平面设计概要.pptx

第二章第二章平面设计平面设计n本章主要介绍道路线形设计的基本理论和方法。学习构成道路线形的基本要素及这些要素的设计要求，掌握平面设计成果的整理。第一节 概述公路平纵横的概念公路平纵横的概念路线的平面-公路的中线在水平面上的投影。平面图（plan）-反应路线在平面上的形状、位置、尺寸的图形。路线的纵断面-路线的中线在竖直面上的投影。纵断面图（verticalprofilemap）-反应路线在纵断面上的形状、位置、尺寸的图形。道路的横断面-沿道路中线上任意一点作的法向剖面。横断面图（cross-sectionprofilemap）-反映道路在横断面上的结构、形状、位置、尺寸的图形。路线设计的顺序路线设计的顺序horizontalalignmentdesignverticalalignmentdesigncross-sectiondesign路线设计的任务路线设计的任务在调查研究掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。直线(line)；圆曲线(circularcurve)；缓和曲线(transitioncurve)。平面线形要素平面线形要素:平面线形第二节 直线2行车方向明确，行驶受力简单，驾驶操作简易。一直线的特点1路线便捷，两点之间以直线为最短。3测设简单，施工容易。4过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦，难以目测车间距离，于是产生尽快驶出直线的急燥情绪，易超车。5直线线形大多难于与地形相协调。德德国国和和日日本本规规定定直直线线的的最最大大长长度度（以以米米计计）为为2020v v，前前苏苏联联为为8 8kmkm，美美国国为为180180s s行行程程。我我国国地地域域辽辽阔阔，地地形形条条件件在在不不同同的的地地区区有有很很大大的的不不同同，对对直直线线最大长度很难作出统一的规定。最大长度很难作出统一的规定。直直线线的的最最大大长长度度，在在城城镇镇附附近近或或其其他他景景色色有有变变化化的的地地点点大大于于2020V V是是可可以以的的；在景色单调的地点最好控制在在景色单调的地点最好控制在2020V V以内；而在特殊的地理条件下应特殊处理。以内；而在特殊的地理条件下应特殊处理。无无论论是是高高速速公公路路还还是是一一般般公公路路在在任任何何情情况况下下都都要要避避免免追追求求长长直直线线的的错错误误倾倾向向二、二、“长直线长直线”的量化的量化1同向曲线间的直线最小长度同向曲线间的直线最小长度互互相相通通视视的的同同向向曲曲线线间间若若插插以以短短直直线线，容容易易产产生生把把直直线线和和两两端端的的曲曲线线看看成成为为反反向向曲曲线线的的错错觉觉，当当直直线线过过短短时时甚甚至至把把两两个个曲曲线线看看成成是是一一个个曲曲线线，这这种种线线形形破破坏坏了了线线形形的的连连续续性性，且且容容易易造造成成驾驾驶驶操操作作的的失失误误，通通常常称称为为断断背背曲曲线线。设设计计中应尽量避免。中应尽量避免。规范推荐同向曲线间的最短直线长度以不小于规范推荐同向曲线间的最短直线长度以不小于6 6v v为宜。为宜。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转向向相相反反的的两两圆圆曲曲线线之之间间，考考虑虑到到为为设设置置超超高高和和加加宽宽缓缓和和段段的的需需要要以以及驾驶员转向操作的需要如无缓和曲线时，宜设置一定长度的直线。及驾驶员转向操作的需要如无缓和曲线时，宜设置一定长度的直线。规规范范规规定定反反向向曲曲线线间间最最小小直直线线长长度度（以以m m计计）以以不不小小于于行行车车速速度度（以以km/hkm/h计）的计）的2 2倍倍为宜。为宜。三直线的最小长度3相邻回头曲线间的直线最小长度相邻回头曲线间的直线最小长度回回头头曲曲线线是是指指山山区区公公路路为为克克服服高高差差在在同同一一坡坡面面上上回回头头展展线线时时所所采采用用的的曲曲线线。规规范范规规定定，两两回回头头曲曲线线之之间间，由由一一个个回回头曲线的终点至下一回头曲线起点的距离应满足：头曲线的终点至下一回头曲线起点的距离应满足：设计车速设计车速距离距离40km/h200m30km/h150m20km/h100m云南宜良县一盘山公路1下述路段可采用直线：下述路段可采用直线：受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线为条为主的地区；长大桥梁、隧道等构造物路段；路线交叉点及其前后；双车道公路提供超车的路段。四、直线的运用 2直线的应用直线的应用直直线线的的最最大大长长度度应应有有所所限限制制。当当采采用用长长的的直直线线线线形形时时，为为弥弥补补景景观观单单调调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施并注意下述问题：之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施并注意下述问题：长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡行驶更易导致高速度长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡行驶更易导致高速度长长直直线线与与大大半半径径凹凹形形竖竖曲曲线线组组合合为为宜宜，可可以以使使生生硬硬呆呆板板的的直直线线得得到到一一些缓和些缓和两两侧侧地地形形过过于于空空旷旷时时，宜宜采采取取种种植植不不同同树树种种或或设设置置一一定定建建筑筑物物、雕雕塑塑、广告牌广告牌等措施，以改善单调的景观。等措施，以改善单调的景观。长长直直线线或或长长下下坡坡尽尽头头的的平平曲曲线线必必须须采采取取设设置置标标志志、增增加加路路面面抗抗滑滑能能力力等安全措施等安全措施第三节第三节汽车行驶的横向稳定性汽车行驶的横向稳定性与圆曲线半径与圆曲线半径 汽车的行驶稳定性 n汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。n纵向稳定性：纵向稳定性：表现：倾覆倾覆n滑移（倒溜）滑移（倒溜）n横向稳定性：横向稳定性：表现：倾覆倾覆n滑移（侧滑）滑移（侧滑）一、汽车行驶的横向稳定性一、汽车行驶的横向稳定性n 汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。n受力分析：受力分析：n 横向力横向力X失稳失稳n 竖向力竖向力Y稳定稳定1 1汽车在平曲线上行驶时力的平衡汽车在平曲线上行驶时力的平衡n 离心力离心力n将离心力将离心力F与汽车重力与汽车重力G分解为平行于路面的横分解为平行于路面的横向力向力X和垂直于路面的竖向力和垂直于路面的竖向力Y，由由于于路路面面横横向向倾倾角角一一般般很很小小，则则sintg=isintg=ih h，cos1cos1，其其中中i ih h称称为为横横向向超高坡度，超高坡度，n将离心力将离心力F与汽车重力与汽车重力G分解为平行于路面的横分解为平行于路面的横向力向力X和垂直于路面的竖向力和垂直于路面的竖向力Y，采采用用横横向向力力系系数数来来衡衡量量稳稳定定性性程程度度，其其意意义义为为单单位位车车重的横向力，即重的横向力，即横横向向倾倾覆覆：汽汽车车在在平平曲曲线线上上行行驶驶时时，由由于于横横向向力力的的作作用用，使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。汽车内侧车轮支反力汽车内侧车轮支反力N N1 1为为0 0。倾覆力矩等于或大于稳定力矩。倾覆力矩等于或大于稳定力矩。2.2.横向倾覆条件分析横向倾覆条件分析倾覆力矩：倾覆力矩：XhXhg g横向倾覆平衡条件分析：横向倾覆平衡条件分析：n 稳定力矩：稳定力矩：倾覆力矩：倾覆力矩：XhXhg g横向倾覆平衡条件分析：横向倾覆平衡条件分析：n 稳定力矩：稳定力矩：n 不产生横向倾覆的条件：不产生横向倾覆的条件：n 汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平曲线半径平曲线半径R min：3.3.横向滑移条件分析横向滑移条件分析n 横横向向滑滑移移：汽汽车车在在平平曲曲线线上上行行驶驶时时，因因横横向向力力的的存存在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。n 横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。n 极限平衡条件：极限平衡条件：不产生横向滑移稳定条件：不产生横向滑移稳定条件：4 4横向稳定性的保证横向稳定性的保证n 汽汽车车在在平平曲曲线线上上行行驶驶时时的的横横向向稳稳定定性性主主要要取取决决于于横向力系数横向力系数值的大小。值的大小。n 现现代代汽汽车车在在设设计计制制造造时时重重心心较较低低，一一般般b2hb2hg g，而而 h h0.5,0.5,即即n 汽汽车车在在平平曲曲线线上上行行驶驶时时，在在发发生生横横向向倾倾覆覆之之前前先先产生横向滑移现象。产生横向滑移现象。n 在在道道路路设设计计中中只只要要保保证证不不产产生生横横向向滑滑移移现现象象发发生生，即可保证横向稳定性。即可保证横向稳定性。n保证横向稳定性的条件：保证横向稳定性的条件：1 1确定半径的理论依据确定半径的理论依据二、曲线半径curveradius 1 1确定半径的理论依据确定半径的理论依据2最小半径的计算最小半径的计算3圆曲线最大半径圆曲线最大半径横向力系数横向力系数的确定的确定行车安全行车安全 要求横向力系数低于轮胎与路面之间所能提供的横向摩阻系数f：f(32)增加驾驶操纵的困难 轮胎产生横向变形，增加了汽车在方向操纵上的困难。增加燃料消耗和轮胎磨损 的存在使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加。行旅不舒适值值过过大大，增增加加了了驾驾驶驶者者在在弯弯道道行行驶驶中中的的紧紧张张。对对于于乘乘客客来来说说，值值的的增增大大，同样感到不舒适，乘客随同样感到不舒适，乘客随的变化其心理反应如下。的变化其心理反应如下。当当0.10时，不感到有曲线存在，很平稳；时，不感到有曲线存在，很平稳；当当=0.15时，稍感到有曲线存在，尚平稳；时，稍感到有曲线存在，尚平稳；当当=0.20时，已感到有曲线存在，稍感不稳定；时，已感到有曲线存在，稍感不稳定；当当=0.35时，感到有曲线存在，不稳定；时，感到有曲线存在，不稳定；当当0.40时，非常不稳定，有倾车的危险感。时，非常不稳定，有倾车的危险感。综综上上所所述述，值值的的采采用用关关系系到到行行车车的的安安全全、经经济济与与舒舒适适。为为计计算算最最小小平平曲曲线线半半径径，应应考考虑虑各各方方面面因因素素采采用用一一个个舒舒适适的的值值。研研究究指指出出：值值的的舒舒适适界界限限，由由0.11到到0.16随行车速度而变化，随行车速度而变化，设计中对高、低速路可取不同的数值。设计中对高、低速路可取不同的数值。1 1确定半径的理论依据确定半径的理论依据1 1确定半径的理论依据确定半径的理论依据二、曲线半径1 1确定半径的理论依据确定半径的理论依据2最小半径的计算最小半径的计算3圆曲线最大半径圆曲线最大半径.关于最大超高关于最大超高 考虑慢车甚至因故停在弯道上的车辆,其离心力接近0,或者等于0。因此 (33)fw 一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻力系数。各级公路圆曲线部分最大超高值 表31公路等级高速公路一二二三四一般地区（%）108积雪冰冻地区（%）6城市道路最大超高值 表32计算行车速度（km/h）8060，5040，30，20最大超高横坡度（%）6421 1确定半径的理论依据确定半径的理论依据二、曲线半径1 1确定半径的理论依据确定半径的理论依据2最小半径的计算最小半径的计算3圆曲线最大半径圆曲线最大半径1 1确定半径的理论依据确定半径的理论依据2最小半径的计算最小半径的计算极限最小半径极限最小半径横向力系数视设计车速采用0.100.16,最大超高视道路的不同环境，公路用0.10、0.08、0.06，城市道路用0.06、0.04、0.022最小半径的计算最小半径的计算一般最小半径一般最小半径 考虑汽车以设计速度或以接近设计速度行驶时，旅客有充分的舒适感 注意到以在地形比较复杂的情况下不会过多地增加工程量。这种半径是全线绝大多数情况下可采用的半径，约为极限最小半径的1.52.0倍。“一般最小半径”，其值和ih(max).的取值见表33。车速（km/h）1201008060504030200.050.050.060.060.060.060.050.05ih(max).0.060.060.070.080.070.070.060.06一般最小半径”，其值和ih(max).的取值 表33。不设超高的最小半径不设超高的最小半径我国标准所制定的“不设超高的最小半径”是取=0.035，ih(max=0.015按式（31）计算取整得来的。表3-4各级公路最小平曲线半径公路等级高速公路一二三四计算行车速度（km/h）120100806010060804060304020极限最小半径（m）65040025012540012525060125306015一般最小半径（m）10007004002007002004001002006510030不设超高最小半径（m）550040002500150040001500250060015003506001503圆曲线最大半径圆曲线最大半径选选用用圆圆曲曲线线半半径径时时，在在与与地地形形等等条条件件相相适适应应的的前前提提下下应应尽尽量量采采用用大大半半径径，但但半半径径大大到到一一定定程程度度时时，其其几几何何性性质质和和行行车车条条件件与与直直线线无无太太大大区区别别，容容易易给给驾驾驶驶员员造造成成判判断断上上的的错错误误而而带带来来不不良良后后果果，同同时时也也无无谓谓增增加加计计算算和和测测量量上的麻烦。上的麻烦。所以规范规定圆曲线的最大半径不宜超过所以规范规定圆曲线的最大半径不宜超过1000010000m m。3圆曲线最大半径圆曲线最大半径圆曲线半径的确定圆曲线半径的确定公路：公路：一般情况下采用极限半径的一般情况下采用极限半径的48倍为宜；倍为宜；当地形条件受到限制时，应尽量采用大于或接当地形条件受到限制时，应尽量采用大于或接近于一般最小半径；近于一般最小半径；在自然条件特别困难而不得已时，经过技术经在自然条件特别困难而不得已时，经过技术经济论证方可采用极限最小半径；济论证方可采用极限最小半径；应结合前后线形综合考虑。应结合前后线形综合考虑。圆曲线半径的确定圆曲线半径的确定城市道路：城市道路：一般情况下采用大于或等于不设超高最小半径一般情况下采用大于或等于不设超高最小半径值；值；当地形条件受到限制时，可采用设超高推荐半当地形条件受到限制时，可采用设超高推荐半径值；径值；地形条件特别困难时，可采用设超高最小半径地形条件特别困难时，可采用设超高最小半径值。值。三圆曲线的几何元素(geometryelement)T单圆曲线的主要特点单圆曲线的主要特点曲线上任意一点的曲率半径曲线上任意一点的曲率半径R为常数，曲率亦为常数，曲率亦为常数，故测设比缓和曲线简便；为常数，故测设比缓和曲线简便；小半径圆曲线视距条件差，汽车在圆曲线内侧小半径圆曲线视距条件差，汽车在圆曲线内侧行驶时，视线受到路堑边坡或其他障碍物影响，行驶时，视线受到路堑边坡或其他障碍物影响，容易发生事故；容易发生事故；大半径长缓圆曲线线形美观，顺适，行车舒适，大半径长缓圆曲线线形美观，顺适，行车舒适，是公路上常采用的线形。是公路上常采用的线形。第四节 缓和曲线(transitioncurve)1缓和曲线的作用缓和曲线的作用曲率连续变化，视觉效果好。（线形缓和）（曲率连续变化，视觉效果好。（线形缓和）（图图3 39 9）。）。离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适。（离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适。（行车缓和行车缓和）超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳。（超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳。（超高缓和超高缓和）一缓和曲线的作用与性质有缓和曲线的道路平曲线几何元素：其他形式的缓和曲线其他形式的缓和曲线结论：三种曲线在极角较小（56）时，几乎没有差别；都可以作为缓和曲线；标准推荐使用回旋线。缓和曲线的最小长度缓和曲线的最小长度从控制离心加速度变化率考虑（使旅客感觉舒适）；从控制超高附加坡度不宜过陡考虑（避免行车左右剧烈摇摆）；从控制方向盘操作的最短时间考虑。超高后的外侧路面边缘纵坡比原设计纵坡增加的坡度回旋线参数回旋线参数A值的确定值的确定从视觉要求出发，当缓和曲线角29时，缓和曲线过长，使得圆曲线与缓和曲线不能很好协调。（三）缓和曲线的省略（三）缓和曲线的省略规范规定，在下列情况下可不设回旋线：1.在直线与圆曲线间，当圆曲线半径大于或等于在直线与圆曲线间，当圆曲线半径大于或等于“不设超高的最小半径不设超高的最小半径”时；时；2.半径不同的同向圆曲线半径不同的同向圆曲线(1)半径不同的同向圆曲线间，当小圆半径大于或等于半径不同的同向圆曲线间，当小圆半径大于或等于“不设超高的最小半不设超高的最小半径径”时，直线与圆曲线间和大圆与小圆间均不设缓和曲线；时，直线与圆曲线间和大圆与小圆间均不设缓和曲线；（2）小圆半径大于表中所列临界曲线半径，且符合下列条件之一时，大圆）小圆半径大于表中所列临界曲线半径，且符合下列条件之一时，大圆与小圆间不设缓和曲线：与小圆间不设缓和曲线：小小圆圆曲曲线线按按规规定定设设置置相相当当于于最最小小缓缓和和曲曲线线长长的的回回旋旋线线时时，其其大大圆圆与与小小圆圆的的内移值之差不超过内移值之差不超过0.10m。设计速度设计速度80km/h时，大圆半径（时，大圆半径（R1）与小圆半径（）与小圆半径（R2）之比小于）之比小于1.5。设计速度设计速度80km/h时，大圆半径（时，大圆半径（R1）与小圆半径（）与小圆半径（R2）之比小于）之比小于2。3.公路等级为四级公路等级为四级内移值p足够小时，可省略。即：第五节 平面线形设计 一平面线形设计一般原则 1.1.平面线平面线形应便捷、形应便捷、连续、顺连续、顺适，与周适，与周围环境相围环境相协调。协调。2.2.安全要安全要求是基本求是基本的，视觉的，视觉和心理上和心理上的要求应的要求应尽量满足尽量满足3.3.保持平保持平面线形的面线形的均衡与连均衡与连贯贯4.4.应避免应避免连续急弯连续急弯的线形的线形 5.5.平曲线平曲线应有足够应有足够的长度的长度 1.1.平面线平面线形应便捷、形应便捷、连续、顺连续、顺适，与周适，与周围环境相围环境相协调。协调。2.2.安全要安全要求是基本求是基本的，视觉的，视觉和心理上和心理上的要求应的要求应尽量满足尽量满足3.3.保持平保持平面线形的面线形的均衡与连均衡与连贯贯4.4.应避免应避免连续急弯连续急弯的线形的线形 5.5.平曲线平曲线应有足够应有足够的长度的长度 路线要与地形相适应，这既是美学问题，也是经济问题和保护环境的问题 高速公路、一级公路以及计算行车速度60km/h的公路，应注重立体线形设计。计算行车速度40km/h的公路，首先应在保证行车安全的前提下，正确地运用平面线形要素最小值。直线尽头避免接小半径曲线。高、低标准之间要有过渡。这种线形给驾驶员造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。设计速度(km/h)1201008060403020一般值（m）600500400300200150100最小值（m）200170140100705040 在宽阔的平原微丘区，路线应直捷顺畅。在宽阔的平原微丘区，路线应直捷顺畅。在起伏的山岭和丘陵地区，线形以曲线为主。在起伏的山岭和丘陵地区，线形以曲线为主。在没有任何障碍物的戈壁、草原等开阔地区，应以在没有任何障碍物的戈壁、草原等开阔地区，应以直线为主。直线为主。长直线的尽头避免接小半径曲线长直线的尽头避免接小半径曲线 长直线上汽车行驶速度较高，如果突然遇到小半径曲线，易长直线上汽车行驶速度较高，如果突然遇到小半径曲线，易产生减速不及造成的事故。产生减速不及造成的事故。事故形态：事故形态：车辆侧翻到曲线外侧路基或与对向车辆相撞或碰车辆侧翻到曲线外侧路基或与对向车辆相撞或碰撞路侧护栏。撞路侧护栏。若由于地形所限小半径曲线若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。过渡性曲线，并使纵坡不要过大。高低标准之间要有过渡高低标准之间要有过渡u 同一等级道路上大、小指标间的均衡过渡同一等级道路上大、小指标间的均衡过渡l长直线与小半径曲线之间。长直线与小半径曲线之间。l相邻的大小半径曲线之间。相邻的大小半径曲线之间。u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。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。在标准变更的相互衔接处前、后一定长度范围内主要技术指标应在标准变更的相互衔接处前、后一定长度范围内主要技术指标应逐渐过渡，避免产生突变，设计速度高的一端应采用较低的平、纵技术逐渐过渡，避免产生突变，设计速度高的一端应采用较低的平、纵技术指标，反之则应采用较高的平、纵技术指标，以使平、纵线形技术指标指标，反之则应采用较高的平、纵技术指标，以使平、纵线形技术指标较为均衡。较为均衡。路线转角的大小反应了路线的舒顺程度，小一些好。但转角过小，即使设置了较大的半径也容易把曲线长看成比实际的要短，造成急转弯的错觉。这种倾向转角越小越显著，以致造成驾驶员枉作转弯的操作。一般认为，7应属小转角弯道。对于小转角弯道应设置较长的平曲线，其长度应大于规范规定。小转角路线问题设计速度设计速度(km/h)1201008060403020平曲线最小平曲线最小长度长度(m)1400/1200/1000/700/500/350/250/表中的表中的为公路转角值（度），当为公路转角值（度），当22时，按时，按=2=2计。计。二、平面线形要素的组合类型当当A1=A2时，叫对称基本型；时，叫对称基本型；当当A1A2时，叫非对称基本型。时，叫非对称基本型。组合要求组合要求 基本形设计时，为使线形协调，基本形设计时，为使线形协调，A值的选择最好使回旋线、值的选择最好使回旋线、圆曲线、回旋线的长度以大致接近为宜。圆曲线、回旋线的长度以大致接近为宜。组合要求组合要求A1A1与与A2A2宜相等。达不到时，宜相等。达不到时，A1A1与与A2A2之比应小于之比应小于2.02.0，有，有条件时以小于条件时以小于1.51.5为宜。当为宜。当A2A2200200时，时，A1A1与与A2A2之比应小之比应小于于1.51.5短直线的长度应满足：短直线的长度应满足：LL（A1A1A2A2）/40/40两圆曲线半径之比不宜过大，以两圆曲线半径之比不宜过大，以R1/R2=11/3为宜为宜 S形曲线的计算形曲线的计算 已知某公路有两个交点间距为已知某公路有两个交点间距为D=328.912m，JD1=K5+250.14，偏角，偏角1=491517（右偏），半径（右偏），半径R1=200m；Ls1=70m；JD2为左偏，为左偏，2=853930。要求：按。要求：按S型曲线计算确定型曲线计算确定Ls2、R2，并计算两曲线主点里，并计算两曲线主点里程桩号。程桩号。计算步骤计算步骤：（：（1）先根据）先根据1、R1、Ls1，计算，计算T1;（2）T2=D-T2 根据根据S形的组合要求，假定形的组合要求，假定Ls2 （3）用）用T2、LS2、2计算计算R2。（4）检查）检查R2是否符合是否符合S形的组合要求，如不能，重新调整计算。形的组合要求，如不能，重新调整计算。卵型卵型（1）定义：）定义：两同向的平曲线，按直线两同向的平曲线，按直线缓和曲线缓和曲线（A1）圆曲圆曲线（线（R1）缓和曲线（缓和曲线（AF）圆曲线（圆曲线（R2）缓和曲线（缓和曲线（A2）直线的顺序组合而成的线形。直线的顺序组合而成的线形。（2）组合要求：）组合要求：大圆能完全包住小圆而且不是同心圆。大圆能完全包住小圆而且不是同心圆。卵型曲线用一个回旋线连接两个圆曲卵型曲线用一个回旋线连接两个圆曲线，其公用缓和曲线的参数线，其公用缓和曲线的参数AF最好最好在在R2/2A R2范围内（范围内（R2为小圆为小圆半径）；半径）；（2）组合要求：）组合要求：圆曲线半径之比以满足圆曲线半径之比以满足R2/R1=0.20.8为宜；为宜；两圆曲线的间距，以两圆曲线的间距，以D/R2=0.0030.03为宜，（为宜，（D为两圆曲为两圆曲线间的最小间距）。线间的最小间距）。5.凸形凸形 （1）定义：）定义：两段同向缓和曲线之间不插入圆曲线而径相衔接的组合两段同向缓和曲线之间不插入圆曲线而径相衔接的组合形式（圆曲线长度为零）形式（圆曲线长度为零）（2）组合要求：）组合要求：凸形的回旋线的参数及其连接点的曲率半径，应分别符合容许最小回凸形的回旋线的参数及其连接点的曲率半径，应分别符合容许最小回旋线参数和圆曲线最小半径的规定。旋线参数和圆曲线最小半径的规定。（3）适用条件）适用条件 只有在路线严格受地形、地物限制处只有在路线严格受地形、地物限制处方可采用凸形。方可采用凸形。6.复合形复合形 （1）定义：）定义：将两个以上的同向回旋线在曲率相等处相互连接的线形。将两个以上的同向回旋线在曲率相等处相互连接的线形。（2）组合要求：）组合要求：复合形的相邻两个回旋线参数之比以小于复合形的相邻两个回旋线参数之比以小于1：1.5为宜。为宜。（3）适用条件）适用条件复合曲线在受地形条件限制，或互通式立体交叉的匝道设计中可采用。复合曲线在受地形条件限制，或互通式立体交叉的匝道设计中可采用。7.C形形 （1）定义：）定义：两同向回旋线在曲率为零处径相连接（即连接处曲率两同向回旋线在曲率为零处径相连接（即连接处曲率为为0，半径为）的组合线形。，半径为）的组合线形。（2）适用条件）适用条件C形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。形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。第六节 道路平面设计成果 一.直线、曲线及转角表 本表全面地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。二.逐桩坐标表高等级公路的线形指标高，表现在平面上是圆曲线半径大，缓和曲线较长，在测设和放样时须采用坐标法，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。例1单交点基本形曲线计算 已知：某弯道，JD5的桩号为K4650.56，R300m；ls60m，3500，试计算曲线要素及主点桩号。解：曲线要素为：解：曲线要素为：曲线主点桩号计算如下：曲线主点桩号计算如下：JDJD5 5K4+650.56K4+650.56-T-Ts s124.74124.74ZHZHK4+525.82K4+525.82+l ls s60.0060.00HYHYK4+585.82K4+585.82+L+Ly y123.26123.26YHYHK4+709.08K4+709.08HZHZ-L-Ls s/2/2121.63121.63QZQZ3.113.11JDJD5 5+l ls s60.0060.00K4+769.08K4+769.08K4+647.45K4+647.45+J+Js s/2/2K4+650.56K4+650.56（校核无误）（校核无误）双交点曲线计算多用解虚交三角形的方法 如图，A、B为辅助交点，AB为基线长，V为虚交点，AVB为为虚交三角形，求出边长a、b后即可求出TA、TB。由正弦定理：式中：a、b虚交三角形边长，cm；AB辅助交点间距，及辅助基线长，实测求得，m；A、B辅助交点转角，实测求得；TA、TB辅助交点至曲线起、终点距离，m；路线转角，A+B。则三.路线平面设计图 1平面图的比例尺和测绘范围平面图的比例尺和测绘范围 比例尺：.工程可行性研究、初步设计阶段的方案研究与比选，采用1：50000或1：10000的比例尺.初步设计、施工图设计一般常用的是1：2000，在平原微丘区可用1：5000。在地形特别复杂地段的路线初步设计、施工图设计可用1：500或1：1000。测绘范围路线带状地形图的测绘宽度，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。若有比较线，应将比较线包括进去。2 2路线平面图的内容路线平面图的内容交点，各曲线主要点以及公里桩、百米桩、断链桩位置。对交点逐个编号，注明路线在本张图中的起点和终点里程等。路线一律按前进方向从左至右画，在每张图的拼接处画出接图线。在图的右上角注明共张、第张。在图纸的空白处注明曲线元素及主要点里程。3 3公路路线平面设计图示例公路路线平面设计图示例城市道路平面图设计城市道路平面图设计1.绘图比例尺和测绘范围城市道路相对于公路，长度较长而宽度较宽，在绘图比例尺的选用上一般比公路大。一般为1：5001：1000。测绘范围：通常在道路两侧红线以外各2050m，或中线两侧各50150m。2.平面图内容规划红线，坡口、坡脚线，车道线，人行道、人行横道线、交通岛，地上、地下管线和排水设施，交叉口。城市道路平面图设计城市道路平面图设计n例例2：平平原原区区某某公公路路，设设计计车车速速V=80km/h，有有两两个个交交 点点 间间 距距 为为 407.54m，JD1=K7+231.38，转转 角角 1右右=122420，半半径径R1=1200m；JD2转转角角2左左=153250，R2=1000m。n要求：按要求：按S型曲线设计，并计算两曲线主点里程桩号。型曲线设计，并计算两曲线主点里程桩号。21JD1JD2T1T2L1L2n解解：因因为为R1，R2均均小小于于不不设设超超高高最最小小半半径径，因因此此需需设缓和曲线。设缓和曲线。n（1）计算确定缓和曲线长度）计算确定缓和曲线长度Ls1、Ls2：n令两曲线的切线长相当，则取令两曲线的切线长相当，则取T1=407.54/2=203.77mn按各线形要素长度按各线形要素长度1：1：1计算计算Ls1：nLs1=（/180）R/2=12.2420/1801200/2=129.91n取取Ls1=130mn则经计算得，则经计算得，T1=195.48m407.54/2=203.77mn切切线线长长度度与与缓缓和和曲曲线线长长度度的的增增减减有有近近似似1/21/2的的关关系系，即缓和曲线长增加即缓和曲线长增加x x，切线长增加，切线长增加x/2x/2。n LS1=130+28.29=146.58，取，取Ls1=140m。n则则计算得，计算得，T1=200.49mnT2=407.54-T1=407.54-200.49=207.05n按按1：1：1计算计算Ls2：nLs2=（/180/180）R/2=15.3250/1801000/2=135.68n 203.77-195.48=8.29，即，即T1计算值偏短。计算值偏短。计算切线长计算切线长T2得，得，T2=204.45m207.05-204.45=2.60取取Ls2=135.68+22.60=140.88计算得，计算得，T2=207.055m207.05-207.055=-0.005取取Ls2=140.88-20.005=140.87nJDJD1 1曲线要素及主点里程桩号计算曲线要素及主点里程桩号计算nR1=1200Ls1=1401=12.2420nT1=200.49L1=399.82E1=7.75J1=1.15nJD1=K7+231.38nZH1=K7+030.89nHY1=K7+170.89nQZ1=K7+230.80nYH1=K7+290.71nHZ1=K7+430.71JD2里程桩号计算：里程桩号计算：JD2=JD1+407.54-J1=7231.38+407.54-1.15=K7+637.7721JD1JD2T1T2L1L2HZ1ZH2nJD2=JD1+交点间距交点间距-J1n=HZ1+曲线间直线长度曲线间直线长度+T2LZXJD2里程桩号计算：里程桩号计算：JD2曲线要素及主点里程桩号计算曲线要素及主点里程桩号计算T2=207.05L2=412.22E2=10.11J2=1.88JD2=K7+637.77ZH2=K7+430.72HY2=K7+571.59QZ2=K7+636.83YH2=K7+702.07HZ2=K7+842.94nJD2=K7+637.77nR2=1000Ls2=140.872=15.3250补充习题补充习题某山岭区三级公路，已知起点、JD2、JD3的坐标分别为（40961.914，91066.103），（40433.528，91250.097），（40547.416，91810.392），并设JD2的R150m，Ls40m，求（1）JD2的转角大小和方向；（2）求JD2的曲线元素及主要点里程。