第5章公路勘察设计线形设计

第五章线形设计2§5.1平面线形设计•一般原则（JTJ20-2006）1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形相适应，与周围环境相协调。在宽阔的平原微丘区，路线应直捷顺畅。3§5.1平面线形设计•一般原则（JTJ20-2006）1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形相适应，与周围环境相协调。在没有任何障碍物的戈壁、草原等开阔地区，应以直线为主。4§5.1平面线形设计•一般原则（JTJ20-2006）1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形相适应，与周围环境相协调。原则：与地形相适应，宜直则直，宜曲则曲，不片面追求直曲。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，片面强调路线要以直线为主或以曲线为主，或人为规定二者的比例是错误的。在起伏的山岭和丘陵地区，线形以曲线为主。5§5.1平面线形设计•一般原则（JTJ20-2006）2）保持平面线形的均衡与连贯。长直线的尽头避免接小半径曲线事故形态要求高低标准之间要有过渡同一等级道路上大、小指标间的均衡过渡同一条道路上采用不同计算行车速度设计的路段之间的过渡。6§5.1平面线形设计•一般原则（JTJ20-2006）3）两反向圆曲线间不宜设置短直线，否则应调整线形设置为S形曲线。4）设计速度等于或小于40km/h的双车道公路，两相邻反向圆曲线无超高时可径相衔接，无超高有加宽时应设置长度不小于10m的加宽过渡段；两相邻反向圆曲线设有超高时，地形条件特殊困难路段的直线长度不得小于15m7§5.1平面线形设计•一般原则（JTJ20-2006）5）两同向圆曲线间应设有足够长度的直线，否则应调整线形设置为单曲线或复曲线。6）六车道及以上的高速公路，同向或反向曲线间插入的直线长度，还应符合路基外侧边缘超高渐变率规定的要求。7）设计速度等于或小于40km/h的双车道公路，应避免连续急弯的线形。地形条件特殊困难不得已而设置时，应在曲线间插入规定的直线长度或回旋线。8§5.1平面线形设计•一般原则（JTJ20-2006）8）各级公路无论转角大小应敷设曲线，并宜采用较大的圆曲线半径。转角过小时应调整平面线形。当不得已而设置小于7°的转角时，则必须按规定设置足够长的曲线。设计速度（km/h）1201008060403020平曲线最小长度（m）一般值1400/Δ1200/Δ1000/Δ700/Δ500/Δ350/Δ280/Δ极限值200170140100705040公路转角等于或小于7°时的平曲线长度注：表中Δ为路线转角值（°），当Δ2°时，按Δ=2°计算9§5.1平面线形设计•平面线形要素的组合类型基本型S型卵型凸形复合型C型10§5.1平面线形设计•设计要点：2β≤αα为路线转角;β为缓和曲线角LS1:LY:LS2为1:1:1～1:2:1•基本型：按直线－回旋线－圆曲线－回旋线－直线的顺序组合的曲线。对称基本型：A1=A2；非对称基本型：A1≠A2；简单型：A1=A2=011§5.1平面线形设计•S型：两个反向圆曲线用两段反向回旋线连接的组合形式。•设计要点：A1与A2宜相等A1与A2不相等时，之比应小于2.0，有条件时小于1.5两圆曲线半径之比不宜过大，以R1/R2=1～1/3为宜。不得已插入短直线或两回旋线互相重合时，重合段的长度L≤（A1+A2）/40m12§5.1平面线形设计•卵型：两同向圆曲线相连接或插入直线长度不足时，可用回旋线将两同向圆曲线连接组合为卵型曲线。•设计要点：R2/2≤A≤R2R2为小圆半径R2/R1=0.2～0.8为宜D/R2=0.003～0.03为宜D为两圆曲线间的最小间距13§5.1平面线形设计•凸型：两个同向回旋线间不插入圆曲线而径向衔接的组合•设计要点：回旋线参数及其对接点的曲率半径应分别符合容许最小回旋线参数和圆曲线半径的规定。对接点附近0.3V(m)长度范围内，应保持对接点半径确定的路拱横坡度。凸型曲线只有在路线严格受地形限制，且对接点的曲率半径相当大的情况下才可采用14§5.1平面线形设计•C型：受地形限制或其他特殊情况限制时，可将两同向圆曲线的回旋线曲率为零处径向衔接的组合C型曲线仅限于地形条件特殊困难，路线严格受限制时方可采用15§5.1平面线形设计•复合型：受地形限制时，大半径圆曲线与小半径圆曲线相衔接处，可采用两个或两个以上同向回旋线在曲率相同处径相衔接的组合。两相邻回旋线参数比以小于1.5为宜。复合曲线在地形受限制时，或互通式立体交叉匝道设计中可采用16§5.1平面线形设计•回头曲线：由一个主曲线、两个复曲线和主、辅曲线所夹的直线段组合而成的复杂曲线。越岭线应利用地形自然展线，避免设置回头曲线。三、四级公路在自然展线无法争取到需要的距离以克服高差或因地形、地质条件限制而不能采用自然展线时方可采用。两相邻回头曲线间应有较长的距离。一回头曲线的终点至下一回头曲线的起点距离，设计时速40km/h、30km/h、20km/h时，分别应不小于200m、150m、100m。17§5.2平纵线形组合设计•平、纵线形组合设计：在满足汽车运动学和力学要求前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适，与周围环境相协调，并有良好的排水条件。•组合设计总要求设计速度V≥60km/h设计速度V≤60km/h18§5.2平纵线形组合设计一、视觉分析（一）视觉分析的概念和意义视觉分析:从视觉心理出发，对道路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调等进行研究分析，以保持视觉的连续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计视觉是连接道路与汽车的重要媒介。视觉分析是道路线形设计的有效手段。19§5.2平纵线形组合设计（二）驾驶员视觉特点1、驾驶员的注意力集中和心理紧张程度随车速的增加而增加2、注意力集中点和视野距离随车速增加而增加3、视角随车速的增加而变小。20§5.2平纵线形组合设计（三）视觉分析方法：透视图构建公路立体模型：HinCAD、海地公路软件、武汉捷力的公路一体化设计软件处理采集的图像：Photoshop，CORELDRAW等图像编辑软件效果处理：3DMAX渲染巨匠（lightscape）软件21§5.2平纵线形组合设计二、组合设计原则1、应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。2、注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。3、选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。4、注意与道路周围环境的配合。22§3.7平纵线形组合设计三、组合设计方法（一）组合形式23§5.2平纵线形组合设计（三）平、纵组合基本要求1、直曲组合2、平曲线与竖曲线组合宜互相重合，且“平包竖”注：若平、竖曲线半径都很大且坡率差较小时，则平、竖位置可不受上述限制。若做不到平、竖曲线较好的组合，宁可把二者拉开相当距离，使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。24§5.2平纵线形组合设计3、平曲线与竖曲线大小均衡当平曲线半径在1000m以下时，竖曲线半径宜为平曲线半径的10～20倍注：当平曲线缓而长、纵断面坡差较小时，可不要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。平曲线半径(m)竖曲线半径平曲线半径(m)竖曲线半径(m)50010000110030000700120001200400008001600015006000090020000200010000010002500025§5.2平纵线形组合设计4、要选择适当的合成坡度。（1）合成坡度过大，对行车安全不利，车辆易出事故。（2）合成坡度过小，不利于路面排水，对高速行驶的车辆由于溅水而影响行车安全。注：如果变坡点与路面横向排水不良的平曲线路段组合，易使合成坡度过小，排水不利，妨碍高速行车，故合成坡度一般应不小于0.5％。26§5.2平纵线形组合设计（三）平、纵线形设计中避免的组合（1）长直线配长坡。（2）直线上短距离内多次变坡。（3）直线段内插入短的竖曲线。（4）在长直线上设置坡陡及曲线长度短、半径小的竖曲线。（5）平面转角小于7°的平曲线不宜与坡度角较大的凹形竖曲线组合在一起。（6）在完全通视的条件下，应极力避免长上（下）坡路段的平面线形多次转向形成蛇形的组合线形。27§5.2平纵线形组合设计（三）平、纵线形设计中避免的组合（7）直线上的纵断面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形。（8）避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线（9）避免将小半径的平曲线起、迄点设在或接近竖曲线的顶部或底部（10）避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合（11）避免小半径的竖曲线与缓和曲线重合28§5.2平纵线形组合设计长直线配长坡29§5.2平纵线形组合设计浪形长直线内多次变坡30§5.2平纵线形组合设计锯齿形路段31§5.2平纵线形组合设计暗凹路段蛇形路段32§5.2平纵线形组合设计（四）线形与景观的协调与配合（1）应在道路的规划、选线、设计、施工全过程中重视景观要求。尤其在规划和选线阶段。（2）在选定路线时，应充分地利用自然风景，尽量做到路线与大自然融为一体，不产生生硬感和隔断大自然。特别是在长直线路段上，应使驾驶者能看到前方显著的景物。（3）对道路本身不能仅把它当作技术对象，还应把它作为景观来看待，修建时要少破坏沿线自然景观，尽量避免高填深挖。33§5.2平纵线形组合设计（四）线形与景观的协调与配合（4）横面设计要使边坡造型和绿化与现有景观相适应，弥补填挖对自然景观的破坏。（5）应进行综合绿化处理，避免形式和内容上的单一化，应将绿化作为诱导视线、点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。（6）应根据技术和景观要求合理选定构造物的造型、色彩，使道路构造物成为对自然景观的补充。343536§3.7平纵线形组合设计3738§3.7平纵线形组合设计谢谢！