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一,平曲线线形设计一般原则
( 一 ) 平面线形应直捷,连续,顺适,并与地形,
地物相适应,与周围环境相协调
( 二 ) 行驶力学上的要求是基本的,视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足
高速公路,一级公路以及 设计 速度 ≥ 60km/h的公路,应注重立体线形设计,尽量做到线形连续,指标均衡,视觉良好,景观协调,安全舒适 。
设计速度 <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 。
第五节 平面线形设计跳转到第一页
1,长直线尽头不能接以小半径曲线 。 特别是在下坡方向的尽头更要注意 。
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过渡性曲线,并使纵坡不要过大 。
( 三 ) 保持平面线形的均衡与连贯 ( 技术指标的均衡与连续性 )
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( 四 ) 应避免连续急弯的线形
这种线形给驾驶者造成不便,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 。
( 三 ) 保持平面线形的均衡与连贯 ( 技术指标的均衡与连续性 )
1,长直线尽头不能接以小半径曲线 。 特别是在下坡方向的尽头更要注意 。
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过渡性曲线,并使纵坡不要过大 。
2,高,低标准之间要有过渡 。
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( 五 ) 平曲线应有足够的长度
汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于 3s,
以使驾驶操作不显的过分紧张 。
(1)平曲线一般最小长度为 9s行程;
(2)平曲线极限最小长度为 6s行程 。
(3)偏角小于 7° 时的平曲线最小长度,

Ls14V7.1176
6.3
VL
7
式中,α—— 公路偏角,当 α<2° 时,按 α=2° 计算。
跳转到第一页二,平面线形要素的组合类型
( 一 ) 基本型
按直线 -回旋线 -圆曲线 -回旋线 -直线的顺序组合的线形 。
适用场合:交点间距不受限。
跳转到第一页二,平面线形要素的组合类型
计算方法:
由平曲线长度 L=αR+Ls
按 1,1,1设计时,L=3Ls,则 3Ls=αR+Ls

R
2
Ls
( 一 ) 基本型
按直线 -回旋线 -圆曲线 -回旋线 -直线的顺序组合的线形 。
适用场合:交点间距不受限。
从线形的协调性出发,宜将回旋线,圆曲线,回旋线之长度比设计成 1,1,1。
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( 二 ) S型
两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合 。
适用场合:交点间距受限 ( 交点间距较小 ) 。
<2V
α2
α1JD1
JD2
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( 二 ) S型
两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合
适用场合:交点间距受限 ( 交点间距较小 ) 。
适用条件:
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( 二 ) S型
( 2) 在 S型曲线上,两个反向回旋线之间不设直线,
是行驶力学上所希望的 。 不得已插入直线时,必须尽量地短,其短直线的长度或重合段的长度应符合下式:
)(40 21 mAAl
式中,l—— 反向回旋线间短直线或重合段的长度。
两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合
适用场合:交点间距受限 ( 交点间距较小 ) 。
适用条件:
( 1) S型相邻两个回旋线参数 A1与 A2宜相等 。 当采用不同的参数时,A1与 A2之比应小于 2.0,有条件时以小于 1.5为宜 。
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( 3) S型两圆曲线半径之比不宜过大,宜为:
式中,R1——大圆半径 ( m) ;
R2——小圆半径 ( m) 。
3
11
R
R
1
2 ~?
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用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合 。
适用场合:交点间距受限 ( 交点间距较小 ) 。
(三)卵型跳转到第一页
式中,A——回旋线参数;
R2——小圆半径 ( m) 。
( 2) 两圆曲线半径之比宜在下列界限之内:
( 1) 卵型上的回旋线参数 A不应小于该级公路关于回旋线最小参数的规定,同时宜在下列界限之内:
(三)卵型
2
2 RA
2
R
8.0
R
R2.0
1
2
用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合 。
适用场合:交点间距受限 ( 交点间距较小 ) 。
适用条件:
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( 3) 两圆曲线的间距,宜在下列界限之内:
式中,D—— 两圆曲线最小间距 ( m) 。
03.0
R
D003.0
2

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凸型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一般最小半径的规定 。
( 四 ) 凸型
在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的组合 。
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两个回旋线参数之比宜为,A2,A1=1,1.5
复台型回旋线除了受地形和其它特殊限制的地方外一般很少使用,多出现在互通式立体交叉的匝道线形设计中 。
( 五 ) 复合型
两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的 线形 。
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( 六 ) C型
其连接处的曲率为 0,也就是 R=?,相当于两基本型的同向曲线中间直线长度为 0。
适用场合:交点间距受限 ( 交点间距较小 ) 。 C型曲线只有在特殊地形条件下方可采用 。
适用条件:同卵形曲线 。
同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的 线形 。
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例:平原区某公路有两个交点间距为 407.54m,
JD1=K7+231.38,偏角 α1=12° 24′20″( 左偏 ),半径
R1=1200m; JD2为右偏,α2=15° 32′50″,R2=1000m。
要求,按 S型曲线计算 Ls1,Ls2长度,并计算两曲线主点里程桩号 。
α2
α1JD1
JD2
T1
T2
L1 L2
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例:平原区某公路有两个交点间距为 407.54m,
JD1=K7+231.38,偏角 α1=12° 24′20″( 左偏 ),半径
R1=1200m; JD2为右偏,α2=15° 32′50″,R2=1000m。
要求,按 S型曲线计算 Ls1,Ls2长度,并计算两曲线主点里程桩号 。
解,( 1) 计算确定缓和曲线长度 Ls1,Ls2:
令两曲线的切线长相当,则取 T1=407.54/2=203.77m
按各线形要素长度 1,1,1计算 Ls1:
Ls1=αR/2=12.2420× π/180× 1200/2=129.91
取 Ls1=130m
则经计算得,T1=195.48m < 407.54/2=203.77m
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切线长度与缓和曲线长度的增减有近似 1/2的关系,
LS1=130+2× 8.29=146.58,取 Ls1=140m。
则 计算得,T1= 200.49m
T2=407.54-T1=407.54-200.49=207.05
按 1,1,1计算 Ls2:
Ls2=αR/2=15.3250× PI/180× 1000/2=135.68
计算切线长 T2得,T2=204.45m
207.05-204.45=2.60
取 Ls2=135.68+2× 2.60=140.88
计算得,T2=207.055m
207.05-207.055=-0.005
取 Ls2=140.88-2× 0.005=140.87
203.77-195.48=8.29,即 T1计算值偏短 。
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JD1曲线要素及主点里程桩号计算
R1=1200 Ls1=140 α1=12.2420
T1=200.49 L1=399.82 E1=7.75 J1=1.15
JD1= K7+231.38
ZH1=K7+030.89
HY1=K7+170.89
QZ1=K7+230.80
YH1=K7+290.71
HZ1=K7+430.71
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JD2里程桩号计算:
JD2 = JD1+ 407.54 - J1= 7231.38 + 407.54 -1.15
= K7 + 637.77
α2
α1JD1
JD2
T1
T2
L1 L2HZ1ZH2
JD2 = JD1+ 交点间距 - J1
= HZ1 + 曲线间直线长度 + T2
LZX
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JD2里程桩号计算:
JD2曲线要素及主点里程桩号计算
T2=207.05 L2=412.22 E2=10.11 J2=1.88
JD2=K7+637.77
ZH2=K7+430.72
HY2=K7+571.59
QZ2=K7+636.83
YH2=K7+702.07
HZ2=K7+842.94
JD2 = K7 + 637.77
R2=1000 Ls1=140.87 α2=15.3250
跳转到第一页作业:
平原区某公路有两个交点间距为 371.82m,
JD1=K15+385.63,偏角 α1=20° 19′52″( 右偏 ),
半径 R1=700m,JD2 为右偏,α2=17° 05′32″,
R2=850m,试按 S型曲线计算 LS1,LS2长度,并计算两曲线主点里程桩号 。
跳转到第一页附:非对称缓和曲线计算方法
公路平面线形基本要素是由直线、圆曲线和缓和曲线三个要素构成的。
,规范,规定,基本型也可使用非对称的缓和曲线,以适应周围地形地物。
(一)计算原理
缓和曲线采用的线型一般为回旋线,其性质满足 r·l=C(常量)。公路设计中定义该常量 C为回旋线参数 A,且 A2=R·Ls。
这样当圆曲线半径 R和缓和曲线长度 Ls确定时,参数 A就是定值,圆曲线的内移值 p,也就是定值。
跳转到第一页非对称缓和曲线计算原理
α
β2
β
β2
β
Ls1
Ls1
Ls2
Ls2
R
O
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(二)采用的测设方法
平移圆心 法,平移圆心使圆曲线到两条切线的距离分别等于两个内移值,这样设计的平曲线位置相对于切线是不对称的。
调整缓和曲线参数法,保持圆心位置不变而通过调整缓和曲线参数 A值来实现非对称缓和曲线设计。
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(二)采用的测设方法
1.平移圆心 法
DCADqT 11
ECBEqT 22
α
T1
T2
O
R
p1
p2R
β11
β 2
q1
q1
Ls1
Ls2
A
B
D E
C
O’
αα )π ta n/)(ta n (/)( 11 pRpRAD
αα )π s i n/)(s i n (/)( 22 pRpRDC
s i n/)(t a n/)( 2111 pRpRqT
s i n/)(t a n/)( 1222 pRpRqT
22)(
21
2121
LsLsRLsLsRL
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2,调整缓和曲线参数法
按缓和曲线平均插入圆曲线原则设计:
α
β2
β
β2
β α-2β
α-2β2
Ls1
Ls1
Ls2
Ls2
R
O
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( 1) 计算原理
设第一缓和曲线长度为 Ls1,第二缓和曲线长度为 Ls2,
且 Ls1< Ls2,则
缓和曲线参数,A12 = RLs1,A22 = RLs2
R
Ls
R
LsLsq
R
Lsp
2,2 4 02,24
11
2
3
111
2
11
R
Ls
R
LsLsq
R
Lsp
2,2402,24
22
2
3
222
2
22
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缓和曲线参数,A12 = RLs1,A22 = RLs2
因为 Ls1≠Ls2,所以 A1≠A2,p1≠p2,
[方法 ]令 p2 = p1,由 p2反推缓和曲线参数 A2,再进行缓和曲线计算。
1222 )1( c o s pRYp
)1( c o s 212RpY
6
7
2
3
3366 A
l
A
ly
22
32
2
6 A
LsY?
因为 所以
2
3
2
22
32
22
6
,
6 Y
LsA
Y
LsA
4
2
5
22
24
2
5
2
22 2 4 02,40 A
LsLsq
A
LsLsX
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( 2)几何要素计算:
上、下半支曲线分别按 Ls1和 Ls2单独计算。
切线长:上半支
下半支
111 2)( qtgpRT
222 2)( qtgpRT
22)2(
1111 LsRLsRL
22)2(
2222 LsRLsRL
22
)(
21
2121
21
LsLs
R
LsLsR
LLL




曲线总长
曲线长:上半支
下半支
外 距:
RpRE 2s e c)( 1?
校正值,J=T1+T2-L
跳转到第一页习题:
已知某二级公路有一弯道,偏角 α=12° 38′42″,半径
R=800m,Ls1=120,Ls2=150,JD=K5+136.53。 计算曲线主点里程桩号 。