道路平曲线概念讲解

道路平曲线是什么意思呢?其实可以理解不同坡度的道路之间,用于过渡的曲线,防止坡度突然变化影响车辆的平稳,坡度变化过大且没有平曲线的话车辆容易腾空或者挂碰车辆底盘,造成危险。所以在道路测量中就离不开道路平曲线这个概念了。

但是很许多刚入门的测量新手对道路平曲线的概念还不是很了解,今天就为大家讲解一下道路平曲线的概念。

首先是道路中线的组成,道路的中线,包括立交匝道的中线,无论多么复杂的线形,都是由直线、圆曲线和缓和曲线三个基本线元组成,如图所示:

一、直线

概念:

直线:具有固定的曲率半径, 且曲率为 0 (半径无穷大), 可理解为一种特殊的圆曲线。

特点  :

1)两点之间以直线为最短。

2)笔直的道路给人以短捷、直达的良好印象。

3)汽车在直线上行驶受力简单,方向明确,驾驶操作简易。

4)测设施工方便。

二、缓和曲线

概念:

缓和曲线 :为了使路线的平面线形更加符合汽车的行驶轨迹、离心力逐渐变化,确保行车的安全和舒适,需要在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个同向圆曲线之间设置一段曲率连续变化的曲线,此曲线称为缓和曲线。目前我国公路设计中,以回旋线作为缓和曲线。

缓和曲线类型:

1.完整缓和曲线 :

判断标准: A²=R x Ls

2、非完整缓和曲线:

判断标准: A²≠R x Ls 

A= 缓和曲线参数

三、圆曲线

概念:

圆曲线:即圆的一部分(圆弧),具有固定的曲率半径。

特点

1、曲线上任一点曲率半径R为常数

2、大半径的圆曲线线形美观、顺适、行车舒适,是公路上常采用的线形。

四、道路中常见的线形组合

在道路及立交匝道设计中,实际采用的线形往往是直线、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:

(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。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

把两个反向圆曲线用回旋曲线连接起来的线型,GQ处R=∞ 。两个反向回旋曲线的参数可以相等,也可以不相等。

(3)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。C 型曲线连接处的曲率为 0, 即GQ处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,所以 C 型曲只有在特殊地形条件下方可使用

(4)卵型曲线

用一个回旋曲线连接两个同向圆曲线的线型。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,而回旋曲线的曲半径是从R1到R2。

(5)凸型曲线

用一个回旋曲线连接两个同向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。分对称型和非对称型两种。

凸型曲线尽管在各衔接处的曲是连续的, 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。

(6)复合型曲线

两个以上同向回旋曲线间在曲率相等处相互连接的形式。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。

五、断链

断链指的是因局部改线或分段测量等原因造成的桩号不连续的现象。桩号重叠的称长链,桩号间断的称短链。

断链在设计文件中一般标注为:

K1+580 = K1+600(短链)

K1+620 = K1+600(长链)

六、坐标正反算

公路主线一般用交点法,互通立交匝道一般用线元法

最后是关于平曲线的应用,当你拿到一张平曲线表时,如何快速的判断是使用交点法还是线元法呢?例如下面这个表,你能确定吗?

对于测量新手来说,很容易陷入一个误区,设计图纸中“平曲线表”、“直线及曲线转角一览表”数据中都是提供的交点数据表,很少有设计图纸中提供有线元表(除非是匝道),因为交点法简单输入数据直接从表中获取所以大多数新手会选择使用交点法数据,等到输入完成发现计算中桩坐标与设计图纸提供的坐标不一致时才考虑使用线元法计算。

而使用线元法计算坐标时需要对平曲线表进行分解线元,就是依据平曲线表将各段线元参数识别(就是判断各个线元起终点半径、方位角、长度等),才能输入到计算软件计算坐标。所以快速的判断平曲线表是使用交点法计算还是线元法计算是测量菜鸟进化到王者段位的必经之路。

那么判断技巧是什么呢?

首先查看平曲线表中所有交点所包含的曲线要素中是否存在缓和曲线,分两种情况,第一种情况不存在缓和曲线,即缓和曲线参数为0,那么可以判断该平曲线表使用交点法计算坐标。第二种情况存在缓和曲线,此时就需要判断缓和曲线完整或者非完整了,根据公式A²=LS*R判断,如果存在非完整缓和曲线,那么该平曲线只能用线元法计算坐标,如果都是完整缓和曲线(这里与缓和曲线对称无关),那么该平曲线表使用交点法计算坐标最快。

交点法和线元法区别:

交点法: 适用于所有直曲表所有标准线形输入,优先使用。优点:输入效率高,简单。对于小白用户,只需用笔勾一下让他输那几列,就可以输对。缺点:部分复杂线形不支持,复杂线形还是得用线元法。

线元法: 可用于所有线形文件输入。优点:所有的线形文件都可以用线元法输入。缺点:需要较强专业知识,需要看懂直曲表才能输对。

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