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道路平面线性设计及计算算例

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道路平面线性设计及计算算例

道路平面线性设计及计算算例

邵家邦

(四川建筑职业技术学院,四川德阳618000)

1基本资料

本设计是某国道地段,起始桩号为K0+

000.000,终点桩号为K3+679.034,全长

3679.034m 。设计车速:100km/h ;交通量:25000辆/

昼夜;圆曲线最小半径:700m ;缓和曲线最小长度:

85m ;平曲线最小长度:200m ;竖曲线最小长度:

100m ;最大纵坡:4%;最小纵坡:0.5%;路面标准轴

载:

100kN ;路肩宽度:0.75m ;路基宽度:26m ;车道宽度:3.75m ;中央分隔带宽度:3.5m 。

2平面线性设计

2.1特点及设计标准

2.1.1直线。直线的运用:(1)不受地形、地物限

制的平坦地区或山间的开阔谷地。(2)市镇及其近

郊,或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区。

(3)路线交叉点及其前后。(4)双车道公路提供超车

的路段。(5)长大桥梁、隧道等构造物路段。

直线最小长度的限制与要求:(1)同向曲线间

的最小直线长度:本设计同向曲线间的最小直线

长度为6倍车速,

即600m 。(2)反向曲线间的最小直线长度:本设计反向曲线间的最小直线长度为2

倍车速,即200m 。

2.1.2圆曲线。(1)概述:平面线形设计中不论

转角大小都应设置圆曲线。平面线形中常用的单

曲线、复曲线、双交点、或多交点曲线、虚交点曲

线、

回头曲线等均包含了圆曲线。圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优

点,因此使用十分普遍。(2)圆曲线要素的计算:圆

曲线几何元素计算公式:T=Rtan α/2;L=παR/180;

E=R (sec α/2-1);J=2T-L 。式中:T :切线长(m );L :曲

线长(m

);E :外距(m );J :校正(超距)(m );R :圆曲线半径(m

);α:转角(m )。(3)圆曲线半径:汽车行驶在曲线上由于离心力的作用其稳定性受到影响,半

径愈小愈不利。所以在选择平曲线半径时应尽可

能采用较大的半径值。根据我国规范,一级公路在

平原微丘地形中,圆曲线极限最小半径为400m ,

一般最小半径为700m 。

2.1.3缓和曲线。(1)概述:缓和曲线是道路平

面线形重要组成部分,它是在直线和圆曲线之间

或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的

一种曲率连续变化的曲线。

《标准》规定,一级公路应设置缓和曲线。(2)缓和曲线的作用:a.曲率连续

变化,便于车辆遵循。

b.离心加速度逐渐变化,旅客感觉舒适。

c.超高横坡度逐渐变化,行车更加平稳。

d.与圆曲线配合得当,增加线形美观。

缓和曲线的性质:a.缓和曲线的形式主要有回

旋线、三次抛物曲线等。b.缓和曲线必须限定其最

小长度。

几何要素的计算公式: 2.2平面线性设计2.2.1一般原则。(1)平面线形应直捷、连续、顺适,并与地形、地物相适应,与周围环境相协调。(2)行驶力学上的要求是基本的,视觉和心理上的要求对高速公路应尽量满足。(3)保持平面线形的均衡与连贯。(4)应避免连续急弯的线形。(5)平曲线应有足够的长度,一级公路在平原微丘地区的平曲线最小长度是170m 。2.2.2线形要素组合类型。本设计采用基本型:直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线。2.3行车视距2.3.1概述。行车视距是道路使用质量的重要指标之一,行车视距是否充分,直接关系到行车的安全与迅速。2.3.2停车视距。(1)概述:停车视距是指驾驶人员发现前方有障碍物到汽车在障碍物前停住所需要的最短距离。(2)计算公式:;;;式中:V :汽车行驶速度,设计速度:120~80km/h ,采用设计速度的85%;φ:路面与轮胎之间的附着系数;ψ:道路阻力系数,ψ=f+i ;t :驾驶人员反应时间。根据《标准》,一级公路在平原微丘段停车视距为160m 。3平面设计具体过程及设计成果3.1各控制点坐标起点坐标JD0(0,0),JD1(660.000,483.750),JD2(0,2158.750),终点坐标JD3(233.750,3368.750)。3.2路线转角、交点间距、曲线要素及主点桩计算起点坐标:JD0(0,0),第一个交点坐标:JD1(660.000,483.750):坐标增量:DX =XJ1-XJ0=660.000-0=660.000,DY =YJ1-YJ0=483.750-0=483.750;交点间距:;象限角:;计算方位角A :DX>0,DY>0,A =36.24°。第一个交点坐标:JD1(660.000,483.750),第二个交点坐标:JD2(0,2158.75):坐标增量:DX =XJ2-XJ1=0-660.000=-660.000,DY =YJ2-YJ1=2158.750-483.750=1675.000;交点间距:;象限角:;计算方位角A :DX<0,DY>0,A =180-68.49=111.51(度);转角:α1=111.51-36.24=75.27(度)(右偏)。第二个交点坐标:JD2(0,2158.750),终点坐标:JD3(233.750,3368.750):坐标增量:DX =XJ3-XJ2=233.750-0=233.750,DY =YJ3-YJ2=3368.750-2158.750=1210.000交点间距:;象限角:;计算方位角A :DX>0,DY>0,A =79.07°;转角:α2=

79.07-111.51=-32.44(度)(左偏)。

3.3计算曲线要素

第一条曲线:

L S =100m ,R =700m ;第二条曲线:L S =100m ,R =700m ;3.4中桩坐标计算(1)直线上中桩坐标计算:设交点坐标JD (X J ,Y J ),交点相邻直线的方位角分别是A 1和A 2,则ZH 或(ZY )坐标:HZ 或(YZ )坐标:设直线上加桩里程为L ,ZH 、HZ 表示曲线起终点里程,则直线上任意点坐标(L ≤ZH ):后直线上任意点坐标(L >HZ )(2)缓和曲线的单曲线内中桩坐标计算:曲线上任意点的切线横距x :l-缓和曲线上任意点至ZH (或HZ )点的曲线长;L S -缓和曲线长度。第一缓和曲线(ZH -HY )任意点坐标:圆曲线内任意点坐标:在HY -YH ,

摘要:合理的平面线性设计能提高公路的技术等级,减少工作量,又可降低工程造价,能够更好的满足公路的使用要求。根据某实际工程,对某道路进行平面线性设计。

关键词:道路;平面设计;线性;算例

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