[交通運輸]道路線形設計

1、第四章第四章 道路線形設計道路線形設計內容提要：內容提要：n汽車行駛軌跡特性與道路平面線形要素汽車行駛軌跡特性與道路平面線形要素 。 n直線的特點和運用、最大長度和最小長度。直線的特點和運用、最大長度和最小長度。n圓曲線的特點、半徑大小及其長度圓曲線的特點、半徑大小及其長度 。n緩和曲線的性質、形式及最小長度和參數(shù)緩和曲線的性質、形式及最小長度和參數(shù) 。n平面線形設計原則。平面線形設計原則。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、路線的相關概念一、路線的相關概念 道路道路：一條三維空間的實體，是由路基、路面、橋梁、涵：一條三維空間的實體，是由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道等組成的空間帶狀構造物。洞、隧道等組

2、成的空間帶狀構造物。 路線路線：道路中線的空間位置。：道路中線的空間位置。 線形線形：道路中心線的立體形狀。：道路中心線的立體形狀。 路線平面路線平面：路線在水平面上的投影。：路線在水平面上的投影。 路線縱斷面路線縱斷面：沿中線豎直剖切再行展開的斷面（展開是指：沿中線豎直剖切再行展開的斷面（展開是指展開平面、縱坡不變）。展開平面、縱坡不變）。 路線橫斷面路線橫斷面：中線上任一點的法向切面。：中線上任一點的法向切面。 路線設計路線設計：確定路線空間位置和各部分的幾何尺寸。：確定路線空間位置和各部分的幾何尺寸。 二、平面線形設計的基本要求二、平面線形設計的基本要求n行駛中汽車的軌跡的幾何特征：行駛

3、中汽車的軌跡的幾何特征：n（1 1）軌跡連續(xù)。這個軌跡是連續(xù)的和圓滑的，即在任何一）軌跡連續(xù)。這個軌跡是連續(xù)的和圓滑的，即在任何一點上下不出現(xiàn)錯頭和破折；點上下不出現(xiàn)錯頭和破折；（一）汽車行駛軌跡（一）汽車行駛軌跡n（2 2）曲率連續(xù)。其曲率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出）曲率連續(xù)。其曲率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現(xiàn)兩個曲率的值。現(xiàn)兩個曲率的值。n（3 3）曲率變化連續(xù)。其曲率的變化率是連續(xù)的，即軌跡上）曲率變化連續(xù)。其曲率的變化率是連續(xù)的，即軌跡上任一點不出現(xiàn)兩個曲率變化率的值。任一點不出現(xiàn)兩個曲率變化率的值。圖圖 3-3 3-3 曲率連續(xù)的路線曲率連續(xù)的路線n（二）平面線形要素（二）平面線

4、形要素n行駛中汽車行駛中汽車的的導向輪導向輪與車身縱軸之間與車身縱軸之間的的關系：關系：n 1 1角度為零：角度為零： n 2 2角度為常數(shù)：角度為常數(shù)：n 3 3角度為變數(shù)：角度為變數(shù)：n汽車行駛軌跡線汽車行駛軌跡線曲率為曲率為0 0直線直線曲率為常數(shù)曲率為常數(shù)圓曲線圓曲線曲率為變數(shù)曲率為變數(shù)緩和曲線緩和曲線平面線形三要素：平面線形三要素：直線、圓曲線和緩和曲線直線、圓曲線和緩和曲線。道路平面線形設計，是根據(jù)汽車行駛的力學性質和行駛軌跡要道路平面線形設計，是根據(jù)汽車行駛的力學性質和行駛軌跡要求，合理地確定各線形要素的幾何參數(shù)，保持線形的連續(xù)性和求，合理地確定各線形要素的幾何參數(shù)，保持線形的連

5、續(xù)性和均衡性，避免采用長直線，并注意使線形與地形、地物、環(huán)境均衡性，避免采用長直線，并注意使線形與地形、地物、環(huán)境和景觀等協(xié)調。對于車速較高的道路，線形設計還應考慮汽車和景觀等協(xié)調。對于車速較高的道路，線形設計還應考慮汽車行駛美學及駕駛員視覺和心理上的要求。行駛美學及駕駛員視覺和心理上的要求。n（二）平面線形要素（二）平面線形要素美國美國“死亡谷死亡谷”第二節(jié)第二節(jié) 直線直線一、直線的特點一、直線的特點 優(yōu)點優(yōu)點u兩點之間距離最短。兩點之間距離最短。u具有短捷、直達的印象。具有短捷、直達的印象。u行駛受力簡單，方向明確，駕駛操作簡易。行駛受力簡單，方向明確，駕駛操作簡易。u測設簡單方便（用簡單

6、的測量儀器就可以精確測設簡單方便（用簡單的測量儀器就可以精確量距、放樣等）。量距、放樣等）。u在直線上設構造物更具經(jīng)濟性。在直線上設構造物更具經(jīng)濟性。 u直線單一無變化，與地形及線形自身難以協(xié)調。直線單一無變化，與地形及線形自身難以協(xié)調。u過長的直線在交通量不大且景觀缺乏變化時，易使駕過長的直線在交通量不大且景觀缺乏變化時，易使駕駛人員感到單調、疲倦。駛人員感到單調、疲倦。 u在直線縱坡路段，易錯誤估計車間距離、行車速度及在直線縱坡路段，易錯誤估計車間距離、行車速度及上坡坡度。上坡坡度。u易對長直線估計得過短或產(chǎn)生急躁情緒，超速行駛。易對長直線估計得過短或產(chǎn)生急躁情緒，超速行駛。缺缺 點點二、

7、直線的運用二、直線的運用n宜采用直線線形的路段：宜采用直線線形的路段：n（1）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷地；谷地；n（2）市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線）市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)；條為主的地區(qū)；n（3）長的橋梁、隧道等構造物路段；）長的橋梁、隧道等構造物路段； n（4）路線交叉點及其前后；）路線交叉點及其前后；n（5）雙車道公路提供超車的路段。）雙車道公路提供超車的路段。 第三節(jié)第三節(jié) 圓曲線圓曲線 一、圓曲線的特點一、圓曲線的特點 各級公路和城市道路不論轉角大小均應設置圓曲各級公路和城市道路不論轉

8、角大小均應設置圓曲線。線。 圓曲線作為公路平面線形具有以下主要特點：圓曲線作為公路平面線形具有以下主要特點：u曲率曲率1/r=常數(shù)，測設和計算簡單；常數(shù)，測設和計算簡單；u比直線更能適應地形的變化；比直線更能適應地形的變化；u在圓曲線上行駛要受到離心力的作用；在圓曲線上行駛要受到離心力的作用；u要比在直線上行駛多占用道路寬度；要比在直線上行駛多占用道路寬度；u在小半徑的圓曲線內側行駛時，視距條件較差。在小半徑的圓曲線內側行駛時，視距條件較差。 n圓曲線幾何元素為：圓曲線幾何元素為：l2tj1)2r(secer180l2rtgtn 計算基點為交點里程樁號，記為計算基點為交點里程樁號，記為jdjd

9、，n zy=jd-tzy=jd-tn yz=zy+l yz=zy+ln qz=zy+l/2 qz=zy+l/2n jd=qz+j/2 jd=qz+j/2n曲線主點里程樁號計算：曲線主點里程樁號計算：xy（一）一）計算計算公式與因素公式與因素n根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式計算曲線半徑計算曲線半徑：二、圓曲線半徑二、圓曲線半徑gsinfcosx)igrvg(gigrgvgifxh2h2hh2ir127vn（一）（一）計算計算公式與因素公式與因素n根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式計算曲線半徑計算曲線半徑：)(1272hivrn式中：式中：v

10、計算行車速度，（計算行車速度，（km/h）；）；n 橫向力系數(shù)；橫向力系數(shù)；n ih超高橫坡度；超高橫坡度； n i1路面橫坡度。路面橫坡度。n當設超高時當設超高時 ：)(12712ivrn不設超高時不設超高時 ：hirv1272n（1 1）安全性）安全性-危及行車安全危及行車安全n 汽車能在彎道上行駛的基本前提是輪胎不在路面汽車能在彎道上行駛的基本前提是輪胎不在路面上滑移，這就要求橫向力系數(shù)上滑移，這就要求橫向力系數(shù)低于輪胎與路面之低于輪胎與路面之間所能提供的橫向摩阻系數(shù)間所能提供的橫向摩阻系數(shù)h h: :n h hn h h與車速、路面種類及狀態(tài)、輪胎狀態(tài)等有關，與車速、路面種類及狀態(tài)、輪

11、胎狀態(tài)等有關，一般在干燥路面上約為一般在干燥路面上約為0.40.40.80.8，在潮濕的黑色路，在潮濕的黑色路面上汽車高速行駛時，降低到面上汽車高速行駛時，降低到0.250.250.400.40。路面結。路面結冰和積雪時，降到冰和積雪時，降到0.20.2以下，在光滑的冰面上可降以下，在光滑的冰面上可降到到0.060.06（不加防滑鏈）。（不加防滑鏈）。1 1橫向力系數(shù)橫向力系數(shù)對行車對行車的的影響及其值的影響及其值的確定：確定：n（2）增加駕駛操縱的困難）增加駕駛操縱的困難n彎道上行駛的汽車，在橫向力作用下，彈性的輪胎會彎道上行駛的汽車，在橫向力作用下，彈性的輪胎會產(chǎn)生橫向變形，使輪胎的中間平

12、面與輪跡前進方向形產(chǎn)生橫向變形，使輪胎的中間平面與輪跡前進方向形成一個橫向偏移角。成一個橫向偏移角。n（3 3）增加燃料消耗和輪胎磨損）增加燃料消耗和輪胎磨損n 使車輛的燃油消耗和輪胎磨損增加使車輛的燃油消耗和輪胎磨損增加。橫向力系數(shù)橫向力系數(shù)燃料消耗（燃料消耗（% %）輪胎磨損（輪胎磨損（% %）01001000.051051600.101102200.151153000.20120390（4 4）行旅不舒適）行旅不舒適 隨著隨著值的增大，乘值的增大，乘車車舒適舒適感惡化。感惡化。 當當超過一定數(shù)值時，駕駛者在曲線行駛中駕駛緊張，乘超過一定數(shù)值時，駕駛者在曲線行駛中駕駛緊張，乘客感到不舒適。

13、客感到不舒適。 0.10.15間，舒適性可以接受。間，舒適性可以接受。 綜上所述對行車的安全、經(jīng)濟與舒適方面的要求，最大橫綜上所述對行車的安全、經(jīng)濟與舒適方面的要求，最大橫向力系數(shù)采用：向力系數(shù)采用：設計速度設計速度1201008060403020橫向力系數(shù)橫向力系數(shù)0.10.120.130.150.150.160.17標準標準規(guī)定：規(guī)定： 高速公路、一級公路的超高橫坡度不應大于高速公路、一級公路的超高橫坡度不應大于10%10%， 其它各級公路不應大于其它各級公路不應大于8%8%。 在在積雪冰凍地區(qū)，最大超高橫坡度不宜大于積雪冰凍地區(qū)，最大超高橫坡度不宜大于6%6%。2 2關于最大超高關于最大

14、超高：)(1272hivrihn標準標準中規(guī)定的最小平曲線半徑是汽車在曲線部分能安全中規(guī)定的最小平曲線半徑是汽車在曲線部分能安全而又順適的行駛的條件而確定的。而又順適的行駛的條件而確定的。n最小平曲線半徑的實質是汽車行駛在公路曲線部分時，所產(chǎn)最小平曲線半徑的實質是汽車行駛在公路曲線部分時，所產(chǎn)生的離心力等橫向力不超過輪胎與路面的摩阻力所允許的界生的離心力等橫向力不超過輪胎與路面的摩阻力所允許的界限，并使乘車人感覺良好的曲線半徑值。限，并使乘車人感覺良好的曲線半徑值。（二）最小半徑的計算（二）最小半徑的計算)i127(vrh2n汽車在曲線上行駛時保持穩(wěn)定的必要條件是汽車所受橫向力汽車在曲線上行駛

15、時保持穩(wěn)定的必要條件是汽車所受橫向力被車輪輪胎與路面之間的摩阻力抵消，若橫向力大于摩阻力，被車輪輪胎與路面之間的摩阻力抵消，若橫向力大于摩阻力，則汽車出現(xiàn)橫向滑移。則汽車出現(xiàn)橫向滑移。因此，在設計時應控制橫向力系數(shù)因此，在設計時應控制橫向力系數(shù)不超過摩阻系數(shù)不超過摩阻系數(shù)h h。因因此用此用h h代替代替來來計算平曲線的最小半徑才更符合實際情況。計算平曲線的最小半徑才更符合實際情況。)i127(vrhh2r-r-圓曲線半徑；圓曲線半徑；v-v-設計速度（設計速度（km/h);km/h);h-h-車輪輪胎與路面之間的橫向摩阻系數(shù)；車輪輪胎與路面之間的橫向摩阻系數(shù)；i ih h-超高橫坡度。超高橫

16、坡度。是各級公路按是各級公路按設計設計速度行駛的車輛能保證速度行駛的車輛能保證安全行車安全行車的最小允許半徑。的最小允許半徑。1 1極限最小半徑極限最小半徑)i127(vrhh2極限最小半徑：在規(guī)定的設計速度時，按極限最小半徑：在規(guī)定的設計速度時，按i ih h=8%=8%，h h=0.1-0.16=0.1-0.16。極限最小半徑是線路設計中的極限值，是在特殊困極限最小半徑是線路設計中的極限值，是在特殊困難條件下不得已才使用的，一般不輕易采用。難條件下不得已才使用的，一般不輕易采用。一般最小半徑是指各級公路按設計速度行駛的車輛一般最小半徑是指各級公路按設計速度行駛的車輛能保證能保證安全、舒適行

17、車安全、舒適行車的最小允許半徑。的最小允許半徑。2一般最小半徑一般最小半徑)i127(vrhh2一般最小半徑：在規(guī)定的設計速度時，按一般最小半徑：在規(guī)定的設計速度時，按ih=6%-8%，h=0.05-0.06。一般最小半徑是在通常情況下推薦采用的最小半徑。一般最小半徑是在通常情況下推薦采用的最小半徑。n圓曲線半徑大于一定數(shù)值時，可以不設置超高，而圓曲線半徑大于一定數(shù)值時，可以不設置超高，而允許設置等于直線路段路拱的反超高。允許設置等于直線路段路拱的反超高。n從行駛的舒適性考慮，必須把橫向力系數(shù)控制到最從行駛的舒適性考慮，必須把橫向力系數(shù)控制到最小值。小值。3 3不設超高的最小半徑不設超高的最小

18、半徑各級公路與城市道路圓曲線的最小半徑各級公路與城市道路圓曲線的最小半徑 -p72 表表1-4-4、表、表1-4-5。4 4. .最小最小半徑半徑指標的應用指標的應用（1 1）公路線形設計時應根據(jù)沿線地形等情況，）公路線形設計時應根據(jù)沿線地形等情況，盡量選用盡量選用較大半徑較大半徑。在不得已情況下方可使用極限最小半徑在不得已情況下方可使用極限最小半徑；（2 2）當?shù)匦螚l件許可時，應）當?shù)匦螚l件許可時，應盡量采用大于一般最小半徑盡量采用大于一般最小半徑的值；的值；（3 3）有條件時，）有條件時，最好采用不設超高的最小半徑最好采用不設超高的最小半徑。（4 4）選用曲線半徑時，應注意前后線形的協(xié)調，

19、不應突）選用曲線半徑時，應注意前后線形的協(xié)調，不應突然采用小半徑曲線；然采用小半徑曲線；（5 5）長直線或線形較好路段，不能采用極限最小半徑。）長直線或線形較好路段，不能采用極限最小半徑。（6 6）從地形條件好的區(qū)段進入地形條件較差區(qū)段時，線）從地形條件好的區(qū)段進入地形條件較差區(qū)段時，線形技術指標應逐漸過渡，防止突變。形技術指標應逐漸過渡，防止突變。（三）圓曲線最大半徑（三）圓曲線最大半徑選用圓曲線半徑時，在與地形等條件相適應的前提選用圓曲線半徑時，在與地形等條件相適應的前提下應盡量采用大半徑下應盡量采用大半徑。但半徑大到一定程度時，其幾何性質和行車條件與但半徑大到一定程度時，其幾何性質和行車

20、條件與直線無太大區(qū)別，容易給駕駛人員造成判斷上的錯直線無太大區(qū)別，容易給駕駛人員造成判斷上的錯誤反而帶來不良后果，同時也無謂增加計算和測量誤反而帶來不良后果，同時也無謂增加計算和測量上的麻煩。上的麻煩。規(guī)范規(guī)范規(guī)定圓曲線的最大半徑不宜超過規(guī)定圓曲線的最大半徑不宜超過10000m10000m。直線直線圓曲線緩和 曲線緩和 曲線n 一、緩和曲線的作用與性質一、緩和曲線的作用與性質n緩和曲線曲率變化緩和曲線曲率變化n緩和曲線的作用緩和曲線的作用n 1 1曲率連續(xù)變化，便于車輛行駛曲率連續(xù)變化，便于車輛行駛n 2離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適n 3超高橫坡度逐漸變化，

21、行車更加平穩(wěn)超高橫坡度逐漸變化，行車更加平穩(wěn)n 4與圓曲線配合得當，增加線形美觀與圓曲線配合得當，增加線形美觀 第四節(jié)第四節(jié) 緩和曲線緩和曲線 回旋線作為緩和曲線n回旋線的數(shù)學表達式回旋線的數(shù)學表達式n 回旋線是公路路線設計中最常用的一種緩和曲線。我國回旋線是公路路線設計中最常用的一種緩和曲線。我國標準標準規(guī)定緩和曲線采用回旋線。規(guī)定緩和曲線采用回旋線。n回旋線的基本公式為：回旋線的基本公式為： n rl=a2 (rl=c) n式中：式中：r回旋線上某點的曲率半徑（回旋線上某點的曲率半徑（m）；）； n l回旋線上某點到原點的曲線長（回旋線上某點到原點的曲線長（m）；）；n a回旋線的參數(shù)?；?/p>

22、旋線的參數(shù)。a表征回旋線曲率變化的緩急程表征回旋線曲率變化的緩急程度。度。n道路平面線形三要素的基本組成是：直線道路平面線形三要素的基本組成是：直線-緩和曲線緩和曲線-圓曲線圓曲線-緩和曲線緩和曲線-直線。直線。n(1)幾何元素的計算公式：幾何元素的計算公式：有緩和曲線的道路平曲線幾何元素：有緩和曲線的道路平曲線幾何元素：342238424)cos1 (rlrlrypss2302402cosrllrxqss度）(6479.282220rlsrlsalsn回旋線終點處內移值：回旋線終點處內移值：n回旋線終點處曲率圓圓心回旋線終點處曲率圓圓心x坐標坐標：n回旋線終點處回旋線終點處半徑方向與半徑方向

23、與y軸的夾角軸的夾角 ：n(1)(1)幾何元素的計算公式幾何元素的計算公式qtgprt2)(n切線長：切線長：n曲線長：曲線長：lsrlsrl1802180)2(0n外距：外距：rpre2sec)(n校正值：校正值：j = 2t - lj = 2t - l342238424rlrlpss232402rllqss度）(6479.2820rlsrlsn(2)主點里程樁號計算方法主點里程樁號計算方法：n以交點里程樁號為起算點：以交點里程樁號為起算點：nzh = jd tnhy = zh + lsnqz = zh + l/2nyh = hz lsnhz = zh + l例題：例題：n已知平原區(qū)某二級公

24、路有一彎道，偏角已知平原區(qū)某二級公路有一彎道，偏角右右=152830，半徑，半徑r=600m，緩和曲線長緩和曲線長度度ls=70m， jd=k2+536.48。n要求：計算曲線主點里程樁號。要求：計算曲線主點里程樁號。565.116996.342475.15)340. 0600(2)(tgqtgprt054.232706004750.15180180lsrl865. 56002sec)340. 0600(2sec)(rprej=2t-l=2116.565-232.054=1.077n解：（解：（1 1）曲線要素計算：）曲線要素計算：340. 060024702422rlsp996.346002

25、407027024022323rlslsqn（2 2）主點里程樁號計算）主點里程樁號計算：n以交點里程樁號為起算點：以交點里程樁號為起算點：jd = k2+536.48 nzh = jd t =k2+536.48 - 116.565 = k2+419.915 nhy = zh + ls = k2+419.915 +70 = k2+489.915 nqz = zh + l/2= k2+419.915+232.054/2 =k2+535.942 nhz = zh + l = k2+419.915 +232.054 =k2+651.969 nyh = hz ls = k2+651.97 70=k2+

26、581.969 四、緩和曲線的最小長度及參數(shù)四、緩和曲線的最小長度及參數(shù)（一）緩和曲線的最小長度（一）緩和曲線的最小長度 1.旅客感覺舒適旅客感覺舒適 2.超高漸變率適中超高漸變率適中 3.行駛時間不過短行駛時間不過短rvls3(min)036. 0vvls83. 06 . 33(min)設計速度設計速度(km/h)1201008060403020緩和曲線最小長度緩和曲線最小長度(m)100857060403020表表1-4-6rrls9(min) （二）緩和曲線參數(shù)（二）緩和曲線參數(shù)a值值 1. 回旋線最小參數(shù)值回旋線最小參數(shù)值 公路平面線形設計時，不僅可以選定緩和曲線長度，同樣公路平面線形

27、設計時，不僅可以選定緩和曲線長度，同樣也可以選定緩和曲線參數(shù)也可以選定緩和曲線參數(shù)a值。值。 2.視覺要求視覺要求a與與r的關系的關系 r/3ar 當當r接近接近100m時，取時，取a等于等于r； 當當r小于小于100m時，則取時，則取a等于或大于等于或大于r； 在圓曲線較大時，可選擇在圓曲線較大時，可選擇a在在r/3左右；左右； 如如r超過了超過了3000m，可取，可取a小于小于r/3。srla 規(guī)范規(guī)范規(guī)定可不設緩和曲線的情況：規(guī)定可不設緩和曲線的情況：n（1）在直線和圓曲線間，當圓曲線半徑大于或等于）在直線和圓曲線間，當圓曲線半徑大于或等于標準標準規(guī)定的規(guī)定的“不設超高的最小半徑不設超高

28、的最小半徑”時；時；n（2）半徑不同的同向圓曲線間，當小圓半徑大于或等于）半徑不同的同向圓曲線間，當小圓半徑大于或等于“不不設超高的最小半徑設超高的最小半徑”時時；n（3）小圓半徑大于表）小圓半徑大于表1-4-7(書書p76頁）中所列半徑，且符合下列頁）中所列半徑，且符合下列條件之一時：條件之一時：n小圓曲線按規(guī)定設置相當于最小回旋線長的回旋線時，其大小圓曲線按規(guī)定設置相當于最小回旋線長的回旋線時，其大圓與小圓的內移值之差不超過圓與小圓的內移值之差不超過0.10m。n計算行車速度計算行車速度80km/h時，大圓半徑（時，大圓半徑（r1）與小圓半徑與小圓半徑(r2)之比小于之比小于1.5。n計算

29、行車速度計算行車速度z0 需將需將陰影部分去除，陰影部分去除，zz0 視距可保證視距可保證nz0計算式見計算式見 p96橫凈距橫凈距視距平曲線視距的保證平曲線視距的保證 1 1、平曲線視距檢查方法：、平曲線視距檢查方法： 視距包絡曲線法視距包絡曲線法 最大橫凈距法最大橫凈距法（1 1）視距包絡曲線視距包絡曲線（2 2）最大橫凈距及其計算）最大橫凈距及其計算橫凈距橫凈距： 在彎道各點的橫斷面上，駕駛員視點軌跡線與視距線之間在彎道各點的橫斷面上，駕駛員視點軌跡線與視距線之間的最大距離叫橫凈距的最大距離叫橫凈距。駕駛員視點位置：駕駛員視點位置： 平面：距未設加寬的路面外邊緣平面：距未設加寬的路面外邊

30、緣1.5m, 或距路中線或距路中線 高度：高度：1.2m最大橫凈距：最大橫凈距：在彎道內所有橫凈距中的最大值，稱為最大橫在彎道內所有橫凈距中的最大值，稱為最大橫凈距，用凈距，用h表示。表示。)( 5 . 12mb 1 1、保證行車視距的工程措施、保證行車視距的工程措施清除障礙物：清除障礙物：（1 1）清除視距包絡曲線與視點軌跡線間的全部障礙物。）清除視距包絡曲線與視點軌跡線間的全部障礙物。適用：連續(xù)障礙物的清除，如路塹邊坡等適用：連續(xù)障礙物的清除，如路塹邊坡等（2）清除距離視點軌跡線小于最大橫凈距的障礙物。）清除距離視點軌跡線小于最大橫凈距的障礙物。 適用：分散障礙物，如獨立建筑物等。適用：分

31、散障礙物，如獨立建筑物等。分道行駛：分道行駛： 二、三、四級公路，在工程特殊困難，或受其它條件限二、三、四級公路，在工程特殊困難，或受其它條件限制路段，若保證制路段，若保證2倍停車視距不可能，則必須滿足停車視距，倍停車視距不可能，則必須滿足停車視距，同時必須采用嚴格的分道行駛措施。如設分道線、分隔帶、同時必須采用嚴格的分道行駛措施。如設分道線、分隔帶、分隔樁；或設成兩條分離的單車道。分隔樁；或設成兩條分離的單車道。 縱斷面設計縱斷面設計n一、縱斷面一、縱斷面沿著道路中線豎向剖面的展開圖即為路線縱斷沿著道路中線豎向剖面的展開圖即為路線縱斷面。面。 二、二、縱斷面設計縱斷面設計 在路線縱斷面圖上研

32、究路線線位高度及坡度在路線縱斷面圖上研究路線線位高度及坡度變化情況的過程。變化情況的過程?？v斷面設計縱斷面設計縱斷面設計縱斷面設計n縱斷面包括內容縱斷面包括內容n地面線地面線：它是根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一條：它是根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一條不規(guī)則的折線。不規(guī)則的折線。n設計線設計線：路線上各點路基設計高程的連續(xù)。：路線上各點路基設計高程的連續(xù)。n地面高程地面高程：中線上地面點高程。：中線上地面點高程。n設計高程設計高程：一般公路，路基未設加寬超高前的路肩邊：一般公路，路基未設加寬超高前的路肩邊緣的高程。緣的高程。n路基高度路基高度：橫斷面上設計高程與地面高程之高差。：橫斷面上設計

33、高程與地面高程之高差。n平曲線平曲線 ：平面設計結果：平面設計結果n縱斷面設計內容縱斷面設計內容：坡度及坡長：坡度及坡長縱斷面設計縱斷面設計n縱坡設計縱坡設計一般要求一般要求1 1、縱坡設計必須滿足、縱坡設計必須滿足標準標準的各項規(guī)定。的各項規(guī)定。2 2、為保證車輛能以一定速度、為保證車輛能以一定速度安全安全順適地行駛，縱坡應具有順適地行駛，縱坡應具有一定的一定的平順性平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。，起伏不宜過大和過于頻繁。 盡量避免采用極限縱坡值。盡量避免采用極限縱坡值。 合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡夾最合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡夾最短長度的緩坡。短長度的

34、緩坡。3 3縱坡設計應對沿線地面、地下管線、地質、水文、氣候縱坡設計應對沿線地面、地下管線、地質、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢穩(wěn)定與通暢. .縱斷面設計縱斷面設計4 4一般情況下山嶺重丘區(qū)縱坡設計應考慮一般情況下山嶺重丘區(qū)縱坡設計應考慮填挖平衡填挖平衡，盡量，盡量使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。和節(jié)省用地。即縱向填挖平衡設計。即縱向填挖平衡設計。5 5平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，

35、或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應滿足最小縱坡要求外，還應滿足最小填土高度要縱坡除應滿足最小縱坡要求外，還應滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。求，保證路基穩(wěn)定。即包線設計。即包線設計。6 6對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱坡應和緩、避免產(chǎn)生突變。交叉處前后的縱坡應平緩一些，坡應和緩、避免產(chǎn)生突變。交叉處前后的縱坡應平緩一些，7 7在實地調查基礎上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的在實地調查基礎上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。要求?？v斷面設計縱斷面設計最大縱坡最大縱坡-p99 表表1-4-21 表表1-4-22 ？ 在縱坡設計時

36、各級道路允許使用的最大坡度值。在縱坡設計時各級道路允許使用的最大坡度值。最小縱坡最小縱坡 各級路段路塹，低填方路段及其他排水不暢地段，各級路段路塹，低填方路段及其他排水不暢地段，應采用不小于應采用不小于0.3%的縱坡。當必須設計平坡或小于的縱坡。當必須設計平坡或小于0.3%的縱坡時，邊溝應做縱向排水設計。的縱坡時，邊溝應做縱向排水設計。坡長坡長 ？ 最小坡長最小坡長為滿足行車平順、縱面視距。為滿足行車平順、縱面視距。 最大坡長最大坡長為滿足汽車的爬坡能力。為滿足汽車的爬坡能力?？v斷面設計縱斷面設計合成坡度合成坡度 是指由路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫是指由路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡組合而

37、成的坡度，其方向即流水方向。坡組合而成的坡度，其方向即流水方向。式中：式中：i i 合成坡度（合成坡度（%） i iy y 超高橫坡或路拱橫坡（超高橫坡或路拱橫坡（%） i i 路線設計縱坡度（路線設計縱坡度（%）22iiiy縱斷面設計縱斷面設計 1 1、最大允許合成坡度值最大允許合成坡度值 2、最小合成坡度：、最小合成坡度： 最小合成坡度不宜小于最小合成坡度不宜小于0.5%。 當合成坡度小于當合成坡度小于0.5時，應采取綜合排水措施，以保證時，應采取綜合排水措施，以保證路面排水暢通。路面排水暢通。豎曲線豎曲線n定義：定義：n為減緩汽車行駛在縱坡變坡處所產(chǎn)生的沖擊，以為減緩汽車行駛在縱坡變坡處

38、所產(chǎn)生的沖擊，以及保證行車視距必須插入的縱向曲線。及保證行車視距必須插入的縱向曲線。公路等級公路等級高速高速一一二二三三四四地形地形平原平原重丘重丘山嶺山嶺平原平原山嶺山嶺平原平原山嶺山嶺平原平原山嶺山嶺平原平原山嶺山嶺豎曲豎曲線半線半徑徑(m)凸凸形形一般一般最小最小17000100005001000200045007002000400700200極限極限1100065003000650014003000450100250450100凹凹形形一般一般6000450030004500150030007001500400700200極限極限4000300010003000100020004501

39、000250450100豎曲線最小長度豎曲線最小長度(m)10085508550703550253520 豎曲線半徑選擇豎曲線半徑選擇 滿足滿足規(guī)范規(guī)范規(guī)定豎曲線最小半徑和最小長度要求。規(guī)定豎曲線最小半徑和最小長度要求。 豎曲線的最小半徑豎曲線的最小半徑豎曲線設計限制因素豎曲線設計限制因素1 1緩和沖擊緩和沖擊 汽車在豎曲線上行駛時，受離心加速度限制。汽車在豎曲線上行駛時，受離心加速度限制。2 2時間行程不過短時間行程不過短 最短應滿足最短應滿足3s3s行程。行程。6.3,6.32min2minvlvr或2 . 12 . 16 . 3minminminvlrvtvl則3 3滿足視距的要求：滿足

40、視距的要求： 凸形豎曲線凸形豎曲線坡頂視線受阻坡頂視線受阻 凹形豎曲線凹形豎曲線下穿立交下穿立交4. 4. 凸形豎曲線主要控制因素：行車視距凸形豎曲線主要控制因素：行車視距凹形豎曲線主要控制因素：緩和沖擊力凹形豎曲線主要控制因素：緩和沖擊力逐樁設計高程計算逐樁設計高程計算r2te2豎曲線要素的計算公式：豎曲線要素的計算公式： 變坡角變坡角= i2- i1 曲線長：曲線長：l=r 切線長：切線長：t=l/2= r/2 外外 距：距： 縱縱 距：距：rxy22豎曲線起點樁號豎曲線起點樁號: qd=bpd - t豎曲線終點樁號豎曲線終點樁號: zd=bpd + t平面線形設計一般原則平面線形設計一般

41、原則 1.平面線形應直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相平面線形應直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調。適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調。 原則：原則：與地形相適應，與地形相適應，宜直則直，宜曲則曲宜直則直，宜曲則曲，不片面追求，不片面追求直曲。直曲。 直線、圓曲線、緩和曲線的選用與合理組合取決于地形地直線、圓曲線、緩和曲線的選用與合理組合取決于地形地物等具體條件，片面強調路線要以直線為主或以曲線為主，或物等具體條件，片面強調路線要以直線為主或以曲線為主，或人為規(guī)定二者的比例都是錯誤的。人為規(guī)定二者的比例都是錯誤的。 平面線形設計平面線形設計 在寬闊的平原微丘區(qū)，路線應直捷順暢。在寬闊

42、的平原微丘區(qū)，路線應直捷順暢。 在起伏的山嶺和丘陵地區(qū)，線形以曲線為主。在起伏的山嶺和丘陵地區(qū)，線形以曲線為主。 在沒有任何障礙物的戈壁、草原等開闊地區(qū)，應以在沒有任何障礙物的戈壁、草原等開闊地區(qū)，應以直線為主。直線為主。 2. 2.保持平面線形的均衡與連貫。保持平面線形的均衡與連貫。 為使一條道路上行駛的車輛盡量以均勻速度行駛，平面線為使一條道路上行駛的車輛盡量以均勻速度行駛，平面線形各要素應保持連續(xù)而均衡，必須避免線形的突變。形各要素應保持連續(xù)而均衡，必須避免線形的突變。 長直線的盡頭避免接小半徑曲線長直線的盡頭避免接小半徑曲線 長直線上汽車行駛速度較高，如果突然遇到小半徑曲線，長直線上汽

43、車行駛速度較高，如果突然遇到小半徑曲線，易產(chǎn)生減速不及造成的事故。易產(chǎn)生減速不及造成的事故。 事故形態(tài)：事故形態(tài)：車輛側翻到曲線外側路基或與對向車輛相撞或碰車輛側翻到曲線外側路基或與對向車輛相撞或碰撞路側護欄。撞路側護欄。 要求：要求：長直線的盡頭避免接小半徑曲線，特別避免長直線下長直線的盡頭避免接小半徑曲線，特別避免長直線下坡盡頭接小半徑平曲線。若由于地形所限小半徑曲線難免時，坡盡頭接小半徑平曲線。若由于地形所限小半徑曲線難免時，中間應插入中等曲率的過渡性曲線，并使縱坡不要過大。中間應插入中等曲率的過渡性曲線，并使縱坡不要過大。同一等級道路上大、小指標間的均衡過渡同一等級道路上大、小指標間的

44、均衡過渡l 長直線與小半徑曲線之間。長直線與小半徑曲線之間。l 相鄰的大小半徑曲線之間。相鄰的大小半徑曲線之間。u同一條道路上采用不同計算行車速度設計的路段之間的同一條道路上采用不同計算行車速度設計的路段之間的過渡。過渡。 在標準變更的相互銜接處前、后一定長度范圍內主要技術在標準變更的相互銜接處前、后一定長度范圍內主要技術指標應逐漸過渡，避免產(chǎn)生突變，設計速度高的一端應采用較低指標應逐漸過渡，避免產(chǎn)生突變，設計速度高的一端應采用較低的平、縱技術指標，反之則應采用較高的平、縱技術指標，以使的平、縱技術指標，反之則應采用較高的平、縱技術指標，以使平、縱線形技術指標較為均衡。平、縱線形技術指標較為均

45、衡。 高低標準之間要有過渡高低標準之間要有過渡 3. 3.回頭曲線的設置?；仡^曲線的設置。 回頭曲線是在山區(qū)越嶺線的特別困難地段，以延長展線方回頭曲線是在山區(qū)越嶺線的特別困難地段，以延長展線方式克服高差而采用的一種特殊曲線類型。式克服高差而采用的一種特殊曲線類型。 回頭曲線一般是由一個主曲線、回頭曲線一般是由一個主曲線、兩個輔助曲線和主、輔曲線所夾兩個輔助曲線和主、輔曲線所夾的直線段組合而成的復雜曲線。的直線段組合而成的復雜曲線。 4. 4.平曲線應有足夠的長度平曲線應有足夠的長度 平曲線的最小長度平曲線的最小長度 平曲線一般由前后緩和曲線和中間圓曲線共三段曲線組成，平曲線一般由前后緩和曲線和

46、中間圓曲線共三段曲線組成，每段曲線至少需要每段曲線至少需要3s的時間。的時間。 基本型曲線：基本型曲線：9s行程行程 凸型曲線：凸型曲線：6s的行程的行程 平曲線最小長度不得小于下表規(guī)定。平曲線最小長度不得小于下表規(guī)定。設計速度設計速度(km/h) 1201008060403020一般值（一般值（m）600500400300200150100最小值（最小值（m）200170140100705040 小偏角的平曲線長度：小偏角的平曲線長度：-p80 小偏角曲線的問題：小偏角曲線的問題：設置了較大的半徑也容易把曲線長看成設置了較大的半徑也容易把曲線長看成比實際的要短，造成急轉彎的錯覺。比實際的要短

47、，造成急轉彎的錯覺。 小偏角曲線要求的平曲線長度小偏角曲線要求的平曲線長度 7屬于小偏角彎道屬于小偏角彎道 。為保證小偏角曲線有足夠的長度，。為保證小偏角曲線有足夠的長度，采用采用 7的曲線外矢距的曲線外矢距e與與=7時曲線的時曲線的e相等時的曲線長相等時的曲線長為最小平曲線長。為最小平曲線長。設計速度(km/h)1201008060403020平曲線最小長度(m)1400/ 1200/ 1000/ 700/ 500/ 350/ 250/ 表中的為公路轉角值（度），當表中的為公路轉角值（度），當2 2時，按時，按=2=2計。計。 平縱組合設計平縱組合設計為保證汽車行駛的安全與舒適，應把道路平、縱、橫三面結合為保證汽車行駛的安全與舒適，應把道路平、縱、橫三面結合作為立體線形來分析研究。平面與縱面線形的協(xié)調組合將能在作為立體線形來分析研究。平面與縱面線形的協(xié)調組合將能在視覺上自然地誘導司機的視線，并保持視覺的連續(xù)性。視覺上自然地誘導司機的視線，并保持視覺的連續(xù)性。1平、縱線形組合設計平、縱線形組合設計當