第5章__線形設(shè)計(道路勘測)

1、本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：1、 平面線形設(shè)計平面線形設(shè)計2、縱斷面線形設(shè)計、縱斷面線形設(shè)計3、 平、縱線形組合設(shè)計平、縱線形組合設(shè)計4、 線形設(shè)計檢驗與評價線形設(shè)計檢驗與評價第五章 線形設(shè)計第一節(jié)第一節(jié) 平面線形設(shè)計平面線形設(shè)計返回返回一、平面線形設(shè)計的要點一、平面線形設(shè)計的要點（一）平面線形應直捷、連續(xù)、順適，并（一）平面線形應直捷、連續(xù)、順適，并與地形地物相適應，與與地形地物相適應，與周圍周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)環(huán)境相協(xié)調(diào) 路線首先要與地形相適應，路線首先要與地形相適應，這既是美學問這既是美學問題，也是經(jīng)濟問題和保護生態(tài)環(huán)境問題。直線、題，也是經(jīng)濟問題和保護生態(tài)環(huán)境問題。直線、圓曲線和回旋線的選用

2、與合理組合，圓曲線和回旋線的選用與合理組合，主要取決主要取決于地形、地物等客觀條件，于地形、地物等客觀條件，片面地強調(diào)路線要片面地強調(diào)路線要以直線為主或以曲線為主，或人為規(guī)定三者的以直線為主或以曲線為主，或人為規(guī)定三者的比例都是錯誤的。比例都是錯誤的。 （二）行駛力學上的要求是最基本的，視（二）行駛力學上的要求是最基本的，視覺和心理上的要求應盡量滿足。覺和心理上的要求應盡量滿足。線路設(shè)計首先必須滿足汽車正常行駛的要求，線路設(shè)計首先必須滿足汽車正常行駛的要求，確保行駛的安全穩(wěn)定性。確保行駛的安全穩(wěn)定性。同時，應盡可能滿足司同時，應盡可能滿足司機和旅客視覺與心理上的需要。機和旅客視覺與心理上的需要

3、。 對于高速公路、一級公路及設(shè)計速度對于高速公路、一級公路及設(shè)計速度60km/h的公路，應注重立體線形設(shè)計，盡量的公路，應注重立體線形設(shè)計，盡量做到線形連續(xù)、指標均衡、視覺良好、景觀協(xié)做到線形連續(xù)、指標均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。調(diào)、安全舒適。 對于設(shè)計速度對于設(shè)計速度40km/h的公路，首先在保的公路，首先在保證行車安全的前提下，正確運用平面線形各要證行車安全的前提下，正確運用平面線形各要素的最小值，力求減少工程量和降低工程投資。素的最小值，力求減少工程量和降低工程投資。 （三）保持平面線形的均衡與連續(xù)（三）保持平面線形的均衡與連續(xù) 1、直線與平曲線的組合、直線與平曲線的組合1） 長

4、直線盡頭不能接小半徑曲線；短直線不長直線盡頭不能接小半徑曲線；短直線不能接大半徑的平曲線。能接大半徑的平曲線。 2、平曲線與平曲線的組合：相鄰平曲線之間、平曲線與平曲線的組合：相鄰平曲線之間的設(shè)計指標應連續(xù)、均衡，避免突變。的設(shè)計指標應連續(xù)、均衡，避免突變。 3、高、低標準之間要有過渡、高、低標準之間要有過渡 不同標準路段相互銜接的地點，應選在交不同標準路段相互銜接的地點，應選在交通量發(fā)生變化處，或者駕駛者能夠明顯判斷前方通量發(fā)生變化處，或者駕駛者能夠明顯判斷前方需要改變行車速度的地方。需要改變行車速度的地方。（四）回頭曲線的設(shè)置（四）回頭曲線的設(shè)置(注意與縱斷面設(shè)計相注意與縱斷面設(shè)計相協(xié)調(diào)協(xié)

5、調(diào)) 回頭曲線是由一個主曲線、兩個輔助曲線和回頭曲線是由一個主曲線、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。主、輔曲線所夾的直線段組合而成的復雜曲線。應避免連續(xù)急彎的線形，應避免連續(xù)急彎的線形，這種線形給司機造成不這種線形給司機造成不便，也給乘客的舒適帶來不良的影響。設(shè)計時可便，也給乘客的舒適帶來不良的影響。設(shè)計時可在曲線間插入足夠長的直線或回旋線。在曲線間插入足夠長的直線或回旋線。 只有三、四級公路在自然展線無法爭取到需只有三、四級公路在自然展線無法爭取到需要的距離以克服高差，或因地形、地質(zhì)條件所限要的距離以克服高差，或因地形、地質(zhì)條件所限而不能采取自然展線時，方可采用回頭曲

6、線。高而不能采取自然展線時，方可采用回頭曲線。高差較大的山城道路也需要采用回頭曲線。差較大的山城道路也需要采用回頭曲線。（五）（五） 平曲線應有足夠的長度平曲線應有足夠的長度 平曲線包括圓曲線和兩端的緩和曲線。平曲線包括圓曲線和兩端的緩和曲線。 最小平曲線一般應考慮兩個因素：最小平曲線一般應考慮兩個因素： 1、駕駛員操作從容、乘客感覺舒適要求的平曲、駕駛員操作從容、乘客感覺舒適要求的平曲線最小長度。如平曲線太短，汽車在平曲線上行線最小長度。如平曲線太短，汽車在平曲線上行駛時間就短，會給司機操縱帶來困難，所以規(guī)駛時間就短，會給司機操縱帶來困難，所以規(guī)范規(guī)定了平曲線最小長度，見表范規(guī)定了平曲線最小

7、長度，見表50。設(shè)計速度設(shè)計速度(km/h)1201008060403020一般值（一般值（m）1000850700500350250200最小值（最小值（m）200170140100705040 2、轉(zhuǎn)角小于、轉(zhuǎn)角小于7度時的平曲線長度度時的平曲線長度 路線轉(zhuǎn)角的大小反映了路線的舒順程度，一般小一路線轉(zhuǎn)角的大小反映了路線的舒順程度，一般小一些較好，些較好，但中間插入的平曲線不宜過短，否則宜使但中間插入的平曲線不宜過短，否則宜使司機產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎的錯覺，以致造成駕駛者枉作減速司機產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎的錯覺，以致造成駕駛者枉作減速轉(zhuǎn)彎的操作。轉(zhuǎn)彎的操作。因此，對于小轉(zhuǎn)角彎道應設(shè)置較長的因此，對于小轉(zhuǎn)角彎道應設(shè)

8、置較長的平曲線，其長度應大于表平曲線，其長度應大于表51中規(guī)定的中規(guī)定的“一般值一般值”，當受地形地物限制時，可減短至表中的當受地形地物限制時，可減短至表中的“低限值低限值”。 （一）（一） 基本型基本型 直線直線回旋線回旋線圓曲線圓曲線回旋線回旋線直線直線tR=R回旋線A圓曲線R圖3-17 基本型二、二、 平面線形要素的組合類型平面線形要素的組合類型 The Combination Type of Plane Line圖圖5-1 基本型中的回旋線參數(shù)、圓曲線半徑及最基本型中的回旋線參數(shù)、圓曲線半徑及最小長度等都應符合有關(guān)規(guī)定。兩回旋線可以相小長度等都應符合有關(guān)規(guī)定。兩回旋線可以相等，也可以根

9、據(jù)地形條件設(shè)計成不相等的非對等，也可以根據(jù)地形條件設(shè)計成不相等的非對稱型曲線。稱型曲線。從線形的整體協(xié)調(diào)性來看，有條件從線形的整體協(xié)調(diào)性來看，有條件時宜將回旋線、圓曲線、回旋線之長度比設(shè)計時宜將回旋線、圓曲線、回旋線之長度比設(shè)計成成1：1：1到到1：2：1之間之間 。 需要滿足設(shè)置基需要滿足設(shè)置基本型曲線的幾何條件。本型曲線的幾何條件。（二）（二）S型型 兩個反向圓曲線用兩段反向回旋線連接兩個反向圓曲線用兩段反向回旋線連接的組合的形式的組合的形式圓曲線回旋線回旋線圓曲線圖型圖圖5-2S型兩個回旋線參數(shù)型兩個回旋線參數(shù)A1與與A2宜相等。當宜相等。當采用不同的參數(shù)時，采用不同的參數(shù)時，A1與與A

10、2之比以小于之比以小于1.5為宜，不應超過為宜，不應超過2.0 。 此外，在此外，在S型曲線上，型曲線上，兩個反向回旋線之間不設(shè)直線。不得已需插兩個反向回旋線之間不設(shè)直線。不得已需插入直線時，插入直線的長度應滿足下式要求入直線時，插入直線的長度應滿足下式要求 (5-2) S型兩圓曲線半徑之比不宜過大，一般為型兩圓曲線半徑之比不宜過大，一般為 式中：式中：R1大圓半徑大圓半徑 (m) ； R2小圓半徑小圓半徑 (m) 。31 112RR （三）（三） 卵型卵型 直線直線回旋線回旋線圓曲線圓曲線回旋線回旋線圓曲線圓曲線 回旋線回旋線直線直線 用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合用一個回旋線連接兩個

11、同向圓曲線的組合 圓曲線R1回旋線圓曲線圖卵型(5-3)卵型上的回旋線參數(shù)卵型上的回旋線參數(shù)A不應小于該級公不應小于該級公路對其的規(guī)定，同時宜在下列界限之內(nèi)：路對其的規(guī)定，同時宜在下列界限之內(nèi)： 兩圓曲線半徑之比宜在下列界限之內(nèi)兩圓曲線半徑之比宜在下列界限之內(nèi)兩圓曲線的間距，宜在下列界限之內(nèi)兩圓曲線的間距，宜在下列界限之內(nèi)8 . 02 . 012RR 222RAR 03. 0003. 02RD （四）四） 凸型凸型 在兩個同向回旋線間在兩個同向回旋線間不插入圓曲線不插入圓曲線而直接而直接銜接的組合。銜接的組合。凸型的回旋線參數(shù)應符合該級公路對其的凸型的回旋線參數(shù)應符合該級公路對其的有關(guān)規(guī)定，連

12、接點的曲率半徑應符合圓曲線最有關(guān)規(guī)定，連接點的曲率半徑應符合圓曲線最小半徑的規(guī)定。小半徑的規(guī)定。 凸型曲線盡管在連接點處曲率是相等的，凸型曲線盡管在連接點處曲率是相等的，曲率變化是連續(xù)的，曲率變化是連續(xù)的，但因中間圓曲線長度為零，但因中間圓曲線長度為零，對駕駛操縱造成一定的不利影響，對駕駛操縱造成一定的不利影響，所以所以只有在只有在地形地物嚴格受到限制時，才容許采用凸型。地形地物嚴格受到限制時，才容許采用凸型。（五）（五） 復合型復合型 基線1基線回旋線切點曲率半徑圓曲線公切線回旋線圖復合型 將兩個以上的同向回旋線在將兩個以上的同向回旋線在曲率相等處曲率相等處相互相互連接的線形，稱為復合型。連

13、接的線形，稱為復合型。(5-5) 復合型的兩個回旋線參數(shù)之比宜為復合型的兩個回旋線參數(shù)之比宜為 復合型一般很少采用，復合型一般很少采用，多出現(xiàn)在互通式立多出現(xiàn)在互通式立體交叉的匝道線形設(shè)計中。體交叉的匝道線形設(shè)計中。5 . 1 : 1:12AA （六）（六） C型型 回旋線A1回旋線圓曲線圓曲線圖型 兩同向回旋線在兩同向回旋線在曲率為零曲率為零處徑向連接的組合處徑向連接的組合線形，稱為線形，稱為C型。型。(5-6)（七）（七） 回頭型曲線回頭型曲線 山區(qū)道路為克服高差，在同一坡面上轉(zhuǎn)角接山區(qū)道路為克服高差，在同一坡面上轉(zhuǎn)角接近或大于近或大于180度，由主曲線和輔曲線的組合形式度，由主曲線和輔曲

14、線的組合形式稱為回頭形曲線。見圖稱為回頭形曲線。見圖5-7兩同向回旋線在曲率為零處徑相銜接，其兩同向回旋線在曲率為零處徑相銜接，其連接處的曲率為零，也就是連接處的曲率為零，也就是,相當于兩基本型的相當于兩基本型的同向曲線間直線長度為零。同向曲線間直線長度為零。同樣，這種線形對同樣，這種線形對行車不利，因此只有在特殊情況下才使用行車不利，因此只有在特殊情況下才使用C型。型。 綜上所述，平面線形設(shè)計主要采用：綜上所述，平面線形設(shè)計主要采用：基本型、基本型、S型和卵型型和卵型返回返回1 1、各要素的計算公式、各要素的計算公式1）任意點）任意點P的曲率半徑的曲率半徑2）P點的回旋線長點的回旋線長 圖

15、3-13回 旋 線 要 素2Ar 22ArAl三、三、 平面線形要素組合計算平面線形要素組合計算3）緩和曲線角緩和曲線角 4）P點曲率圓的內(nèi)移值點曲率圓的內(nèi)移值 5）P點曲率圓圓心點曲率圓圓心M點的坐標點的坐標 rlrllAl222222rrypcossinrxxmprym6）長切線長長切線長 7）短切線長短切線長 8）P點的弦偏角點的弦偏角 9）P點的弦長點的弦長 yctgxTLsinyTK3xyarctgsinya 2 2、基本型曲線設(shè)計與計算、基本型曲線設(shè)計與計算（1 1）對稱形曲線計算）對稱形曲線計算圖3-14 基本型平曲線001）單圓曲線（不設(shè)緩和曲線）起點（終點）至單圓曲線（不設(shè)緩

16、和曲線）起點（終點）至緩和曲線起點的距離緩和曲線起點的距離 2 2）內(nèi)移值）內(nèi)移值 3 3）緩和曲線終點旋轉(zhuǎn)角）緩和曲線終點旋轉(zhuǎn)角 232402RLLqSS342238424RLRLpSSRLS6479.2804）總切線長總切線長 5 5）曲線總長曲線總長6 6）外矢距（外距）外矢距（外距） 7 7）超距（切曲差）超距（切曲差） D=2T-LD=2T-L qtgpRT2SLRL218020RpRE2sec第二節(jié)第二節(jié) 縱斷面線形設(shè)計縱斷面線形設(shè)計 返回返回一、縱斷面線形設(shè)計的要點一、縱斷面線形設(shè)計的要點 縱斷面設(shè)計的主要內(nèi)容是確定路線合適的縱斷面設(shè)計的主要內(nèi)容是確定路線合適的標高、各坡段的縱坡

17、度和坡長，并設(shè)計豎曲線。標高、各坡段的縱坡度和坡長，并設(shè)計豎曲線。其基本要求是其基本要求是縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長和豎曲線長短適當平面與縱面組合設(shè)計協(xié)調(diào)、和豎曲線長短適當平面與縱面組合設(shè)計協(xié)調(diào)、以及填挖平衡以及填挖平衡等，主要注意以下問題。等，主要注意以下問題。（一）關(guān)于縱坡極限值的運用（一）關(guān)于縱坡極限值的運用縱坡坡度應控制在最大縱坡與最小縱坡之縱坡坡度應控制在最大縱坡與最小縱坡之間。最大縱坡在設(shè)計時不可輕易采用，并應留間。最大縱坡在設(shè)計時不可輕易采用，并應留有余地。在特殊情況下，如越嶺線為爭取高度、有余地。在特殊情況下，如越嶺線為爭取高度、縮短路線長度或避開

18、艱巨工程等，才可以有條縮短路線長度或避開艱巨工程等，才可以有條件地采用。件地采用。一般來講，縱坡緩些為好，但為了一般來講，縱坡緩些為好，但為了路 面 和 邊 溝 排 水 ， 最 小 縱 坡 應 不 低 于路 面 和 邊 溝 排 水 ， 最 小 縱 坡 應 不 低 于0.3%0.5%。影響行車安全應從下面三方面考慮：影響行車安全應從下面三方面考慮： （1）工程和環(huán)境；（）工程和環(huán)境；（2）道路通行能力；）道路通行能力； （3）車輛行駛速度。）車輛行駛速度。（二）（二） 關(guān)于最短坡長關(guān)于最短坡長坡長是指縱斷面兩變坡點之間的上坡距離，坡長是指縱斷面兩變坡點之間的上坡距離，坡長應在最短坡長與最大坡長限

19、制之間選取。坡長應在最短坡長與最大坡長限制之間選取。坡長不宜過短，實踐證明，坡長不宜過短，實踐證明，坡長以不小于計算坡長以不小于計算行車速度行車速度9S的行程為宜的行程為宜。對連續(xù)起伏的路段，。對連續(xù)起伏的路段，坡度應盡量小，坡長和豎曲線應爭取到最小極坡度應盡量小，坡長和豎曲線應爭取到最小極限值的一倍或兩倍以上，避免鋸齒形的縱斷面。限值的一倍或兩倍以上，避免鋸齒形的縱斷面。但不應超過最大坡長限制。但不應超過最大坡長限制。 （三）關(guān)于豎曲線半徑的選用（三）關(guān)于豎曲線半徑的選用豎曲線應選用較大半徑為宜豎曲線應選用較大半徑為宜。當受限制時，。當受限制時，可采用一般最小半徑；特殊情況下方可采用極限可采

20、用一般最小半徑；特殊情況下方可采用極限最小半徑。當條件允許時，宜按表最小半徑。當條件允許時，宜按表54的規(guī)定進的規(guī)定進行設(shè)計。行設(shè)計。（四）（四） 關(guān)于相鄰豎曲線的銜接關(guān)于相鄰豎曲線的銜接相鄰兩個同向豎曲線，特別是同向凹曲線相鄰兩個同向豎曲線，特別是同向凹曲線之間，如直坡段不長應合并為單曲線或復合曲之間，如直坡段不長應合并為單曲線或復合曲線，這樣要求對行車是有利的。線，這樣要求對行車是有利的。相鄰反向豎曲線之間，中間最好插入一段相鄰反向豎曲線之間，中間最好插入一段直坡段，以使增重與減重和緩過渡。直坡段，以使增重與減重和緩過渡。若兩豎曲若兩豎曲線半徑接近最小極限值時，線半徑接近最小極限值時， 插

21、入的直坡段至少插入的直坡段至少應為計算行車速度應為計算行車速度3S的行程。但當兩豎曲線半的行程。但當兩豎曲線半徑較大時，亦可直接連接。徑較大時，亦可直接連接。R1R2R1R2R1R2R1R2圖4 - 1 5 相鄰豎曲線的銜接(5-12)（五）（五） 各種地形條件下的縱坡設(shè)計各種地形條件下的縱坡設(shè)計 1 、對于平原地形，注意保證、對于平原地形，注意保證最小填土高度和最最小填土高度和最小縱坡小縱坡的要求。的要求。 2 、對于微丘地形，其、對于微丘地形，其縱坡應均勻平緩縱坡應均勻平緩，應避免，應避免過分遷就地形而使路線連續(xù)起伏，并應注意縱坡過分遷就地形而使路線連續(xù)起伏，并應注意縱坡的順適性，不產(chǎn)生突

22、變。的順適性，不產(chǎn)生突變。3 、山嶺、重丘地形的沿河線應盡量采用平緩、山嶺、重丘地形的沿河線應盡量采用平緩縱坡，坡長不應超過最大坡長限制，縱坡，坡長不應超過最大坡長限制，坡度不宜坡度不宜大于大于6。4 、越嶺線的縱坡應力求均勻，、越嶺線的縱坡應力求均勻，盡量不采用極盡量不采用極限或接近極限的坡度限或接近極限的坡度，更不宜在連續(xù)采用極限，更不宜在連續(xù)采用極限長度的陡坡之間夾短的緩和線。長度的陡坡之間夾短的緩和線。5 山脊線和山腰線除結(jié)合地形在不得已時采用山脊線和山腰線除結(jié)合地形在不得已時采用較大縱坡外，較大縱坡外，在可能條件下縱坡應緩些在可能條件下縱坡應緩些。二、縱斷面線形設(shè)計的一般原則二、縱斷

23、面線形設(shè)計的一般原則（1）應滿足縱坡及豎曲線的各項規(guī)定（最大縱）應滿足縱坡及豎曲線的各項規(guī)定（最大縱坡、最小縱坡、坡長限制、最小坡長、豎曲線坡、最小縱坡、坡長限制、最小坡長、豎曲線最小半徑及豎曲線最小長度等），以及相關(guān)高最小半徑及豎曲線最小長度等），以及相關(guān)高程控制點和構(gòu)造物設(shè)計對縱斷面的要求。程控制點和構(gòu)造物設(shè)計對縱斷面的要求。（2）縱斷面線形設(shè)計應根據(jù)設(shè)計速度，在適應）縱斷面線形設(shè)計應根據(jù)設(shè)計速度，在適應地形及環(huán)境的原則下，對縱坡大小、長短及前地形及環(huán)境的原則下，對縱坡大小、長短及前后坡段協(xié)調(diào)的情況，豎曲線半徑及其與平面線后坡段協(xié)調(diào)的情況，豎曲線半徑及其與平面線形的組合等進行綜合研究，反復

24、調(diào)整，設(shè)計出形的組合等進行綜合研究，反復調(diào)整，設(shè)計出平順、連續(xù)的縱斷面線形。平順、連續(xù)的縱斷面線形。（3）平面上直線路段不宜在短距離出現(xiàn)凹凸起）平面上直線路段不宜在短距離出現(xiàn)凹凸起伏伏 頻繁的縱斷面線形。頻繁的縱斷面線形。（4）連續(xù)上坡（或下坡）路段，應符合平均縱）連續(xù)上坡（或下坡）路段，應符合平均縱坡的規(guī)定，并采用運行速度對通形能力與行車安坡的規(guī)定，并采用運行速度對通形能力與行車安全進行檢驗。全進行檢驗。（5）長下坡的直坡段端部不應設(shè)計小半徑的凹）長下坡的直坡段端部不應設(shè)計小半徑的凹形豎曲線或平曲線，以保證行車安全。形豎曲線或平曲線，以保證行車安全。（6）縱斷面設(shè)計應考慮路面排水的要求。）縱

25、斷面設(shè)計應考慮路面排水的要求。（7）在回頭曲線路段，路段縱坡有特殊規(guī)定，）在回頭曲線路段，路段縱坡有特殊規(guī)定，應先定出回頭曲線部分的縱坡，再從兩端接坡。應先定出回頭曲線部分的縱坡，再從兩端接坡。（8）應爭取縱向填挖平衡，盡量移挖作填，以）應爭取縱向填挖平衡，盡量移挖作填，以節(jié)省土石方數(shù)量，降低工程造價。節(jié)省土石方數(shù)量，降低工程造價。三、三、 縱斷面線形設(shè)計中的高程控制條件縱斷面線形設(shè)計中的高程控制條件 （一）、路基對縱斷面的控制（一）、路基對縱斷面的控制（二）、橋涵和通道對路線縱斷面的控制（二）、橋涵和通道對路線縱斷面的控制（三）、隧道對路線縱斷面的控制（三）、隧道對路線縱斷面的控制（四）、平

26、面交叉對路線縱斷面的控制（四）、平面交叉對路線縱斷面的控制第三節(jié)視覺分析及道第三節(jié)視覺分析及道路平縱線形組合設(shè)計路平縱線形組合設(shè)計一、一、 視覺分析視覺分析 （一）視覺分析的意義（一）視覺分析的意義 道路設(shè)計除應考慮自然條件、汽車行駛特性道路設(shè)計除應考慮自然條件、汽車行駛特性以外，還要駕駛?cè)藛T在心理和視覺上的反應作為以外，還要駕駛?cè)藛T在心理和視覺上的反應作為重要因素來考慮。汽車在道路上行駛時，道路的重要因素來考慮。汽車在道路上行駛時，道路的線形、周圍的景觀、標志以及其它有關(guān)信息，幾線形、周圍的景觀、標志以及其它有關(guān)信息，幾乎都是通過駕駛?cè)藛T的視覺感受到的。因此，乎都是通過駕駛?cè)藛T的視覺感受到的

27、。因此，視視覺是連接道路與汽車駕駛的重要媒介。覺是連接道路與汽車駕駛的重要媒介。視覺分析概念及意義：視覺分析概念及意義： 保證道路空間線形的保證道路空間線形的順適性；順適性； 保證道路與周圍環(huán)境的保證道路與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性協(xié)調(diào)性； 保證行車的保證行車的安全性安全性； 保證視覺的保證視覺的連續(xù)性連續(xù)性。對這些諸多因素的綜合設(shè)計稱為對這些諸多因素的綜合設(shè)計稱為視覺分析視覺分析。（二）視覺與車速的動態(tài)規(guī)律（二）視覺與車速的動態(tài)規(guī)律駕駛員的駕駛員的注意力集中注意力集中程度隨車速的增加而增加；程度隨車速的增加而增加； 駕駛員的駕駛員的心理緊張程度心理緊張程度隨車速的增加而增加；隨車速的增加而增加； 駕駛

28、員的駕駛員的注意力集中點和視距注意力集中點和視距隨車速的增大而增大隨車速的增大而增大,對一些細節(jié)開始變得模糊不清；對一些細節(jié)開始變得模糊不清； 駕駛員的駕駛員的視角視角隨車速的增大而減小，高速駕駛時一隨車速的增大而減小，高速駕駛時一無法顧及兩側(cè)景象了。無法顧及兩側(cè)景象了。駕駛員的動視覺具有如下特點：駕駛員的動視覺具有如下特點：（1）駕駛過程中，駕駛員不易全面正確感覺車外的情）駕駛過程中，駕駛員不易全面正確感覺車外的情況變化。況變化。（2）駕駛過程中，駕駛員的空間分辯能力降低。）駕駛過程中，駕駛員的空間分辯能力降低。 （3）高速行駛時，對駕駛員易形成）高速行駛時，對駕駛員易形成“道路催眠道路催眠

29、”。 （4）高速行駛時，駕駛員更易出現(xiàn)錯覺，導致判斷）高速行駛時，駕駛員更易出現(xiàn)錯覺，導致判斷失誤增加。失誤增加。（三）視覺分析方法（三）視覺分析方法線形狀況是汽車快速行駛中，道路的立體形狀給線形狀況是汽車快速行駛中，道路的立體形狀給駕駛員提供的連續(xù)不斷的駕駛員提供的連續(xù)不斷的視覺印象視覺印象。用視覺印象隨時間變化的用視覺印象隨時間變化的道路動態(tài)透視圖評價道路動態(tài)透視圖評價。 道路線形是一條立體的、空間曲線，立體線道路線形是一條立體的、空間曲線，立體線形組合的優(yōu)劣最后集中反映在汽車的行駛速度上，形組合的優(yōu)劣最后集中反映在汽車的行駛速度上，如果只按平面線形和縱面線形的標準來設(shè)計，而如果只按平面線

30、形和縱面線形的標準來設(shè)計，而不將二者結(jié)合起來統(tǒng)籌考慮，最終的設(shè)計不一定不將二者結(jié)合起來統(tǒng)籌考慮，最終的設(shè)計不一定是好設(shè)計。是好設(shè)計。平、縱線形組合設(shè)計是指在首先滿足平、縱線形組合設(shè)計是指在首先滿足汽車運動學和力學要求的前提下，汽車運動學和力學要求的前提下，來研究如何滿來研究如何滿足視覺、心理方面的連續(xù)和舒適，與周圍環(huán)境的足視覺、心理方面的連續(xù)和舒適，與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，以及良好的排水條件。協(xié)調(diào)，以及良好的排水條件。二、道路平、縱線形組合設(shè)計二、道路平、縱線形組合設(shè)計（一）（一） 平、縱組合設(shè)計的原則平、縱組合設(shè)計的原則 1、 保持視覺的連續(xù)性保持視覺的連續(xù)性。應在視覺上自然地引導。應在視覺上自然

31、地引導駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。任何駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。任何使駕駛員感到茫然、迷惑或判斷失誤的線形使駕駛員感到茫然、迷惑或判斷失誤的線形都應避免。在視覺上能否自然地引導視線，都應避免。在視覺上能否自然地引導視線，是衡量平、縱線形組合的最基本問題。是衡量平、縱線形組合的最基本問題。2、 保持平、縱線形的技術(shù)指標大小應均衡保持平、縱線形的技術(shù)指標大小應均衡。對。對縱面線形不斷起伏，而在平面上卻采用高標縱面線形不斷起伏，而在平面上卻采用高標準的線形是無意義的。反之，在平面上線形準的線形是無意義的。反之，在平面上線形迂回前進、彎道較多，而在縱斷面設(shè)計上采迂回前進、彎道較多，而在縱

32、斷面設(shè)計上采用高標準也同樣沒有意義。用高標準也同樣沒有意義。3、 選擇組合得當?shù)暮铣善露冗x擇組合得當?shù)暮铣善露?，以利于路面排水，以利于路面排水和行車安全。和行車安全?、 注意與周圍環(huán)境相配合注意與周圍環(huán)境相配合。如配合得好，可以。如配合得好，可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導視線的作用。導視線的作用。 （二）線形組合的形式（二）線形組合的形式 通過分解立體線形要素，可得出平、縱線形有以通過分解立體線形要素，可得出平、縱線形有以下六種組合形式，如圖下六種組合形式，如圖5-21所示。所示。(1)平面上為直線，縱面也是直坡線平面上為直線，縱面也是直坡

33、線構(gòu)成具有恒等構(gòu)成具有恒等坡度的直線；坡度的直線； 該型組合往往線形單調(diào)、枯燥該型組合往往線形單調(diào)、枯燥，行車過程中視景，行車過程中視景缺乏變化，容易使駕駛員產(chǎn)生疲勞和頻繁超車。缺乏變化，容易使駕駛員產(chǎn)生疲勞和頻繁超車。(2)平面上為直線，縱面上是凹形豎曲線平面上為直線，縱面上是凹形豎曲線構(gòu)成凹下構(gòu)成凹下去的直線；去的直線； 該型組合具有較好的視距條件，能給駕駛員以動該型組合具有較好的視距條件，能給駕駛員以動的視覺效果，行車條件較好。的視覺效果，行車條件較好。 (3)平面上為直線，縱面上是凸形豎曲線平面上為直線，縱面上是凸形豎曲線構(gòu)成凸起構(gòu)成凸起的直線；的直線； 該型組合視距條件差，線形單調(diào)該

34、型組合視距條件差，線形單調(diào)，應注意避免，應注意避免，無法避免時應采用較大的豎曲線半徑；若與無法避免時應采用較大的豎曲線半徑；若與(2)型組合型組合時，應注意克服時，應注意克服“駝峰駝峰”、“暗凹暗凹”和和“浪形浪形”等不等不良視覺現(xiàn)象出現(xiàn)。良視覺現(xiàn)象出現(xiàn)。(4)平面上為曲線，縱面上為直坡線平面上為曲線，縱面上為直坡線構(gòu)成具有恒等構(gòu)成具有恒等坡度的平曲線；坡度的平曲線； 該型組合一般說來只要平曲線半徑選擇適當該型組合一般說來只要平曲線半徑選擇適當，縱，縱坡不太陡，即可獲得較好的視覺和心理感受，設(shè)計時坡不太陡，即可獲得較好的視覺和心理感受，設(shè)計時須注意檢查合成坡度是否超限。須注意檢查合成坡度是否超

35、限。 (5)平面上為曲線，縱面上為凹形豎曲線平面上為曲線，縱面上為凹形豎曲線構(gòu)成構(gòu)成凹下去的平曲線：凹下去的平曲線：(6)平面上為曲線，縱面上為凸形豎曲線一平面上為曲線，縱面上為凸形豎曲線一構(gòu)成構(gòu)成凸起的平曲線。凸起的平曲線。 (5)、(6)型組合設(shè)計是一種常見的又比較復雜型組合設(shè)計是一種常見的又比較復雜的組合形式。如果平、縱面線形幾何要素的大小適的組合形式。如果平、縱面線形幾何要素的大小適宜，位置適當，均衡協(xié)調(diào)，可以獲得視覺舒順、視宜，位置適當，均衡協(xié)調(diào)，可以獲得視覺舒順、視線誘導良好的立體線形。相反，則會出現(xiàn)一些不良線誘導良好的立體線形。相反，則會出現(xiàn)一些不良的后果，設(shè)計時應引起特別重視。

36、上述的后果，設(shè)計時應引起特別重視。上述(1)(3)型型是在垂直平面內(nèi)的線形類，是在垂直平面內(nèi)的線形類，(4)(6)型是立體曲線。型是立體曲線。從視覺、心理分析來看，他們各有優(yōu)勢和不足。從視覺、心理分析來看，他們各有優(yōu)勢和不足。（三）平曲線與豎曲線的組合（三）平曲線與豎曲線的組合1、平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應、平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線稍長于豎曲線 這種組合是使平曲線與豎曲線對應，最好這種組合是使平曲線與豎曲線對應，最好使豎曲線的起點和終點分別放在平曲線的兩個使豎曲線的起點和終點分別放在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，即所謂的緩和曲線內(nèi)，即所謂的“平包豎平包豎”。R=R=

37、300060mR=R=1000圖5-222、平曲線與豎曲線大小應保持均衡、平曲線與豎曲線大小應保持均衡 平曲線與豎曲線其中一方大而平緩，那平曲線與豎曲線其中一方大而平緩，那么另一方就不要形成多而小。一個長的平曲么另一方就不要形成多而小。一個長的平曲線內(nèi)有兩個以上的豎曲線，或一個大的豎曲線內(nèi)有兩個以上的豎曲線，或一個大的豎曲線含有兩個以上的平曲線，看上去都非常別線含有兩個以上的平曲線，看上去都非常別扭，如圖扭，如圖523所示。根據(jù)德國的統(tǒng)計資料，所示。根據(jù)德國的統(tǒng)計資料，當平曲線半徑小于當平曲線半徑小于1000m時，豎曲線半徑大時，豎曲線半徑大約為平曲線半徑的約為平曲線半徑的1020倍為好倍為好

38、。3、暗、明彎與凸、凹豎曲線、暗、明彎與凸、凹豎曲線 暗彎與凸形豎曲線組合，以及明彎與凹暗彎與凸形豎曲線組合，以及明彎與凹形豎曲線組合較為合理形豎曲線組合較為合理，且給人一種平順舒，且給人一種平順舒適的感覺。適的感覺。平曲線與豎曲線重合是一種理想平曲線與豎曲線重合是一種理想的組合，的組合，但由于地形等條件限制，這種組合但由于地形等條件限制，這種組合并不是總能爭取得到的。如果平曲線的中點并不是總能爭取得到的。如果平曲線的中點與豎曲線的頂（底）點位置錯開距離不超過與豎曲線的頂（底）點位置錯開距離不超過平曲線長度的四分之一時，效果仍然令人滿平曲線長度的四分之一時，效果仍然令人滿意。但是，如果錯位過大

39、或大小不均衡，就意。但是，如果錯位過大或大小不均衡，就會出現(xiàn)視覺效果很差的線形。會出現(xiàn)視覺效果很差的線形。應避免的組合：應避免的組合： （1）要避免使凸形豎曲線的頂部與反向平曲線的要避免使凸形豎曲線的頂部與反向平曲線的拐點重合。拐點重合。否則，宜出現(xiàn)扭曲的外觀，會使駕駛否則，宜出現(xiàn)扭曲的外觀，會使駕駛員操縱失誤，產(chǎn)生交通事故；員操縱失誤，產(chǎn)生交通事故； （2）要避免使凹形豎曲線的底部與反向平曲線的要避免使凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合。拐點重合。否則，也宜出現(xiàn)扭曲的外觀，會使路否則，也宜出現(xiàn)扭曲的外觀，會使路面排水困難，產(chǎn)生積水；面排水困難，產(chǎn)生積水；（3）小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相

40、重合小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重合。對。對凸形豎曲線引導性差，事故率較高；對凹形豎凸形豎曲線引導性差，事故率較高；對凹形豎曲線，路面排水不良；曲線，路面排水不良； （4）計算行車速度在）計算行車速度在40km/h以上的道路，以上的道路，應避應避免在凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部插免在凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部插入小半徑的平曲線入小半徑的平曲線。前者引導性差，駕駛員在。前者引導性差，駕駛員在接近坡頂時才發(fā)現(xiàn)平曲線，導致匆忙減速甚至接近坡頂時才發(fā)現(xiàn)平曲線，導致匆忙減速甚至交通事故；后者會出現(xiàn)汽車高速行駛時急轉(zhuǎn)彎，交通事故；后者會出現(xiàn)汽車高速行駛時急轉(zhuǎn)彎，行車不安全。行車不安全。 如圖

41、如圖524所示，將平曲線與豎曲線的組合所示，將平曲線與豎曲線的組合形象地表示出來，以便于實際應用。形象地表示出來，以便于實際應用。豎曲線的豎曲線的起點和終點最好分別放在平曲線的兩個緩和曲起點和終點最好分別放在平曲線的兩個緩和曲線段內(nèi)，其中任一點都不要放在緩和曲線以外線段內(nèi)，其中任一點都不要放在緩和曲線以外的直線上，也不要放在圓曲線段內(nèi)。的直線上，也不要放在圓曲線段內(nèi)。有時，若有時，若做不到平、豎曲線較好的組合，可把二者拉開做不到平、豎曲線較好的組合，可把二者拉開相當距離，使平曲線位于直坡段或豎曲線位于相當距離，使平曲線位于直坡段或豎曲線位于直線上。直線上。（四）（四） 直線與縱斷面的組合直線與

42、縱斷面的組合 在平坦地區(qū)，宜出現(xiàn)平面的在平坦地區(qū)，宜出現(xiàn)平面的長直線與縱面長直線與縱面的直坡線相配合的直坡線相配合，這對雙車道道路超車較為方，這對雙車道道路超車較為方便。但距離過長時，行車單獨乏味，易疲勞，便。但距離過長時，行車單獨乏味，易疲勞，宜發(fā)生交通事故。這時，可采用一次變坡的平、宜發(fā)生交通事故。這時，可采用一次變坡的平、縱組合，其中縱組合，其中以包括一條凸形豎曲線為最好，以包括一條凸形豎曲線為最好，而包括一條凹形豎曲線次之而包括一條凹形豎曲線次之。 直線中短距離內(nèi)兩次以上變坡是較差的直線中短距離內(nèi)兩次以上變坡是較差的組合，會形成反復凸凹的組合，會形成反復凸凹的“駝峰駝峰”和和“凹凹陷陷

43、”，看上去既不美觀也不連貫，宜使駕駛，看上去既不美觀也不連貫，宜使駕駛員的視線中斷。因此，員的視線中斷。因此，只要路線有起伏，就只要路線有起伏，就不要一味采用直線，最好使平面曲線隨縱坡不要一味采用直線，最好使平面曲線隨縱坡的變化略加轉(zhuǎn)折，把平曲線與豎曲線合理地的變化略加轉(zhuǎn)折，把平曲線與豎曲線合理地組合組合。 （五）（五） 平、縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合平、縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合平、縱線形組合設(shè)計必須是在充分與自然平、縱線形組合設(shè)計必須是在充分與自然景觀相配合的基礎(chǔ)上進行。否則，即使線形組景觀相配合的基礎(chǔ)上進行。否則，即使線形組合滿足所有規(guī)定也不一定是良好設(shè)計。特別是合滿足所有規(guī)定也不一定是

44、良好設(shè)計。特別是高速公路、一級公路，其線形組合設(shè)計與自然高速公路、一級公路，其線形組合設(shè)計與自然景觀相配合尤為重要。景觀相配合尤為重要。1 、應在道路的規(guī)劃、選線、設(shè)計、施工全過程應在道路的規(guī)劃、選線、設(shè)計、施工全過程中重視景觀要求。中重視景觀要求。如對風景旅游區(qū)、自然保護區(qū)、如對風景旅游區(qū)、自然保護區(qū)、名勝古跡區(qū)、文物保護區(qū)和其它特殊地區(qū)等，一名勝古跡區(qū)、文物保護區(qū)和其它特殊地區(qū)等，一般以繞避為主。般以繞避為主。2 、盡量少破壞自然景觀，避免深挖高填盡量少破壞自然景觀，避免深挖高填。比如，。比如，對沿線的地貌、樹林、池塘、湖泊等要少破壞；對沿線的地貌、樹林、池塘、湖泊等要少破壞；對填挖路段，

45、在橫斷面設(shè)計時要使邊坡造型和綠對填挖路段，在橫斷面設(shè)計時要使邊坡造型和綠化與現(xiàn)有景觀相適應，禰補由于填挖對自然景觀化與現(xiàn)有景觀相適應，禰補由于填挖對自然景觀的破壞。的破壞。3、 應能提供視覺的多樣性，力求與周圍的風景應能提供視覺的多樣性，力求與周圍的風景自然地融為一體。自然地融為一體。充分利用湖泊、樹木、水壩、充分利用湖泊、樹木、水壩、橋梁、高煙窗、或在路旁設(shè)置一些設(shè)施，以消除橋梁、高煙窗、或在路旁設(shè)置一些設(shè)施，以消除單調(diào)感，并使道路與自然密切配合。單調(diào)感，并使道路與自然密切配合。4 、必要時可采用修整、植草皮、種樹等措施必要時可采用修整、植草皮、種樹等措施 改善景觀。改善景觀。5 、 有條件

46、時進行綜合綠化有條件時進行綜合綠化。 第四節(jié)線形設(shè)計檢驗與評價第四節(jié)線形設(shè)計檢驗與評價一、一、 線形設(shè)計檢驗與評價的方法線形設(shè)計檢驗與評價的方法（一）道路透視圖（一）道路透視圖 道路透視圖是根據(jù)道路的基本設(shè)計資料，利道路透視圖是根據(jù)道路的基本設(shè)計資料，利用透視原理將道路以三維空間的方式展現(xiàn)，利用用透視原理將道路以三維空間的方式展現(xiàn)，利用透視圖判斷路線的平縱面線形組合是否連續(xù)、道透視圖判斷路線的平縱面線形組合是否連續(xù)、道路與周圍環(huán)境是否協(xié)調(diào)、立體線形對駕駛員視線路與周圍環(huán)境是否協(xié)調(diào)、立體線形對駕駛員視線的誘導是否良好，也可對視距進行檢查。的誘導是否良好，也可對視距進行檢查。（二）沿線耗油量（二）

47、沿線耗油量 車輛行駛時的燃油消耗量計算如下：車輛行駛時的燃油消耗量計算如下：)15.21(36722KAvGrgQe 燃油消耗量主要與汽車本身的結(jié)構(gòu)（如外形燃油消耗量主要與汽車本身的結(jié)構(gòu)（如外形尺寸、質(zhì)量、發(fā)動機類型、傳動系等）及汽車的尺寸、質(zhì)量、發(fā)動機類型、傳動系等）及汽車的使用特性（如行駛速度、擋位、道路阻力等）有使用特性（如行駛速度、擋位、道路阻力等）有關(guān)。從道路的角度，影響燃油消耗量的因素主要關(guān)。從道路的角度，影響燃油消耗量的因素主要是道路使用特性。是道路使用特性。（三）事故率預測模型（三）事故率預測模型 通過對大量事故資料的統(tǒng)計分析，可以得到道通過對大量事故資料的統(tǒng)計分析，可以得到道

48、路的各種條件與事故率之間回歸模型，這些回歸模型路的各種條件與事故率之間回歸模型，這些回歸模型可以用來分析道路線形與事故率之間的關(guān)系，對線形可以用來分析道路線形與事故率之間的關(guān)系，對線形設(shè)計的質(zhì)量進行分析。設(shè)計的質(zhì)量進行分析。（四）可能速度法（四）可能速度法 可能速度是指在良好的氣候條件和交通條件下，可能速度是指在良好的氣候條件和交通條件下，汽車行駛只受道路本身幾何條件影響，技術(shù)熟練的駕汽車行駛只受道路本身幾何條件影響，技術(shù)熟練的駕駛員駕駛汽車沿某條道路行駛時可能達到的速度。駛員駕駛汽車沿某條道路行駛時可能達到的速度。（五）運行速度法（五）運行速度法運行速度主要用來評價道路線形設(shè)計的連續(xù)性，采用運行速度主要用來評價道路線形設(shè)計的連續(xù)性，采用相鄰單元路段間運行速度的變化值進行評價。相鄰單元路段間運行速度的變化值進行評價。二、二、 用運行速度評價線形設(shè)計的連續(xù)性用運行速度評價線形設(shè)計的連續(xù)性（一）連續(xù)性設(shè)計的要求（一）連續(xù)性設(shè)計的要求 1、視覺上的連續(xù)性；、視覺上的連續(xù)性； 2、行駛速度的連續(xù)性；、行駛速度的連續(xù)性； 3、加速