道路桥梁工程技术专业教学资源库
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《公路测设技术》课程电子教案
制作人：任圆圆
陕西交通职业技术学院
单元四：公路平、纵面线形组合认知
授课班级
道桥**班
上课时间
周 月 日 第1-4节4学时
上课地点
多媒体教室
教学目的
掌握路线纵断面测量内容
教学目标
能力（技能）目标
知识目标
素质目标
理解平纵组合的作用。
掌握平纵组合的原则。
明确平纵组合的方法。
理解平纵组合的重要性。
掌握平纵组合设计原则。
掌握平纵组合设计方法。
掌握平、纵线形指标均衡性。
1.逐步养成理论与实践相结合，认知与应用相结合的思考习惯。
2.培养工作责任心和团结协作的精神。
3.具有分析问题解决问题地能力。
4.具有新知识的学习及推广能力。
能力训练任务与案例
案例：某施工图纵断面设计
任务：结合施工设计图对公路平、纵面线形组合认知
重点难点及解决方法
重点：平纵组合设计方法
难点：1.平、纵线形指标均衡性
解决方法：根据已有的纵断面设计线，结合平纵组合方法，考虑平、纵线形指标均衡性，复合纵断面设计线是否合理。
参考资料
《**公路施工设计图文件》
《公路工程技术标准》
《路线设计手册》
单元四 公路平、纵面线形组合认知
一、任务描述
公路是一个三维带状体，要使其能构满足驾驶员视觉和心理方面的连续性、舒适性以及与周围环境相协调，保证汽车行驶的安全、舒适与经济，路线的平面和纵断面线形必须合理组合才可以满足上述要求。本单元主要通过公路实际路线不同组合状态下的使用状况，引导学生理解路线平、纵组合的重要性、组合的方法，并通过识图公路施工图设计文件理解平、纵组合在设计文件中的应用二、建议课时：4课时
三、学习目标
1.理解平纵组合的作用。
2.掌握平纵组合的原则。
3.明确平纵组合的方法。
4.培养学生团队合作、良好沟通、语言表达、分析问题、解决问题的能力。
四、学习资讯（包括相关素材）
公路施工图设计文件示例；图片；规范；任务基本资料。
五、教学组织
1.方法描述（建议学习地点）
教学方法：任务驱动、情境教学、角色扮演、互相讨论；地点：多媒体教室
2.任务实施
基于已完成的纵断面设计线，考虑平纵组合设计原则，布置并说明任务→基于任务，教师提供**公路施工图中纵断面设计图，引导学生学习平纵组合设计原则→学生考虑平、纵线形指标均衡性对已完成的纵断面线进行调整→教师纠正、补充、强调平纵组合设计存在问题→学生完成平纵组合设计任务。教师纠正、补充、强调存在的问题，学生查规范和示例，完成任务，小组推选代表，展示成果→小组互评，组长评定组员→教师评价、纠正，学生修改、完善任务→提交任务→教师评价。
六、效果考核
提交任务后，小组互评+组长评价+教师评价。
七、总结与反思
通过教学效果情况，总结完善教学过程中任务的典型性，教学组织的科学性。
八、知识准备
公路平、纵面线形组合设计是指在满足汽车运动学和力学要求的前提下，结合地形、地物、景观、视觉和经济等，研究如何满足驾驶员在视觉和心理方面的连续性、舒适性以及与周围环境相协调，以保证汽车行驶的安全、舒适与经济。
一、平、纵线形组合原则
1．应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
2．平面、纵断面线形的技术指标应大小均衡，避免出现平面高标准，纵断面低标准，或与此相反的情况，使线形在视觉上、心理上保持协调。
3．选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。
4．平、纵面线形组合应注意与周围环境相配合，充分利用公路周围的地貌、地形、天然树林、建筑物等，尽量保持自然景观的连续，以消除景观单调感，使公路与大自然融为一体。
二、组合方式
1．平曲线与竖曲线组合
（1）平曲线与竖曲线一般情况应相互重合，且平曲线稍长于竖曲线，并将竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线的中间，这是平、纵面最好的组合，如图3-9a）所示，这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可取得平顺和流畅的效果。若不能做到最好组合，竖曲线的起、终点应放到平曲线的缓和曲线上，竖曲线的中点距平曲线中点间距应小于四分之一的平曲线长，如图3-9b），平、竖曲线半径较小时，其相对应程度较严格；随着平、竖曲线半径的同时增大，其对应成都可适当放宽；当平、竖曲线半径均较大时，可不严格相互对应。
（2）平曲线与竖曲线组合时几何要素要大体均衡、协调。如果其中一方大而平缓时，则另一方也要与之相适应，不能变化过多。一个平曲线内含有两个以上的竖曲线或与此相反的情况，总给人一种不舒服的感觉如图3-10。平、竖曲线半径大致均衡的参考值如表3-10。
图3-9 a） 平、竖曲线组合立体图
图3-9 a） 平、竖曲线组合立体图
图3-9 b） 平曲线与竖曲线组合
图3-9 b） 平曲线与竖曲线组合
图3-10 a）好的组合 b）不好的组合
表3-10平、竖曲线半径均衡表
平曲线半径（m）
竖曲线半径（m）
平曲线半径（m）
竖曲线半径（m）
500
10 000
1 100
30 000
700
12 000
1 200
40 000
800
16 000
1 500
60 000
900
20 000
2 000
100 000
1 000
25 000
（3）当平曲线和竖曲线的半径均较小时（一般指平曲线半径小于—般最小半径值），平曲线、竖曲线两者不宜重合。
（4）平曲线与竖曲线应避免组合
①避免凸形竖曲线、凹型竖曲线的顶部或底部插入平曲线；如果在凸形竖曲线的顶部设有小半径的平曲线，驾驶员须驶近坡顶才能发现平曲线，会导致制动并急转方向盘而易发行车危险；在凹形竖曲线的底部设有小半径平曲线，会因汽车高速下坡时急转弯，同样可能发生行车危险。
②避免在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部设在S形平曲线的拐点处；凸形竖曲线的顶部，不得与反向平曲线的拐点重合，主要是因为这样的组合除存在上述所列情况外，还因组合后的扭曲使线形很不美观。凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合，主要是不利于路面排水。如图3-11所示。
③避免在一个平曲线内设置多个反复凹凸变化的竖曲线，主要是因为线性不美观，行车不舒适。如图3-12所示。
图3-11 凹形竖曲线与平面上的拐点重合
图3-11 凹形竖曲线与平面上的拐点重合
积水
平面
纵断面
拐点
图3-12 一个平曲线包含多个竖曲线
2．平面直线与纵断面的组合
平面的长直线与纵断面直坡段相配合，对双车道公路能提供超车方便，在平坦地区易与地形相适应，但行车单调，驾驶员易疲劳，从美学的观点上，平面的直线与一个大半径的凸形竖曲线配合较好，与一个凹形竖曲线相配合次之；在直线中较短距离内两次以上的变坡会形成反复凹凸的“驼峰”和“凹陷”，使线形效果既不美观也不连续。
平面直线与纵断面组合时应注意：
（1）避免平面长直线与纵面长坡相组合，因为这样使得线形单调、枯燥，容易使驾驶员疲劳和超速行驶；
（2）避免平面直线上短距离内纵面多次变坡，因为这样会有隐蔽路段，同时影响夜间行车前灯照射距离；
（3）避免在平面直线段内插入短的竖曲线，因为这样要么视线不良，要么有隐蔽路段；
（4）避免在平面长直线上设置陡坡及竖曲线长度短、半径小的凹形竖曲线，因为这样使得车辆上坡水箱沸腾以致熄火或下坡刹车失灵，视线中断；
（5）避免在平面直线上的纵断面线形出现驼峰、凹暗、跳跃等使驾驶员视线中断的线形。