學(xué)習(xí)情境二 道路設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)情境二道路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．了解汽車行駛的特性，平面、縱斷面與橫斷面設(shè)計(jì)的規(guī)定與要求，平面交叉口的交通分析與常見形式，立體交叉設(shè)計(jì)要求與分類，道路沿線設(shè)施的種類；

2．掌握道路設(shè)計(jì)的依據(jù)（設(shè)計(jì)車輛、設(shè)計(jì)速度、交通量），平面線形三要素（直線、圓曲線、回旋線）的應(yīng)用，道路平曲線加寬與超高的設(shè)計(jì)，行車視距的計(jì)算與保證，縱斷面與橫斷面設(shè)計(jì)方法與步驟。學(xué)習(xí)指南

本學(xué)習(xí)情境重點(diǎn)在于道路設(shè)計(jì)的依據(jù)、平曲線幾何元素的計(jì)算、縱坡設(shè)計(jì)、路基土石方數(shù)量計(jì)算與調(diào)配的理解。尤其是緩和曲線的性質(zhì)、平曲線超高的計(jì)算、豎曲線設(shè)計(jì)和平縱組合設(shè)計(jì)的內(nèi)容。學(xué)習(xí)情境二道路設(shè)計(jì)單元2單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知平面設(shè)計(jì)單元3單元4單元5單元6縱斷面設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì)道路交叉設(shè)計(jì)道路沿線設(shè)施設(shè)計(jì)一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)(一)設(shè)計(jì)車輛設(shè)計(jì)所采用的有代表性的車型，其外廓尺寸、載重量和運(yùn)行性能是用于確定道路幾何設(shè)計(jì)、交叉口設(shè)計(jì)和路基寬度確定的主要依據(jù)。根據(jù)我國行駛車輛的具體情況、汽車發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，出于經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的考慮，設(shè)計(jì)車輛的外廓尺寸是按現(xiàn)有車型的尺寸進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，滿足85%以上車型的外廓尺寸作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，見表2-1。根據(jù)公路的使用任務(wù)與性質(zhì)，我國公路設(shè)計(jì)通常把小客車作為設(shè)計(jì)車輛，而城市道路則以鉸接式汽車作為設(shè)計(jì)車輛。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)(二)設(shè)計(jì)速度設(shè)計(jì)速度是確定道路幾何線形的基本要素。它作為道路設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，直接或間接地決定了汽車行駛的曲線半徑、超高、視距、縱坡、合成坡度、路幅寬度和豎曲線設(shè)計(jì)等，它是體現(xiàn)道路等級的一項(xiàng)重要指標(biāo)。設(shè)計(jì)速度是指在氣候正常，交通密度小，汽車運(yùn)行只受道路本身?xiàng)l件（幾何要素、路面、附屬設(shè)施等）的影響時(shí)，一般駕駛員能保持安全而舒適地行駛的最大行駛速度。從工程的難易程度、工程量大小及技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性考慮，我國各級公路按不同的使用要求分為不同的設(shè)計(jì)速度，二至四級公路分為兩種，高速公路與一級公路由于設(shè)計(jì)的速度高、線形指標(biāo)高、工程造價(jià)大，設(shè)計(jì)速度對其影響的程度相對較大，將高速公路與一級公路的設(shè)計(jì)速度分為三種，供設(shè)計(jì)時(shí)增加靈活度、更好地配合地形和景觀、合理優(yōu)化設(shè)計(jì)用。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)設(shè)計(jì)速度與運(yùn)行速度是不同的兩個(gè)概念。設(shè)計(jì)速度是指在氣候和交通量正常，汽車運(yùn)行只受道路自身?xiàng)l件(幾何要素、路面狀況、附屬設(shè)施等)影響時(shí)，一般駕駛員能保持安全和舒適行駛的最大行駛速度。運(yùn)行速度是指在道路上的實(shí)際行駛速度，它受氣候、地形、交通密度和道路本身?xiàng)l件的影響，同時(shí)與駕駛員的技術(shù)也有很大關(guān)系。當(dāng)行車條件比較好時(shí)，行車速度能夠達(dá)到或超過設(shè)計(jì)速度；相反，如果公路上行車條件較差則行車速度大多低于設(shè)計(jì)速度。設(shè)計(jì)速度較高時(shí)，平均實(shí)際行車速度約為設(shè)計(jì)速度的60%～70%；設(shè)計(jì)速度較低時(shí)，實(shí)際行車速度約為設(shè)計(jì)速度的80%～90%，甚至超過設(shè)計(jì)速度。超過設(shè)計(jì)速度的情況是危險(xiǎn)的，所以在地形良好，線形順適，視野開闊容易產(chǎn)生超速行駛(超過設(shè)計(jì)速度)的路段，要特別注意曲線半徑、超高、縱坡等方面的合理配置。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)我國各級公路的技術(shù)指標(biāo)是保證安全行駛的條件下，考慮行車速度與設(shè)計(jì)速度間的關(guān)系后作適當(dāng)調(diào)整規(guī)定的，這樣的設(shè)計(jì)速度作為各級公路的技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算依據(jù)是合理的。城市道路與公路相比，具有功能多樣、組成復(fù)雜、行人交通量大、車輛多、類型復(fù)雜、車速差異大、道路交叉點(diǎn)多等特點(diǎn)，故行車速度比公路有較大的降低。我國《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的各級公路設(shè)計(jì)速度見表1-4所示。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)(三)交通量交通量是道路與交通工程中的一個(gè)基本交通參數(shù)，是確定公路等級的主要依據(jù)。交通量是指單位時(shí)間內(nèi)通過道路某地點(diǎn)或某斷面的車輛、行人數(shù)量，一般是指機(jī)動(dòng)車交通量，且為來往兩個(gè)方向的車輛數(shù)量。單位時(shí)間可以是1小時(shí)或1日（晝夜），也可以是年平均日交通量；斷面可以是某條車道，也可以是各車道合計(jì)；來往可以是單向，也可以是雙向；數(shù)量可以是道路現(xiàn)場進(jìn)行的交通調(diào)查，也可以是根據(jù)道路規(guī)劃進(jìn)行的交通預(yù)測。影響交通量因素主要有季節(jié)、氣候、時(shí)間、非機(jī)動(dòng)車等。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)

⒈設(shè)計(jì)交通量設(shè)計(jì)交通量是擬建道路到達(dá)預(yù)測設(shè)計(jì)年限時(shí)能達(dá)到的年平均日交通量（輛/日）。它具有確定道路等級、論證道路的計(jì)劃費(fèi)用和論證各項(xiàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的作用。預(yù)測設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量依據(jù)道路使用任務(wù)及性質(zhì)、歷年交通觀測資料推算求得，按年平均增長率累計(jì)計(jì)算：單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知設(shè)計(jì)年平均日交通量設(shè)計(jì)使用第一年平均日交通量遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限年平均增長率一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)⒉設(shè)計(jì)小時(shí)交通量設(shè)計(jì)小時(shí)交通量是以小時(shí)為計(jì)算時(shí)段的交通量，它具有確定車道數(shù)、車道寬度和評價(jià)道路服務(wù)水平的作用。高峰小時(shí)交通量是指一天內(nèi)的車流高峰期間連續(xù)60min的最大交通量(輛／小時(shí))。設(shè)計(jì)小時(shí)交通量的確定通常以通過觀測站觀測得到的第30位小時(shí)交通量為準(zhǔn)；無觀測資料時(shí)則采用有關(guān)資料進(jìn)行推算。設(shè)計(jì)小時(shí)交通量的計(jì)算公式如下：設(shè)計(jì)小時(shí)交通量年平均日交通量交通量系數(shù)方向不均系數(shù)單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)⒊交通量折算我國道路多為混合交通，非機(jī)動(dòng)車占有很大的比重，為了求得交通量的統(tǒng)一尺度，根據(jù)各種不同類型車輛的時(shí)速、行駛的規(guī)律性、在車道上所占面積、影響通行能力的程度等因素，將不同的車輛統(tǒng)一折算成小客車，稱為交通量的折算。交通量折算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型，確定公路等級的各汽車代表車型和車輛折算系數(shù)規(guī)定:單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知汽車代表車型車輛折算系數(shù)說明小客車1.0座位≤19座的客車和載質(zhì)量≤2t的貨車中型車1.5座位＞19座的客車和2t＜載質(zhì)量≤7t的貨車大型車2.57t＜載質(zhì)量≤20t的貨車汽車列車4.0載質(zhì)量＞20t的貨車一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)(四)道路通行能力道路通行能力是指在一定的道路和交通條件下，道路上某一路段適應(yīng)車流的能力，以單位時(shí)間內(nèi)通過的最大車輛數(shù)表示。單位時(shí)間通常以小時(shí)計(jì)（輛/小時(shí)）或以晝夜計(jì)（輛/晝夜）。交通密度（行車密度）是道路上車輛的密集程度。交通量交通密度運(yùn)行速度單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)⒈基本通行能力基本通行能力是指道路組成部分在理想的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，該組成部分的一條車道或一車道的均勻段上或一橫斷面上，不論服務(wù)水平如何，一小時(shí)所能通過的標(biāo)準(zhǔn)車輛的最大值。它是計(jì)算各種通行能力的基礎(chǔ)。基本通行能力的計(jì)算采用“車頭時(shí)距”或“車頭間距”推求。車頭時(shí)距是指連續(xù)兩車通過車道或道路上同一地點(diǎn)的時(shí)間間隔；車頭間距是指交通流中連續(xù)兩車之間的距離。以車頭時(shí)距為例，則一條車道的通行能力按下式計(jì)算：單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)⒉可能通行能力可能通行能力是指一條已知道路的組成部分在實(shí)際或預(yù)計(jì)的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，該組成部分的一條車道或一車行道對上述各條件有代表性的均勻段上或一橫斷面上，不論服務(wù)水平如何，一小時(shí)所能通過的車輛數(shù)最大值(在混合交通道路上為標(biāo)準(zhǔn)汽車)。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知一、道路設(shè)計(jì)的依據(jù)⒊設(shè)計(jì)通行能力（1）服務(wù)水平及服務(wù)交通量《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20–2017）規(guī)定了各級公路設(shè)計(jì)采用的服務(wù)水平等級。服務(wù)交通量是與每一級服務(wù)水平相應(yīng)的交通量。（2）設(shè)計(jì)通行能力設(shè)計(jì)通行能力是指設(shè)計(jì)中道路的組成部分在預(yù)計(jì)的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，該組成部分的一條車道或一車行道對上述各條件有代表性的均勻段上或一橫斷面上，在設(shè)計(jì)服務(wù)水平下，一小時(shí)所能通過的車輛數(shù)最大值。設(shè)計(jì)通行能力由可能通行能力乘以與該服務(wù)水平相對應(yīng)的交通量和基本通行能力之比Q/C得到。當(dāng)Q/C值小時(shí)，說明服務(wù)交通量小、車流運(yùn)行條件好、服務(wù)水平高；當(dāng)Q/C值大時(shí)，說明服務(wù)交通量大、車流運(yùn)行條件差、服務(wù)水平低。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知二、汽車行駛特性道路的路線設(shè)計(jì)主要是保證：（1）汽車行駛穩(wěn)定性指汽車能沿道路安全行駛，不致發(fā)生翻車、倒溜或側(cè)滑的性能。（2）汽車盡可能提高車速提高汽車的平均速度，充分發(fā)揮汽車行駛的動(dòng)力特性。（3）汽車行車暢通足夠通行寬度，減少平面交叉，設(shè)置快慢車道、自行車道。（4）汽車行車舒適避免車輛行駛的離心力過大，路面平整、少塵。汽車行駛理論是道路線形設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，關(guān)系密切。汽車行駛的技術(shù)性能有動(dòng)力性能、穩(wěn)定性能、制動(dòng)性能、燃料經(jīng)濟(jì)性能等。各種車型不同，其汽車的技術(shù)性能各不相同。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知二、汽車行駛特性（一）汽車的驅(qū)動(dòng)力⒈發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩M發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線是發(fā)動(dòng)機(jī)功率N、扭矩M、燃料消耗率g及發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速n間的函數(shù)關(guān)系曲線。發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線是油門全開時(shí)特性曲線；而發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷特性曲線是油門部分開啟（部分供油）時(shí)特性曲線。⒉驅(qū)動(dòng)輪扭矩MK發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的扭矩M經(jīng)過變速箱、主傳動(dòng)器兩次變速，傳到驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩為Mk。⒊汽車的牽引力T牽引力（驅(qū)動(dòng)力）是作用在輪軸上推動(dòng)汽車前進(jìn)的力。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知二、汽車行駛特性由圖可見：（1）當(dāng)n=nmin,為最小穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速；（2）當(dāng)n增大時(shí)，N、M都增大，N=nM時(shí)，M=Mmax；（3）當(dāng)n=nN時(shí)，N=Nmax；（4）當(dāng)n＞nN時(shí)，N下降。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩及外特性曲線二、汽車行駛特性（二）汽車的行駛阻力R汽車行駛過程中受到空氣阻力、道路阻力（滾動(dòng)阻力、坡度阻力）、慣性阻力的影響。⒈空氣阻力Rw空氣阻力是汽車在行駛中，由于迎風(fēng)面空氣質(zhì)點(diǎn)的壓力、汽車后面的真空吸力及空氣質(zhì)點(diǎn)與車身表面的磨擦力，共同阻礙汽車行進(jìn)的阻力。汽車速度越高，空氣阻力也就越大?？諝庾枇?gòu)成主要有：（1）壓差阻力（2）干擾阻力（3）誘導(dǎo)阻力（4）摩擦阻力（5）冷卻系統(tǒng)阻力單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知二、汽車行駛特性⒉道路阻力Rr道路阻力是由彈性輪胎變形和道路的不同路面類型及坡度而產(chǎn)生的阻力，包括滾動(dòng)阻力和坡度阻力。滾動(dòng)阻力是汽車在路面行駛中產(chǎn)生的輪胎變形和路面變形產(chǎn)生摩擦而產(chǎn)生的。坡度阻力是汽車上坡時(shí)，汽車重力在平行路面方向的分力與汽車行進(jìn)的方向相反，阻礙汽車行駛的力；相反，汽車下坡時(shí)，分力與汽車行進(jìn)的方向相同，此時(shí)形成坡度助力。⒊慣性阻力Ri慣性阻力是汽車在變速行駛中需克服慣性力和慣性力矩而增加的阻力。汽車總的行駛阻力：R=Rw+Rr+Ri單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知二、汽車行駛特性（三）汽車的運(yùn)動(dòng)方程式與行駛條件⒈汽車的運(yùn)動(dòng)方程式驅(qū)動(dòng)平衡是牽引力T與各種行駛阻力之代數(shù)和R相等時(shí)的平衡。節(jié)流閥全開時(shí)：R=Rw+Rr+Ri此式稱為驅(qū)動(dòng)平衡方程式。⒉汽車的行駛條件汽車行駛的必要條件（驅(qū)動(dòng)條件、第一必要條件）是有足夠的牽引力來克服各種行駛阻力，即：牽引力T≥行駛阻力R；汽車行駛的充分條件（附著條件、第二必要條件）是牽引力不能大于輪胎與路面間的摩擦力，即：牽引力T≤摩擦力（φ×Gx）。在道路設(shè)計(jì)時(shí)要求路面有一定的平整性以降低滾動(dòng)阻力；同時(shí)又要求路面有一定的粗糙性以提供較大的摩阻系數(shù)。單元1道路設(shè)計(jì)認(rèn)知單元2

平面設(shè)計(jì)

道路是一條帶狀的空間構(gòu)造物實(shí)體。它由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道、沿線設(shè)施等部分組成。路線是指道路中線的空間位置。道路的平面是空間路線在水平面上的投影；縱斷面是沿道路中線豎直剖切再行展開的斷面，而橫斷面則是道路中線上的任意一點(diǎn)的法向方向豎直剖切的斷面。路線設(shè)計(jì)是確定路線空間的位置和各部分幾何尺寸的工作。制約路線設(shè)計(jì)的因素主要有社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然地理、技術(shù)條件等。路線設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是滿足汽車行駛、工程費(fèi)用最省和平縱橫指標(biāo)均衡、合理、恰當(dāng)?shù)确矫娴囊?。路線設(shè)計(jì)的基本程序是先進(jìn)行平面線形設(shè)計(jì)（高程測量、橫斷面測量），再進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)（使土石方數(shù)量最?。Ｒ?、平面線形設(shè)計(jì)的基本要求（一）汽車行駛軌跡1）軌跡連續(xù)且圓滑，不出現(xiàn)斷頭和轉(zhuǎn)折；2）曲率連續(xù)，在任一點(diǎn)上不出現(xiàn)兩個(gè)曲率值；3）曲率變化是連續(xù)的，在同一點(diǎn)上不出現(xiàn)兩個(gè)變化值。（二）平面線形要素平面線形的三要素由直線、圓曲線、回旋線構(gòu)成。三要素組合使用情況通常是：1）四級公路以直線和圓曲線組合為主；2）其他等級的公路以直線、圓曲線和回旋線的組合為主。3）各要素在使用中應(yīng)配置合理得當(dāng)，并滿足汽車安全行駛的要求。單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)（一）直線要素的設(shè)計(jì)1．直線的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):直線具有視線較好、行駛方向明確、距離最短、選線容易；缺點(diǎn):當(dāng)直線過長時(shí)，又具有線形單調(diào)、司機(jī)易疲勞、速度過高、曲率為無窮大。2．直線的運(yùn)用適宜采用直線路段的地點(diǎn)主要有以下幾個(gè)地方：1）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷地。2）市鎮(zhèn)及近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)。3）長大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段。4）路線交叉點(diǎn)及其前后。5）雙車道公路提供超車的路段。單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)3．長直線的概念1）在城市附近，由于建筑物多，無單調(diào)感覺，駕駛員與乘客無不良反應(yīng)，故可采用20V以上的長直線。2）在鄉(xiāng)間平原，由于景色單調(diào)，情緒受影響，希望盡快駛完直線，故應(yīng)將直線控制在20V以內(nèi)。3）在戈壁、大草原，由于地形特殊，設(shè)置彎道已不能改善單調(diào)狀況，故采用直線更好。4．直線長度的限制1）長直線上縱坡不宜過大。2）長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜。3）道路兩側(cè)地形過于空曠時(shí)，宜采用植樹，設(shè)置構(gòu)造物等措施來改善單調(diào)性。4）長直線或長下坡盡頭的平曲線，滿足半徑、超高、視距、標(biāo)志、抗滑的要求。單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)5．直線的最小長度相鄰曲線之間（如回旋線終點(diǎn)與直線的交點(diǎn)HZ至直線與回旋線起點(diǎn)的交點(diǎn)ZH或圓曲線終點(diǎn)與直線的交點(diǎn)YZ至直線與圓曲線起點(diǎn)的交點(diǎn)ZY）應(yīng)有一定的直線長度。當(dāng)設(shè)計(jì)速度V≥60km/h時(shí)，對于同向或反向曲線間的直線最小長度（以m計(jì)），“規(guī)范”中規(guī)定應(yīng)分別以6V和2V控制。若無法滿足其要求，則應(yīng)將同向曲線改成復(fù)曲線，反向曲線以回旋線相連。當(dāng)設(shè)計(jì)速度V≤40km/h時(shí)，可參照上述規(guī)定執(zhí)行。單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)（二）圓曲線要素的設(shè)計(jì)1．圓曲線的幾何元素

單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)2．圓曲線半徑汽車在曲線上行駛受到重力和離心力的影響。離心力的產(chǎn)生會(huì)使汽車發(fā)生滑移和傾覆。（1）計(jì)算式與因素1）關(guān)于橫向力系數(shù)μ橫向力系數(shù)是汽車單位重力下橫向力的大小，即：μ=X/G。保證汽車在超高斜面上不產(chǎn)生橫向滑移需：μ≤f。2）關(guān)于最大超高i依據(jù)氣候條件，駕駛員和乘客的心理上安全感確定的最大超高i應(yīng)小于等于一年中氣候惡劣季節(jié)路面的橫向摩阻系數(shù)fw。單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)（2）最小半徑的計(jì)算1）極限最小半徑（汽車在設(shè)計(jì)速度行駛時(shí)的極限最小允許半徑）。當(dāng)式2-9中取=0.15與=0.06～0.08時(shí)，計(jì)算出的半徑為極限最小半徑，它是在特殊困難條件下不得已才使用的，見表1-4。2）一般最小半徑（汽車在設(shè)計(jì)速度行駛時(shí)的通常情況下采用的最小半徑）。當(dāng)式2-9中取=0.10～0.15與=-0.035～0.05時(shí)，計(jì)算出的半徑為一般最小半徑，見表1-4。3）不設(shè)超高的最小半徑。當(dāng)式2-9中取=0.035與=-0.015～-0.02時(shí)，計(jì)算出的半徑為不設(shè)超高的最小半徑，因汽車在沿路拱外側(cè)行駛，離心力較小，摩阻力完全可以保證汽車的穩(wěn)定性，其半徑見表1-4。

單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)（三）回旋線要素的設(shè)計(jì)1．回旋線的作用與性質(zhì)（1）回旋線的作用1）曲率連續(xù)變化，符合行車軌跡。2）離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適。3）超高和加寬逐漸變化，行車更加平穩(wěn)。4）與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀。（2）回旋線的性質(zhì)1）軌跡的曲率半徑與轉(zhuǎn)角成反比例變化。2）回旋線上任一點(diǎn)的曲率半徑與其距起點(diǎn)的距離成反比例。3）曲線半徑R與回旋線長度L成反比。單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)2．回旋線的數(shù)學(xué)表達(dá)式與幾何要素（1）回旋線的數(shù)學(xué)表達(dá)式（2）回旋線的幾何要素

單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)3．有回旋線的道路平曲線幾何元素

單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)4．回旋線的長度及參數(shù)（1）回旋線的最小長度1）從旅客感覺舒適角度考慮離心加速度隨回旋線曲率的變化而變化。2）從超高漸變率適中角度考慮超高過渡段上行車道外側(cè)超高變化率應(yīng)控制在適中的范圍，變化過大對行車不利，過小則對排水不利。3）從行駛時(shí)間恰當(dāng)角度考慮考慮駕駛員操作反應(yīng)時(shí)間要求，行駛的時(shí)間不宜過短，否則操縱方向盤過于匆忙。通常取t=3s的行程。4）從視覺條件良好角度考慮從回旋線起點(diǎn)至終點(diǎn)形成的方向變位最好是β=3°～29°之間，即R/3≤A≤R。綜合考慮上述四種情況，各級公路及城市道路規(guī)定的回旋線最小長度見表2-3。選用回旋線長度時(shí)取用5m的整倍數(shù)。單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)（2）回旋線參數(shù)A的確定“規(guī)范”規(guī)定：設(shè)計(jì)中一般當(dāng)R接近于100m時(shí)，取A=R；若R＜100m時(shí)，則取A≥R；若R較大或接近3000m時(shí)，取A=R/3；若R＞3000m時(shí)，則取A＜R/3。（3）回旋線的省略1）不設(shè)回旋線的臨界半徑（取t=3s）：考慮司機(jī)的視覺與舒適感，我國《標(biāo)準(zhǔn)》所采用的不設(shè)回旋線的半徑與不設(shè)超高的平曲線半徑相同，見表1-4所示。2）同向間小圓的半徑R＞R不設(shè)；3）復(fù)曲線中小圓的半徑R＞R不設(shè)。設(shè)置回旋線的條件：α≥2β，能否設(shè)置回旋線取決于圓曲線長度是否大于回旋線長度。單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)（4）里程樁號計(jì)算各里程樁號的計(jì)算按下列公式進(jìn)行：JD-T=ZH；ZH+LS=HY；HY+（L-2LS）=YH；YH+LS=HZ；HZ-L/2=QZ；QZ+D/2=JD單元2平面設(shè)計(jì)△Y△X二、平面線形的要素設(shè)計(jì)（四）要素坐標(biāo)的計(jì)算1．導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算（1）方位角的確定

tanθi=│ΔY/ΔX│方位角：Ai=θiΔY＞0，ΔX＞0Ai=180°-θiΔY＞0，ΔX＜0Ai=180°+θiΔY＜0，ΔX＜0Ai=360°-θiΔY＜0，ΔX＞0（2）坐標(biāo)計(jì)算

單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)2．交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算根據(jù)初測布設(shè)導(dǎo)線測繪的地形圖，初步設(shè)計(jì)進(jìn)行紙上定線，完成平面線形設(shè)計(jì)。路線交點(diǎn)的坐標(biāo)可以利用導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)推算，或從初測坐標(biāo)網(wǎng)格地形圖中直接讀出。3．中樁坐標(biāo)計(jì)算（1）平曲線起、終點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)（2）平曲線上任意點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算1）ZH～QZ段的坐標(biāo)計(jì)算。以曲線起點(diǎn)ZH為坐標(biāo)原點(diǎn)，切線為X′軸，法線為Y′軸，建立直角坐標(biāo)系，計(jì)算各樁號的坐標(biāo)。①回旋線段X′、Y′②圓曲線段任意點(diǎn)的X′、Y′單元2平面設(shè)計(jì)二、平面線形的要素設(shè)計(jì)2）QZ～HZ段的坐標(biāo)計(jì)算。以曲線終點(diǎn)HZ為坐標(biāo)原點(diǎn)，切線為X′、法線為Y′，建立直角坐標(biāo)系，利用公式(2-17)和(2-18)計(jì)算出回旋線和圓曲線段內(nèi)各點(diǎn)的X′、Y′的坐標(biāo)，則QZ～HZ段各點(diǎn)的坐標(biāo)和方位角為：（3）直線段中樁坐標(biāo)的計(jì)算位于ZH之前或HZ點(diǎn)之后的直線段上的點(diǎn)，可利用JD點(diǎn)的坐標(biāo)或ZH、HZ點(diǎn)的坐標(biāo)與該點(diǎn)的距離計(jì)算出該點(diǎn)的坐標(biāo)值。單元2平面設(shè)計(jì)三、平曲線設(shè)計(jì)（一）平面線形設(shè)計(jì)一般原則1）平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。2）行駛力學(xué)上的要求是最基本的，視覺和心理上的要求對高速路應(yīng)盡量滿足。3）保持平面線形的均衡與連貫。4）應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形。5）平曲線應(yīng)有足夠的長度。6）無論轉(zhuǎn)角大小，均應(yīng)設(shè)置平曲線。單元2平面設(shè)計(jì)三、平曲線設(shè)計(jì)(二)平面線形要素的組合類型⒈基本型單元2平面設(shè)計(jì)按直線—回旋線1—圓曲線—回旋線2—直線的順序組合為基本型，各線形要素的比例宜按1：1：1設(shè)置，如圖所示。回旋線1參數(shù)與回旋線2參數(shù)可相等，也可根據(jù)地形條件設(shè)計(jì)成非對稱的曲線，但A1:A2不應(yīng)大于2.0。三、平曲線設(shè)計(jì)⒉S型兩反向圓曲線徑相銜接或插入的直線長度不足2V時(shí)，可用回旋線將兩反向圓曲線連接組合為S形曲線，如圖所示。S形曲線的兩回旋線參數(shù)A1與A2宜相等。單元2平面設(shè)計(jì)三、平曲線設(shè)計(jì)⒊卵型兩同向圓曲線徑相銜接或插入的直線長度不足6V時(shí)，可用一個(gè)回旋線將兩同向圓曲線連接組合為卵形曲線，如圖所示。單元2平面設(shè)計(jì)卵形曲線中，連接兩個(gè)同向圓曲線的回旋線是曲率半徑從R1到R2的回旋線，卵形曲線的回旋線參數(shù)A應(yīng)滿足《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，且滿足R2/2≤A≤R2（R2為小圓曲線半徑），規(guī)定R2/2≤A≤R2是為了使曲率的變化不致于急促。三、平曲線設(shè)計(jì)⒋凸型受地形條件限制時(shí)，可將兩同向回旋線在曲率相同處徑相銜接而組合為凸形曲線，如圖所示。單元2平面設(shè)計(jì)凸形曲線只有在路線嚴(yán)格受地形限制，且對接點(diǎn)的曲率半徑相當(dāng)大時(shí)方可采用。凸形曲線的回旋線參數(shù)及其對接點(diǎn)的曲率半徑，應(yīng)分別符合容許最小回旋線參數(shù)和圓曲線最小半徑的規(guī)定。三、平曲線設(shè)計(jì)⒌復(fù)合型受地形條件限制時(shí)，大半徑圓曲線與小半徑圓曲線相銜接處，可采用兩個(gè)或兩個(gè)以上同向回旋線間在曲率相同處徑相連接而組合為復(fù)合曲線，如圖所示。單元2平面設(shè)計(jì)復(fù)合曲線的兩個(gè)回旋線參數(shù)之比以小于1.5為宜。復(fù)合曲線在受地形條件限制，或互通式立體交叉的匝道設(shè)計(jì)中可采用。三、平曲線設(shè)計(jì)⒍C型受地形條件或其他特殊情況限制時(shí)，可將兩同向圓曲線的回旋線曲率為零處徑相銜接而組合為C形曲線，如圖所示。C形曲線僅限于地形條件特殊困難，路線嚴(yán)格受限制時(shí)方可采用。單元2平面設(shè)計(jì)直線段（R=∞時(shí)）其路面橫坡總是向外側(cè)傾斜的。對C形曲線而言，其外側(cè)車道就會(huì)出現(xiàn)短距離內(nèi)改變路面橫坡方向的問題。短距離內(nèi)改變路面橫坡方向，會(huì)使立體線形變得扭曲，對行車不利。四、平曲線加寬及其過渡⒈設(shè)置加寬的原因1）汽車在曲線上行駛時(shí)后軸內(nèi)側(cè)車輪的行駛軌跡半徑最小，因而在車道內(nèi)側(cè)需要更寬一些的路面，以供后軸內(nèi)側(cè)車輪行駛軌跡要求，故需加寬曲線上的行車道。2）汽車在曲線上行駛時(shí)，有較大的擺動(dòng)偏移（其偏移值的大小與實(shí)際行車速度有關(guān)）。所以也需要加寬曲線上的行車道，以利于行車擺移時(shí)的安全。⒉加寬值的確定雙車道圓曲線上中平面的全加寬值為：

⒊設(shè)置加寬的規(guī)定和要求公路圓曲線部分根據(jù)圓曲線半徑，交通組成等情況，其路面在曲線內(nèi)側(cè)設(shè)置相應(yīng)的加寬?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定當(dāng)R≤250m時(shí)，必須設(shè)置加寬。單元2平面設(shè)計(jì)四、平曲線加寬及其過渡⒋加寬過渡（1）比例過渡加寬段終點(diǎn)與圓曲線起點(diǎn)相接。這種方式相連處會(huì)產(chǎn)生明顯的突出，半徑小時(shí)尤為明顯，路容不美觀，施工不方便，常用于二、三、四級公路。（2）高次拋物線過渡加寬段的內(nèi)側(cè)邊線向圓曲線全加寬內(nèi)側(cè)圓孤作切線，使其與圓曲線部分的全加寬內(nèi)側(cè)邊緣相切，從而消除突出的轉(zhuǎn)折，路面內(nèi)側(cè)邊緣圓滑美觀，適用于高等級公路。單元2平面設(shè)計(jì)四、平曲線加寬及其過渡（3）回旋線過渡路面邊線也用與行車軌跡相同的回旋線進(jìn)行加寬，能保證行車的順適與線形的美觀，常用于高等級公路、位于大城市近郊的路段，以及有構(gòu)造物和安全防護(hù)設(shè)施的地段。

（4）插入二次拋物線過渡插入二次拋物線后，回旋線長度有所增加，路容有所改進(jìn)。（5）其他過渡包括直線與圓孤相切法、修正系數(shù)法等。5．加寬緩和段的長度有超高時(shí)一般以超高緩和段長度為準(zhǔn)，無超高時(shí)一般按1:15比例計(jì)算，并不少于10m，且采用5m的整倍數(shù)。單元2平面設(shè)計(jì)五、平曲線超高及其過渡⒈超高及其作用當(dāng)圓曲線半徑小于不設(shè)超高最小半徑時(shí)，為了使汽車能安全、經(jīng)濟(jì)、舒適地通過圓曲線，必須將圓曲線部分的路面做成向內(nèi)側(cè)傾斜的單向坡。這個(gè)單向坡坡度稱為超高橫坡度，用i超表示。為了使汽車平穩(wěn)地從直線上的雙向橫坡逐漸過渡到圓曲線上的單向橫坡的緩和段稱為超高緩和段。超高的作用是讓汽車在圓曲線上行駛時(shí)能獲得一個(gè)向圓曲線內(nèi)側(cè)的橫向分力，以克服離心力，減小橫向力；提高汽車行駛的穩(wěn)定性和舒適性；同時(shí)解決汽車平穩(wěn)地從直線上的雙向橫坡過渡至曲線上的單向橫坡的行駛問題。單元2平面設(shè)計(jì)五、平曲線超高及其過渡⒉超高率計(jì)算超高橫坡度和圓曲線半徑R有密切的關(guān)系，超高橫坡度的計(jì)算公式：

i超和μ的分配方法有四種。在確定超高橫坡度時(shí)，還要考慮在圓曲線上行駛的車輛可能以低速行駛，甚至完全停在圓曲線上的可能性。這時(shí)，如果超高橫坡度太大，汽車有可能向內(nèi)滑移，特別是在冬季結(jié)冰的季節(jié)里，但超高橫坡度太小，又不足以克服離心力。綜合各種因素，在一般情況下，高速公路和一級公路超高橫坡度不大于10%，其他各級公路超高橫坡度不大于8%，在積雪、寒冷地區(qū)，超高橫坡度不宜大于6%。當(dāng)計(jì)算的最小超高i超小于路拱橫坡度i1時(shí)則取i超=i1。單元2平面設(shè)計(jì)五、平曲線超高及其過渡⒊超高的過渡（1）無中間帶道路的超高過渡路中成為脊線，兩側(cè)傾斜路拱，由雙向傾斜形式過渡到具有超高的單向傾斜的超高形式，外側(cè)逐漸提高到內(nèi)側(cè)橫坡相同(ih=ig)；圖2-14所示。當(dāng)ih＞ig時(shí)，可采用三種過渡方式，其構(gòu)成是：1）繞路面內(nèi)側(cè)邊緣為軸旋轉(zhuǎn)該方式內(nèi)側(cè)車道不降低，利于排水，一般在新建工程中采用。2）繞路面中心線為軸旋轉(zhuǎn)該方式中線標(biāo)高不變，內(nèi)外側(cè)變化小，一般在改建工程中采用。3）繞路面外側(cè)邊緣為軸旋轉(zhuǎn)可在特殊設(shè)計(jì)(如強(qiáng)調(diào)路容美觀及高填方路段)時(shí)采用或用于某些改善路寬的地點(diǎn)。

單元2平面設(shè)計(jì)五、平曲線超高及其過渡（2）有中間帶公路的超高過渡1）繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn)用于中間帶寬度≤4.5m的公路。2）繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)各種寬度中間帶的公路都可用。3）繞各自車道中線旋轉(zhuǎn)用于車道數(shù)大于4條的公路。城市道路超高過渡方式與公路相同。分離式界面的道路超高各自獨(dú)立，其超高的設(shè)置過渡可按兩條無分隔帶的道路分別予以處理。單元2平面設(shè)計(jì)五、平曲線超高及其過渡⒋超高緩和段長度多車道計(jì)算值乘系數(shù)，一般超高緩和段長度同回旋線長度相等。若回旋線較長使?jié)u變率過小，對路面排水不利時(shí)，不一定在回旋線的全長內(nèi)設(shè)超高。需滿足漸變率不小于1/330的要求。漸變率為外側(cè)邊緣縱坡較路中線縱坡增加坡度與相對應(yīng)的長度的比值。單元2平面設(shè)計(jì)五、平曲線超高及其過渡⒌橫斷面上超高值的計(jì)算（1）繞內(nèi)邊軸旋轉(zhuǎn)單元2平面設(shè)計(jì)五、平曲線超高及其過渡⒌橫斷面上超高值的計(jì)算（2）繞中軸旋轉(zhuǎn)單元2平面設(shè)計(jì)六、行車視距為了確保行車安全，應(yīng)使駕駛員能看到前方一定距離的道路路面，以便在發(fā)現(xiàn)路面上的障礙物或迎面來車時(shí)，能在一定的車速下及時(shí)制動(dòng)或避讓，從而避免事故，這一必要的最短距離稱為行車視距。行車視距的要求：1）行車視距應(yīng)有充分的長度以保證行車安全與迅速；2）對于平面上的暗彎必須保證行車所需的通視區(qū)域；3）對于縱斷面上凸坡必須保證在行車時(shí)能看到坡度另一側(cè)行車視距內(nèi)對向行駛的車輛（圖2-18b）；4）對于橋下行駛車輛應(yīng)在一定視線高度上看到行車視距內(nèi)對向行駛的車輛，設(shè)計(jì)時(shí)以小客車為準(zhǔn)，采用的視線高度為1.2m。行車視距的種類有停車視距、會(huì)車視距（通常稱2倍的停車視距）、錯(cuò)車視距、超車視距。單元2平面設(shè)計(jì)六、行車視距(一)停車視距停車視距是指駕駛員發(fā)現(xiàn)前方有障礙物到汽車在障礙物前停住所需要的最短距離。停車視距由三部分組成：

ST＝S1＋S2＋S0（1）司機(jī)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離S1

S1=vt=V1/3.6*1.2=V1/3（2）司機(jī)開始制動(dòng)到完全停止時(shí)的行駛距離S2

S2=v12/2g(φ±i)=KV12/254(φ±i)（3）安全距離S0保證汽車有一定的安全距離，在障礙物前停車不致沖到障礙物上，一般取用S0

=5～10m。

ST＝S1＋S2＋S0=V1/3+KV12/254(φ±i)+S0

各級公路的停車視距見表2-8。單元2平面設(shè)計(jì)六、行車視距(二)會(huì)車視距當(dāng)障礙物是對向來車時(shí)，就要在兩相對行駛的車輛在相碰之間均能安全停車，并留有保險(xiǎn)距離，關(guān)鍵在于雙方車輛。兩相對行駛的車能安全行駛需要的最短視距稱為會(huì)車視距。會(huì)車視距由三部分組成：

SH＝S1＋S2＋S0=V1/3+V2/3+KV12/254(φ±i)+KV22/254(φ±i)+S0

=V1/1.5+KV12φ/254(φ2-i2)+S0

≈2ST假使兩相對行駛的車輛速度相同，道路狀況相同，駕駛員的技術(shù)水平也相近，則這時(shí)兩車輛相對行駛能保證在相碰之前安全停車的最短距離為停車視距的兩倍。單元2平面設(shè)計(jì)六、行車視距(三)超車視距超車視距的組成1）加速行駛距離：S1=V0*t1/3.6+at12/22）對向車道上行駛距離：S2=Vt2/3.63）安全距離：S3=15～100m4）對向車行駛距離：S4=V(t1+t2)/3.6或S4=2S2/3全超車視距：S超=S1+S2+S3+S4=V0*t1/3.6+at12/2+Vt2/3.6+S3+V(t1+t2)/3.6最小必要超車視距為S超=2S2/3+S3+S4，只有當(dāng)?shù)匦卫щy或其他原因不得已時(shí)采用。各級公路的超車視距見表2-8。單元2平面設(shè)計(jì)七、視距的保證（一）視距曲線汽車行駛軌跡上的不同位置引出一系列視線、它們的弧長就等于視距S長，與這些視線相交點(diǎn)的連線所構(gòu)成的曲線（包絡(luò)線）為視距曲線。（二）橫凈距及其計(jì)算橫凈距h是汽車軌跡線與視距曲線上的橫向距離，視距曲線與軌跡曲線之間的空間范圍是保證通視的區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)如果有障礙物則要予以清除。因此，當(dāng)橫凈距h>h0（軌跡線與障礙線間的距離）要清除。當(dāng)橫凈距h<h0時(shí)無需清除障礙。單元2平面設(shè)計(jì)七、視距的保證（三）視距包絡(luò)圖1）按比例畫出彎道平面圖，在圖上示出路面兩邊緣線（包括路面加寬在內(nèi)）、路基邊緣線（包括路基加寬在內(nèi)）、路中心線和行車軌跡線。行車軌跡線是距加寬前路面邊緣1.5m處的軌跡線，有回旋線時(shí)也應(yīng)示出。2）量取設(shè)計(jì)視距S長度定出0點(diǎn)。由平曲線的起點(diǎn)與終點(diǎn)向直線方向沿軌跡線量取。3）從0點(diǎn)向平曲線方向沿軌跡線把設(shè)計(jì)視距S長度，分成若干等分。一般以視距S長度進(jìn)行等分，如果圖曲線半徑較大，軌跡線在S長度內(nèi)可近似地看成直線，否則，采用計(jì)算之弦長等分。4）用直線分別連接相應(yīng)各點(diǎn)，即保持弧長為S長度。5）用曲線板內(nèi)切于各交叉點(diǎn)，畫出內(nèi)切曲線，即為視距包絡(luò)線。6）視距包絡(luò)線兩端與障礙線相交，在視距包絡(luò)線與障礙線之間的部分，就是應(yīng)該清除障礙物的范圍，軌跡線至包絡(luò)線間的距離就是橫凈距。單元2平面設(shè)計(jì)七、視距的保證（四）視距臺(tái)開挖用計(jì)算方法或作視距包絡(luò)圖法，求出其橫凈距后，就可以按比例在各樁號的橫斷面圖上畫出視距包絡(luò)線與障礙線之間應(yīng)清除障礙物的距離，供施工放樣所用。單元2平面設(shè)計(jì)八、道路平面設(shè)計(jì)成果完成路線平面設(shè)計(jì)后應(yīng)及時(shí)整理和繪制各種圖紙和表格。主要的圖紙有路線平面設(shè)計(jì)圖；路線交叉設(shè)計(jì)圖；道路平面布置圖；紙上移線圖等。主要的表格有直線、曲線及轉(zhuǎn)角表；路線交點(diǎn)坐標(biāo)表(或含在“直線、曲線及轉(zhuǎn)角表”中)；逐樁坐標(biāo)表；路線固定表；總里程及斷鏈樁號表等。各種圖紙和表格的樣式均參照交通部所頒布的“設(shè)計(jì)文件圖表示例”。單元2平面設(shè)計(jì)八、道路平面設(shè)計(jì)成果(一)直線、曲線及轉(zhuǎn)角表該表能全面反映路線的平面位置和路線平面線形的各項(xiàng)指標(biāo)，它是道路設(shè)計(jì)的主要成果之一。

(二)逐樁坐標(biāo)表1.坐標(biāo)系統(tǒng)的采用有4種選擇2.中樁坐標(biāo)的計(jì)算計(jì)算導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)

計(jì)算交點(diǎn)坐標(biāo)

計(jì)算各中樁坐標(biāo)單元2平面設(shè)計(jì)八、道路平面設(shè)計(jì)成果（三）路線平面設(shè)計(jì)圖1.公路路線平面設(shè)計(jì)圖（1）平面圖的比例尺和測繪范圍當(dāng)用于工程可行性研究、初步設(shè)計(jì)的方案研究與比選時(shí)，采用1：50000或1：10000的比例尺測繪；當(dāng)作為初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)文件組成部分時(shí)，應(yīng)采用大的比例尺，常用1：2000的比例，在平微區(qū)可用1：5000。地形特復(fù)雜的路線初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)可用1：500或1：1000。路線帶狀地形圖的測繪寬度，一般為中線兩側(cè)各100～200m。對1：5000的地形圖，測繪寬度每側(cè)應(yīng)不小于250m。若有比較線，應(yīng)將比較線包括進(jìn)去。單元2平面設(shè)計(jì)八、道路平面設(shè)計(jì)成果（2）路線平面圖的內(nèi)容及繪制方法1）導(dǎo)線及道路中線的展繪。2）控制點(diǎn)的展繪。3）各種構(gòu)造物的測繪。4）水系及其附屬物的測繪。5）地形、地貌、植被、不良地質(zhì)地帶等均應(yīng)詳細(xì)測繪并用等高線和國家測繪局制定的“地形圖因式”符號及數(shù)字注明。路線一律按前進(jìn)方向從左至右展繪，拼接處畫出接圖線。圖右上角注明共×張、第×張。在圖紙的空白處注明曲線元素及主點(diǎn)樁里程。單元2平面設(shè)計(jì)八、道路平面設(shè)計(jì)成果（3）公路路線平面設(shè)計(jì)圖示例，見圖2-20所示。單元2平面設(shè)計(jì)八、道路平面設(shè)計(jì)成果2、城市道路平面設(shè)計(jì)圖（1）城市道路平面設(shè)計(jì)圖的繪圖比例尺和測繪范圍在作技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，可采用1：500～1：1000的比例尺繪制。繪圖的范圍，通常在道路兩側(cè)紅線以外各20～50m，或中線兩側(cè)各50～150m，特殊情況例外。（2）城市道路平面設(shè)計(jì)圖的內(nèi)容及繪制方法城市道路的導(dǎo)線、中線及路線兩側(cè)的地形、地物、水系、植被等的繪制方法與公路相同，城市道路中與公路繪制方法不同的有：1)規(guī)劃紅線；2)坡口、坡腳線；3)車道線；4)人行道、人行橫道線、交通島；5)地上、地下管線和排水設(shè)施；6)交叉口單元2平面設(shè)計(jì)單元3

縱斷面設(shè)計(jì)

路線縱斷面是沿著道路中線作一垂直于水平面的剖切面，然后展開所得到的垂直面。由于道路所經(jīng)過的地面是起伏不平的，鋪筑在地面上的道路也往往隨著地面而起伏，所以它是由不同的上坡段和下坡段組成有起伏的空間線面?？v斷面圖是道路縱斷面設(shè)計(jì)的主要成果，是道路設(shè)計(jì)的重要技術(shù)文件，縱斷面圖與平面圖結(jié)合起來，就能準(zhǔn)確地定出道路的空間位置?？v斷面設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)汽車的動(dòng)力特性、道路等級、當(dāng)?shù)刈匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等，研究起伏空間線形的幾何構(gòu)成的大小及長度，以便達(dá)到行車安全、迅速，運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺舒適的目的。一、設(shè)計(jì)規(guī)定與要求（1）地面線與設(shè)計(jì)線1）地面線是通過路基中線的原地面各個(gè)樁的地面高程的連線，是一條不規(guī)則的折線。2）設(shè)計(jì)線對于高速公路和一級公路是中央分隔帶外側(cè)邊緣各點(diǎn)的連線；對于二級～四級公路是公路末設(shè)置超高加寬前路基邊緣各點(diǎn)的連線。（2）坡度線與豎曲線1）坡度線(上坡、下坡)。坡度線是用兩點(diǎn)間的高差與水平長度的比值來表示的。2）豎曲線。在相鄰的兩個(gè)坡段間轉(zhuǎn)折處設(shè)置的豎曲線。豎曲線有凹形和凸形兩種，其大小用半徑和水平長度來表示。單元3縱斷面設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)規(guī)定與要求地面標(biāo)高是指路中線各中樁處的地面各點(diǎn)的標(biāo)高；設(shè)計(jì)標(biāo)高是在設(shè)計(jì)線上表示路基邊緣各點(diǎn)的標(biāo)高；施工高度是在任一樁號的斷面上設(shè)計(jì)標(biāo)高與地面標(biāo)高之差。施工高度的大小決定了道路施工時(shí)填方高度或挖方深度。填方是設(shè)計(jì)線在地面線之上筑路堤；挖方是設(shè)計(jì)線在地面線之下挖路塹?？v斷面圖的比例：豎向?yàn)?：200或1：100；

橫向?yàn)?：2000或1：1000。單元3縱斷面設(shè)計(jì)二、縱坡設(shè)計(jì)⒈最大縱坡最大縱坡是指在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)各級道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設(shè)計(jì)中的重要控制指標(biāo)，尤其是山區(qū)越嶺線。確定最大縱坡應(yīng)考慮的因素：（1）汽車的動(dòng)力性能（2）道路等級（3）自然因素縱坡設(shè)置過大的害處主要是汽車在陡坡上長時(shí)間低速上坡行駛，很容易使水箱開鍋產(chǎn)生氣阻，以至使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)熄火；而下坡時(shí)汽車制動(dòng)次數(shù)增多，發(fā)熱、失效，從而導(dǎo)致汽車行駛的事故增多。單元3縱斷面設(shè)計(jì)二、縱坡設(shè)計(jì)一般情況下，最大縱坡不宜超過8%。由于各級道路的要求不同，所以8%的最大縱坡限制值不能作為各級道路的統(tǒng)一指標(biāo)，道路等級越高，最大縱坡限制值就應(yīng)越小，否則將大大降低車速、增大危險(xiǎn)程度。城市道路的最大縱坡相當(dāng)于公路按行車速度的最大縱坡減小1%，高速公路經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，最大縱坡可增加1%。橋上及橋頭的最大縱坡的規(guī)定：小橋涵同路線規(guī)定相同；大、中橋的橋上縱坡不大于4%、橋頭行車道不大于5%。隧道內(nèi)最大縱坡不大于3%，獨(dú)立明洞及短于50m的隧道不受此限制。非機(jī)動(dòng)車道的最大縱坡：為照顧其交通要求可適當(dāng)放緩，一般平微區(qū)不大于2%～3%；山嶺重丘區(qū)不大于4%～5%。單元3縱斷面設(shè)計(jì)二、縱坡設(shè)計(jì)⒉高原縱坡折減高原區(qū)空氣稀薄，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)率降低，導(dǎo)致爬坡能力不降，水箱中的水易沸騰而破壞冷卻系統(tǒng)，故對高原道路上的縱坡需進(jìn)行折減，具體規(guī)定見表2-12。⒊最小縱坡規(guī)定對最大縱坡加以限制，不等于說縱坡愈小愈好，為了保證挖方地段、設(shè)置邊溝的低填方地段和橫向排水不暢地段的排水，以防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，故在這些路段上應(yīng)避免采用水平縱坡，否則采用縱向排水邊溝排水措施，而導(dǎo)致其邊溝挖的大深。所以《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定在上述情況下的最小縱坡不得小于0.3%，但干旱地區(qū)不受此限制。單元3縱斷面設(shè)計(jì)二、縱坡設(shè)計(jì)⒋坡長限制（1）最小坡長我國綜合考慮設(shè)計(jì)速度、地形后規(guī)定的最小坡長，見表2-13。（2）最大坡長公路與城市道路不同縱坡時(shí)的最大坡長規(guī)定，見表2-14，城市道路非機(jī)動(dòng)車坡長限制，見表2-15。⒌緩和坡段緩和坡段的作用主要是為了改善汽車在坡度大于5%的坡道上行駛的緊張狀況，避免汽車長時(shí)間使用低檔爬坡或下坡而使汽車行車不安全的可能，減輕汽車機(jī)件復(fù)荷（上坡）和降低制動(dòng)器過高的溫度（下坡）。⒍平均坡度平均坡度是指路線在一定長度的路段縱向所克服的高差H與這段路線長度L之比，即i平均=H/L。單元3縱斷面設(shè)計(jì)三、豎曲線設(shè)計(jì)變坡點(diǎn)是兩條坡度不同的相鄰縱坡線的相交點(diǎn)。豎曲線是兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了適應(yīng)行車的需要而設(shè)置的曲線。豎曲線有圓孤形的，也有拋物線形的，在使用范圍內(nèi)兩者幾乎差不多，在設(shè)計(jì)和計(jì)算上，拋物線則比圓曲線方便得多，故豎曲線采用二次拋物線這種線形。變坡角是由于在縱斷面上只計(jì)水平距離和豎直高度，斜線不計(jì)角度而計(jì)坡度，這點(diǎn)與平面上不同。因此，豎曲線的切線長與孤長在水平面上的投影長度相等。相鄰兩坡度線的交角用坡度差ω表示。ω的大小近似地等于相鄰兩縱坡的代數(shù)差ω=i1-i2；當(dāng)ω>0時(shí)為凸形豎曲線，在曲線上方保證視距要求。當(dāng)ω<0時(shí)為凹形豎曲線，在曲線下方保證車輛行駛順適。單元3縱斷面設(shè)計(jì)三、豎曲線設(shè)計(jì)⒈豎曲線要素的計(jì)算公式（1）用二次拋物線作為豎曲線的基本方程式（2）豎曲線要素計(jì)算公式曲線長：切線長：

外矩：曲線上任意點(diǎn)的豎距：

單元3縱斷面設(shè)計(jì)三、豎曲線設(shè)計(jì)⒉豎曲線的最小半徑（1）豎曲線設(shè)計(jì)限制因素1）緩和沖擊。汽車行駛在豎曲線上會(huì)產(chǎn)生徑向離心力，在凹形豎曲線上行駛會(huì)產(chǎn)生增重，而在凸形豎曲線上行駛會(huì)產(chǎn)生減重，對乘客都會(huì)產(chǎn)生不舒適的感覺，故應(yīng)限制其離心加速度的大小。2）時(shí)間行程不宜過短，需滿足3s的行程要求。3）滿足視距的要求。需滿足汽車在凹形、凸形豎曲線與橋下，夜間行駛的要求。

單元3縱斷面設(shè)計(jì)三、豎曲線設(shè)計(jì)（2）凸形豎曲線最小半徑和最小長度半徑的選定應(yīng)能提供汽車所需的視距，各級道路在縱坡變更處均應(yīng)設(shè)置豎曲線。1）當(dāng)曲線長度L＜視距長度ST時(shí)：（圖2-24所示）當(dāng)S=ST時(shí)：當(dāng)S=SH時(shí)：h1=h2=h凸形豎曲線計(jì)算圖式（L＜ST）“標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)定的極限最小半徑值和一般最小半徑值見表1-4。2）當(dāng)曲線長度L≥視距長度ST時(shí)：（圖2-25所示）當(dāng)S=ST時(shí)：當(dāng)S=SH時(shí)：

單元3縱斷面設(shè)計(jì)三、豎曲線設(shè)計(jì)（3）凹形豎曲線最小半徑和最小長度1）行車舒適的要求。汽車在豎曲線上行駛時(shí)，產(chǎn)生的徑向離心力為：這個(gè)力在凹形豎曲線會(huì)使汽車增加重力，如果這個(gè)離心力達(dá)到某種程度時(shí)乘客就會(huì)感覺不舒適。根據(jù)試驗(yàn)的知，應(yīng)將控制在0.025以內(nèi)，因此，凹形豎曲線最小半徑為：2）夜間行車前燈照射距離的要求①當(dāng)L<ST時(shí)：②當(dāng)L≥ST時(shí)：3）跨線橋下行車①當(dāng)L<ST時(shí)：②當(dāng)L≥ST時(shí)：“標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)定的極限最小半徑和一般最小半徑，見表1-4。

單元3縱斷面設(shè)計(jì)三、豎曲線設(shè)計(jì)（4）豎曲線設(shè)計(jì)步驟及示例1）根據(jù)實(shí)際情況擬定半徑；2）計(jì)算豎曲線基本要素（L、T、E）；3）計(jì)算豎曲線起圪點(diǎn)樁號；4）求加樁的橫距x和縱距h，h=x2/2R；5）計(jì)算各加樁的切線高程，切線高程=轉(zhuǎn)坡點(diǎn)高程±加樁與轉(zhuǎn)坡點(diǎn)的高差；6）計(jì)算豎曲線范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)高程：設(shè)計(jì)高程=切線高程±h。單元3縱斷面設(shè)計(jì)例題5：某山嶺地區(qū)二級公路，轉(zhuǎn)坡點(diǎn)在K8+030處，轉(zhuǎn)坡點(diǎn)高程為369.21m，兩相鄰坡度i1=+6%,i2=-4%,豎曲線半徑R選用1500m，計(jì)算樁號為K7+994和K8+041處的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高？解：R=1500mL=Rω=1500*│0.06+0.04│=150mT=L/2=150/2=75mE=T2/2R=752/2*1500=1.88m豎曲線起點(diǎn)樁號：K8+030-75=K7+955,豎曲線終點(diǎn)樁號:K8+030+75=K8+105,加樁:K7+994:x1=K8+994-K7+955=39m；

h1=x12/2R=392/2*1500=0.51m切線高程=369.21-[K8+030-K7+994]*0.06=367.05m設(shè)計(jì)高程=369.05-0.51=336.54m加樁:K8+041:x2=K8+105-K8+041=64m；

h2=x22/2R=642/2*1500=1.37m切線高程=369.21-[K8+041-K8+030]*0.04=368.77m設(shè)計(jì)高程=368.77-1.37=367.40m四、爬坡車道爬坡車道是陡坡路段正線行車道外側(cè)增設(shè)的供載重汽車行駛的專用車道。⒈設(shè)置爬坡車道的條件四車道高速公路及一般公路在速度降低至允許最低速度以下和通行能力小于設(shè)計(jì)的交通量時(shí)，可在上坡方向的行車道右側(cè)設(shè)置爬坡車道。⒉爬坡車道的設(shè)計(jì)（1）爬坡車道的橫斷面（2）爬坡車道的橫坡度（3）爬坡車道的平面布置與長度單元3縱斷面設(shè)計(jì)五、合成坡度公路在平曲線地段，若縱向有縱坡，橫向有超高時(shí)，則最大坡度即不在縱坡上，也不在超高上，而是在縱坡和超高的合成方向上，這時(shí)的最大坡度稱為合成坡度或流水線坡度。其計(jì)算公式如下：i合=√(i縱2+i橫2

)（2-31）汽車在有合成坡度的地段行駛,若合成坡度過大,當(dāng)車速較慢或汽車停在合成坡度上,汽車可能沿合成坡度的方向產(chǎn)生側(cè)滑或打滑；同時(shí)若遇到急彎陡坡,對行車可能會(huì)在短時(shí)間沿合成坡度方向下坡,速度突然加快,汽車會(huì)沖出彎道而產(chǎn)生事故；在合成坡度上行車還會(huì)造成汽車傾斜,貨物偏重,使汽車翻倒。因此,對合成坡度應(yīng)加以限制,《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定各級公路和城市道路的最大允許合成坡度見表2-14。單元3縱斷面設(shè)計(jì)六、視覺分折及道路平縱線形組合設(shè)計(jì)⒈視覺分析（1）意義道路的線形、周圍的景觀、標(biāo)志及其他信息都是通過駕駛的視覺感受到的，因此，視覺是連接道路與汽車的重要媒介。（2）動(dòng)態(tài)規(guī)律視覺判斷能力與車速密切相關(guān)，注意力集中和心理緊張程度，隨車速的增加而增加，注意力隨車速的增加而向遠(yuǎn)方移動(dòng)，當(dāng)V>97km/h，前景細(xì)節(jié)的視覺模糊，周界感隨車速的增加而減少，汽車在運(yùn)動(dòng)中的跳動(dòng)是不易看到前方的東西。（3）視覺評價(jià)方法利用視覺印象隨時(shí)間變化的道路透視圖來評價(jià)，通過透視圖可直觀地看出立體成形是否順適，有無易產(chǎn)生判斷錯(cuò)誤或茫然的地方，路旁障礙是否有妨礙視線的地方。單元3縱斷面設(shè)計(jì)六、視覺分折及道路平縱線形組合設(shè)計(jì)⒉平縱線形組合設(shè)計(jì)（1）平面與縱斷面組合的基本原則1）應(yīng)能在視覺上自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性；2）平面與縱斷面線形的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)大小均衡，不要懸殊太大。3）選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露龋岳诼访媾潘桶踩熊嚕?）注意與道路周圍環(huán)境的配合。單元3縱斷面設(shè)計(jì)六、視覺分折及道路平縱線形組合設(shè)計(jì)（2）平曲線與豎曲線的組合1）平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。俗稱“平包豎”。2）平曲線與豎曲線的大小保持均衡。3）暗彎、明彎與凸形豎曲線、凹形豎曲線組合應(yīng)合理。4）平曲線與豎曲線應(yīng)避免的組合。小半徑豎曲線不宜與回旋線相重疊。原因與上述相同。但還應(yīng)注意：①對于V≥40km/h的道路，應(yīng)避免在凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。②選擇適宜的合成坡度。單元3縱斷面設(shè)計(jì)六、視覺分折及道路平縱線形組合設(shè)計(jì)（3）直線與縱斷面的組合平面上的長直線與縱斷面上的直線坡度配合，對超車有利，但單調(diào)乏味，易廢勞；直線上一次變坡為好，即包含一次凸形豎曲線為好，凹形則稍差點(diǎn)。（4）平縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合1）應(yīng)在道路的規(guī)劃、選線、設(shè)計(jì)、施工全過程中重視景觀要求。2）盡量少破壞沿線自然景觀，避免深挖高填。3）應(yīng)能提供視野的多樣性，力求與周圍的風(fēng)景自然融為一體。4）不得已時(shí)，可采用修整、植草皮、種樹等措施加以補(bǔ)救。5）條件允許時(shí)，以適當(dāng)放緩邊坡或?qū)⑵渥兤曼c(diǎn)修整圓滑，以使邊坡接近于自然地面形狀，增進(jìn)路容美觀。6）應(yīng)進(jìn)行綜合綠化處理，避免形式和內(nèi)容上的單一化。單元3縱斷面設(shè)計(jì)七、縱斷面設(shè)計(jì)成果（一）縱斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)⒈縱坡極限值的運(yùn)用根據(jù)汽車動(dòng)力特性和考慮經(jīng)濟(jì)等因素制定的極限值，設(shè)計(jì)時(shí)不可輕易采用，應(yīng)留有余地。⒉最短坡長坡長是指縱斷面兩變坡點(diǎn)之間的水平距離。坡長不宜過短，以不小于設(shè)計(jì)速度9s的行程為宜。⒊各種地形條件下的縱坡設(shè)計(jì)（1）平原微丘地形縱坡均勻平衡，滿足最小填土高度，不宜過份遷就丘陡地形，或縱坡高度；（2）山嶺重丘地形沿河線盡量采用平緩縱坡；越嶺線力求縱坡均勻，不采用極限值，更不宜連續(xù)采用極限值，兩陡坡間避免夾短的緩和坡段，避免設(shè)置反坡；山脊線和山腰線在可能條件下縱坡應(yīng)緩些。單元3縱斷面設(shè)計(jì)七、縱斷面設(shè)計(jì)成果⒋豎曲線半徑的選用選用較大的半徑為宜，特殊困難地段采用極限最小值，按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。⒌相鄰豎曲線的銜接同向豎曲線（尤其是凹形）之間，直線坡度不長應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線。反向豎曲線之間，最好插入直線坡段，為使增重與減重間和緩過渡，直線坡段長度不得小于3s的行程。單元3縱斷面設(shè)計(jì)七、縱斷面設(shè)計(jì)成果（二）縱斷面設(shè)計(jì)方法與步驟以及注意事項(xiàng)

⒈縱斷面設(shè)計(jì)方法與步驟（1）準(zhǔn)備工作（2）標(biāo)注控制點(diǎn)（3）試坡（4）調(diào)整（5）核對（6）定坡（7）設(shè)置豎曲線單元3縱斷面設(shè)計(jì)七、縱斷面設(shè)計(jì)成果⒉縱坡設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)1）設(shè)置回頭曲線地段，拉坡時(shí)應(yīng)按回頭曲線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)先定出該地段的縱坡，然后從兩端接坡，應(yīng)注意在回頭曲線地段不宜設(shè)豎曲線。2）大、中橋上不宜設(shè)置豎曲線，橋頭兩端豎曲線的起、終點(diǎn)應(yīng)設(shè)在橋頭10m以外。3）小橋涵允許設(shè)在斜坡地段或豎曲線上，為保證行車平順，應(yīng)盡量避免在小橋涵處出現(xiàn)“駝峰式”縱坡。4）注意平面交叉口縱坡及兩端接線要求。道路與道路交叉時(shí)，一般宜設(shè)在水平坡段處，其長度應(yīng)不小于最短坡長規(guī)定。兩端的接線縱坡應(yīng)不大于3%，山區(qū)工程艱巨地段不大于5%。5）拉坡時(shí)如受“控制點(diǎn)”或“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”制約，導(dǎo)致縱坡起伏過大，或土石方工程量太大，經(jīng)調(diào)整仍難以解決時(shí)，可用紙上移線的方法修改原定縱坡線。單元3縱斷面設(shè)計(jì)七、縱斷面設(shè)計(jì)成果（三）縱斷面圖的繪制縱斷面圖組成分上下兩部分。上半部包括地面線，設(shè)計(jì)線，豎曲線及其要素，坡度及坡長(有時(shí)標(biāo)在下部)，沿線橋涵及人工構(gòu)造物的位置、結(jié)構(gòu)類型、孔數(shù)和孔徑，與道路、鐵路交叉的樁號及路名，沿線跨越的河流名稱、樁號、常水位和最高洪水位，水準(zhǔn)點(diǎn)位置、編號和標(biāo)高，斷鏈樁位置、樁號及長短鏈關(guān)系等方面內(nèi)容。下半部是有關(guān)數(shù)據(jù)，自下而上內(nèi)容是直線及平曲線，里程樁號，地面標(biāo)高，設(shè)計(jì)標(biāo)高，填、挖高度，土壤地質(zhì)說明，設(shè)計(jì)排水溝溝底線及其坡度、距離、標(biāo)高、流水方向等方面內(nèi)容?？v斷面圖最后進(jìn)行描繪、曬圖或計(jì)算繪制等整飾。單元3縱斷面設(shè)計(jì)單元4道路橫斷面設(shè)計(jì)橫斷面是垂直于路中線方向的剖面，由設(shè)計(jì)線與地面線構(gòu)成；橫斷面圖是反映路基的形狀尺寸的圖，它是道路技術(shù)設(shè)計(jì)文件中重要的組成部分。橫斷面設(shè)計(jì)的目的主要有：1）保證足夠的斷面尺寸，強(qiáng)度的穩(wěn)定性，使之經(jīng)濟(jì)合理。2）為路基土石方工程量計(jì)算，道路的施工和養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)。3）采用誘導(dǎo)和約束車流來保證車輛正常行駛的措施。對山區(qū)復(fù)雜困難地段，正確合理的路線設(shè)計(jì)，需綜合考慮平面、縱斷面和橫斷面的要求，經(jīng)反復(fù)比較調(diào)整后，才能達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。通常橫斷面設(shè)計(jì)是在平面設(shè)計(jì)和縱斷面設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行。

一、道路橫斷面組成（一）公路橫斷面組成公路橫斷面組成是由行車道、路肩、分隔帶、邊溝、邊坡、截水溝、護(hù)坡道、護(hù)欄、變速車道、緊急停車帶、慢車道和標(biāo)志等。⒈路幅的構(gòu)成路幅是公路路基頂面兩側(cè)路肩外邊緣之間的部分。對于交通量大的高速公路、一級公路，通常將行車道中央分隔帶分為對向行駛的四車道路（每邊兩個(gè)車道）。當(dāng)交通量很大時(shí)，車道數(shù)可按雙數(shù)增加成六車道，八車道等。⒉分隔的方式分隔的方式有用分隔帶分隔（整體式斷面）和用不同平面行車道分隔（分隔式斷面）兩種。⒊路幅布置類型（1）單幅雙車道（2）雙幅多車道（3）單車道單元4橫斷面設(shè)計(jì)一、道路橫斷面組成（二）城市道路橫斷面組成⒈布置類型

（1）單幅路（一塊板）（2）雙幅路（二塊板）（3）三幅路（三塊板）（4）四幅路（四塊板）⒉斷面形式的選用（1）單幅路

占地少，投資省，車輛混合行駛，交通安全性差，適用于機(jī)動(dòng)車交通量不大與非機(jī)動(dòng)車較少的次干路、支路及用地不足，拆遷困難的舊城改造的道路。（2）雙幅路

對向行車道分開，行車干擾少，車速高，分隔帶常作綠化帶、照明及管線布置用。適用于機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車混合行駛的郊區(qū)道路，或高差大，地形特殊的路段。（3）三幅路

機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車分開，交通安全性高，兩條分隔帶，占地多，能減少噪音和合理布置照明。適用于機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車交通量大的道路及紅線總寬度不小于40m的道路。（4）四幅路

機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車徹底分開，安全性高，速度快。適用于車速高，非機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車交通量大的道路。單元4橫斷面設(shè)計(jì)二、行車道設(shè)計(jì)⒈一般雙車道公路行車寬度的確定行車道寬度=汽車寬度（載重汽車車箱的總寬度2.5m）+富余寬度

B單=a+c+x⒉有中央分隔帶的行車道寬度單側(cè)：

B=5+d+M+a1+a2⒊城市道路的行車道寬度1）靠路邊的車道寬度:一側(cè)為對向車道時(shí)：

B1=x/2+a1+c一側(cè)為同向車道時(shí)：

B1=d/2+a1+c。2）靠路中心的車道寬度:B2=x/2+a2+d/2。3）同向行駛的中間車道寬度:B2=d/2+a2+d/2。

單元4橫斷面設(shè)計(jì)

三、路肩、分隔帶、路側(cè)帶與路緣石（一）路肩路肩位于行車道兩側(cè)，是公路橫斷面不可缺少的組成部分。它的主要作用是支承保護(hù)路面，保護(hù)行車道穩(wěn)定，供汽車發(fā)生故障時(shí)臨時(shí)停車；供行人通行和非機(jī)動(dòng)車使用；同時(shí)使駕駛員在行車時(shí)視覺開闊、有安全感，有助于增進(jìn)行車的舒適感和避免駕駛的緊張，還有助于提高道路的通行能力。在道路路面維修時(shí)，較寬的路肩還可以臨時(shí)作為行車道，在挖方地段的平曲線段，較寬的路肩能夠改善視距。路肩的寬度是根據(jù)公路的等級、汽車、非機(jī)動(dòng)車的交通量大小和行人交通稠密程度情況而定。路肩寬度見表。城市道路路肩的作用及寬度跟公路基本相同。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

三、路肩、分隔帶、路側(cè)帶與路緣石（二）分隔帶分隔帶的作用是保證行車安全，其寬度根據(jù)占用土地、工程造價(jià)等情況而定。⒈中間帶中間帶位于路幅中間，是由兩條左側(cè)路緣帶及中央分隔帶組成。主要是為了保證對向車輛能夠高速、安全行駛，減少事故，提高道路的通行能力。高速公路必須設(shè)置中間帶，一級公路一般應(yīng)設(shè)置中間帶。分隔帶寬度一般大于4.5m，通常越寬越好，而土地資源寶貴，故采用窄的中間帶。⒉兩側(cè)帶兩側(cè)帶布置在橫斷面兩側(cè)的分車帶，其作用與中間帶相同，不同的是兩側(cè)帶設(shè)置的位置有所不同，常用于城市道路，分隔快車道與慢車道或機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道或機(jī)動(dòng)車道與人行道等。兩側(cè)帶的寬度一般為2.0～2.5m。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

三、路肩、分隔帶、路側(cè)帶與路緣石（三）路側(cè)帶⒈人行道供行人步行及立桿、埋設(shè)管線之用。步行寬度：wp=Nw/Nw1一條人行道通行能力：NP=1000V/L。

⒉綠化帶用于道路綠化、種植行道樹，其間距一般為4m。⒊設(shè)施帶設(shè)施帶的寬度包括設(shè)置行人護(hù)攔、照明燈柱、標(biāo)志牌、信號燈等所需寬度。常用的護(hù)攔寬度為0.25～0.5m，桿柱的間距為1.0-～1.5m。（四）路緣石設(shè)置在分隔帶與路面之間或人行道與路面之間，形式有立式、斜式、曲線式。作用是導(dǎo)向、連接、排水。高度宜小于12cm，且高出路面10～20cm；寬度為10～15cm。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

四、路拱路拱是為了不讓雨水滯留路面時(shí)間過長，以利于路面橫向排水，并迅速將其導(dǎo)入公路的排水設(shè)施，而將路面設(shè)置成由中央向兩側(cè)傾斜的拱形，使其具有一定的坡度，其坡度稱為路拱橫坡度，以百分率表示。路拱對路面排水有利，對行車不利。路拱橫坡值的大小主要與路面的種類及表面粗糙度有關(guān)，路拱橫坡度根據(jù)路面類型和當(dāng)?shù)刈匀粭l件選用。路拱設(shè)置的原則是以利于路面排水和保證行車平穩(wěn)為原則。路拱可做成直線形、拋物線形、折線形或兩直線中間接拋物線形等形式。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

五、道路建筑限界與道路用地（一）道路建筑限界建筑限界(凈空)是保證交通行人安全通行需要的高度和寬度，任何障礙物不設(shè)侵入其空間范圍。建筑限界是將路幅各要素作出合理的安排，它由凈高和凈寬兩部分組成。（二）道路用地1）新建公路兩側(cè)排水溝外邊緣以外或路塹坡頂截水溝外邊緣以外不少于1m的土地，有條件時(shí)，高速公路、一級公路不少于3m；二級公路不少于2m。2）高填深挖路段，依據(jù)計(jì)算結(jié)果確定。3）特殊地帶（風(fēng)沙、雪害等），依據(jù)設(shè)置防護(hù)后所需的寬度。4）行道樹種植在排水溝及栽水溝外，植樹所需的寬度。5）沿線設(shè)施根據(jù)需要確定用地。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

六、橫斷面設(shè)計(jì)成果（一）公路橫斷面⒈公路橫斷面組成公路橫斷面主要由路幅、路基工程、排水工程、環(huán)保工程中的有關(guān)措施等組成。根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》和地形對路基高度擬定橫斷面方案，設(shè)計(jì)的橫斷面作為計(jì)算土石方數(shù)量和日后施工的依據(jù)。⒉路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖中包括路堤、路塹、半堤半塹、護(hù)肩路基、挖土路基、砌石路基等。邊坡坡率，邊溝尺寸及斷面按《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》要求辦理。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

六、橫斷面設(shè)計(jì)成果⒊設(shè)計(jì)方法（戴帽子）（1）繪制地面線按1:200的比例在厘米紙上，自下而上，自左而右布置，繪制地面線。（2）填寫路基設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)主要指路基的填挖高度、超高、加寬、左寬、右寬、左高、右高等。（3）畫路幅寬度參照標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行。（4）畫其他設(shè)施如路基的邊溝、截水溝等位置和斷面的取土坑、棄土堆、綠化、高速車道等。⒋路基設(shè)計(jì)表路基設(shè)計(jì)表是反映橫斷面設(shè)計(jì)成果的圖表。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

六、橫斷面設(shè)計(jì)成果（二）城市道路橫斷面⒈橫斷面設(shè)計(jì)圖按交通性質(zhì)、地形條件、近遠(yuǎn)期結(jié)合的原則確定橫斷面組成和寬度。橫斷面設(shè)計(jì)圖的作用與公路相同，也是指導(dǎo)施工與計(jì)算土石方數(shù)量。圖中應(yīng)繪出紅線寬度、行車道、人行道、綠化帶、照明、地下管線等位置和寬度。⒉橫斷面現(xiàn)狀圖繪制橫斷面地面線，圖中包括地形、地物、原街道各組成部分、邊溝、路側(cè)建筑物等。⒊橫斷面施工圖填挖高度點(diǎn)繪在相應(yīng)的橫斷面現(xiàn)狀圖上，是施工時(shí)的主要依據(jù)。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

六、橫斷面設(shè)計(jì)成果（三）土石方計(jì)算與調(diào)配

⒈橫斷面面積計(jì)算（1）積距法將橫斷面按單位橫寬劃分成若干個(gè)梯形與三角形條塊，每條塊近似面積為Fi=bhi，則橫斷面面積：F=b∑hi。（2）坐標(biāo)法若已知橫斷面各轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)（xi,yi）則橫斷面面積為：F=∑(xiyi+1-xi+1yi)/2⒉土石方數(shù)量計(jì)算兩橫斷面之間為一擬柱體，采用平均斷面法計(jì)算，其計(jì)算公式為：V=(F1+F2)L/2單元4橫斷面設(shè)計(jì)

六、橫斷面設(shè)計(jì)成果⒊路基土石方調(diào)配（1）調(diào)配原則

1）首先考慮本樁位內(nèi)移挖作填，進(jìn)行橫向調(diào)配，然后再考慮縱向調(diào)配，以減少廢方和借方，減少總的運(yùn)量。

2）在半填半挖斷面中，應(yīng)首先考慮在本路段內(nèi)移挖作填，進(jìn)行橫向平衡，然后再作縱向調(diào)配，以減少總的運(yùn)輸量。

3）土石方調(diào)配應(yīng)考慮橋涵位置對施工運(yùn)輸?shù)挠绊?，一般大溝不作跨越調(diào)運(yùn)，同時(shí)尚應(yīng)注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少上坡運(yùn)土。

4）為使調(diào)配合理，必須根據(jù)地形情況和施工條件，選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸方式，確定合理的經(jīng)濟(jì)遠(yuǎn)距，用以分析工程用土是調(diào)運(yùn)還是外借。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

六、橫斷面設(shè)計(jì)成果5）土方調(diào)配“移挖作填”固然要考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)距問題，但這不是唯一的指標(biāo)，還要綜合考慮棄方或借方占地，賠償青苗損失及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響等。6）不同的土方和石方應(yīng)根據(jù)工程需要分別進(jìn)行調(diào)配，以保證路基穩(wěn)定和人工構(gòu)造物的材料供應(yīng)。7）位于山坡上的回頭曲線路段，要優(yōu)先考慮上下線的土方豎向調(diào)運(yùn)。8）土方調(diào)配對于借土和棄土應(yīng)事先同當(dāng)?shù)貐f(xié)商，妥善處理。9）土石方工程集中的路段，因挖方運(yùn)輸?shù)氖┕ぷ鳂I(yè)方案與一般路段有所不同，可單獨(dú)進(jìn)行調(diào)配。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

六、橫斷面設(shè)計(jì)成果（2）調(diào)配方法采用《路基土石方數(shù)量計(jì)算表》作土石方調(diào)配，其具體步驟為：1）調(diào)配前應(yīng)將可能影響運(yùn)輸調(diào)配的橋涵位置、陡坡、大溝等注在表旁，供調(diào)配時(shí)參考。2）計(jì)算并填寫表中“本樁利用”、“填缺”各欄，以石代土?xí)r，石方數(shù)量應(yīng)填入“土”中，并以符號區(qū)別之，然后按填方、挖方分別進(jìn)行閉合核算，核算式為：填方=本樁利用+填缺

挖方=本樁利用+挖余。3）根據(jù)“填缺”與“挖余”的分布情況，可以大致看出調(diào)運(yùn)的方向及數(shù)量,并按此進(jìn)行初試調(diào)配，調(diào)配時(shí)應(yīng)先按施工方法，運(yùn)輸方式來選定經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，并以此確定最大調(diào)運(yùn)距離，經(jīng)調(diào)配后，如有填方不足，不足部分按借方計(jì)，如有未調(diào)用的填方，則按廢方計(jì)。4）縱向調(diào)配。在符合上述要求基礎(chǔ)上，在表中“縱向調(diào)配示意”欄上，用箭頭線表示調(diào)配方向，算出調(diào)運(yùn)土石方數(shù)量及平均超運(yùn)運(yùn)距的“級”數(shù)，調(diào)配時(shí)應(yīng)將借方和廢方數(shù)值，平均超運(yùn)運(yùn)距的“級”數(shù)，填入相應(yīng)的“借方數(shù)量及運(yùn)距”與“廢方數(shù)量及運(yùn)距”欄內(nèi)，最后計(jì)算運(yùn)量，并填入“總運(yùn)量”欄內(nèi)。單元4橫斷面設(shè)計(jì)

六、橫斷面設(shè)計(jì)成果5）調(diào)配完成后,應(yīng)分頁進(jìn)行閉合核算，核算式為:

填缺=遠(yuǎn)運(yùn)利用+借方挖余=遠(yuǎn)運(yùn)利用+廢方。6）本公里調(diào)配完畢，應(yīng)進(jìn)行本公里合計(jì)，閉合核算。除進(jìn)行上述各項(xiàng)核算外，還應(yīng)進(jìn)行下列核算:

橫向調(diào)運(yùn)方+縱向調(diào)運(yùn)方+借方=填方橫向調(diào)運(yùn)方+縱向調(diào)運(yùn)方+棄方=挖方挖方+借方=填方+棄方。7）土石方調(diào)配一般在本公里內(nèi)進(jìn)行，必要時(shí)也可跨公里調(diào)配，但需將調(diào)配的方向及數(shù)量分別注明，以免混淆。8）每公里在土石方數(shù)量計(jì)算與調(diào)配完成后，須匯總列入《路基每公里土石方數(shù)量表》中，并進(jìn)行全線總計(jì)與核算，至此完成全部土石方計(jì)算與調(diào)配工作。

單元4橫斷面設(shè)計(jì)

六、橫斷面設(shè)計(jì)成果（3）關(guān)于土石方數(shù)量調(diào)配計(jì)算中的幾個(gè)問題1）免費(fèi)運(yùn)距。土石方作業(yè)包括挖、裝、卸等工序，在某一特定距離內(nèi)，只對土石的挖方數(shù)量計(jì)價(jià)，而不另計(jì)算運(yùn)費(fèi)，這一特定距離稱免費(fèi)運(yùn)距。2）經(jīng)濟(jì)運(yùn)距。它是采用“調(diào)”還是“借”的限度距離，L經(jīng)=B/T+L免。3）平均運(yùn)距。平均運(yùn)距是挖方重心至填方重心之間的距離。在土石方調(diào)配時(shí)，若平均運(yùn)距小于或等于免費(fèi)