道路平面设计线形要素与配置
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简述公路平纵线形组合设计原则1.引言1.1 概述概述部分内容:公路平纵线形组合设计原则是指设计公路平面布置时,根据道路的特定需求和周边环境条件,合理确定公路的纵坡、水平线形及曲线形等要素的组合方式。
公路平纵线形组合设计是公路工程设计中的重要环节,直接关系到公路的舒适性、通行能力和安全性。
在公路平纵线形组合设计的过程中,需要考虑道路的纵向变化、交通安全、通行能力、视距等因素。
通过合理的设计,可以减小交通事故的发生概率,提高道路的通行效率,保障行车的舒适性。
同时,公路平纵线形组合设计还要综合考虑环境保护、土地利用等因素,使公路与周边的自然、人文环境相协调。
在实际设计中,公路平纵线形组合设计要根据不同道路类型和功能进行分析研究,比如高速公路、城市快速路、乡村公路等。
不同道路类型的设计要求和要点不同,需要根据实际情况进行调整和优化。
综上所述,公路平纵线形组合设计原则在公路工程设计中具有重要作用,通过合理的设计可以提高道路的舒适性、通行能力和安全性。
在未来的设计中,我们需要不断总结经验,借鉴国内外先进的设计理念和技术,不断创新和完善公路平纵线形组合设计原则,为建设更优质、更便捷、更安全的公路网络做出贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构部分旨在介绍本篇长文的组织和框架,以便读者可以更好地理解文章的内容和逻辑结构。
首先,本篇长文分为引言、正文和结论三个部分,每个部分都有其特定的目的和内容。
引言部分主要是对整个文章进行概述,并介绍文章结构的整体安排。
正文部分是文章的核心部分,详细介绍了公路平纵线形组合设计原则的相关要点。
结论部分则对正文进行总结,并展望了未来可能的发展方向。
在引言部分,我们首先会概述本篇长文的主题——公路平纵线形组合设计原则,以及与该主题相关的背景和重要性。
接着,我们会介绍文章的结构安排,明确各个部分的内容和目的,以便读者可以在阅读过程中有条理地理解和掌握文章的核心思想。
正文部分是本篇长文的重点,会详细介绍公路平纵线形组合设计原则的要点。
7公路平面7.1 一般规定7.1.1公路平面线形由直线、圆曲线和回旋线三种要素组成。
本规范只对有关线形要素的种类、性质和指标的“一般值”或“最小值”作出了规定,至于这些技术指标如何运用以及它们之间应当如何组合,则一并在第9章“线形设计”中论述。
7.1.2平面线形各要素的选择应根据公路等级、设计速度,充分考虑沿线自然环境和社会环境,做到该直则直,该曲则曲,设计的平、纵面线形舒顺流畅,采用的平、纵指标高低均衡,并与地形、景观、环境等相协调。
7.2直线7.2.1直线是平面线形基本要素之一,具有能以最短的距离连接两控制点和线形易于选定的特点。
但由于直线线形缺乏变化,不易与地形相适应等原因,位于山岭重丘区的公路,往往造成工程量增大、破坏自然环境等弊端;在高速公路、一级公路行车速度快的情况下,更易使驾驶者感到单调、疲乏、难以准确目测车间间距,增加夜间行车车灯眩目的危险,还会导致出现超速行驶状态。
因而在设计直线线形和确定直线长度时,必须慎重选用。
有些国家在长直线的运用上有条件地加以限制。
像意大利和日本这样的多山之国,高速公路平面线形以曲线为主,如日本、德国规定直线最大长度不宜超过设计速度的20倍,即72s行程;西班牙规定不宜超过80%的设计速度的90s行程;法国认为长直线宜采用半径5 000m以上的圆曲线代替;美国规定线形应尽可能直捷,而应与地形一致;俄罗斯对直线的运用未作规定,且部分类似于高速公路的快速干道则不封闭,但都采用宽中央分隔带改善路容,设置低路堤、缓边坡以增加高速行车的安全度。
调研中,各省对长直线的运用存在不同看法,也确有直线长度远远超过20v的事例,但直线本身并无优劣之说,关键在于如何结合地形恰当地运用。
本次修订对直线的最大长度未作明确限定,仅规定“直线的长度不宜过长”,给设计人员留下空间去作分析、判断,以使设计更加符合实际。
7.2.2圆曲线间的直线长度不宜过短,是基于保证线形连续性而考虑的。
本次修订在“规范用词严格程度”上仍维持“宜”,表示允许有选择,在有条件时首先应这样做。
道路工程平面线型设计在平面线型设计中,汽车形式轨迹的特性,道路平面线型的要素以及直线的特点与运用等等都是我们需要掌握的特点,如何设计出一条合理且优秀的线型,相信看完今天的内容大家都会有自己的答案。
一、道路平面线型概述一、路线道路:路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施构成的三维实体。
路线:是指道路中线的空间位置。
平面图:路线在水平面上的投影。
纵断面图:沿道路中线的竖向剖面图,再行展开。
横断面图:道路中线上任意一点的法向切面。
路线设计:确定路线空间位置和各部分几何尺寸。
分解成三步:路线平面设计:研究道路的基本走向及线形的过程。
路线纵断面设计:研究道路纵坡及坡长的过程。
路线横断面设计:研究路基断面形状与组成的过程。
二、汽车行驶轨迹与道路平面线形(一)汽车行驶轨迹行驶中汽车的轨迹的几何特征:(1)轨迹连续:连续和圆滑的,不出现错头和折转;(2)曲率连续:即轨迹上任一点不出现两个曲率的值。
(3)曲率变化连续:即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。
(二)平面线形要素行驶中汽车的导向轮与车身纵轴的关系:现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的,称为平面线形三要素。
二、直线一、直线的特点1.优点:①距离短,直捷,通视条件好。
②汽车行驶受力简单,方向明确,驾驶操作简易。
③便于测设。
2.缺点①线形难于与地形相协调②过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦,难以目测车间距离。
③易超速二. 最大直线长度问题:《标准》规定:直线的最大与最小长度应有所限制。
德国:20V(m)。
美国:3mile(4.38km)我国:暂无强制规定景观有变化≧20V;<3KM景观单调≦ 20V公路线形设计不是在平面线形上尽量多采用直线,或者是必须由连续的曲线所构成,而是必须采用与自然地形相协调的线形。
采用长的直线应注意的问题:公路线形应与地形相适应,与景观相协调,直线的最大长度应有所限制,当采用长的直线线形时,为弥补景观单调的缺陷,应结合具体情况采取相应的技术措施。
市政道路路线线形设计市政道路路线线形设计是指根据城市规划和交通需求,对道路线路进行设计和规划的过程。
道路线形设计对于城市的交通运输和城市规划有着重要的意义,它不仅关系到交通的畅通与安全,还影响着城市的形象和风貌。
良好的道路线形设计能够提高交通效率,减少交通事故,改善城市环境,促进城市的可持续发展。
一、道路线形设计的基本原则和要求1. 适应城市规划:道路线形设计应该与城市规划相一致,遵循城市总体规划的方向和要求,与城市的整体风貌和风格相匹配。
2. 保证交通安全:道路线形设计应该考虑交通安全因素,设计合理的交通流线,设置合适的交通标志和标线,保证车辆和行人的安全与畅通。
3. 促进交通畅通:道路线形设计应该考虑交通流量的变化情况,合理规划道路宽窄、弯曲与直线的变化等,以保障交通的畅通和便利。
4. 改善城市环境:道路线形设计应该考虑城市的环境保护和美化,合理设置绿化带、人行道和交通设施,提高道路的绿化和美观程度。
5. 服务城市经济:道路线形设计应该考虑城市的发展需要,为城市的经济活动和社会生活提供便利和支持。
1. 路线选择:选择适宜的路线对于道路线形设计至关重要。
路线的选择需要考虑周边的地形地貌、自然条件、城市规划、土地利用等因素,综合分析选择最佳的路线。
2. 道路设计:根据城市规划的要求,对道路线形进行设计。
包括道路的宽度、弯曲、坡度、交叉口等方面的设计,确保符合交通需求。
3. 交通设施:在道路线形设计中,应合理设置交通设施,包括交通信号灯、路灯、交通标志、交通隔离设施、人行设施等,提高交通的有序性和安全性。
5. 管线保护:在道路线形设计中,需要考虑地下管线的保护和排布,避免因建设道路而损坏地下管线,确保城市的基础设施完好。
6. 径流控制:在道路线形设计中,需要考虑径流控制,设置排水系统,保障道路在降雨过程中排水畅通,避免交通积水现象。
7. 交通组织:在道路线形设计中,需要考虑交通组织和交通系统的整合,提高交通的效率和便捷性。
道路平面设计线形要素与配置
摘要:根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求,合理地确定道路各线形要素
和几何参数,保持线形的连续性和均衡性,避免长直线,并注意使线形与地形、
地物、环境和景观等协调。
对于车速较高的道路,线形设计还应考虑行驶美学、驾驶员的视觉及心理上
的要求,因此本次着重讨论圆曲线的半径、缓和曲线长度以及直线、曲线的合理
配置等。
关键词:道路;线形要素;长直线;圆曲线;半径;缓和曲线;长度;合理
配置
1 道路线形要素基本概述
1.1路线平面的基本线形
道路是一条三维空间的实体,是一个带状构造物。
它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线形构造物。
1.2直线
a.直线的特点:
直线距离短,直捷,通视条件好。
汽车在直线上行驶受力简单,方向明确,
驾驶操作简易。
便于测设。
直线线形大多难于与地形相协调,若长度运用不当,
不仅破坏了线形的连续性,也不便达到线形设计自身的协调。
过长的直线易使驾
驶人感到单调、疲倦,难以目测车间距离。
b. 宜采用直线线形的路段:
(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)长的桥梁、隧道等构造物路段;
(4)路线交叉点及其前后;
(5)双车道公路提供超车的路段。
1.3圆曲线
是平面线形中常用的基本线形,在道路遇到障碍或地形需要改变时设置。
1.4缓和曲线
设置在曲线与圆曲线或不同半径的两圆曲线之间,用以缓和人体感到的离心
加速度的急骤变化,从而达到驾驶员操作流畅,视觉平顺,线形连续。
缓和曲线
目前有:回旋曲线、三次抛物线、双纽曲线等。
汽车行驶轨迹与道路平面线形,行驶中汽车重心轨迹的几何特征:
(1)轨迹连续。
这个轨迹是连续的和圆滑的。
(2)曲率连续,即轨迹上任一点不出现两个曲率的值。
(3)曲率变化连续:其曲率的变化率是连续的,即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。
2 圆曲线
2.1概述
它是路线平面设计中的主要组成部分,它具有易与地形相协调、可循性好、
线形美观、容易测设等优点,使用十分普遍。
其特点:
(1)测设、计算简单。
(2)由于离受心力作用,占用道路更宽。
(3)汽车在小半径的圆曲线内侧行驶时,视距条件差,易发生交通事故。
(4)较大半径的长缓圆曲线具有线形美观、顺适、行车舒适等特点。
圆曲线的优点:符合地形、布线灵活;线形优美。
圆曲线的缺点:路线较直线长;行车受力复杂;视距受阻;驾驶劳动强度大。
2.2圆曲线半径的确定
一般情况下宜采用最小半径的4—8倍或超高2%—4%的圆曲线半径;地形限
制时,应采用大于或接近于一般最小半径;地形特别困难不得已时,方可采用极
限最小半径;前后线形要素要协调,使之连续、均衡;应配合纵面线形,避免小
半径与陡坡相重合;积极推行反算,并结合标准。
2.3圆曲线的计算
ZY=JD-T
YZ=ZY+L
QZ=ZY-L/2
JD=QZ+J/2
3 缓和曲线图圆曲线计算
3.1概述
缓和曲线是道路平面线形要素之一,它是设置在直线与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。
除四级路可不
设缓和曲线外,其余各级公路都应设置缓和曲线。
在现代高速公路上,有时缓和
曲线所占的比例超过了直线和圆曲线,成为平面线形的主要组成部分。
在城市道
路上,缓和曲线也被广泛地使用。
(1)缓和曲线的线形特征:
曲率渐变,设于直线与圆曲线间,符合汽车转弯时的行驶轨迹。
线形缓和,
消除了曲率突变点。
曲率渐变,线形顺适美观,具良好的视觉效果和心理作用感。
线形灵活、自由,更能与环境适应、协调配合。
使平面线形更加灵活、经济、合理。
计算、测设均较复杂。
(2)缓和曲线的作用
线形缓和;通过曲率的变化,线形圆滑美观,有良好的视效果和心理作用感,适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅,便于车辆遵循。
行车缓和;离心加
速度逐渐变化,不致产生侧向冲击力,乘客感觉舒适;超高和加宽缓和;超高横
坡度逐渐变化,减少行车振荡,使行车更加平稳。
3.2 设计标准
(1)缓和曲线的最小长度
将β0=3°和β0=29°分别代入上式,则A的取值范围为:
经验证明:当R在100m左右时,通常取A=R;如果R小于100m,则选择
A≥R。
在圆曲线半径较大时,R≥3000m,A<R/3。
(3)缓和曲线的省略
在直线和圆曲线间设置缓和曲线后,圆曲线产生了内移,其位移值为
在Lh一定的情况下,△R与圆曲线半径成反比,当R大到一定程度时,△R
值将会很小。
这时缓和曲线的设置与否,线形上已经没有多大差异。
一般认为当
△R ≤0.10时,即可忽略缓和曲线。
如按3s行程计算缓和曲线长度时,取△R
=0.10,计算不设缓和曲线的临界半径
4 平面线形的组合与衔接
4.1直线与曲线的组合
路线直曲的变化应缓和匀顺,直线与曲线组合得当,能提高线形的行驶质量。
直线与曲线配合不好的线形应予避免。
同向曲线间的短直线可用大半径的曲线来
代替。
4.2、曲线与曲线的组合
要求:线形连续均匀、没有急剧的突变。
圆曲线的组合:回头曲线适用二、三、四级公路当自然展线无法争取需要的距离以克服高差时,或因地形、地质条
件所限不能采取自然展线时,可采用回头曲线展线。
4.3 平面组合线形
简单型曲线:直线-圆曲线-直线的顺序组合的线形。
适用:四级公路。
凸型曲线:直线-回旋线-回旋线-直线的顺序组合的线形。
适用:一般不用,
仅地形、地物受限路段用;设置的几何条件。
S型:两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合。
适用场合:交点间距受限(交点间距较小),S型两圆曲线半径之比不宜过大
C型:同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的线形。
其连接处的曲率
为0,也就是R=¥,相当于两基本型的同向曲线中间直线长度为0。
适用:交点间距受限(交点间距较小)。
C型曲线只有在特殊地形条件下方可采用。
5 总结
在现代高速公路、城市道路上,缓和曲线、直线和圆曲线,成为平面线形的
主要组成部分被广泛地使用。
道路线形设计优良与否至关重要,它不仅便于车辆
遵循,使乘客感觉舒适,对汽车行驶的安全性、舒适性、经济型及通行能力和交
通容量等起着决定性的作用,而且会对沿线影响区内的经济开土地利用、环境保
护及即人们的生产生活产生较大的影响,改善道路线形设计,对有效减少交通事
故具有重要意义。
参考文献
[1]黎东培,郑传海. 浅谈公路设计中应注意的问题及解决对策[J]. 企业导报. 2012
[2]李志伟. 公路道路线形设计中应注意的几个问题[J].交通世界. 2012。