【正文】 公路線形設(shè)計(jì) A 平面設(shè)計(jì) 道路的線形反映在平面圖上是由一系列的直線和與直線相連的圓曲線構(gòu)成的?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)時(shí)常在直線與圓曲線之間插入緩和曲線。 線形應(yīng)是連續(xù)的，應(yīng)避免平緩線形到小半徑曲線的突變或者長直線末端與小半徑曲線相連接的突然變化，否則會(huì)發(fā)生交通事故。同樣，不同半徑的圓弧首尾相接（曲線）或在兩半徑不同的圓弧之間插入短直線都是不良的線形。除非在圓弧之間插入緩和曲線。長而平緩的曲線總是良好的線形，因?yàn)檫@種曲線線形優(yōu)美，將來也不會(huì)廢棄。然而，雙向道路線形全由曲線構(gòu)成也是不理想的，因?yàn)橐恍{駛員通過曲線路段時(shí) 總是猶豫。長而緩的曲線應(yīng)用在拐角較小的地方。如果采用短曲線，則會(huì)出現(xiàn)“扭結(jié)”。另外，線路的平、縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮，而不應(yīng)只顧其一，不顧其二，例如，當(dāng)平曲線的起點(diǎn)位于豎曲線的頂點(diǎn)附近時(shí)將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的交通事故。 行駛在曲線路段上的車輛受到離心力和作用，就需要一個(gè)大小相同方向相反的由超高和側(cè)向磨 擦提供的力抵消它，從公路設(shè)計(jì)的角度看，超高或橫向摩擦力都不能超過某一最大值，這些控制值對(duì)于某一規(guī)定設(shè)計(jì)車速可能采用曲線的曲率作了限制。通常情況下，某一圓曲線的曲率是由其半徑來體現(xiàn)的。而對(duì)于線形設(shè)計(jì)而言，曲率常常通過曲度來 描述，即 100ft 長的曲線所對(duì)應(yīng)的中心角，曲度與曲線的半徑成反比。 公路的直線地段設(shè)置正常的路拱 ，而曲線地段則設(shè)置超高，在正常斷面與超高斷面之間必須設(shè)置過渡漸變路須。通常的做法是維持道路每一條中線設(shè)計(jì)標(biāo)高不變，通過抬高外側(cè)邊緣，降低內(nèi)側(cè)邊緣以形成超高，對(duì)于直線與圓曲線直接相連的線形，超高應(yīng)從未到達(dá)曲線之前的直線上開始，在曲線頂點(diǎn)另一端一定距離以外達(dá)到全部超高。 如果車輛以高速度行駛在一段受限制的路段，如直線與小半徑的圓曲線相連，行車會(huì)極不舒服。汽車駛近曲線路段時(shí)，超高開始，車輛向內(nèi)側(cè)傾斜，但乘客須維持身體的 垂直狀態(tài)，因?yàn)榇藭r(shí)未受到離心力的作用。當(dāng)汽車到達(dá)曲線路段時(shí)，離心力突然產(chǎn)生，迫使乘客向外傾斜，為了維持平衡，乘客必須迫使自己的身體向內(nèi)側(cè)傾斜。由于剩余超高發(fā)揮作用，乘客須作進(jìn)一步的姿勢高干中。當(dāng)汽車離開曲線時(shí)，上述過程剛好相反。插入緩和曲線后，半徑從無窮大逐漸過渡到圓曲線上的某一固定值，離心力逐漸增大，沿緩和曲線心設(shè)置超高，離心力平穩(wěn)逐漸增加 ，避免了行車顛簸。 緩和曲線在鐵路上已經(jīng)使用多年，但在公路上最近才得以應(yīng)用，這可以理解?；疖嚤仨氉裱_的運(yùn)行軌道，采用緩和曲線后，上述那種不舒服的感覺才能消除。然而， 汽車司機(jī)在公路上可以隨意改變側(cè)向位置，通過迂迴進(jìn)入圓曲線來為自己提供緩和曲線。但是在一個(gè)車道上（有時(shí)在其他車道上）做這種迂迴行駛是非常危險(xiǎn)的。設(shè)計(jì)合理的緩和曲線使得上述迂迴沒有必要。多從安全為計(jì)，公路部門廣泛采用了緩和曲線。 對(duì)于半徑相同的圓曲線來說，在未端加上緩和曲線就會(huì)改變曲線與直線的相關(guān)位置，因此應(yīng)在最終定線勘測之前應(yīng)決定是否采用緩和曲線。一般曲線的起點(diǎn)標(biāo)為 PC 或 BC，終點(diǎn)標(biāo)為 PT 或 EC。對(duì)含有緩和曲線的曲線，通常的標(biāo)記配置增為： TC、 SC、 CS 和ST。對(duì)于雙向道路，急彎處應(yīng)增加路面寬度，這主要基于以 下因素：（ 1）駕駛員害怕駛出路面邊 緣；（ 2）由于車輛前輪和后輪的行駛軌跡不同，車輛有效橫向?qū)挾燃哟?；?3）車輛前方相對(duì)于公路中線傾斜而增加的寬度。對(duì)于寬度為 24ft 的道路，增加的寬度很小，可以忽略。只有當(dāng)設(shè)計(jì)車速為 30mile/h，且曲度大于 22℃時(shí)，加寬可達(dá) 2ft。然而，對(duì)于較窄的路面，即使是在較平緩的曲線路段上，加寬也是很重要推薦加寬值及加寬設(shè)計(jì)見《公路線形設(shè)計(jì)》 B縱坡線 公路的豎向線形及其對(duì)車輛運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性的影響構(gòu)成了公路設(shè)計(jì)中最重要的要素之一。豎向線形由直線和豎向拋物線或圓曲線組成，稱 為縱坡線?？v坡線從水平線逐漸上升時(shí)稱為坡度變化的影響。 在確定坡度時(shí)最理想的情況是挖方與填方平衡，沒有大量的借方或棄方。所有運(yùn)土都盡可能下坡運(yùn)并且距離不長，坡度應(yīng)隨地形而變，并且與既有排水系統(tǒng)的升、降方向一致。在山區(qū)，坡度要使得挖填平衡以使總成本最低。在平原或草原地區(qū)，坡度與地表近似平行，介是高于地表足夠的高度，以利于路面排水，苦有必要，可利用風(fēng)力來清除表面積雪。如公路接近或沿河流走行，縱坡線的高度由預(yù)期洪水位來決定。無論在何種情況下，平緩連續(xù)的坡度線要比由短直線段連接短豎曲線構(gòu)成的不斷變向的坡度線好得多。 由上坡向下坡變化的路段應(yīng)設(shè)在挖方路段，而由下坡向上坡變化的路段應(yīng)設(shè)在填方路段，這樣的線形設(shè)計(jì)較好，往往可以避免形成與現(xiàn)狀地貌相反的圭堆或是凹地。與挖填方平衡相比，在確定縱坡線時(shí)，其他考慮則重要得多。 城市項(xiàng)目往往比農(nóng)村項(xiàng)目要求對(duì)控制要素進(jìn)行更詳盡的研究，對(duì)高程進(jìn)行更細(xì)致地調(diào)整。一般來說，設(shè)計(jì)與現(xiàn)有條件相符的坡度較好，這樣可避免一些不必要的花費(fèi)。 在坡度的分析和控制中，坡度對(duì)機(jī)動(dòng)車運(yùn)行費(fèi)用的影響是最重要的考慮因素之一。坡度增大 油耗顯然增大，車速就要減慢。一個(gè)較為經(jīng)濟(jì)的方案則可使坡度減小而增加的年度成本與坡度 不減而增加的車輛運(yùn)行年度成本之間相平衡。這個(gè)問題的準(zhǔn)確方法取決于對(duì)交通流量和交通類型的了解，這只有通過交通調(diào)查方能獲知。 在不同的州，最大縱坡也相差懸殊， AASHTO 建議由設(shè)計(jì)車速和地形來選擇最大縱坡?，F(xiàn)行設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)車速為 70mile/h 時(shí)最大縱坡為 5%，設(shè)計(jì)車速 30mile/h 時(shí)，根據(jù)地形不同，最大縱坡一般為 7％－ 12％。 當(dāng)采用較長的 待續(xù) 爬坡時(shí)，在沒有為慢行車輛提供爬坡道時(shí)，坡長不能夠超過臨界坡長。臨界坡長可從 3％縱坡的 1700ft 變化至 8%縱坡的 500ft。 持續(xù) 長坡的坡度必須小于公路任何一個(gè)斷面的最 大坡度，通常將長的持續(xù)單一縱坡斷開，設(shè)計(jì)成底部為一陡坡，而接近坡頂則讓坡度減小。同時(shí)還要避免由于斷面傾斜而造成的視野受阻。調(diào)整公路的最大縱坡為 9%只有當(dāng)路面排水成問題時(shí)，如水必須排至邊溝或排水溝，最小坡度標(biāo)準(zhǔn)才顯示其重要性。這種情況下， AASHTO 建議最小坡度為%。 C 視距 為保證行車安全，公路設(shè)計(jì)必須使得駕駛員視線前方有足夠的一段距離，使他們能夠避讓意外的障礙物，或者安全地超車。視距就是車輛駕駛員前方可見的公路長度。安全 視距具有兩方面含義：“停車視距”或“不超車視距”或“超車視距”。 有時(shí)，大 件物體也許會(huì)掉到路上，會(huì)對(duì)撞上去的車輛造成嚴(yán)重的危害。同樣，轎車或卡車也可能會(huì)被一溜車輛阻在車道上。無論是哪種情況發(fā)生，合理設(shè)計(jì)要求駕駛員在一段距離以外就能看見這種險(xiǎn)情，并在撞上去之前把車剎住。此外，認(rèn)為車輛通過離開所行駛的車道就可以躲避危險(xiǎn)的想法是不安全的，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致車輛失控或與另一輛車相撞。 停車視距由峽谷部分組成：第一部分是當(dāng)駕駛員發(fā)現(xiàn)障礙物面作出制動(dòng)之前駛過的一段距離，在這一察覺與反應(yīng)階段，車輛以其初始速度行駛；第二部分是駕駛員剎車后車輛所駛過的一段距離。第一部分停車視距取決于車速及駕駛員的察覺時(shí) 間和制動(dòng)時(shí)間。第二部分停車視距取決于車速、剎車、輪胎、路面的條件以及公路的線形的坡度。 在雙車道公路上，每間隔一定距離，就應(yīng)該提供超越慢行車輛的機(jī)會(huì)。否則，公路容量將降低，事故將增多，因?yàn)榧痹锏鸟{駛員在不能安全超車時(shí)冒著撞車危險(xiǎn)強(qiáng)行超車，能被看清的允許安全超車的前方最小距離叫做超車視距。 駕駛員在做出是否超車的決定時(shí)，必須將前方的能見距離與完成超車動(dòng)作所需的距離對(duì)比考慮。影響他做出決定的因素是開車的小心程度和車輛加速性能。由于人與人的顯著差別，主要是人的判斷和動(dòng)作而不是力學(xué)定理決定的超車行為隨著駕駛員的不同 而大不相同。為了確立超車視距值，工程人員觀察了許多駕駛員的超車行為。在