城市道路平面设计

城市道路平面设计

1 5.2.1 城市道路平面设计 2 3 平面设计主要内容 平面线形设计（直线、圆曲线、缓和曲线设计） 弯道设计：弯道加宽、弯道超高 道路绿化的平面布置 桥梁、隧道、平面交叉口、广场等的平面布设，分隔带、路缘带断口，公交站点的平面布置 4 1 、道路平面曲线设计 5 平面基本线形 平面线形：道路中心线在平面上的投影线。 直线：曲率 K=0 圆曲线：曲率 K= 常数 缓和曲线：曲率 K= 变数； 道路平面线形由直线、圆曲线和缓和曲线三种组合而成， “ 平面线形三要素 ” 。 6 直线 直线适用于地形平坦、视线目标无障碍处。在 平原区 ，直线作为主要线形要素是适宜的。 直线路段能提供较好的超车条件。 但直线过长、景色单调，往往会出现过高的车速或司机由于缺乏警觉易疲劳而发生事故。 7 8 9 描述直线的指标 ① 最大直线长度 最大直线长度的量化还是一个需要研究的课题，目前各国有不同的处理方法，德国和日本规定 20V ，美国为 180s 的行程。 最大直线长度不必太拘泥，最小长度应该保证。 10 11 12 描述直线的指标 13 描述直线的指标 14 圆曲线 15 （ 1 ）平曲线要素 pp203 圆曲线的四要素及其计算公式 切线长 超距 圆曲线长 曲线外距 16 设置圆曲线的平曲线桩号计算 交点 JD=QZ+D/2 （校核用） 17 例题：某单圆曲线，交点桩号为 k1 ＋ 600 ，转角 α 为 30 0 ，若该曲线半径取 400 米，试进行曲线要素和主点桩号计算。 18 19 作业： 某城市道路，其单圆曲线半径 150m ，曲线转角 64.951° ， JD 桩号 K0+222.335 。试计算三个主点桩的桩号。 20 （ 2 ）弯道半径选定 汽车行驶的横向稳定性 汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移，为此， 在道路设计中应保证汽车不产生横向滑移，同时也就保证了横向倾覆的稳定性。 21 Y X 22 横向力系数 μ 横向力系数 μ —— 单位车重的横向力 —— μ 值愈大，汽车在圆曲线路段上的稳定性愈差；反之，稳定性愈好。 23 上式表达了 横向力系数与车速、平曲线半径及超高 之间的关系。 μ 值愈大，汽车在平曲线上的稳定性愈差。 横向力是汽车行驶的不稳定因素 横向力系数（单位车重的横向力 ） 横向力系数： 24 圆曲线半径的确定 圆曲线半径计算公式 圆曲线半径影响因素： 横向力系数和超高横坡度 25 i y 路拱横坡度， “ 十 ” 表示路面横坡倾斜方向指向圆心， “ 一 ” 表示路面横坡倾斜方向指向圆的外侧。 在指定车速 V 下，最小 R min 取决于容许的最大横向力系数和该曲线的最大超高坡度 。 26 27 28 29 圆曲线半径的确定 道路的圆曲线半径，宜≥不设超高最小半径。 当受地形条件限制时，可采用设超高推荐半径值； 当地形条件特别困难时，可采用设超高最小半径值。 30 最小圆曲线长度 最小圆曲线长度：汽车在道路曲线段行驶时，如果曲线很短，司机操作方向盘频繁，在高速驾驶的情况下是危险的，圆曲线宜有大于 3s 的行程。 31 （ 3 ）超高 pp205 定义：在弯道上，当汽车在双向横坡的车道外侧行驶时，车重的水平分力将增大横向侧滑力。当采用的圆曲线半径小于不设超高的最小半径时，为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将曲线段的外侧路面横坡做成与内侧路面同坡度的单坡横断面，称为超高。 32 33 34 35 超高过渡方式 —— 无中央带 ① 绕内边缘旋转 先将外侧车道绕中线旋转，当达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至达到超高横坡值为止。 36 37 各种旋转方式的适用性 绕内边缘线旋转，由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建公路多用此方式。绕中心线旋转可保持中线标高不变，且在超高坡度一定的情况下，外侧边缘的抬高值较小，多用于旧路改建工程。 38 超高过渡方式 —— 有中央带 ③ 绕中间带边缘旋转 将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面。此时中央分隔带维持原水平状态。 39 超高过渡方式 —— 有中央带 ④ 绕中间带中心线旋转 先将外侧行车道绕中间带的中心线旋转，待达到与内侧行车道构成单向横坡后，整个断面一同绕中心线旋转，直至达到超高横坡值为止。此时中央分隔带呈倾斜状。 40 3. 超高缓和段（渐变段） 设计速度（ km/h ） 超高渐变率（超高旋转轴位置） 中线 边线 120 1/250 1/200 100 1/225 1/175 80 1/200 1/150 60 1/175 1/125 40 1/150 1/100 30 1/125 1/75 20 1/100 1/50 41 某城市道路（设计车速 30km/h ），为一块板断面，双向四车道，每条车道宽 3.75m 。道路横坡为 1.5% ， R=250m 小半径平曲线处设置超高（绕内边线旋转），试求超高缓和段长度。 42 （ 4 ）弯道加宽 pp206 平曲线加宽原因： （ 1 ）汽车在曲线上行驶时，前后轮轨迹不重合，占路面宽度大。 （ 2 ）由于横向力影响，汽车出现横向摆动。 汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，故 曲线内侧应增路面宽度 ，以确保曲线上行车的顺适与安全。 43 44 45 46 47 (5) 缓和曲线 pp206 缓和曲线：它是设置在 直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个圆曲线之间 的一种曲率连续变化的曲线。使直线和圆曲线之间过渡平稳，行车舒适，作为超高、加宽的缓和带。 48 曲率不连续的线型 49 曲率连续的线型 50 51 (5) 缓和曲线 1. 设置缓和曲线的作用 曲率连续变化，便于车辆遵循。 离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适。 超高横坡度及加宽逐渐变化，行车更加平稳。 与圆曲线配合，增加线形美观。 52 缓和曲线的指标（ 1 ） —— 不设缓和曲线的最小圆曲线半径 设计车速大于 40km/h 时，圆曲线半径大于不设缓和曲线的最小圆曲线半径时，直线与圆曲线可直接连接。 53 缓和曲线的指标（ 2 ） —— 缓和曲线最小长度 缓和曲线最小长度应满足三方面要求：曲率逐渐变化，乘客感觉舒适；行车时间不宜太短；超高过渡宜平缓 。 54 (6) 复曲线 平面线形的组合 55 在宽阔的平原微丘区，路线应直捷顺畅。 56 在没有任何障碍物的戈壁、草原等开阔地区，应以直线为主。 57 在起伏的山岭和丘陵地区，线形以曲线为主。 58 59 60 61 62 63 2 、道路路段平面综合设计 64 65 区位图 66 直线曲线及转角表 67 路线逐桩坐标表 68 平面设计图 69 加宽表达（平面图或道路分块图） 70 71 思考题 1. 什么是平面曲线三要素？ 2. 直线道路最小长度有什么规定？ 3. 圆曲线的半径如何确定？ 4. 圆曲线最小半径由哪几类？ 72