平纵组合设计

第四节公路平、纵线形组合设计教学目的：掌握平、纵线形组合设计的原则、一般要求和组合方式等重点难点：1、平曲线和竖曲线结合的一般要求2、平面直线和纵断面结合的一般要求教学方法：讲授+多媒体播放图片教学课时：2课时教学过程：Ⅰ复习提问：1、什么是爬坡车道？2、爬坡车道设置的条件3、竖曲线的两种形式？纵断面设计线是由什么组成的？Ⅱ导入新课公路的空间线形是指由公路的平面线形和纵断面线形及横断面所组成的空间带状结构物；公路设计是从路线规划开始的，然后经选线、平面线形设计、纵断面设计和平纵线形组合设计，最终以平、纵、横组合的立体线形展现出来。

汽车行驶过程中，驾驶员所选择的实际行车速度是他对立体线形的判断作出的，这样，立体线形组合的优劣最后集中反映在汽车的车速上。

因此，设计中不仅仅满足平面、纵断面线形标准，还必须满足公路空间线形视觉的连续性，并有足够的舒适感和安全感。

Ⅲ讲解新课一、视觉分析(一)视觉分析的意义公路设计除应考虑自然条件、汽车行驶力学的要求外，还要把驾驶员在心理和视觉上的反应作为重要因素考虑。

汽车在公路上行驶时，驾驶员是通过视觉、运动感觉和时间的变化来判断线形。

公路的线形、周围景观、标志及其他有关信息，驾驶员几乎都是通过的视觉感受到的。

从视觉心理出发，对公路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调，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称为视觉分析。

(二)视觉与车速的动态规律(1)驾驶员的注意力集中和心理紧张的程度随着车速的增加而增加。

（2)驾驶员的注意力集中点随着车速增加而向远方移动。

当车速增加97km／h时，他的注意力集中点在前方600m以外的某一点。

（3)当车速超过97km／h时，对前景细节的视觉开始模糊起来。

(4)驾驶者的周界感随车速的增加而减少。

当车速达到72km/h时，驾驶者可以看到公路两侧视角30～40°的范围，而当车速增加到97km/h时，视角减至20°以下。

平、纵线形组合设计道路的线形状况是指道路的平面和纵断面所组成的立体形状。

线形设计首先从路线规划开始，然后按照选线、平面线形设计、纵断面线形设计和平纵线形组合设计的过程进行，最终展现在驾驶员面前的平、纵、横三者组合的立体线形，特别是平、纵线形的组合对立体线形的优劣起着至关重要的作用。

平、纵线形组合设计是指在满足汽车动力学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适，与周围环境的协调和良好的排水条件。

特别在高等级公路的设计中必须注重平、纵线形的合理组合。

（一）组合原则平面与纵断面组合应遵循如下设计原则：1.应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；2.平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊太大，它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用密切相关，任何单一提高某方面的技术指标都是毫无意义的。

3.选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和安全行车；4．应注意线形与自然环境和景观的配合与协调,以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度。

特别是在路堑地段，要注意路堑边坡的美化设计。

（二）组合方式1．平曲线与竖曲线组合a平曲线和竖曲线两者在一般情况下应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线如图所示，宜将竖曲线的起终点，放在平曲线的缓和段内；这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可取得平顺和流畅的效果。

b平曲线与竖曲线大小应保持均衡，其中一方大而平缓时，另一方切忌不能形成多而小。

平、竖曲线几何要素要大体平衡、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短的平曲线和竖曲线组合在一起。

c当平曲线半径和竖曲线半径都很小时，平曲线和竖曲线两者不宜重叠，或必须增大平、竖曲线半径。

d凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部不得插入小半径的平曲线，也不得与反向平曲线拐点相重合，以免失去引导驾驶员视线的作用，使驾驶员操作失误，引起交通事故。

2．平面直线与纵断面的组合a平面的长直线与纵面直坡段相配合，对双车道公路能提供超车方便，在平坦地区易于地形相适应，行车单调，驾驶员易疲劳。

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。

浅谈公路设计中的平、纵线形组合摘要：本文对在实际公路设计中平、纵断面线形结合时应该遵循和注意的问题进行了探讨，以供参考。

关键词：公路,线型组合,设计原则前言在公路设计中,平、纵断面是极为重要的组成部分。

平、纵断面线形配合不好,不但有碍于行车舒适等优点的发挥,而且会加剧视觉不良,造成行车上的危险。

平、纵断面线形的组合设计很好的配合,通常无须增加造价就能提高公路的品质,安全和完美线形,并有助于保持连续、匀速行驶。

1 平纵线形组合设计原则( 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。

任何使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误的线形，都必须尽力避免。

在视觉上能否自然地诱导视线，是衡量平纵线形组合的最基本问题。

( 2) 注意保持平纵线形的技术指标大小应均衡。

它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用相关。

对纵段面线形反复起伏、在平面上却采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。

( 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) 注意与公路周围环境的配合。

它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。

2 平纵线形组合方式及注意问题2. 1 平面直线与纵断面直线组合线形单调、枯燥，在行车过程中视景无变化，容易使司机产生疲劳和超车频繁，在组合时一般应避免这种情况。

但在交通比较错综复杂的路段( 如交叉口) ，采用这种线形要素是有利的。

为调节单调的视觉，增进视线诱导，设计时可用划行车道线、标志、绿化、注意与路旁建筑设施配合等方法来弥补。

2. 2 平面直线与纵段面凹形竖曲线组合直线具有较好的视距条件，由于纵断面上插入了凹形竖曲线，因此线形不再生硬、呆板，而且给予司机以动的视觉印象，提高了行车的舒适性。

但是要注意以下三点:( 1) 避免采用较短的凹形竖曲线( 一般以大于最小竖曲线半径的3 - 4 倍为宜) ，以避免产生折点。

( 2) 在两个凹形竖曲线间注意不要插入短直线。

若能将两凹形竖曲线合二为一，则会具有更佳的视觉和行车效果。

第二章平、纵、横三维断面设计第二章 平、纵、横三维断面设计2.1 道路等级的确定2.1.1交通量换算已知预算十年末交通量（年平均增长率Y=10％）为2500辆/日“公路工程技术标准—2.0.2”各种车型的折算系数为小客车1.0中型车1.5大型车2.0拖挂车3.0。

依据“国内外汽车参数”得知：东风EQ140载重5.21t 黄河,JN —150载重8.06t,解放CA10B 载重4.00t,跃进NJ130载重2.5t 。

十年末小客车标准车型交通量 表2-1 车型 交通组成量 实际交通量 折算系数 换成小客车交通量 解放CA10B 65％ 2500×65％=1625 1.5 2437.5 进NJ130 15％ 2500×15％=375 1.5 562.5 黄河JN150 10％ 2500×10％=250 2.0 500 东风EQ14010％ 2500×10％=2501.5 375∑=3875辆/日依据“道路勘察设计”交通辆换算公式为1d0(1)n NN r -=+式中：d N —规划交通量（辆/日）；0N —起始年平均日交通量（辆/日）；γ—年平均增长率（%）； n —预测年限（年） 换算十五年初平均日交通量：用式（2—1）计算3875)1(10=+=-n d r N N 辆/日据服务对象，假设本条公路为三级公路。

“公路沥青路面设计规范JTG D50—2006”选三级公路路面为沥青表面处治时设计年限为八年。

日辆/4.5673)1.01(3875)1(1510=+=+=--n d r N N2.1.2道路等级确定地区的地形为重丘山岭区，公路使用性质任务是为沿线工农业服务，是沟通县乡村的支线公路，并小客车标准车型交通量为“公路工程技术标准JTG B01—2003”规定的三级公路小客车年平均日交通量2000—6000辆中间。

该公路为三级公路。

假设成立。

2.1.3道路技术标准的确定（重丘区三级公路）依据“公路工程技术标准JTG B01—2003”该公路的各项设计值取如下：设计速度30（㎞/h）单车道宽度3.25m土路肩宽度0.5m路基宽度7.5m停车视距30m会车视距60m超车视距150m“公路工程技术标准JTG B01—2003”规定半径﹑坡度调整的范围如下：圆曲线最小半径（m）：一般值：65 极限值：30 不设超高最小半径：350 最大纵坡：8%当路拱≤2.00%时为350；当路拱＞2%时为45同向曲线曲线间最短直线长度满足v6≥≥反向曲线间最短线长度满足v2越岭路线连续上坡（或下坡）路段，相对高差为200—500m时，平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5%，任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%，最小坡长：100m。

纵断面设计-竖曲线、平纵线形组合设计第三节竖曲线设计纵断面上相邻两条纵坡线相交的转折处，为了行车平顺用一段曲线来缓和，这条连接两纵坡线的曲线叫竖曲线。

竖曲线的形状，通常采用平曲线或二次抛物线两种。

在设计和计算上为方便一般采用二次抛物线形式。

纵断面上相邻两条纵坡线相交形成转坡点，其相交角用转坡角表示。

当竖曲线转坡点在曲线上方时为凸形竖曲线，反之为凹形竖曲线。

一、竖曲线（一）竖曲线基本方程式我国采用的是二次抛物线形作为竖曲线的常用形式。

其基本方程为：若取抛物线参数为竖曲线的半径，则有：（二）竖曲线要素计算公式竖曲线计算图示1、切线上任意点与竖曲线间的竖距通过推导可得：2、竖曲线曲线长：L = Rω3、竖曲线切线长：T= TA =TB ≈ L/2 =4、竖曲线的外距： E =⑤竖曲线上任意点至相应切线的距离：式中：x —为竖曲任意点至竖曲线起点（终点）的距离, m；R—为竖曲线的半径，m。

二、竖曲线的最小半径(一)竖曲线最小半径的确定1.凸形竖曲线极限最小半径确定考虑因素（1）缓和冲击汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力，使汽车在凸形竖曲线上重量减小，所以确定竖曲线半径时，对离心力要加以控制。

（2）经行时间不宜过短当竖曲线两端直线坡段的坡度差很小时，即使竖曲线半径较大，竖曲线长度也有可能较短，此时汽车在竖曲线段倏忽而过，冲击增大，乘客不适；从视觉上考虑也会感到线形突然转折。

因此，汽车在凸形竖曲线上行驶的时间不能太短，通常控制汽车在凸形竖曲线上行驶时间不得小于3秒钟。

（3）满足视距的要求汽车行驶在凸形竖曲线上，如果竖曲线半径太小，会阻挡司机的视线。

为了行车安全，对凸形竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。

2.凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素（1）缓和冲击：在凹形竖曲线上行驶重量增大；半径越小，离心力越大；当重量变化程度达到一定时，就会影响到旅客的舒适性，同时也会影响到汽车的悬挂系统。

（2）前灯照射距离要求对地形起伏较大地区的路段，在夜间行车时，若半径过小，前灯照射距离过短，影响行车安全和速度；在高速公路及城市道路上有许多跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等，如果它们正好处在凹形竖曲线上方，也会影响驾驶员的视线。

填空1. 按运输工具不同，交通运输体系有铁路、道路、水运、航空、管道。

2. 在道路几何设计中，基本设计依据有设计车辆、设计速度、设计交通量、设计通行能力。

3. 作为道路设计依据的汽车主要有小客车、载重汽车、鞍式列车、铰接车，其中小客车作为标准车型进行交通量换算。

4. 我国《标准》规定，一般采用第30位小时交通量作为设计依据。

5. 公路勘测设计阶段中，三阶段设计由初步设计、技术设计和施工图设计组成。

6. 道路设计文件表现的基本形式有文字、表格、图纸三种。

7. 道路基础设计新技术中，“3S”技术是指GPS、GIS、RS。

8. 道路按用途可分为公路、城市道路、林区道路、厂矿道路和乡村道路；公路按功能可分为干线公路、集散公路、地方公路；按行政管理属性可分为国道、省道、县道和乡道。

9. 公路《标准》可分为五个等级；城市道路按《标准》可分为四类十级。

10.公路用地范围对于路堤为两侧排水沟外边缘以外不小于1m的用地，对于路堑为坡顶截水沟外缘以外不小于1m的用地。

11.平面成形三要素通常指的是直线、圆曲线、缓和曲线。

12.圆曲线最小半径有极限最小半径、一般最小半径、不设超高的最小半径。

13.我国对于直线最大长度无明确限制，一般控制在20V 为宜。

14.为了保证汽车的横向稳定性，应保证横向滑移稳定，并通过横向力系数来判断。

15.《标准》规定，四级公路可不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置。

16.为了保证排水，超高渐变率不得小于1/330 。

17.平面设计成果主要包括:直线、曲线及转角表、逐桩坐标表、平面设计图。

18.路线发生断链时，当真实里程大于名义里程，则路线为长链。

19.在纵断面图上，有两个主要线条为地面线和设计线。

20.汽车的行驶阻力有空气阻力、滚动阻力、坡度阻力、惯性阻力。

21.缓和坡段在设计时，纵坡应不大于3% ，长度不小于最小坡长。

22.越岭线连续上、下坡路段相对高差在500米以上时，平均纵坡不宜大于5% 。

基于视觉分析的道路平纵线形组合设计杨艳艳-姜利民：(1．沈El市政工程设计中心，辽宁沈El110005；2．沈El市皇姑区市政工程养护管理处，辽宁沈阳110000)脯要3公路线形设计中必须注重平、纵的合理组合，平、纵线形细合设计就是指在满足汽车动力学和力学要求的前提-F,研究如何满足视魔和心理方面的连续、舒适。

与周边环境协调。

鹾键淘]视觉分析；道路平纵断面；线形组合1平纵组合的设计原则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。

任何使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误的线形，必须避免。

这是衡量平、纵线形组合最佳与否的最基本问题。

2)注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。

它不仅影睛线形的平顺性，而且与工程费用相关。

3)选择得当的合成坡度，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。

它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。

2平纵线形组合的视线分析纵面直坡与平面直线、缓和曲线、圃曲线组合，驾驶员的视线是平行直坡面的，除受地形的遮挡外没有视线障碍；纵面凹形竖曲线与直坡相比，其路面是向上翘曲，驾驶员视线要往上方移动，视线条件比直坡更好，因此凹形竖曲线与平面直线、缓和曲线、圆曲线组合，除受地形的遮挡外，这样的组合同样没有视线障碍：纵面凸形竖曲线与直坡相比，其路面是向下翘曲，驾驶员的视线要往下方移动，有可能受到凸起的路面遮挡而受到影响，特另Ⅱ是竖瞌线足够长，而半径小的情况下，这种影响更突出，这种对视线的遮挡，不同于直坡或凹形竖曲线，不是道路两侧的地形，而是路本身，是无法通过视距来解决的，因此，该问题是视线分析的重点。

如果凸形竖曲线足够长，其极限最小半径是刚好满足停车视距的最小半径。

停车视距规定物离o．1m，视线高1．2m。

停车视距计算公式0牟为：爿(R+12)2一R z l2+【∞+01)2一R2]。

，式中R为竖曲线半径。

在凸形竖曲线上，只满足停车视距是不够的，因为驾驶员所能见到的是Q1m 高的物体顶面，看不到物体所在的路面情况(如路面的坑槽)和路线的方向，对行车仍有一定影响。