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1、第六章第六章 城市道路平面和纵断面城市道路平面和纵断面线形设计线形设计n城市道路是一种既有方向变化又有高程变化的带状空间构筑物，其中心线则是一条空间三维曲面。可分解为平面和纵断面两大部分，分别研究后，再考虑其组合起来的空间效果。n道路中心线在平面上的投影线称为道路的平面线形。n道路的纵断面线形是指道路中心线保持各点高程不变沿里程展开后的立面投影线。n道路的平面和纵断面设计都将以机动车辆行驶的安全、快速、经济和舒适为目标，在符合道路网规划整体要求的前提下，尽可能使道路的平、纵面线形标准高一些。6-1 城市道路平面线形设计城市道路平面线形设计一、道路平面设计的内容与要求一、道路平面设计的内容与要求
2、n道路平面设计位置的确定，道路平面设计位置的确定，涉及交通组织、沿街建筑、地上地下管线布置、各种道路交叉口的形式等诸多因素，因此确定道路位置时，要根据道路网规划的大致走向，以道路中心线为准，结合道路性质、交通要求、交叉口形式，经过现场勘察和详细测量来确定。n道路平面线形设计的主要内容：道路平面线形设计的主要内容：选定合适的圆曲线半径，计算缓和曲线，合理解决曲线与曲线、曲线与直线的衔接，恰当地设置超高、加宽和缓和路段，计算行车视距并排除可能存在的视线障碍。n道路设计平面图应标明：道路设计平面图应标明：道路的中线、规划建筑线、车行道、人行道、广场、沿街建筑出入口、地下管线、检查井、附近停车场的位置
3、等。比例尺一般为1：10001：500二、直线二、直线n一次直线长度不能太短（如在两个邻近的圆曲线之间的直线）n一次直线不能太长（车速较高的快速路上，易引起驾驶员的疲劳）n当设计车速=60km/h时，直线长度应满足：同向曲线间的最小直线长度（m）宜大于或等于设计车速（km/h）数值的6倍。反向曲线间的最小直线长度（m）宜大于或等于设计车速（km/h）数值的2倍。当设计车速小于60km/h，地形条件困难时，直线长度可不受上述限制，但应满足设置缓和曲线的需要。n一次直线的最大长度，还没有统一的认识。小于180秒行程。三、圆曲线半径三、圆曲线半径n在平面上转折处的曲线一般用圆曲线。圆曲线有测设简单、
4、曲率固定的特点。（一）圆曲线各要素的几何关系（一）圆曲线各要素的几何关系 T=Rtg/2T=Rtg/2 LcLc=R/180=R/180 E=R(sec/2-1)E=R(sec/2-1)T切线长（m）Lc 圆曲线长（m）E 曲线外矢距（m）路线转折角度（二）机动车在曲线上行驶时的受力分析（二）机动车在曲线上行驶时的受力分析离心力的计算离心力的计算 离心力与车速的平方成正比，与曲线半径成反比。作用在车辆上的横向力作用在车辆上的横向力（三）圆曲线最小半径（三）圆曲线最小半径n圆曲线最小半径是指保证机动车以设计车速安全行驶的曲线最小半径。n需综合考虑机动车行驶的稳定性、乘客的舒适程度、车辆燃烧消耗和
5、轮胎磨损等方面的因素。n1、抗稳定性要求、抗稳定性要求 横向附着力y附应大于等于横向力 当设有超高时的最大车速：n横向力y和牵引力Pa（或制动力），在车轮与路面接触面上构成合力R。合力R不应超过G驱。其中为纵向附着系数，G驱为机动车驱动轮上的重量。n在极限平衡状态时，随着驱动轮牵引力的增加，其横向力将y减小。为牵引力系数。一般建议取0.7-0.8。则，0=0.6-0.7 n路面与轮胎之间的纵向附着系数，取决于路面种类、路面表面状态、行车速度等因素。一般认为，当要求保证车速60km/h时，路面纵向附着系数不应小于0.4。n2、乘客舒适要求、乘客舒适要求为横向力系数，其意义为单位车重的横向力。乘客
6、随着横向力系数值的增大，其心理反应如下：（1）当0.4时，转弯时车辆行驶得已非常不稳定，乘客站立不住，感到有倾倒的危险。一般多以一般多以=0.15为为最大控制数值。最大控制数值。n3、运营经济要求、运营经济要求为了减少轮胎和燃料的消耗曲线半径也不应太小，以免轮胎在牵引力与横向力共同作用下发生很大的横移偏转角。当 1 时，相当=0.1，燃料额外消耗为10%12%；当=1.8 时，相当=0.16，燃料额外消耗将达到40%，轮胎消耗速度比正常速度加快一倍。因此，为了车辆运输的经济，必须限制横向力，使不超过0.10，即选择较大的曲线半径。n综合上述三方面，道路圆曲线的最小半径计算公式如综合上述三方面，
7、道路圆曲线的最小半径计算公式如下：下：式中i0为该级道路的最大超高横坡度，且取“+”号。n 值的取值越小，则道路标准越高。为了行驶稳定、乘客舒适和运输经济，可考虑采用=60km/h时，两曲线之间要设直线段，直线段长度宜满足下列要求：同向曲线间的最小直线长度(m)宜大于或等于计算行车速度(km/h)数值的六倍。反向曲线间的最小直线长度宜大于或等于计算行车速度数值的二倍。n当V=40km/h时，两曲线间应设置缓和曲线，受地形限制并符合下述条件之一者，可采用复曲线：小圆半径大于或等于不设缓和曲线的最小圆曲线半径；大圆半径R2，小圆半径R1，则复曲线两圆半径应满足R2/R1=1.5的要求。n当V=40
8、km/h时，且两圆半径都大于不设超高最小半径，可不设缓和曲线而构成复曲线。九、行车视距九、行车视距n机动车辆行驶时，驾驶人员必须能望见道路上相当的距离，以便有充分的时间或距离，采取适当的措施，防止交通事故，这一保证交通安全的最短距离称为行车视距。n行车视距的大小与机动车制动效率，行车速度和驾驶人员克服障碍所采取的措施有关。n行车视距一般分停车视距、会车视距、错车视距和超车视距等。（一）停车视距（一）停车视距n机动车辆在行进过程中，突然遇到前方道路上有行人或坑洞等障碍物，不能绕越且需要及时在障碍物前停车时，此项保证安全的最短距离，称为停车视距。n停车视距S1由反应距离l1，制动距离ST，保险距离
9、l0三部分组成。n反应距离l1：n制动距离ST：n保险距离l0：一般取l0=510m V设计车速（km/h）；t驾驶人员反应时间，与其驾驶技术有关，一般为1-1.8s,路面纵向附着系数，取值按路面处于一般潮湿考虑；i道路纵坡。上坡为“”号，下坡为“-”号，计算时可按平坡i=0考虑。（二）（二）会车视距会车视距n当两辆机动车彼此在一条车行道上正好对面相驶，发现时来不及或无法错车，只能双方采取制动，使车辆在未相撞之前完全刹住，以防止事故的发生。此项在双方离路面1.2m高驾驶人员视点之间，保证安全的最短距离，称为会车视距。n会车视距由S2三部分组成：双方车辆的反应距离2 l1，双方车辆的制动距离2S
10、T，保险距离l0设以V1和V2表示两机动车辆的速度，且分别在i1和i2的坡道上行驶，则会车视距的计算公式如下：一般根据实践经验，多采取会车视距等于停车视距的两倍，即S2=2S1城市道路平面、纵断面上的停车视距应大于或等于表内的规定值。寒冷积雪地区应另行计算。（三（三）视距保证视距保证n在平面上视距受到限制的地方，多为曲线路段或交叉口处，当曲线位于隐蔽地区或路堑中，曲线内侧的建筑物、树木、路堑边坡或其他障碍物可能会遮挡司机的视线，影响行车安全，因此需要将视距区内的障碍物清除。n最短视距S1，横向净距an最大横净距a的计算 1、不设缓和曲线（1）停车视距S1小于圆曲线长度Lc的情况 1、不设缓和曲
11、线（2）停车视距S1大于圆曲线长度Lc的情况 2、设缓和曲线（1）停车视距S1小于圆曲线长度Lc的情况 与不设缓和曲线时相同。（2）停车视距S1大于圆曲线长度Lc而小于平曲线长度L（3）停车视距S1大于平曲线长度L十、平面线形改善十、平面线形改善n城市道路平面线形改善，一般包括拓宽狭窄路段（消除“瓶颈”）、取直弯曲路段、加大曲线半径以及保证必要的视距等。n平面线形的改善，多受地形地物的限制，尤其涉及到沿路房屋与管线的拆迁，旧路的充分利用与修建时如何维持交通，以及改善后的经济效益等问题，因此要因地制宜地具体分析情况，妥善做出符合实际的可行方案后，再进行实施。十一、城市道路平面设计图的绘制十一、城市道路平面设计图的绘制n纸上定线n实地定线 图解法 解析法n城市道路平面设计图是在道路中心线具体位置已经确定，横断面设计和纵断面设计已完成或接近完成的基础上进行的。制图比例一般为1：500-1：1000。制图范围视道路等级而定，通常在道路两侧红线以外20-50m的范围内。还可根据情况补充局部大样图。
