy=13º24’36” ，αBy=17º32’54” ，AB导线（基线）长W=36.859米；拟设半径R=150米，Ls=40米。

求主要桩号 解：(1).求曲线元素 q=40 /2 –403 /240 /1502 =19.988米 p=402 /24 /150 –404 /2688 /1503 =0.444米 T= (150+0.444) × tan(30º57’30” /2)+19.988 =61.651米 L=150 × 30º57’30” ×π /180+40=121.049米 E=(150+0.444) × sec(30º57’30” /2) – 150=6.106米 a= 36.859×sin 17º32’54” / sin 30º57’30”=21.603米 b=26.859×sin 13º24’36” / sin 30º57’30”=16.617米 t1= T – a = 61.651 – 21.603=40.047米 t2 = T – b = 61.651 – 16.617=45.034米,(2) .求主要桩号 ZH= K2+284.197 – 40.047= K2+244.150 HY= K2+244.150+40= K2+284.150 QZ= K2+244.150+ 121.049 /2= K2+304.674 YH= K2+244.150+ 121.049 –40= K2+325.199 HZ= K2+244.150 + 121.049 = K2+365.199,例6：某二级公路，设计速度40KM／h。

JD1TA里程为K0+580，αAZ=11˚ 24’36”，基线长115.68米，αBZ=9˚ 32’26”，拟设半径400米请自定缓和曲线长度，并求主点桩里程i拱=1.5%, i超=2.0%,B=7.0，p=1/100）1.  求Lc (式3.39) Lc=7*0.035/（1/100） =24.5米，取整为 25米；2.  无加宽，故Lj=0；3.  表3.6：最小缓和长度=35米故应取Ls=35米4. 求得： L=181.262,T=91.480,E=6.909,T1=37.857,T2=27.478 ZH=542.143 HY=577.143 YH=688.405 HZ=723.4505.  若要线形比例适当，即Ls≈Ly, 试算后，取Ls=70米， 则： L=216.262,T=109.043,E=7.299,T1=55.420,T2=45.041 ZH=524.580 HY=594.580 YH=670.842 HZ=740.842,。