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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。
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M公路总体布局——路线设计1、公路路线与地形类别公路路线根据所处地理位置的不同可分为平原区路线、丘陵区路线和山岭区路线，其特点如下：1） 平原地路线因平原区的地面高差变化微小，其平面线形可采用较高的技术指标，尽量避免采用长直线或小偏角，但不应为避免长直线而随意转弯，在避让局部障碍物时要注意线形的连续、舒顺。
纵面线形应结合桥涵、通道、交*等构造物的布局，合理确定路基设计高度，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。
2）丘陵区路线选线活动余地较大，应综合考虑平、纵、横三者的关系，恰当地掌握标准，提高线形质量。
设计中应注意：（1）路线应随地形的变化布设，在确定路线平、纵面线位的同时，应注意横向填挖的平衡。
横坡较缓的地段，可采用半填半挖或填多于挖的路基；横坡较陡的地段，可采用全挖或挖多于填的路基。
同时还应注意纵向土、石方平衡，以减少废方和借方。
（2）平、纵、横三个面应综合设计，不应只顾纵坡平缓，而使路线弯曲，平面标准过低；或者只顾平面直捷、纵坡平缓，而造成高填深挖，工程过大；或者只顾工程经济，过分迁就地形，而使平、纵面过多地采用极限或接近极限的指标。
（3）冲沟比较发育的地段，汽车专用公路和二级公路可考虑采用高路堤或高架桥的直穿方案；三、四级公路则宜采用绕越方案。
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 丘陵地形包括微丘和重丘，它们介于平原和山岭间，其特点是宽脊低岭，山形或聚或散，迂回曲折，地面起伏多变，相对高差较大。
根据地形起伏大小丘陵地区路线分为：微丘区路线和重丘区路线。
微丘区路线的平面线形应充分利用地形处理好平、纵线形的组合，不应迁就微小地形，造成线形曲折，也不宜采用长直线，造成纵面线形起伏。
重丘区的路线选线活动余地较大。
3）山岭区路线山岭地区山水相隔，山峦重叠，山高坡陡，谷深流急，地形曲折复杂，但山脉水系清晰。
山岭地区路线一般以顺山沿河布设，必要时横越山岭。
第2章城市道路平面线形规划设计2.1城市道路平面规划设计的内容和要求道路线形指道路路幅中心线（又称中线）的立体形状，道路中线在平面上的投影形状称为平面线形。
城市道路平面线形规划可划分为总体规划、详细规划两个阶段。
总体规划阶段的城市道路平面线形规划主要是根据城市主要交通联系方向确定城市主要道路中心线的走向,并进一步确定城市路网；详细规划阶段的城市道路平面线形规划设计一般在上一层次已经确定的城市道路网规划基础上进行，需要进一步详细确定用地范围内各级道路主要特征点的坐标，曲线要素等内容，便于进一步的道路方案设计。
在城市道路规划设计中，经常会碰到山体、丘陵、河流和需要保留的建筑，有时还因地质条件差而需要避开不宜建设的地方，所以无论城市道路还是公路不可避免要发生转折，就需要在平面上设置曲线，所以平面线形由直线和曲线组合而成。
如果城市道路转折角度不大，可把转折点设在交叉口，使道路线形呈折线状，这样可以减少道路上的弯道，便于道路施工和管线埋设，也有利于道路两侧建筑的布置。
如果转折点必须设置在路段上，则需要根据车辆运行要求设置成曲线，曲线又可分为曲率半径为常数的圆曲线和曲率半径为变数的缓和曲线。
城市道路平面线形规划设计的主要任务为：根据道路网规划确定的道路走向、道路之间的方位关系，以道路中线为准，考虑地形、地物、城市建设用地的影响，根据行车技术要求确定道路用地范围内的平面线形，以及组成这些线形的直线、曲线和它们之间的衔接关系；对于小半径曲线，还应当考虑行车视距、路段的加宽和道路超高设置要求等。
在学习本章时，尽管公式较多，但道路平面线形设计的一些常用参数，往往是可以通过查阅规范取得的，只有在旧城改造中用地条件苛刻的情况下，才需要计算道路线形要素。
所以，掌握查阅设计规范、理解计算公式的基本原理和适用条件，将是学习本章的关键。
2.2 道路弯道平曲线规划设计2.2.1 曲线要素构成及基本作用在城市道路规划设计中，一般采用圆弧曲线连接直线路段，为了使线形平顺，连接方式必须是切点相连，道路圆曲线一般通过曲线要素来描述。
市政道路路线线形设计市政道路路线线形设计是城市规划和建设中的重要环节，对于城市的交通组织和人民群众出行具有重要的影响。
良好的路线线形设计能够提高道路的流通能力，改善交通秩序，减少交通事故，提高出行效率，增强城市形象，促进经济发展，提高居民生活质量。
在市政道路路线线形设计中，需要综合考虑跨部门、跨行业的要求和影响，加强规划和设计的协调性和统一性，促进道路规划与城市规划的一体化。
一、市政道路路线线形设计的基本原则1. 综合规划原则市政道路路线线形设计应当综合考虑交通需求、城市功能、土地利用、环境保护等多方面的因素，确保规划和设计的全面性、系统性和科学性。
要充分考虑城市发展与交通需求之间的关系，合理规划道路的布局和路线的选取，确保道路的通达性和连续性。
2. 安全优先原则市政道路路线线形设计应当以安全为首要考虑因素，充分考虑交通安全设施的设置和路线的安全性，减少交通事故的发生，保障行人和车辆的安全出行。
3. 便利通达原则市政道路路线线形设计应当便于行人和车辆的通行，确保道路的畅通和交通效率的提高。
要充分考虑不同交通方式的需求，合理设置人行道、自行车道和交通设施，提高道路的通达性和辐射性。
4. 环境适应原则市政道路路线线形设计应当尊重自然环境和人文环境，减少对环境的破坏，提高城市环境的品质和人民群众的生活质量。
要合理规划绿化带和景观设施，使道路与周边环境相协调，使城市更加美丽宜居。
5. 经济效益原则市政道路路线线形设计应当注重经济效益和社会效益的统一，合理控制投资规模，提高资金使用效率，确保规划和设计的可持续性和可行性。
要充分考虑城市发展的长远目标和人民群众的切实需求，在可行的前提下尽量降低成本，提高投资回报率。
二、市政道路路线线形设计的主要内容1. 道路网布局市政道路路线线形设计应当合理规划道路网的布局，确保不同类型道路的有机连接和交通组织，提高城市的交通运输效率。
要根据城市功能和土地利用的不同，合理划分主干道、次干道和支路，并规划地下道路和快速路等特殊类型道路，形成完善的道路网络。
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。
