第 第 3 章 道路施工坐标放样的相关计算.pdf

3 章 道路施工坐标放样的相关计算 3.1 道路中线组成及其要素计算 3.1.1 道路中线的组成 1．道路中线的基本组成 道路的中线，包括立交匝道的中线，不论看上去多么复杂，都不外乎由直线、圆曲线 和缓和曲线三个基本线形要素组成，如图3-1 所示。 图3-1 道路中线的组成 直线适用于地形平坦、视线目标无障碍处。直线具有方向明确、路线短捷、测设简便 等优点，但直线过长，线形单调，往往引起司机驾驶疲劳，且容易超速。 圆曲线具有固定的曲率半 ，它在路线受地形、地物等障碍的影响而需要改变方向时 设置。圆曲线具有柔和的几何线形，长而缓平的曲线线形非常优美，灵活机动，自由度大， 能较好地适应地形，但曲线会增长距离，且车辆在曲线上行驶的受力较复杂。 缓和曲线是直线与圆曲线，或者半 不同的圆曲线相互连接时，为适应行驶轨迹曲率 R 变化而插入的一种半 逐渐变化的过渡曲线。例如：在直线与圆曲线 （半径为 ）之间插 R 入缓和曲线，其半 由无穷大（连接直线端）逐渐变化到 （连接圆曲线端）；在半 不 同的圆曲线 （半径分别为R ，R ）之间插入缓和曲线，其半 由R 逐渐变化到R 。 1 2 1 2 缓和曲线的作用为：①曲率的逐渐变化，便于驾驶与路线顺杨，构成美观及视觉协调 的最佳线形；②离心加速度的逐渐变化，使汽车不致产生侧向滑移；③作为行车道横坡变 化的过渡段，以减少行车震荡。缓和曲线是协调平面线形变化的主要线形要素。 根据交通部《公路工程技术标准》规定，当圆曲线半径大于不设超高的最小半径时， 可不设缓和曲线而直接与直线相连。 我国公路与铁路均采用螺旋线 （或称回旋线）作为缓和曲线。 2 ．道路中线常用的曲线组合类型 在道路及立交匝道设计中，实际采用的线形往往是由直线、圆曲线、缓和曲线中的一 种或几种组合而成。主要有以下几种（如图3-2 所示）： 图3-2 道路中线常用的曲线组合类型 (1)基本型曲线 是按“直线－回旋曲线－圆曲线－回旋曲线－直线”的顺序组合起来的线型，如图3-2a ） 所示。基本型中，又可以根据其中两个回旋曲线参数相等与否而分为对称式和不对称式两 种。 (2)S 型曲线 如图 3-2b ）所示，是把两个反向圆曲线用回旋曲线连接起来的线型。两个反向回旋曲 线的参数可 相等，也可 不相等。 (3)卵型曲线 用一个回旋曲线连接两个同向圆曲线的线型，如图 3-2c ）所示。为了只用一个回旋曲 线连成卵形，就要求圆曲线延长后，大的圆曲线能完全包含小的圆曲线，并且圆曲线不同 圆心，而回旋曲线的曲率半径是从R 到R 。 1 2 (4) 凸型曲线 在两个同向回旋曲线间不插入圆曲线而径相衔接而成的线型，如图 3-2d ）所示。分对 称型和非对称型两种。凸型曲线尽管在各衔接处的曲率是连续的，但因中间圆曲线的长度 为0，对驾驶操纵亦造成一些不利因素，所以只有在路线严格受地形、地物限制方可采用。 (5)复合型曲线 两个 上同向回旋曲线间在曲率相等处相互连接的形式，如图 3-2e ）所示。复合型回 旋曲线除了受地形和其他特殊限制的地方外，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。 (6)C 型曲线 同向曲线的两回旋曲线在曲率为0 处径相衔接的形式，如图3-2f ）所示。C 型曲线连接 处的曲率为 0，即R = • ，相当于两同向曲线中间直线长度为 0，对行车和线形都有一定影 响，所 C 型曲线只有在特殊地形条件下方可使用。 3.1.2 回旋曲线特性及相关计算 在道路中线各组成要素中，直线和圆曲线的特性及计算比较简单，而回旋曲线的特性 及计算则相对复杂。 回旋曲线根据其完整性一般分为完