道路勘测设计 教学 张向东道路平面设计.pptx

第一节第一节道路平面线形设计原理道路平面线形设计原理PrincipleofHorizontalAlignmentDesign第1页/共155页一、路线一、路线Route道路是一条三维空间实体，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。一般所说的路线，是指道路中线的空间位置，它是一条空间曲线。路线在水平面上的投影称为路线的平面；沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断面；中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横断面。第2页/共155页设计顺序：一般是先定平面，并沿这个平面线形进行勘查测量，以取得地面线、地质及水文地质等资料。然后再设计纵断面和横断面。为求得线形的均衡和减少土石方工程量，必要时再修改平面位置。这样经过几次反复，可望得到一个令人满意的结果。第3页/共155页二、平面线形设计的基本要求二、平面线形设计的基本要求EssentialDemandofHorizontalAlignmentDesign第4页/共155页（一）（一）汽车行驶轨迹汽车行驶轨迹（1）汽车运行轨迹是连续的、圆滑的，即在任何一点不出现错头和破折；（2）其曲率是连续的，即轨迹上任意一点不出现两个曲率值；（3）其曲率的变化率是连续的，即轨迹上任意一点不出现两个曲率变化率的值。第5页/共155页第6页/共155页第7页/共155页第8页/共155页（二）（二）平面线形要素平面线形要素1、汽车导向轮旋转面与车身纵轴的关系：（1）角度为零；直线（2）角度为常数；圆曲线（3）角度为变数。缓和曲线第9页/共155页2、平面线形的三要素：1、直线直线曲率为零的线形；2、圆曲线、圆曲线曲率为常数的线形；3、缓和曲线、缓和曲线曲率为变数的线形。现代道路每线形正是由上述三种线形构成的，称为“平面线形三要素”。第10页/共155页第11页/共155页第二节第二节直线直线StraightLine第12页/共155页一、一、直线的特点直线的特点TheCharacterofStraightLine第13页/共155页1、优点、优点（1）因为两点之间以直线为最短，一般在定线时，只要地势平坦、无大的地面障碍物，定线人员都首先考虑采用直线通过；（2）笔直的道路给人以短捷、直达的良好印象，给人以美的感受；（3）汽车在直线行驶时受力简单，方向明确，驾驶操作简易；（4）从测设上看，直线只需定出两点，就可方便地测定方向和距离。第14页/共155页2、缺点、缺点（1）过长的直线易使驾驶员感到单调、疲倦，难以目测车间距离，于是产生尽快驶出直线的急躁情绪，车速一再加快，很容易造成交通事故；（2）在地形变化复杂地段，直线线形难于与地形相协调，造成工程费用显著增高。第15页/共155页二、二、直线的运用直线的运用ApplicationofStraightLine第16页/共155页下述路段可采用直线线形：1、不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；2、以直线条为主的城镇、近郊或农村；3、长大桥梁、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。第17页/共155页1、直线的最大长度、直线的最大长度TheMaximumLengthofStraightLine一般认为直线的最大长度直线的最大长度（以m计）取20V（V是设计速度，用km/h表示）为宜；在城镇附近或其他景色有变化的地区大于20V也可接受。第18页/共155页当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，可采取如下技术措施：（1）长直线上的纵坡坡度不宜过大，因长直线再加上陡坡行驶更容易造成高速度；（2）长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜（见图34），这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和；第19页/共155页第20页/共155页（3）道路两侧地形空旷时，宜采取植不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以改善单调的景观；（4）长直线或长下坡尽头的平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。第21页/共155页在公路工程技术标准中，由于缺乏资料目前尚无明确规定，但在公路路线设计规范中已明确在确定直线长度时，必须持谨慎态度，尽量不采用较长的直线。直线的最大长度可参见下表。第22页/共155页2、直线的最小长度、直线的最小长度TheMinimumLengthofStraightLine（1）同向曲线间的直线最小长度（见上表）同向曲线间的直线最小长度（见上表）互相通视的同向曲线间若插以短直线，容易产生把直线和两端曲线看成为反向曲线的错觉，造成驾驶员操作失误，在设计中这种情况应尽量避免。这个距离在数值上大约是行车速度V（km/h）的6倍(以m计)，所以规范推荐同向曲线间的最小直线长度以不小于6V为宜。第23页/共155页（2）反向曲线间的直线最小长度反向曲线间的直线最小长度转向相反的两圆曲线之间，考虑到为设置超高和加宽缓和段的需要，以及驾驶员转向的需要，应设置一定长度的直线。如果无缓和曲线时，设置直线段最小长度以不小于行车速度的2倍为宜；若二反向曲线已设缓和曲线，在受到限制的地点，也可将二反向缓和曲线首尾相接。第24页/共155页第三节圆曲线CircularCurve第25页/共155页一、一、圆曲线的几何要素圆曲线的几何要素TheGeometryElementofCircularCurve 第26页/共155页在平面线形中，圆曲线也是常用的基本线形，它在路线遇到障碍或地形需要改变方向时设置。各级公路和城市道路，不论转角大小均应设置圆曲线。圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。第27页/共155页圆曲线的几何要素为：第28页/共155页式中：T切线长(m)；L曲线长(m)；E外距(m)；J超距（校正数）(m)；R圆曲线半径(m)；转角（度）。第29页/共155页二、二、圆曲线半径圆曲线半径TheRadiusofCircularCurve第30页/共155页行驶在圆曲线上的汽车将受到离心力的作用。离心力的大小与曲线半径密切相关，半径愈小，离心力愈大，汽车行驶的稳定性愈差。所以在选择圆曲线半径时，应尽可能选用较大的值，只有在地形或其它条件受到限制时，才使用较小的曲线半径。第31页/共155页式中：V行车速度(km/h)；横向力系数；ih横向超高坡度。在车速V一定的条件下，最小曲线半径Rmin决定于容许的最大横向力系数max和最大横向超高坡度。（一）公式与因素第32页/共155页1、关于横向力系数关于横向力系数横向力的存在对汽车产生种种不利的影响，值越大越不利，主要表现在如下几个方面：第33页/共155页（1）危及行车安全汽车能在弯道上行驶的基本前提是轮胎不在路面上滑移，这就要求横向力系数低于轮胎与路面之间的横向摩擦系数f，即:横向摩擦系数f与车速、路面及轮胎状况有关。一般在干燥路面上约为0.40.8；在潮湿路面上约为0.250.4；路面结冰或积雪时，降到0.2以下；在光滑的冰面上可降到0.06。第34页/共155页（2）增加驾驶操作的困难弯道上行驶的汽车，在横向力的作用下，轮胎会产生横向变形，使轮胎的中间平面与轮迹前进方向形成一个横向偏移角。横向偏移角的存在增加了汽车在方向控制上的困难，特别是在高速行驶时。如果横向偏移角超过5度，一般司机就不易保持驾驶方向上的稳定。第35页/共155页（3）增加燃料消耗和轮胎磨损横向力的存在，使汽车的燃油消耗和轮胎磨损增加，下表是实测的增加百分比。横向力系数燃料消耗（）轮胎磨损（）01001000.051051600.101102200.151153000.20120390第36页/共155页（4）行旅不舒适当0.40时，非常不稳定，有倾车的危险性；第37页/共155页综上所述，值的采用关系到行车的安全、经济与舒适。为计算圆曲线半径，应考虑各方面因素采用一个合适的值。研究结果表明，0.110.16较为合适。第38页/共155页2、关于最大横向超高坡度、关于最大横向超高坡度ih(max)在车速较高的情况下，为平衡离心力要用较大的超高。但道路上行驶车辆的速度并不一样，特别是在混合交通的道路上，不仅要照顾快车，也要考虑到慢车的安全。在个别情况下，因故（如前方路段冲坏、交通堵塞、交通事故等）暂停在弯道上的车辆，其离心力为零。如超高率过大，超出轮胎与路面间的横向摩擦系数，车辆有沿着路面最大合成坡度下滑的危险。第39页/共155页式中：f取一年中气恶劣季节路面的横向摩擦系数。第40页/共155页（二）最小半径的计算1、极限最小半径极限最小半径根据以上叙述，横向力系数0.110.16，最大横向超高坡度路的不同而不同，公路ih(max)=0.1,0.08,0.06，城市道路ih(max)=0.06,0.04,0.02，可计算极限最小半径。第41页/共155页极限最小半径是路线设计中的最小极限值，只有在特殊困难的条件下，不得已时才可以采用这一数值进行设计。第42页/共155页2、一般最小半径一般最小半径圆曲线的最小半径，一方面要考虑旅客有充分的舒适感和安全感，另一方面也要注意到在地形比较复杂的情况下不会过多地增加工程量。为此，标准和规范规定了“一般最小半径”横向力系数和最大横向超高坡度ih(max)的取值。在线路设计时，一般采用“一般最小半径”较为合理。第43页/共155页3、不设超高的最小半径、不设超高的最小半径 所谓不设超高的最小半径是指道路曲线半径较大、离心力较小时，汽车沿双向路拱外侧行驶的路面摩擦力足以保证汽车行驶安全稳定所采用的最小半径。路面上不设超高，对于行驶在曲线外侧车道上的车辆来说是“反超高”，其横向超高坡度为负值，大小与路拱坡度相同。第44页/共155页我国标准中所规定的“不设超高最小半径”是取0.035，ih(max)=0.015计算并取整得来的。第45页/共155页（三）圆曲线最大半径如前所述，选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下，应尽可能采用大半径。但半径大到一定程度时，其几何性质与行车条件已与直线无太大区别，容易给驾驶员造成判断上的错误，反而带来不良的后果。所以，规范规定圆曲线最大半径以不超过10000m为宜。第46页/共155页第四节缓和曲线TransitionCurve第47页/共155页 在直线与圆曲在直线与圆曲线之间或半径相差线之间或半径相差较大的两个转向相较大的两个转向相同的圆曲线之间设同的圆曲线之间设置的一种曲率连续置的一种曲率连续变化的曲线变化的曲线就是就是缓缓和曲线和曲线缓和曲线R第48页/共155页标准规定，三级以上公路均应采用缓和曲线，只有四级公路才可用超高缓和段或加宽缓和段代替。第49页/共155页一、缓和曲线的作用与性质TheFunctionandQualityofTransitionCurve第50页/共155页（一）缓和曲线的作用1、曲率连续变化，便于车辆遵循；2、离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适；3、横向超高坡度逐渐变化，行车平稳；4、与圆曲线配合得当，保证线形美观。第51页/共155页（二）缓和曲线的性质A当汽车作匀速行驶，驾驶员匀速转动方向盘时的汽车行驶轨迹线方程。当方向盘转动的角度为时,前轮相应转动的角度为,它们之间的关系是:=k(k1)而=t故=kt第52页/共155页L0b 设汽车前后轮距为为L0，汽车的转动半径为:汽车沿缓和曲线行驶t(s)后,在曲线上行驶的距离为l,则:由上式：代入得：第53页/共155页令此式即为当汽车作匀速行驶，驾驶员匀速转动方向盘时的汽车行驶轨迹线方程。上式说明汽车匀速从直线进入圆曲线（或从圆曲线进入直线），其行驶轨迹的弧长与曲率半径之积为一常数。式中v、L0、k、均为常数则：第54页/共155页（三）回旋线的数学表达式 回旋线是线路设计中最常用的一种缓和曲线。我国标准规定缓和曲线尽可能采用回旋线，其基本公式为：式中：r回旋线上某点的曲率半径(m)；l回旋线上某点到原点的曲线长(m)；A回旋线的参数。第55页/共155页由于rl乘积的单位是长度的二次方（m2），为使量纲一致，故令式中的CA2。A表征回旋线曲率变化的缓急程度，A值愈大，回旋线的弯曲程度愈缓。这种性质和圆曲线类似，圆曲线半径愈大，圆弧弯曲度愈平缓，整个圆也就变得愈大。所以，在回旋线中，A值与圆曲线中的半径具有相同的作用和意义。第56页/共155页在回旋线的任意点上，r是随l的变化而变化的，但任意点处的r、l乘积始终为常数。在缓和曲线的终点处，lLS，rR，则上式变为：式中：R回旋线所连接的圆曲线半径；LS回旋线型的缓和曲线长度；A回旋线参数。第57页/共155页利用上式可以解决两个问题：（1）已知圆曲线半径R和缓和曲线长度LS，从而确定回旋线参数A，则回旋线的形态便基本确定；（2）先按各种条件选择圆曲线半径R和回旋线参数A，从而确定所需的缓曲线长度LS。第58页/共155页第59页/共155页在回旋线上任意点P取微分单元，则有：第60页/共155页将代入，得：即：积分得：则：第61页/共155页将上式积分，并将sin、cos用级数展开，则得回旋线直角坐标方程为：第62页/共155页在回旋线终点处，于是，回旋线终点的直角坐标为：在定线时，常采用下面的近似计算公式：第63页/共155页（四）回旋线的几何要素1 1、各要素的计算公式、各要素的计算公式1）任意点P的曲率半径2）P点的回旋线长第64页/共155页3）缓和曲线角4）P点曲率圆的内移值5）P点曲率圆圆心M点的坐标第65页/共155页6）长切线长 7）短切线长8）P点的弦偏角9）P点的弦长第66页/共155页二、平曲线的测设LayingOffofHorizontalCurve第67页/共155页第68页/共155页1）单圆曲线（不设缓和曲线）起点（终点）至缓和曲线起点的距离 2 2）内移值 3 3）缓和曲线终点旋转角 第69页/共155页4）总切线长 5 5）曲线总长6 6）外矢距（外距）7 7）超距（校正值）J=2T-LJ=2T-L 第70页/共155页三、缓和曲线参数A的确定TransitionCurvesParameter第71页/共155页1 1按离心加速度变化率确定按离心加速度变化率确定:2 2依行驶时间确定依行驶时间确定:第72页/共155页3 3根据视觉条件确定根据视觉条件确定:式中：缓和曲线终点旋转角。第73页/共155页大量的经验表明，从司机的视觉角度，合适的329，代入上式得经验表明，当R在100m左右时，通常取AR；如果R100m时，则选择AR；100mR3000m时，取AR/3。第74页/共155页四、缓和曲线长度的计算TransitionCurvesLength第75页/共155页 缓和曲线的作用要通过一定的长度来保证，且缓和曲线越长，其缓和效果就越好，但太长的缓和曲线是没有必要的，这会给测设和施工带来不便。因此，缓和曲线的最小长度按发挥其作用的要求来确定。第76页/共155页1 1旅客感觉舒适:即离心加速度从直线上的零增加到进入圆曲线时的最大值。离心加速度变化率限制在一定的范围内。2 2行驶时间不过短:汽车在缓和曲线上行驶的时间不宜太短，否则驾驶员的操作过于紧张，而不利于安全。标准规定，按行驶3 3s s的行程制定了最小长度指标，则第77页/共155页3 3超高渐变率适中4 4路容美观 按离心加速度变化率或超高渐变率所计算的缓和曲线长度，是随半径的增大而减小的，但从视觉连续性的角度上却希望随着曲线半径的增大，缓和曲线应相应增长。特别是高等级公路，应注意选择适宜的缓和曲线长度，调整线形以适应地形与景观，使视觉舒顺。第78页/共155页我国规定公路和城市道路缓和曲线最小长度：公路缓和曲线最小长度设计速度设计速度(km/h)1201008060403020回旋线最小长度回旋线最小长度（m）100857050352520城市道路缓和曲线线最小长度设计速度（设计速度（km/h）806050403020回旋线最小长度回旋线最小长度(m)705045352520第79页/共155页五、不设缓和曲线的平曲线半径HorizontalCurveRadiuswithoutTransitionCurve第80页/共155页由缓和曲线的作用知，从线形上看，设置缓和曲线是为了使公路从直线上的半径无穷大逐渐变化到圆曲线的定值。但当圆曲线半径非常大时，其曲度很小，不设缓和曲线而直接把直线与圆曲线相接也不会产生明显的转折；另外，离心力的突变感觉也不很大，（半径很大，离心力很小）。在这种情况下，为了测设方便，可不设缓和曲线。第81页/共155页考虑到缓和曲线还有完成超高，加宽过渡的作用，我国标准规定，以不设超高最小半径作为设置缓和曲线的临界半径。即当平曲线半径小于不设超高最小半径时，应设置缓和曲线；四级公路缓和曲线可由超高缓和段代替。第82页/共155页各种车速的临界半径设计速度（km/h）1201008060403020临界半径R（m）4 1702 8901 8501 050470270120第83页/共155页第五节平曲线最小长度MinimumLengthofHorizontalAlignment第84页/共155页1 1、曲线过短、司机操作困难2 2、满足离心加速度变化率所要求的曲线长度第85页/共155页3 3、依视觉的要求（1 1）当曲线由两个回旋线组成时（2 2）当平曲线为圆曲线时第86页/共155页平曲线最小长度设计速度（设计速度（km/h）1201008060403020平曲线长度平曲线长度（m）一般值一般值600500400300200150100最小值最小值200170140100705040注：“一般值”为正常情况下的采用值；“最小值”为条件受限制时可采用的值。第87页/共155页第六节平面线形组合设计HorizontalAlignmentCombinatorialDesign第88页/共155页一、平面线形设计的一般原则TheGeneralPrincipleofHorizontalAlignmentDesign第89页/共155页（一）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形地物相适应，与周围环境相协调路线首先要与地形相适应，这既是美学问题，也是经济问题和保护生态环境问题。直线、圆曲线和回旋线的选用与合理组合，主要取决于地形、地物等客观条件，片面地强调路线要以直线为主或以曲线为主，或人为规定三者的比例都是错误的。第90页/共155页（二）行驶力学上的要求是最基本的，视觉和心理上的要求应尽量满足。线路设计首先必须满足汽车正常行驶的要求，确保行驶的安全稳定性。同时，应尽可能满足司机和旅客视觉与心理上的需要。第91页/共155页对于高速公路、一级公路及计算行车速度60km/h的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。对于计算行车速度40km/h的公路，首先在保证行车安全的前提下，正确运用平面线形各要素的最小值，力求减少工程量和降低工程投资。第92页/共155页（三）保持平面线形的均衡与连贯1、长直线尽头不能接小半径曲线。2、高、低标准之间要有过渡。第93页/共155页（四）应避免连续急弯的线形这种线形给司机造成不便，也给乘客的舒适带来不良的影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。第94页/共155页（五）平曲线应有足够的长度平曲线包括圆曲线和两端的缓和曲线。如平曲线太短，汽车在平曲线上行驶时间就短，会给司机操纵带来困难，所以规范规定了平曲线最小长度。第95页/共155页路线转角的大小反映了路线的舒顺程度，一般小一些较好，但中间插入的平曲线不宜过短，否则宜使司机产生急转弯的错觉，以致造成驾驶者枉作减速转弯的操作。对于小转角弯道应设置较长的平曲线，其长度应符合表312中规定。第96页/共155页二、平面线形要素的组合类型TheCombinationTypeofHorizontalAlignment第97页/共155页（一）基本型直线回旋线圆曲线回旋线直线第98页/共155页基本型中的回旋线参数、圆曲线半径及最小长度等都应符合有关规定。两回旋线可以相等，也可以根据地形条件设计成不相等的非对称型曲线。从线形的整体协调性来看，有条件时宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比设计成1：1：1。第99页/共155页（二）S型两个反向圆曲线用回旋线连接的组合第100页/共155页S型两个回旋线参数A1与A2宜相等。当采用不同的参数时，A1与A2之比以小于1.5为宜，不应超过2.0。此外，在S型曲线上，两个反向回旋线之间不设直线。不得已需插入直线时，插入直线的长度应满足下式要求第101页/共155页S型两圆曲线半径之比不宜过大，一般为式中：R1大圆半径(m)；R2小圆半径(m)。第102页/共155页（三）卵型用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合第103页/共155页卵型上的回旋线参数A不应小于该级公路对其的规定，同时宜在下列界限之内：两圆曲线半径之比宜在下列界限之内两圆曲线的间距，宜在下列界限之内第104页/共155页（四）凸型在两个同向回旋线间不插入圆曲线而直接衔接的组合。第105页/共155页凸型的回旋线参数应符合该级公路对其的有关规定，连接点的曲率半径应符合圆曲线最小半径的规定。凸型曲线尽管在连接点处曲率是相等的，曲率变化是连续的，但因中间圆曲线长度为零，对驾驶操纵造成一定的不利影响，所以只有在地形地物严格受到限制时，才容许采用凸型。第106页/共155页（五）复合型第107页/共155页复合型的两个回旋线参数之比宜为复合型一般很少采用，多出现在互通式立体交叉的匝道线形设计中。第108页/共155页（六）C型第109页/共155页两同向回旋线在曲率为零处径相衔接，其连接处的曲率为零，也就是,相当于两基本型的同向曲线间直线长度为零。这种线形对行车不利，因此只有在特殊情况下才使用C型。平面线形设计主要采用：基本型、基本型、S型和卵型型和卵型第110页/共155页第七节行车视距TheRunningSightDistance第111页/共155页一、基本概念TheBasicConception1、行车视距：为了行车安全，驾驶人员应能看到汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必须的最短距离称为行车视距。行车视距能否得到保证，直接关系到行车的安全，它是道路使用质量的重要指标之一。第112页/共155页行车视距不足主要发生在下述几种场合：（1）道路平面上的暗弯，即处于挖方路段的弯道和内侧有障碍物的弯道；（2）纵断面上的凸型竖曲线；（3）下穿式立体交叉的凹型竖曲线。第113页/共155页第114页/共155页2、行车视距的分类（1）停车视距汽车行驶时，自驾驶人员看到前方障碍物时起到安全停车所需的最短距离。（2）会车视距在同一车道上两对向汽车相遇，从相互发现并同时采取措施时起，到两车安全停止所需的最短距离。第115页/共155页（3）错车视距在没有明确划分车道线的双车道路上，两对向行驶汽车相遇，发现后即采取减速避让措施，达到安全错车所需的最短距离。（4）超车视距在双车道公路上，后车超越前车时，从开始驶离原车道之处起，至可见逆行车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离。第116页/共155页上述四种视距中，前三种属于对向行驶，第四种属于同向行驶。第四种所需距离最长，需要单独研究。而前三种视距中，以会车视距最长，只要道路能保证会车视距，停车视距和错车视距也就能得到保证了。又知会车视距约为停车视距的两倍，故只需计算停车视距就可以了。第117页/共155页二、停车视距StoppingSightDistance停车视距是指驾驶人员发现前方有障碍物到汽车在障碍物前停住所需的最短距离。停车视距可分为反应距离与制动距离两部分。第118页/共155页1、反应距离反应距离是指当驾驶员发现前方的障碍物，经过判断决定采取制动措施的那一瞬间到制动器真正开始起作用的那一瞬间汽车所行驶的距离:式中：t反应时间，取t=2.5s。第119页/共155页2制动距离制动距离是指汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离:故停车视距为第120页/共155页式 中：V行 驶 速 度，当 设 计 速 度 为12080km/h时，采用设计速度的85；当设计速度为6040km/h时，采用设计速度的90；当设计速度为3020km/h时，采用原设计速度；t反应时间，取2.5s;+路面与轮胎之间的纵向摩阻系数；第121页/共155页三、超车视距ThePassingSightDistance为了超车时的安全，司机必须能看到前面有足够长度的车流空隙，以便在相邻车道上没有出现对向驶来的汽车之前，完成超车而不阻碍被超汽车的行驶。这种快车超越前面慢车后再回到原来车道所需要的最短距离称为超车视距第122页/共155页第123页/共155页1、加速行驶距离S1经判断认为有超车的可能时，首先加速行驶并逐渐移向对向车道，在进入对向车道之前的行驶距离为S1：式中：V0被超汽车的车速(km/h)；t1加速时间(s)；a平均加速度(m/s2)。第124页/共155页2、超车汽车在对向车道上行驶的距离S2式中：V超车汽车的速度(km/h)；t2在对向车道上行驶的时间(s)。第125页/共155页3、超车完了时，超车汽车与对向汽车之间的安全距离S3这个距离主要根据超车汽车与对向汽车的行驶速度来确定，一般取：S315100m第126页/共155页4、超车汽车从开始加速到超车完了时对向汽车行驶的行驶距离S4第127页/共155页以上四个距离之和是比较理想的全超车过程，其距离较长。在地形较为复杂的地点感到很难实现。因此，应将计算结果减小以便实际能够接受。事实上，尾随在慢车后面的快车司机往往在未看到前面的安全区段就已经开始了超车作业，如果进入对向车道之后发现迎面有汽车开来而超车距离又不足时，可返回自己的车道。第128页/共155页因此，对向汽车的行驶时间大致为t2的三分之二就足够了，即则，最小超车视距为在极特殊的情况下，不得已时可采用第129页/共155页设超车汽车和对向汽车都按设计速度行驶，被超汽车的速度V0较设计车速低520km/h，各阶段的行驶时间据实测大致为:t1=2.94.5s;t2=9.310.4s，以此进行计算，并对超车视距作出人为规定。第130页/共155页四、各级公路对视距的要求EachGradeRoadAppealtoSightDistance第131页/共155页四、各级公路对视距的要求EachGradeRoadAppealtoSightDistance1、所有道路必须满足停车视距的要求。无论是单车道或双车道，有分隔带或无分隔带，高速公路还是其它公路，停车视距都是应该保证的。2、对于快、慢车分道行驶的多车道公路、中央有分隔带的公路，在中央划线并严格实行分道行驶的双车道，可不要求超车视距，主要满足停车视距的要求。第132页/共155页3、我国标准规定二、三、四级双车道公路的视距不得小于停车视距的两倍，且应有一定比例的路段保证超车视距。之所以这样要求，是因为我国目前绝大多数双车道公路中央不划线，或虽已划线，但未能严格实行分道行驶，且有众多的非机动车干扰，汽车多在路中央行驶，当发现对面有汽车驶来时，再回到自己的车道上，所以对视距应该放宽。第133页/共155页第八节道路平面设计成果TheAchievementofHorizontalAlignmentDesign第134页/共155页完成路线平面设计以后，应立即绘制各种图纸和表格。其中主要的图纸有：路线平面设计图，路线交叉设计图，道路平面布置图等。主要表格有：直线、曲线及转角表，路线交点坐标表（或含在“直线、曲线及转角表”中），逐桩坐标表，路线固定表，总里程及断链桩号表等。第135页/共155页一、直线、曲线及转角表StraightLine、CurveandAngleTable本表全面反映了路线的平面位置和路线平面线形的各项指标，它是道路设计的主要成果之一。只有在完成该表之后，才能据此计算“逐桩坐标表”和绘制“路线平面设计图”，同时在进行路线的纵断面设计、横断面设计和其它构造物设计时，都要以本表的数据为根据。第136页/共155页第137页/共155页二、逐桩坐标表TheEachPilesCoordinateTable高等级公路的线形指标高，表现在平面上是圆曲线半径较大，缓和曲线较长，在测设和放线时需采用坐标法，方能保证其测量精度。所以计算一份“逐桩坐标表”是十分必要的。第138页/共155页第139页/共155页三、路线平面设计图TheRoutePlaneDesign 路线平面设计图是道路设计文件的重要组成部分。该图清晰地反映了道路路面位置和经过地区的地形和地物等，它是设计人员设计意图的重要体现。路线平面设计图对上级主管部门审批、专家评议、指导施工、恢复定线等均有重要的作用。第140页/共155页（一）公路路线平面设计图1、平面图的比例尺和测绘范围（1）可行性研究或初步设计阶段的方案与比选，可采用1：50000或1：10000的比例尺测绘；（2）初步设计、施工图设计的设计文件，一般采用1：2000，在平原微丘区可用1：5000的比例尺；（3）在地形特别复杂时，可用1：500或1：1000的比例尺。（4）测绘宽度一般为中线两侧各100200m。对1：5000的地形图，测绘宽度每侧应不小于250m。第141页/共155页2、路线平面图的内容及绘制方法（1）导线及道路中线的展绘在展绘导线及中线以前，首先绘出坐标方格网。然后按导线点（或交点）坐标X、Y精确地点绘在相应的位置上。每张导线图展绘完毕后，用三棱尺逐点复核各点间距，再用半圆仪校核每个角度是否与计算相符。复核无误后，再按“逐桩坐标标”所提供的数据展绘曲线，并注明各曲线主要点以及公里桩、百米桩、断链桩的位置。对导线点、交点逐个编号，注明路线在本张图中的起点和终点里程等。第142页/共155页（2）控制点的展绘各种比例尺的地形图均应展绘出各等级的三角点、导线点、图根点、水准点等，并按规定的符号表示。第143页/共155页（3）各种构造物的测绘在图纸上应测绘出各种建筑物、构筑物及其主要附属设施。对各种线形地物（如管线、高低压电线等），应实测其支架或电线杆的位置。对穿越路线的高压线应实测其悬垂线距地面的高度，并注明伏安。地下管线应详细测定其位置。道路及其附属物应按实际形状测绘。公路交叉口应注明每条公路的走向。铁路应注明轨面标高，涵洞应注明洞底标高等。第144页/共155页（4）水系及其附属物的测绘要准确测绘和注明海洋、湖泊、河流、水渠、池塘、堤坝、水井等的位置与高程，对于河流和水沟要注明水的流向。（5）地形、地貌、植被、不良地质地带等均应详细测绘和注明。第145页/共155页第146页/共155页（二）城市道路平面设计图1、绘图比例尺和测绘范围城市道路相对于公路而言，其长度较短，而宽度较宽。在绘图比例尺的选择上，一般比公路大，可采用1：5001：1000的比例尺。绘图的范围视道路等级而定，等级高的应大些，等级低的应小些。通常取道路两侧红线以外各2050m，或中线两侧各50150m，特殊情况除外。第147页/共155页2、城市道路平面设计图的内容及绘制方法城市道路的导线、中线及路线两侧的地形、地物、水系、植被等的绘制方法与公路基本相同，下面主要介绍城市道路中各种设施的绘制方法。第148页/共155页（1）规划红线道路红线是道路用地与城市其它用地的分界线，红线之间的宽度也就是道路的总宽度，所以当道路的中线画出之后，则应按城市道路的规划宽度画出道路红线。如果有远期红线规划或近期红线规划，都应绘出并注明。第149页/共155页（2）坡口、坡脚线在山岭或重丘地区，新建道路由于原地面高低起伏必然有填有挖。填方路段在平面图中应画出路基的坡脚线；挖方路段应画出路基的坡口线。在路基横断面图上，量出坡口或坡脚至中线的距离，并点绘在平面图中相应桩号的横断面线上（左右两侧），然后用平滑曲线分别将坡口点、坡脚点顺序连接，最后画出示坡线。第150页/共155页第151页/共155页（3）车道线车道线是城市道路平面设计图的重要内容。在路幅宽度内，有机动车道、非机动车道，在机动车道中还分快车道、慢车道等。各种车道线的位置、宽度要一一画在平面图中。车道的曲线部分应按设计的园曲线半径、缓和曲线长度绘制。各车道之间的分隔带、路缘带等也应绘出。（4）人行道、人行横道线和交通岛第152页/共155页（5）地上、地下管线和排水设施各处地上、地下管线的位置、雨水进水口、窨（YIN）井、排水沟等都应在图中标出。必要时，需另绘排水管线平面图纸。（6）交叉口平面交叉口、立体交叉口虽然有专门的交叉口设计图纸，但在平面设计图中也应详细注明交叉口的各路去向、交叉角度、曲线元素以及路缘石转弯半径等。第153页/共155页平面设计图主要有两种图式：一种是直接在地形图上所作的平面布置图，红线以内和红线以外的地形地物一律保留；另一种是只绘红线以外的地形地物，红线以内只绘车道线和道路上的各种设施而不绘地形地物。两种图各有优缺点：前者可以看出设计人员是如何处理道路与地形地物之间关系的（包括拆迁情况），后者则可更清晰地表现道路上各种设施的位置与尺寸。前一种图一般用在方案研究与初步设计中，后一种图用在技术设计中。第154页/共155页感谢您的观看！第155页/共155页