南京工业大学本科毕业设计
量采用较高的技术指标。不要轻易采用极限指标,也不应不顾工程大小,片面追求高指标。
3. 选线应注意同农田基本建设相配合,做到少占田地,并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园(如橡胶林、茶林、果园)等。
4. 通过名胜、风景、古迹地区的道路,应注意保护原有自然状态,其人工构造物应与周围环境、景观相协调,处理好重要历史文物遗址。
5. 选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查,弄清它们对道路工程的影响。对严重不良地质路段,如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区,应慎重对待,一般情况下应设法绕避。当必须穿过时,应选择合适位置,缩小穿越范围,并采取必要的工程措施。
6. 选线应重视环境保护,注意由于道路修筑,汽车运营所产生的影响和污染,如
(1)路线对自然景观与资源可能产生的影响; (2)占地、拆迁房屋所带来的影响;
(3)路线对城镇布局、行政区划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成的影响;
(4)噪音对居民以及汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染和影响。 7. 对于高级路和以及路,由于起路幅宽,可根据通过地区、地物、自然环境等条件,利用起上下行车道分离的特点,本着因地制宜的原则,合理采用上下行车道分离的形式设线。
2.2 平面线性设计基本要求
2.2.1 汽车行驶轨迹
现代道路在很大程度上是供汽车行驶的,所以研究汽车行驶规律是道路设计的基本课题,而在路线的平面设计中,主要考察汽车行驶轨迹。所以当平面线形与这个轨迹相符合或相接近时,才能保证行车的顺适与安全,特别是在高速行驶的情况下,对行驶轨迹的研究更显得其重要。这就要求我们在设计高等级公路时对于汽车行驶轨迹要深入研究。
经过大量的观测研究表明,行驶中的汽车,其轨迹在几何性质上有以下特征: (1) 这个轨迹是连续圆滑的,即在任何一点上不出现错头和破折;
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(2) 其曲率是连续的,即轨迹上任一点不出现两个曲率的值;
(3) 其曲率的变化率是连续的,即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。
2.2.2 平面线形要素
行驶中的汽车其导向轮旋转面与汽车本身纵轴之间有下列三种关系: 1、角度为零; 2、角度是常数; 3、角度是变数。
与上述三种状态对应的行驶轨迹分别为直线、圆曲线和缓和曲线。现代道路平面线形正是由上述三种线形构成的,称之为“平面线形三要素”。故在本次设计中我们将此三要素通盘考虑进行平面设计。 1.直线
作为平曲线的直线在公路设计中使用最广泛,因为两点之间以直线最短,因此一般定线时,只要地势平坦,无大的地物障碍,基本选直线,加之笔直的道路给人以短截、直达的良好印象,在美学上有其自身的特点,并且汽车在直线上行驶受力简单,方向明确,驾驶操作简单。但是过长的直线并不好,过长的直线大多难于与地形相协调,易产生高填深挖路基,破坏自然景观,如果长度运用不当,不仅破坏了线形的连续性,也不易达到线形设计自身的协调,还容易使驾驶员难以目测车间距离,产生尽快驶出直线的急躁心情,一再加速以致容易导致交通事故的发生。直线线形不宜过长,不宜大于20V,同时也不宜过短,其最小直线长度为:当计算行车速度V≥60km/h时,同向曲线间最小直线长度(以m计)以不小于行车速度的6倍为宜,反向曲线间最小直线长度(以m计)以不小于行车速度的2倍为宜。 2.圆曲线
圆曲线具有易于地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点,使用十分普遍。各级公路和城市道路不论转角大小一般均应该设置平曲线,而圆曲线是平曲线的重要组成部分,在路线改变方向的转折处,往往可以插入与两段直线相切的圆曲线来实现路线方向的改变。在选用圆曲线的半径时应该与计算行车速度相适应,并应尽可能的选用较大的圆曲线半径,以提高公路的使用质量。路线
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平面线形中常用的单曲线、复曲线、双交点或多交点曲线、虚交点曲线,回头曲线等中一般包括了圆曲线。 3.缓和曲线
缓和曲线是道路平面线形要素之一,是设在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。在现代高等级公路中有时缓和曲线所占比例超过了直线与圆曲线,成为平面线形的重要组成部分。在城市道路中缓和曲线也被广泛的运用。在平面设计中,直线同半径小于不设超高最小半径的圆曲线相连接时,应设置缓和曲线。因为:
(1) 缓和曲线连续变化,便于车辆遵循; (2) 离心加速度逐渐变化,旅客感觉舒服;
(3) 其超高横坡度与加宽逐渐变化,行车更加平稳; (4) 缓和曲线与圆曲线配合的当,增加了线形的美观。 2.2.3曲线要素的计算 平曲线主要参数的规定
二级公路主要技术指标表 设计车速 平曲线 一般最小半径 极限最小半径 缓和曲线最小长度 不设超高的圆曲线最小半径 最大纵坡 一般最小半径 凸曲线 极限最小半径 一般最小半径 极限最小半径 60km/h 200m 125m 50m 路拱≤2.0% 1500m >2.0% 1900m 6% 2000m 1400m 1500m 1000m 凹曲线 本设计公路平曲线半径分别为半径:1764m、1174m;缓和曲线长度分别为:100m、100m;竖曲线半径分别为:4500 m 6500 m,经验证,均满足要求。
2) 设计的线形大致如下图所示:
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图2.1路线设计图
交点间距计算公式为 L??X2?X1?2??Y2?Y1?2 (2.1)
Y?Y导线方位角计算公式为 B?arctg21
X2?X1道路平面线形三要素的基本组成是:直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线-直线。其几何元素如下图及公式:
αβββα
图2-1 平曲线计算图
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缓和曲线的道路平曲线几何要素:
LsL3sq?? (2—1) 22240RL2L4ssp?? (2—2) 224R2688R?0?28.6479T?(R?P)tgL?(??2?)Ls (2—3) 2688R?2?q (2—4)R?2Ls (2—5) ?R (2—6)
?180E?(R?P)sec?2J=2T-L (2—7)
式中:?—— 切线转向角(o);
R —— 曲线半径(m); Ls—— 缓和曲线长(m); T —— 切线长(m); E —— 外距(m);
L —— 曲线全长(包括缓和曲线)(m); J —— 校正值(m); q—— 切线增长值(m); p—— 曲线内移值(m); )。 ?0—— 缓和曲线角(°
平曲线设计指标验证:
(1) 缓和曲线长度LS>最小值85m; (2) 圆曲线半径R>一般最小半径700m; (3) 中间圆曲线长度L>最小长度(3s行程);
(4) 考虑线形协调性,缓和曲线:圆曲线:缓和曲线小于1:2:1,较为理想;
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