江西理工大学2013届本科生毕业设计
第三章 平面设计
3.1平面线形设计原则 1 一般原则
1.平面线形设计必须满足《标准》和《规范》的要求。
2.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。
平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形地物相适应，宜直则直，宜曲则曲，不片面追求直曲，这是美学、经济和环保的要求。 3.保持平面线形的均衡和连续。
（1）直线与平曲线的组合中尽量避免以下不良组合：长直线尽头接小半径曲线，短直线接大半径的平曲线。
（2）平曲线与平曲线的组合：相邻平曲线之间的设计指标应均衡、连续，避免突变。
（3）高、低标准之间要有过渡 4.平曲线应有足够的长度。
2本次平面线形设计过程
本设计标段处于平原区，平面线形采用较高的技术标准，尽量避免了采用长直线或小偏角，但是没有为避免长直线而随意转弯。在避让局部障碍物时注意了线形的连续、舒顺。同时，平面线形充分利用了地形处理好平、纵线形的组合，在平面线形设计时候兼顾到了纵断面的设计，比如在跨越界河时候需要足够的路面标高来设置桥梁，这里必然需要设置一竖曲线，所以在平面线形设计时候就使第一个交点的直缓点尽量后移，从而避免了在纵断面设计时候出现竖曲线的顶部设置在缓和曲线内或者靠近直缓点。从而为纵断面设计打下良好的基础。同时相邻曲线组合时优先考虑使用S型反向曲线，从而在两大半径圆曲线间尽量避免插入短直线这种不良的组合。
所以本次设计中在平面线形设时，采用了较高的技术标准，圆曲线半径均大于规范规定的一般值，四个交点的圆曲线半径依次是240、600、750、900米。而且缓和曲线长度也尽量和圆曲线大致相同，尽量满足缓-圆-缓的比例为1:1:1-1:2:1之间，使得线形更加平顺，利于行车。同时，平曲线长度也大于规范对于其长度规定一般值。总之，本次设计中的平面线形设计及组合设计满足公路对于平面线形指标的要求。
3.2各项设计参数确定
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1 直线
（1）直线最大长度
我国对于直线的长度未作出具体规定，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措施。在景色有变化的地点其直线的最大长度（以km计）可以大于20V（V为设计车速，以km/h计），在景色单调的地点最好控制在20V以内。 （2）曲线间直线最小长度
同向曲线间的直线最小长度：同向曲线间若插入短直线，容易把直线和两端的曲线构成反弯的错觉，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，容易造成驾驶员操作的失误。《公路路线设计规范》规定同向曲线的最短直线长度以不小于6V为宜。在受到条件限制时无论是公路还是低速公路都宜在同向曲线间插入大半径曲线或将两曲线做成复曲线、卵形曲线或者C形曲线。
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驾驶人员的转向操作需要，其间直线最小长度应予以限制。《公路路线设计规范》规定反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度（以km/h计）的两倍为宜。
2 圆曲线
（1）圆曲线半径的选用原则：
选用曲线半径时，应尽量根据地形地物等条件，尽量采用较大半径的曲线，必须能保证汽车以一定的速度安全行驶。具体要求如下：一般情况下，宜采用极限最小平曲线半径的4-8倍或超高为2%-4%的圆曲线半径；地形条件受限时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小半径；应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形，使路线平面线形指标逐渐过渡，避免出现突变；应同纵断面线形相配合，必须避免小半径曲线与陡坡相重合，最大半径不宜超过10000米。 （2）圆曲线的最小半径
我国《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）对于不同设计速度的公路圆曲线规定了一般最小半径、极限最小半径、不设超高最小半径。具体规定值如表3-1所示（《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）中表7.3.2）
本次设计中设计速度为60km/小时，由《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）中表7.3.2得本设计中公路圆曲线极限最小半径为125米，一般最小半径为200米。
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表3-1 圆曲线半径取值 设计速度（Km/h） 极限最小半径（m） 一般最小半径（m） 不设超高最小半径（m） 路拱≤2% 路拱﹥2% 120 650 1000 5500 7500 100 400 700 4000 5250 80 250 400 2500 3350 60 125 200 1500 1900
3 缓和曲线
（1）缓和曲线的有关规定：
①直线同半径小于不设超高最小半径的圆曲线径相连接处，应设置缓和曲线。
②半径不同的同向圆曲线相连接处，应设置缓和曲线，当符合规范规定的特定条件时可不设缓和曲线。
③各级公路的缓和曲线长度应满足规范规定的长度值要求。
④回旋线长度应随圆曲线半径的增大而增大。当圆曲线部分按规定需要设置超高时，缓和曲线长度还应大于超高过渡段长度。 （2）最小长度
为使驾驶员能从容地打方向盘、乘客感觉舒适、线形美观流畅，圆曲线上的超高和加宽的过渡也能在缓和曲线内完成，所以应规定缓和曲线的最小长度。从以下几方面考虑： ①旅客感觉舒适 ②超高渐变率适中 ③行驶时间不过短
《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）中表7.4.3给出了不同设计速度的缓和曲线最小长度如下表3-2所示
表3-2 缓和曲线长度 设计速度（Km/h） 缓和曲线最小长度（m） 120 100 100 85 80 70 60 60
查照《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）中表7.4.3可得本设计缓和曲线最小长度的最小值为60米，一般值为80米。 （3）回旋线参数值A 回旋线参数应与圆曲线半径相协调，研究认为：回旋线参数A和与之相连
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接的圆曲线之间只要保持 ，便可得到视觉上协调而又舒顺的线形。当R在100m左右时，通常取A=R；如果R＜100m，则选择A=R或大于R。反之，在圆曲线半径较大时，可以选择A在R/3左右，如果R超过了3000m,即使A小于R/3，在视觉上也是没有问题的。 （4）平曲线长度
汽车在道路的曲线段上行驶时如果平曲线太短，驾驶员需要急转转向盘，行驶时候是不安全的，乘客也会因为离心力太大而感到不舒服。另外驾驶操纵来不及调整。所以《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）规定了平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）最小长度如下表3-3所示。
表3-3 设计速度 设计速度（Km/h） 一般值（m） 最小值（m） 120 600 200 100 500 170 80 400 140 60 300 100 40 200 70 30 150 50 20 100 40 查照《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）中7.8.1可得本设计中平曲线的最小长度的一般值为300米，最小值为100米。
5 本设计中各参数规定值
综上叙述：本次设计中（设计速度为60km/小时）各参数的规范规定值如下表3-4所示。
表3-4 平曲线参数 参数 同向圆曲线间直线最小长度 反向圆曲线间直线最小长度 圆曲线最小半径 缓和曲线最小长度 平曲线最小长度 规范最小值 360 120 125 60 100 规范一般值 200 80 500
3.3平曲线计算 1 基本型曲线设计与计算
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THYEQZLYHpαJDLZHLsRLsβ0αO图3-1 对称基本型曲线计算图式
曲线元素计算公式如下：
q?LsLs32?240R2 (m) 3-1 p?Ls2Ls424R?2384R3 (m) 3-2
=
3-3
T?(R?p)tan?2?q (m) 3-4
L?R??180?Ls (m) 3-5
E?(R?p)sec?2?R(m) 3-6
(m) 3-7
式中：-----设缓和曲线后圆曲线内移值(m)；
q-----缓和曲线切线增长值(m)； -----缓和曲线长度(m)；
------缓和曲线终点缓和曲线角()；
------切线长(m)；
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HZ
(1)