项目二路线平面

课程名称公路勘测技术专业名称道路桥梁工程技术授课教师/职称王建林/副教授授课方式（合、小班）小班授课题目（章、节）项目二路线平面教材及参考书目公路工程、公路线型设计规范、公路工程技术标准教学目的与要求：◆知道公路平面线形的组成；◆了解平面线形的组合及特点；◆能进行公路平面线形的基本设计。◆知道公路平曲线超高、加宽的原因；◆会进行超高的类型和计算方法；◆知道加宽的类型和计算方法。◆了解中桩坐标的计算原理；◆能进行中桩坐标的计算；◆了解边桩坐标的计算原理。◆能编制直线、曲线及转角一览表；◆能绘制路线平面图；◆能计算逐桩坐标表。内容和时间安排、教学方法：1．内容和时间安排：圆曲线半径、超高、加宽、缓和段及缓和曲线、视距及视距保证，公路平面线形设计的要点等的。2．时间安排：22学时3．教学方法：多媒体、讲述、作业教学重点和难点：1．重点：圆曲线半径、超高、加宽、缓和段及缓和曲线2．难点：超高缓和段上超高的计算，视距包络图绘制。复习思考题、作业题：1、标准对于圆曲线半径是如何规定的？对于超高与加宽又是如何？2、超高方式有哪些？超高缓和段有哪几部分组成？3、什么是行车视距？平面视距如何保证？实施情况及分析：本章内容是本课程的重点之一，也是难点之一，学生在学习过程中难以理解，通过多媒体中展示公路弯道上的实际图片。基本上学生能理解部分内容。然后通过布置作业，学生能够掌握其内容。·知识目标：正确理解最小圆曲线半径的含义与设计中提出的有关要求；能计算曲线上各点的超高值与加宽值；会进行视距保证；熟练掌握缓和曲线参数及有关计算；正确理解平面线形组合及有关要求；正确掌握平面设计的有关成果。·能力目标：能计算最小圆曲线半径，能计算曲线各点的超高值及加宽值，会进行视距保证会进行平面交叉的几何设计与计算。能编制直线、曲线及转角表，会进行道路平面图绘制。·课堂组织：教师采用PPT课堂讲授2学时，采取演示法教学。在课堂上每讲一项功能后，通过投影仪投影把有关图片放到屏幕上，起到直观、形象的效果，使学生能迅速掌握有关知识。项目一路线平面勘测设计工作任务一路线平面线形组成分析（2学时）本章所研究的主题1、公路线形的研究，主要是指道路中心线的空间线形。2、为研究方便和直观起见，对该空间线形进行三视图投影。路线在水平面上的投影称作路线的平面。沿中线竖直剖切并展开构成纵断面线形。中线上任一点的法向切面构成横断面线形。3、公路线形的设计实际上是确定平面、纵断面及横断面线形的尺寸和形状，也就是通常所指的平面设计、纵断面设计和横断面设计。三者之间既相互联系又相互制约，因此在路线设计时，必须综合考虑。4、公路的平面线形，由于其位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约，公路从起点到终点在平面上不可能是一条直线，而是由许多直线段和曲线段（包括圆曲线和缓和曲线）组合而成。5、对平面线形而言，一般可分解为直线、圆曲线及缓和曲线，因此我们对线型的研究，实际上是对直线、圆曲线和缓和曲线三要素的研究，同时对此三要素进行恰当组合，切合实际的在实地上的综合应用，以保证汽车在公路上能安全、顺适的运行。怎样把直线和缓和曲线连接起来？如何保证汽车在平面上能安全、迅速、舒适以及经济地行驶。平面线形各几何元素的合理配置与计算行车速度的关系是怎样的？这些原理和方法即为。工作任务二平曲线超高、加宽计算（6学时）平曲线超高一、超高及其作用当汽车在弯道上行驶时，要受到离心力的作用，横向力是引起汽车不稳定行驶的主要因素。所以在平曲线设计时，常将弯道外侧边道抬高，构成与内侧车道同坡度的单向坡，这种设置称为平曲线超高。其作用是为了使汽车在圆曲线上行驶时能获得一个指向内侧的横向分力，用以克服离心力，减少横向力，从而保证汽车行驶的稳定性及乘客的舒适性。二、超高横坡度的确定超高横坡度的大小与公路等级、平曲线半径及公路所处的环境、自然条件、路面类型、车辆组成等因素有关。即横向力系数的取值，主要考虑设置超高后抵消离心力的剩余横向力系数，其值的大小在0~之间，也与多种因素有关，如车速的大小、考虑快慢车的不同要求、乘客的舒适与路容之间的矛盾等。因此，对应于确定的行车速度，最大超高值的确定主要取决于曲线半径、路面粗糙率以及当地气候条件。《规范》规定，高速公路、一级公路最大超高值为8%和10%，正常情况下采用8%；对设计速度高，或经验算运行速度高的路段宜采用10%。二、三、四级公路限定最大超高为8%是适宜的。但对于积雪冰冻地区，考虑我国以货车为主的特点，限定最大超高为6%比较安全。《标准》规定，当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，必须设置超高。超高值的计算结果见表1-2-5所示。三、设置超高的一般规定和要求1．各级公路当圆曲线半径小于表1-2-3所列不设超高的最小半径时，应在曲线上设置超高。一般地区的圆曲线最大超高值宜采用8%。2．超高横坡度的大小按公路等级、圆曲线半径大小及公路所处的环境、自然条件、路面类型、车辆组成等因素合理确定。3．各级公路圆曲线部分最小超高应于与该公路直线部分的正常路拱横坡度一致，以利于排水。4．分向行驶的多车道公路位于纵坡较大的路段，其上、下坡的运行速度会有明显的差异，故可采用不同的超高值，以策安全。5．二、三、四级公路混合交通量大且接城镇路段，或通过城镇作为街道使用的路段，当车速受到限制，按规定设置超高有困难时，可按表1-2-6规定设置超高。6．位于曲线上的行车道、硬路肩，均应根据设计、圆曲线半径、自然条件等按表1-2-6规定设置超高值。市区路段全超高横坡度设计速度（Km/h）806040、30、20超高横坡度（%）6427．在有纵坡的弯道上设置超高时,应考虑合成纵坡8．回旋线过长，超高渐变率过小，将导致曲线段路面排水不畅。因此应按排水要求超高渐变率不得小于0.3%，即1/330。四、超高缓和段(一)超高缓和段的过渡形式从直线上的路拱双向坡断面，过渡到圆曲线上具有超高横坡度的单向坡断面，要有一个逐渐变化的区段，这一变化段称为超高缓和段。如图1-2-8所示，超高缓和段的形成过程，可根据不同的旋转基线可有二种情况（无中间带和有中间带公路）共六种形式。1．无中央分隔带公路（1）绕路面未加宽时的内侧边缘旋转（简称内边轴旋转）在缓和段起点之前，先将路肩的横坡逐渐变为路拱横坡，再以路中线为旋转轴，逐渐抬高外侧路面与路肩，使之达到与路拱坡度一致的单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至达到超高横坡度为止，如图1-2-9（a）。一般新建公路多采用这种形式。（2）绕路面中心线旋转（简称中轴旋转）在超高缓和段之前，先将路肩横坡逐渐变为路拱横坡，再以路中线为旋转轴，使外侧车道和内侧车道变为单向的横坡度后，整个断面一同绕中线旋转，使单坡横断面直至达到超高横坡度为止，如图1-2-9（b）。一般改建公路常采用这种形式。（3）绕路面外侧边缘旋转（简称外边轴旋转）先将外侧车道绕外边缘旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降坡，待达到单向横坡后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至达超高横坡为止，如图1-2-9（c）。此种方法仅在路基外缘标高受限制或路容美观有特殊要求时采用此种形式。2．有中央分隔带的公路（1）绕中央分隔两侧边缘分别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，如图1-2-9（d）。各种宽度不同的中间带均可选用此种方式。（2）绕中央分带中心旋转先将外侧行车道绕中间带的中心旋转，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，直至超高横坡值。此时，中央分隔带呈倾斜状，如图1-2-9（e）。采用窄中间带的公路可选用此方式。（3）绕各自行车道中心旋转将两侧行车道分别绕各自的中线旋转，使之各自成为独立的单向超高断面。此时中央分隔带边缘分别升高与降低而成为倾斜断面，如图1-2-9（f）。单向车道数大于四条的公路可采用此种方式。对于分离式断面的公路，其超高的设置及过渡形式可视为两条无中间带的公路分别予以处理。（二）超高缓和段长度为了满足行车舒适、路容美观及排水的要求，超高缓和段必须有一定的长度。超高缓和段长度的确定一般以“超高渐变率”来控制。所谓超高渐变率，是指在超高缓和段上由于路基抬高，外侧路缘纵坡较原来设计纵坡增加了一个附加纵坡。超高渐变率过大，会使行车不舒适，路容不美观；但过小，则易在路面内侧积水。我国《规范》规定的超高渐变率见表1-2-7所示。超高渐变率设计速度（Km/h）超高旋转轴位置设计速度（Km/h）超高旋转轴位置中轴边轴中轴边轴1201/2501/200401/1501/1001001/2251/175301/1251/75801/2001/150201/1001/50601/1751/125---1．绕内边轴旋转的超高缓和段长度计算2．绕中轴旋转的超高缓和段长度计算：从图1-2-11可知，路面外缘最大抬高值为内边轴旋转或中轴旋转时的超高缓和段长度，由上式计算的超高缓和段长度取5m的整倍数，并不小于20m的长度值，m。例1-2-5某三级公路，设计速度为V=30Km/h，有一半径R=125m的弯道，求超高为绕内边轴旋转的缓和段长度？解：由V=30Km/h，b=6m，R=125m，查表1-2-5可得，查表1-2-7可得，则例1-2-6：某二级公路，已知设计速度V=60Km/h，有一半径R=200m的弯道，求超高为绕中轴旋转的缓和段长度？解：按题意，查表1-2-5可得：，查表1-2-7可得，按《标准》，b=7m，并取路拱横坡度。则（三）圆曲线上全超高值的计算为便于道路的施工放样，在设计中一般要计算出路基的左、中、右实际标高，或实际标高与设计标高的差值，这一差值即为“超高值”。全超高值的计算与超高方式有关。1．绕内边轴旋转如图1-2-12所示，路基左、中、右经超高后，2．绕中轴旋转（四）超高缓和段上超高值的计算1、绕内边轴旋转2．绕中轴旋转平曲线加宽一、加宽及其作用从图1-2-17可知，汽车在曲线上行驶，四个车轮子轨迹半径不同，其中前轴外轮半径最大，后轴内轮的轨迹半径最小。因而需要比直线上更大的宽度，汽车在曲线上行驶时，其行驶轨迹并不完全与理论行驶轨迹相吻合，而是有一定的摆动偏移，故需要路面加宽来弥补，以策安全。这种在曲线上适当拓宽路面的形式称为平曲线加宽。二、圆曲线全加宽值计算路面加宽值与平曲线半径、车型尺寸及会车时的行车速度有关。(一)根据汽车交会时相对位置所需的加宽值(二)根据不同车速摆动偏移所需的加宽值:以上仅考虑汽车在圆曲线上的几何布置,还应引入一个由于速度变化的修正值。根据试验和行车调查，行车速度引起的汽车摆动幅度的变化值(三).圆曲线上的全加宽值(四)半挂车对加宽的要求半挂车等大型车辆对加宽的要求包括牵引车、拖车及汽车摆动幅度的变化值有三部分组成。可按下式计算（五）加宽的有关规定与要求我国《规范》规定，二级公路、三级公路、四级公路的圆曲线半径小于或等于250m时，应设置加宽。双车道公路路面加宽值规定如表1-2-9，单车道公路路面加宽值按表列数值折半。圆曲线的加宽应设置在圆曲线的内侧，而且各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽。双车道路面加宽值表1-2-9加宽类别圆曲线半径加宽值(m)汽车轴(m)距加前悬(m)250～200200～150150～100100～7070～5050～3030～2525～2020～1550.40.60.81.01.21.41.82.22.580.60.70.91.21.52.0---5.2+8.80.81.01.52.02.5----注：单车道公路路面加宽值应为表7.6.1规定值的一半。圆曲线加宽类别应根据该公路的交通组成确定。二级公路以及设计速度为40km/h的三级公路有集装箱半挂车通行时，应采用第3类加宽值；不经常通行集装箱半挂车时，可采用第2类加宽值。四级公路和设计速度为30km/h的三级公路可采用第1类加宽值。由三条以上车道组成的行车道，其路面的加宽值应另行计算。对于分道行驶的公路，若平曲线半径较小，其内侧车道的加宽应大于外侧车道的加宽值，设计时应通过计算确