第2章平面设计

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1、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

2、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

3、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。 德国和日本规定直线的最大长度（以米计）为德国和日本规定直线的最大长度（以米计）为2020v v，前苏联为，前苏联为8 8kmkm，美美国为国为180180s s行程。我国地域辽阔，地形条件在不同的地区有很大的不同，对直行程。我国地域辽阔，地形条件在不同的地区有很大的不同，对直线最大长度很难作出统一的规定。线最大长度很难作出统一的规定。 直线的最大长度，在城镇附近或其他景色有变化的地点大于直线的最大长度，在城镇附近或其他景色有变化的地点大于2020V V是可以是可以的；在景色单调的地点最好控制在的；在景色单调的地点最好控制在2020V V

4、以内；而在特殊的地理条件下应特殊以内；而在特殊的地理条件下应特殊处理。处理。无论是高速公路还是一般公路在任何情况下都要避免追求长直线的错误无论是高速公路还是一般公路在任何情况下都要避免追求长直线的错误倾向倾向二、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的曲线看成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的曲线看成为反向曲线的错觉，当直线过短时甚至把两个曲线看成是一个曲线，这种线形为反向曲线的错觉，当直线过短时甚至把两个曲线看成是一个曲线，这种线形破坏了线形的连续性，且容易造成驾驶

5、操作的失误，通常称为破坏了线形的连续性，且容易造成驾驶操作的失误，通常称为断背曲线断背曲线。设计。设计中应尽量避免。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。规范规定反向曲线间最小直线长度（以规范规定反向曲线间最小直线长度（以m

6、m计）以不小于行车速度（以计）以不小于行车速度（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 回头曲线回头曲线是指山区公路为克服高差在同一坡面上回头展线是指山区公路为克服高差在同一坡面上回头展线时所采用的曲线。时所采用的曲线。规范规范规定，两回头曲线之间，由一个回规定，两回头曲线之间，由一个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/h 200m30km/h 150m20km/h 100m云南宜良县一盘山公路 1下述路段可采用直

7、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 AustraliaArizona合宁高速 B A C K 2 直线的应用直线的应用 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

8、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 长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，可以使生硬呆板的直线得到长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，可以使生硬呆板的直线得到一些缓和一些缓和两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同树种树种或设置一定或设置一定建筑物、建筑物、 雕塑雕塑、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。长直线或长下坡尽头的平曲线必须采取设置标志、增加路面抗滑能长直线或长下坡尽头的平曲线必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施力等安全措施第三节第三节 汽车行驶的横向稳定汽车行驶的横向稳定性与圆曲线半径性与圆曲线半径

9、 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，其作用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。点在汽车的

10、重心，方向水平背离圆心。 gRGvF2n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， GcosFsinYGsinFcosX 由于路面横向倾角由于路面横向倾角一般很小，则一般很小，则sintg=isintg=ih h，cos1cos1，其中，其中i ih h称为横向称为横向超高坡度，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

11、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， 采用横向力系数来衡量稳定性程度，其意义为单位车采用横向力系数来衡量稳定性程度，其意义为单位车重的横向力，即重的横向力，即GcosFsinYGsinFcosX)igRv(GGigRGvGiFXh2h2hh2igRvGXh2iR127V横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的作用，横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的作用，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