第二章 公路平面设计VIP免费

第二章公路平面设第二章公路平面设计计第二章公路平面设第二章公路平面设计计前言前言平面设计主要考察汽车的行驶轨迹，平面线形要与汽车行驶轨迹相符，才能保证行车安全。汽车行驶轨迹在几何性质上有轨迹连续且圆滑，不出现断头和转折；曲率连续，在任一点上不出现两个曲率值；曲率变化是连续的，在同一点上不出现两个变化值等特征。路线是指公路中线的空间位置。公路的平面是空间路线在水平面上的投影；纵断面是沿道路中线竖直剖切再拓展开的断面，而横断面则是道路中线上的任意一点的法向方向竖直剖切的断面。路线设计是确定路线空间的位置和各部分几何尺寸的工作。制约路线设计的因素主要有社会经济、自然地理、技术条件等。路线设计的主要任务是满足汽车行驶、工程费用最省和平纵横指标均衡、合理、恰当等方面的要求。路线设计的基本程序是先进行平面线形设计（高程测量、横断面测量），再进行纵断面设计，最后进行横断面设计（使土石方数量最省）。平面线形要素是指汽车行驶的轨迹与汽车车身纵轴之间的角度关系，分三种情况：⑴角度为零行驶轨迹与车身纵轴之间的角度为零，则是汽车的行驶轨迹曲率为零，而行驶轨迹曲率为零的线形是直线。⑵角度为常数行驶轨迹与车身纵轴之间的角度为常数，即是汽车的行驶轨迹曲率为常数，而行驶轨迹的曲率为常数的线形是圆曲线。⑶角度为变数行驶轨迹与车身纵轴之间的角度为变数，即是汽车的行驶轨迹曲率为变数，而行驶轨迹的曲率为变数的线形是缓和曲线。平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线三要素构成。三要素组合使用情况通常是：低等级公路以直线和圆曲线组合为主；高等级公路以圆曲线和缓和曲线的组合为主。各要素在使用中应配置合理得当，并满足汽车安全行驶的要求。第一节圆曲线半径第一节圆曲线半径圆曲线是路线平面设计中的主要组成部分，常用的单曲线、复曲线、双（多）交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等均包含了圆曲线，圆曲线具有易与地形相协调、可循性好、线形美观、容易测设等优点，使用十分普遍。圆曲线的优点：①符合地形、布线灵活②线形优美圆曲线的缺点：①路线较直线长②行车受力复杂③视距受阻④驾驶劳动强度大⑤测设、施工等工作量大、计算复杂一、汽车转弯时力的平衡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。受力分析：横向力X——失稳竖向力Y——稳定（一）离心力的计算离心力由于路面横向倾角α一般很小，则sinα≈tgα=ih，cosα≈1，其中ih称为横向超高坡度。将离心力F与汽车重力G分解为平行于路面的横向力X和垂直于路面的竖向力Y。横向力系数:（二）横向力系数1、横向滑移条件分析横向滑移：极限平衡条件：hhXYGhXμG横向滑移稳定条件：)i127(VRhh2（三）汽车转弯时横向稳定性分析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。2、横向倾覆条件分析倾覆力矩：Xhg横向倾覆平衡条件分析：稳定力矩：倾覆力矩：Xhg稳定力矩：稳定、平衡条件：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Rmin：3、横向稳定性的保证现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg，而h<0.5,即在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发生，即可保证横向稳定性。保证横向稳定性的条件：hμ)i127(VRhh2或ghhb2由汽车行驶在曲线上的横向稳定性确定的圆曲线半径：hiRV12722hVR127(i)二、圆曲线半径（一）圆曲线半径的计算公式1、关于横向力系数的取值1）危及行车安全u≤f;f为横向摩阻系数，见P182）增加驾驶操纵的困难，见图2-23）增加燃料消耗和轮胎磨损，见表2-14）乘客感觉不舒适u＜0.10;u＝0.15；u＝0.20;u＝0.35；u≥0.4根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径：)(1272hiVR式中：V——计算行车速度，（km/h）；μ——横向力系数；ih——超高横坡度；ig——路面横坡度。当设超高时：2127()gVRi不设超高时：（二）圆曲线最小半径是各级公路按设计速度行驶的车辆能保证安全行车的最小允许半径。1、极限最小半径)i...