公路線形放樣設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　公路線形放樣設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘要：公路線形設(shè)計(jì)是公路設(shè)計(jì)的核心，本文對(duì)作者在線形設(shè)計(jì)工作中的體會(huì)和認(rèn)識(shí)做了簡(jiǎn)要敘述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：公路；線形設(shè)計(jì)；平縱組合；設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號(hào)：X734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　1.平面線形

2、設(shè)計(jì)中幾何元素的協(xié)調(diào) </p><p>　　幾何元素協(xié)調(diào)，則車速連續(xù)。若兩路段車速之比V2/V1大于等于0.8，就是連續(xù)。據(jù)此，在長(zhǎng)直線末端連接的曲線半徑不應(yīng)機(jī)械地套用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)以運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)分析直線的交通條件，考慮在直線末端可能形成的車速V2。通常規(guī)定的設(shè)計(jì)車速只能控制相應(yīng)等級(jí)的幾何尺寸，不能控制駕駛員開(kāi)車的速度。一般而言，道路條件好，交通條件允許，車速就快，否則車速就慢。故確定曲線半徑的大小，應(yīng)考慮可能形成

3、的車速。 </p><p>　　我國(guó)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了公路線形直線段不宜過(guò)長(zhǎng)，但是具體多長(zhǎng)為宜，沒(méi)有做詳細(xì)規(guī)定。具體到曲線設(shè)計(jì)時(shí)，幾乎所有的資料均提出盡量采用較大的半徑，提高曲線長(zhǎng)度，卻很少有人注意到曲線行車時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，連續(xù)的曲線路段行駛，同樣使人感到乏味。據(jù)查閱大量有關(guān)資料，在具有很大半徑的彎道上差不多所有汽車都低于最佳行駛速度。也就是說(shuō)，相鄰直線和曲線路段要協(xié)調(diào)，相鄰直線和曲線半徑保持一定的比例，一般情況應(yīng)控制

4、在1：3的范圍內(nèi)，超過(guò)就不易達(dá)到相鄰路段的協(xié)調(diào)。對(duì)于極限和一般最小半徑的鄰近曲線應(yīng)逐步過(guò)渡為好，在直線和曲線的協(xié)調(diào)上，應(yīng)防止長(zhǎng)直線與小半徑曲線的線形設(shè)計(jì)，曲線的半徑也不是越大越好，超過(guò)R：10000m半徑的平曲線曲率很小也接近于直線，一般情況下不宜采用。 </p><p>　　兩曲線之間所連直線段長(zhǎng)度也應(yīng)有所分析。直線過(guò)長(zhǎng)，則線形單調(diào)，容易驅(qū)使駕駛員開(kāi)快車。直線過(guò)短，看上去直線向圓心所在一側(cè)彎曲，形成斷背曲線?；?/p>

5、本上所有關(guān)于道路的設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)規(guī)范中都強(qiáng)調(diào)避免斷背曲線，盡量做成單曲線和復(fù)曲線。我國(guó)規(guī)范規(guī)定以不小于計(jì)算行車速度（km/h）的6倍。這樣在公路線形設(shè)計(jì)上對(duì)直線路段長(zhǎng)度的限定就比較明確，在6～20之間。但是滿足直線長(zhǎng)度不超過(guò)20比較容易，而必須大于6的條件有時(shí)就比較困難。在實(shí)際處理這個(gè)問(wèn)題時(shí)，可以根據(jù)斷背曲線的直線長(zhǎng)度靈活運(yùn)用復(fù)曲線、卵形曲線或C形曲線線形，從而避免出現(xiàn)斷背曲線。 </p><p>　　2 .縱斷

6、面線形設(shè)計(jì) </p><p>　　規(guī)范中的豎曲線最小長(zhǎng)度是根據(jù)汽車行駛力學(xué)計(jì)算出的緩沖汽車行駛沖擊力所需要的最小長(zhǎng)度和為保證停車時(shí)間的最小長(zhǎng)度所確定的，若僅停留在滿足最低標(biāo)準(zhǔn)的水平上，只能滿足汽車行駛力學(xué)的最低要求，而不能保證駕駛?cè)藛T心里上的安全性、舒適性和連續(xù)性。因此在設(shè)計(jì)中避免使用規(guī)范最小值，盡量采用大于規(guī)范最小值的3～5倍的線形標(biāo)準(zhǔn)。雖然有時(shí)會(huì)增大一些工程量，或給施工帶來(lái)一些不便，但工程竣工后會(huì)給人一種連續(xù)

7、流暢的感覺(jué)，保證行車的安全、舒適、經(jīng)濟(jì)。 </p><p>　　其實(shí)，縱坡設(shè)計(jì)中最為重要的應(yīng)是平均填土高度的控制，它是路線設(shè)計(jì)中一項(xiàng)綜合技術(shù)指標(biāo)。特別是在路網(wǎng)發(fā)達(dá)、河網(wǎng)溝渠密布的沿海、沿江等省市的周邊區(qū)域，路基填土高度受到眾多因素制約，其設(shè)計(jì)的好壞顯得尤為重要，但這一點(diǎn)卻正是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中容易忽略的。減少路基填土高度，對(duì)于縮小工程規(guī)模、節(jié)約國(guó)土資源、減少對(duì)城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃的影響具有非常重要的作用。 </p>

8、<p>　　縱斷面線形設(shè)計(jì)應(yīng)該在視覺(jué)上獲得圓順的效果，因此縱面線形能否順適，指標(biāo)是否均勻連續(xù)是衡量線形優(yōu)劣的一個(gè)重要因素。研究顯示，司機(jī)在高速公路上行駛的目光集中在前方大約300～600m范圍，如果縱面坡差相差過(guò)大，豎曲線半徑較為尖銳，容易造成司機(jī)視覺(jué)上的中斷而無(wú)法遇見(jiàn)未來(lái)，進(jìn)而引起司機(jī)心里緊張，甚至危及行車安全。因此我們?cè)诳v坡設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮平縱線形，適當(dāng)增加工程量，以避免縱斷面凹凸反復(fù)、波浪起伏或中間暗凹的不利線形。

9、</p><p>　　3 .平、縱面線形組合設(shè)計(jì) </p><p>　　空間線形在視覺(jué)上應(yīng)對(duì)司機(jī)產(chǎn)生自然誘導(dǎo)，使其能及時(shí)掌握路線變化情況，不產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)和誤會(huì)，給人以連續(xù)、圓滑、順暢、美觀且不單調(diào)的感覺(jué)。線形組合還應(yīng)使線形指標(biāo)均衡合理、組合協(xié)調(diào)，不產(chǎn)生線形中斷、扭曲等不良現(xiàn)象，以免造成司乘人員視覺(jué)和心理上的不良反應(yīng)。 </p><p>　　為了在視覺(jué)上得到平順、連續(xù)的線

10、形，各元素的定位和取值應(yīng)當(dāng)匹配，保持均衡，要考慮平面、縱斷面標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)。若平面線形標(biāo)準(zhǔn)較低，沒(méi)必要將縱斷面標(biāo)準(zhǔn)定的很高，反之亦然。 </p><p>　　4. 路線中線施工放樣 </p><p>　　路線中線施工放樣是保證施工質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。這是一項(xiàng)嚴(yán)肅認(rèn)真、精確細(xì)致的工作，稍有不慎，就有可能發(fā)生錯(cuò)誤。一旦發(fā)生錯(cuò)誤而又未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就會(huì)影響下步工作，影響工作進(jìn)度，甚至造成損失。因此，要

11、嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)認(rèn)真復(fù)核檢查，不合格的成果一定要返工重測(cè)，要一絲不茍，樹(shù)立質(zhì)量重于泰山的意識(shí)。為確保施工測(cè)量質(zhì)量，在施工前必須對(duì)導(dǎo)線控制點(diǎn)和路線控制樁進(jìn)行復(fù)測(cè)，施工過(guò)程中要定期檢查。放樣時(shí)應(yīng)盡量使用精良的測(cè)量設(shè)備，采用先進(jìn)的測(cè)設(shè)方法。 </p><p>　　路線中線施工放樣又稱為恢復(fù)中線。一般有兩種方法：①用沿線導(dǎo)線控制點(diǎn)放樣；②用路線控制樁(交點(diǎn)JD、直圓ZY、圓直YZ、直緩ZH、緩直H

12、Z、緩圓HY、圓緩YH等點(diǎn))放樣。 </p><p>　　用導(dǎo)線控制點(diǎn)放樣中線，放樣精度能得到充分的保證。在測(cè)量技術(shù)飛速發(fā)展的今天，測(cè)距儀的使用越來(lái)越普遍?，F(xiàn)在，幾乎所有的施工單位都有測(cè)距儀或全站儀，因而這種方法得到了廣泛的應(yīng)用，成為恢復(fù)中線的主要手段。《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ 033-95)規(guī)定，對(duì)高速公路、一級(jí)公路，應(yīng)用坐標(biāo)法恢復(fù)路線主要控制樁。實(shí)際應(yīng)用中，二級(jí)以上的公路勘察設(shè)計(jì)，均沿路線建有導(dǎo)線控制

13、點(diǎn)，作為首級(jí)控制，故可采用導(dǎo)線控制點(diǎn)放樣中線。具體方法如下： </p><p>　　(1)計(jì)算綜合曲線上各點(diǎn)獨(dú)立直角坐標(biāo)值 </p><p>　　采用直角坐標(biāo)法放樣綜合曲線，常將獨(dú)立坐標(biāo)系的原點(diǎn)選在緩和曲線的起點(diǎn)，即ZH點(diǎn)或HZ點(diǎn)上，切線定為X坐標(biāo)軸，過(guò)ZH（或HZ）點(diǎn)與切線垂直的方向定為Y坐標(biāo)軸。綜合曲線是由緩和曲線與圓曲線組成，兩種曲線上的點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式如下： </p>

14、<p>　　緩和曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)用緩和曲線的參數(shù)方程式計(jì)算： </p><p>　　緩和曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)， </p><p>　　該點(diǎn)離開(kāi)曲線起點(diǎn)(ZH或HZ)的緩和曲線的長(zhǎng)度， </p><p>　　緩和曲線終點(diǎn)（圓曲線起點(diǎn)）處圓曲線的曲率半徑， </p><p><b>　　緩和曲線全長(zhǎng)， </b><

15、/p><p>　　圓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)用圓曲線的參數(shù)方程式計(jì)算： </p><p><b>　　sin（1） </b></p><p><b>　　-cos)（2） </b></p><p>　　、圓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)， </p><p><b>　　切垂距， </

16、b></p><p><b>　　內(nèi)移距， </b></p><p>　　圓曲線的曲率半徑， </p><p>　　為圓曲線上點(diǎn)的切線方位角，以弧度為單位，,其中為緩和曲線終點(diǎn)（HY）的切線方位角，為圓曲線上點(diǎn)的起點(diǎn)距（起點(diǎn)至圓曲線上點(diǎn)的弧長(zhǎng)）， 為緩和曲線全長(zhǎng)， </p><p>　　(2)合成綜合曲線上各點(diǎn)在整

17、體坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 </p><p>　　XJ=A+Xicos-Yi sin </p><p>　　YJ=B+ Yicos+Xi sin </p><p>　　XJ、YJ 為綜合曲線上的點(diǎn)在整體坐標(biāo)系中坐標(biāo)值, </p><p>　　A、B 為ZH或HZ點(diǎn)坐標(biāo)， </p><p>　　Xi、Yi 為 綜合曲線上各點(diǎn)獨(dú)立

18、直角坐標(biāo)值，即上面公式（1）、（2）計(jì)算出的坐標(biāo)值， </p><p>　　兩坐標(biāo)系中x軸與綜合曲線切線的正向夾角， </p><p>　　用路線控制樁來(lái)恢復(fù)中線有兩種情況：一是公路兩旁沒(méi)有布設(shè)導(dǎo)線控制點(diǎn)，公路中線都是用交點(diǎn)樁號(hào)、曲線元素(轉(zhuǎn)角、半徑、緩和曲線長(zhǎng))標(biāo)定，施工單位只有根據(jù)路線控制樁來(lái)恢復(fù)中線，這種情況在修建低等級(jí)公路時(shí)是常見(jiàn)的；另外一種情況就是由于施工單位沒(méi)有測(cè)距儀，無(wú)法利用

19、控制點(diǎn)，也只好利用路線控制樁恢復(fù)中線，但這種方法，常用于低等級(jí)公路。 </p><p>　　用路線控制樁來(lái)恢復(fù)中線有上述直角坐標(biāo)法和偏角法，現(xiàn)簡(jiǎn)要說(shuō)明偏角法放樣綜合曲線： </p><p>　　(1)緩和曲線偏角法放樣，在ZH或HZ置儀器，緩和曲線上每隔相等的距離（10米或20米）放樣一點(diǎn)， </p><p><b>　　， </b></

20、p><p>　　為緩和曲線上第n個(gè)等距點(diǎn)（10米或20米）的 折線距離和， </p><p>　　為緩和曲線上第n個(gè)等距點(diǎn)（10米或20米）的偏角值， </p><p>　　為緩和曲線上第1個(gè)等距點(diǎn)（10米或20米）的距離， </p><p>　　為緩和曲線上第1個(gè)等距點(diǎn)（10米或20米）的偏角值， </p><p>　　

21、（2）圓曲線偏角法放樣，在HY（YH）點(diǎn)或ZY(YZ)點(diǎn)置儀器， </p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　為圓曲線的偏角（即弦切角），以度數(shù)為單位， </p><p>　　為弦所對(duì)的圓心角，以度數(shù)為單位， </p>&l

22、t;p>　　為圓曲線上的點(diǎn)至HY（YH）點(diǎn)或ZY(YZ)點(diǎn)的曲線距離， </p><p><b>　　為圓曲線的半徑， </b></p><p>　　為圓曲線偏角（即弦切角）對(duì)應(yīng)弦長(zhǎng)， </p><p><b>　　5 .結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　隨著公路建設(shè)的發(fā)展，對(duì)公路線形設(shè)計(jì)

23、的要求越來(lái)越高，因此在路線線形設(shè)計(jì)中直線、曲線、緩和曲線的設(shè)計(jì)指標(biāo)運(yùn)用要靈活，摒棄靜止的、孤立的套用道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)計(jì)方法，在符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，做到線形均衡、連續(xù)，確保行駛的可預(yù)見(jiàn)性。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]JTG B01—2003.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　[2