【文章內(nèi)容簡介】 足行車及幾何線形布設(shè)的要求，在低速路上，為滿足行車和布線的要求方可取大值。《標準》規(guī)定了各級道路的最小坡長，設(shè)計速度為60km/h的道路最小坡長是200m。（2）最大坡長坡長太短對行車不利，而長距離的陡坡對汽車行駛也很不利，特別是當縱坡為5％以上時，汽車上坡時克服坡度阻力，采用低速檔行駛，坡長過長，長時間使用低速檔行駛，使發(fā)動機過熱，水箱沸騰，行駛無力，而下坡時，則因坡度過陡，坡段過長頻繁制動，影響行車安全。在高速公路以及快慢車混合行駛的公路上坡度大、坡長過長會影響行車速度和通行能力，因此對縱坡長度也必須加以限制。我國在制定各級公路縱坡長度的限制標準時，進行了大量的調(diào)查和試驗研究工作，同時也參考了國內(nèi)外大量資料。在此基礎(chǔ)上，《標準》規(guī)定了各級公路的最大坡長。二級、三級、四級公路，當連續(xù)縱坡大于5％時，應(yīng)在不大于標準所規(guī)定的長度處設(shè)置緩和坡段；緩和坡段的縱坡應(yīng)不大干3％，其長度應(yīng)符合標準所規(guī)定的最小坡長要求。 最大縱坡最大縱坡是指在縱坡設(shè)計時各級道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設(shè)計的重要控制指標。在地形起伏較大地區(qū)，直接影響路線的長短、使用質(zhì)量、運輸成本及造價。確定最大縱坡時不僅要考慮汽車的動力特性、道路等級、自然條件三個方面因素，還要考慮工程和運營的經(jīng)濟等。我國《標準》規(guī)定最大縱坡時，對汽車在坡道上行駛情況進行了大量調(diào)查、試驗，并廣泛征求了各有關(guān)方面特別是駕駛員的意見，同時考慮了汽車帶一拖掛車及畜力車通行的狀況，結(jié)合交通組成、汽車性能、工程費用和營運經(jīng)濟等，經(jīng)綜合分析研究后確定了最大縱坡值。我國《標準》規(guī)定設(shè)計速度為60km/h的公路最大縱坡是6％。 最小縱坡在挖方路段、設(shè)置邊溝的低填方路段和其他橫向排水不暢的路段，為了保證排水，防止水滲入路基而影響路基的穩(wěn)定性，％的縱坡(％為宜)；當然，對于干旱地區(qū)，以及橫向排水良好不產(chǎn)生路面積水的路段，也可不受此最小縱坡的限制。由于所設(shè)計地區(qū)降雨量偏少橫向排水良好可不受最小縱坡的限制。為使縱坡設(shè)計經(jīng)濟合理，必須在全面掌握勘測資料基礎(chǔ)上，結(jié)合選線的縱坡安排意圖，經(jīng)過綜合分析、反復比較定出設(shè)計縱坡?？v坡設(shè)計的一般要求為：（1）縱坡設(shè)計必須滿足《標準》的各項規(guī)定。（2）為保證車輛能以—定速度安全順適地行駛，縱坡應(yīng)具—定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。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短長度的緩坡。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段。 （3）縱坡設(shè)計應(yīng)對沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證路基的穩(wěn)定和道路通暢。（4）一般情況下縱坡設(shè)計應(yīng)考慮填挖平衡，盡量使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。（5）平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外應(yīng)滿足最小填土高度要未，保證路基穩(wěn)定。（6）對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱坡應(yīng)和緩，避免產(chǎn)生突變。（7）在實地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。 豎曲線 縱斷面上兩個坡段的轉(zhuǎn)折處，為了行車安全、舒適以及視距的需要用一段曲線緩和，稱為豎曲線。豎曲線的線形有用圓曲線的，也有用拋物線形的。通常在公路使用范圍內(nèi)，圓弧和拋物線幾乎沒有差別。但在設(shè)計和計算上，拋物線則比圓曲線方便得多，因此本設(shè)計采用二次拋物線作為豎曲線。 豎曲線最小半徑和最小長度的確定在縱斷面設(shè)計中，豎曲線的設(shè)計要受眾多因素的限制，其中有三個限制因素決定著豎曲線的最小半徑或最小長度。（1）緩和沖擊汽車行駛在豎曲線上時，產(chǎn)生徑向離心力。這個力在凹形豎曲線上是增重，在凸形豎曲線于是減重。這種增重與減重達到某種程度時，旅客就有不舒適的感覺，同時對汽車的懸掛系統(tǒng)也有不利影響，所以在確定豎曲線半徑時，對離心加速度應(yīng)加以控制，汽車在豎曲線上行駛時其離心加速度為： （51）用(km／h)表示并整理，得： （52）根據(jù)試驗，~／比較合適。但考慮到不因沖擊而造成的不舒適感，以及視覺平順等的要求，我國《標準》規(guī)定的凹形豎曲線最小半徑值：或 （53）（2）時間行程不過短汽車從直坡道行駛到豎曲線上，盡管豎曲線半徑較大。當坡角很小時，豎曲線長度也很短。其長度過短，汽車倏忽而過，駕駛員產(chǎn)生變坡很急的錯覺，旅客也會感到不舒適。因此，應(yīng)限制汽車在豎曲線上的行程時間不過短。最短應(yīng)滿足3s行程，即: （54）（3）滿足視距的要求汽車行駛在豎曲線上，若為凸形豎曲線，如果半徑太小，會阻擋駕駛員的視線。若在凹形豎曲線上時，也同樣存在視距問題，對地形起伏較大地區(qū)的道路，在夜間行車時，若豎曲線半徑過小，前燈照射距離近，影響行車速度和安全。因此為了保證行車安全，對豎曲線的最小半徑和最小長度應(yīng)加以限制。 豎曲線設(shè)計計算（1）計算豎曲線要素變坡點1樁號K0+580 取半徑，為凸形曲線長 切線長外距變坡點2樁號K1+270 取半徑，為凹形曲線長 切線長外距變坡點3樁號K2+180 取半徑，為凸形曲線長 切線長外距（2）計算設(shè)計高程：變坡點1樁號K0+580豎曲線起點樁號=( K0+580)﹣=K0+豎曲線起點高程=﹣=豎曲線終點樁號=( K0+580) + = K0+豎曲線終點高程=+() =（m）樁號K0+560處橫距： 縱距：切線高程=+=變坡點2樁號K1+270豎曲線起點樁號=( K1+270)﹣=K1+豎曲線起點高程=﹣（﹣）=豎曲線終點樁號=( K1+270) + = K1+豎曲線終點高程=+ =（m）樁號K1+250處橫距： 縱距：切線高程=+=變坡點3樁號K2+180豎曲線起點樁號=( K2+180)﹣=K2+豎曲線起點高程=﹣=(m)豎曲線終點樁號=( K2+170) + = K2+豎曲線終點高程=+(﹣) =（m）樁號K2+140處橫距： 縱距：切線高程=+=具體計算結(jié)果見附表縱坡、豎曲線表 圖51 豎曲線要素示意圖 合成坡度合成坡度是指在設(shè)有超高的平曲線上，路線縱坡與超高橫坡所組成的坡度，計算公式為： （55）式中：合成坡度； 路線縱坡度； 超高橫坡度。由于合成坡度是由縱向坡度與橫向坡度組合而成的，其坡度值比原路線縱坡大，汽車在設(shè)有超高的坡道上行駛時，不僅要受坡度阻力的影響，而且還要受離心力的影響，尤其是當縱坡大而平曲線半徑小時，合成坡度大，由于合成坡度的影響而使汽車重心發(fā)生偏移，給汽車行駛帶來危險。所以，當平曲線與坡度組合時，為了防止汽車沿合成坡度方向滑移，應(yīng)將超高橫坡與縱坡的組合控制在適當?shù)姆秶詢?nèi)。 實踐證明，合成坡度對于控制急彎和陡坡組合的路段縱坡設(shè)計是非常必要的．在條件許可時，以采用較小的合成坡度為宜。我國《標準》規(guī)定：在設(shè)有超高的平曲線上，超高與縱坡的合成坡度值不得超過標準的規(guī)定。為了保證路面排水，《規(guī)范》%；%時，應(yīng)采用綜合排水措施，以保證路面排水暢通。 道路平縱線性組合設(shè)計道路線形設(shè)汁是從道路選線、定線開始，最終以平、縱、橫面所組成的立體線形反映于駕駛員的視覺上。平、縱線形組合是指在滿足汽車運動學和動力學要求的前提下，研究如何滿足視覺和心理方面的連續(xù)、舒適及與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的要求，并有良好的排水條件。盡管平、縱線形設(shè)計均是按前述標準進行設(shè)計的，但若平、縱線組合不好，不僅有礙于其優(yōu)點的發(fā)揮，而且會加劇兩方面存在的缺點，造成行車上的危險，也就不可能獲得最優(yōu)的立體線形、平縱線形的合理組合。平、縱線形組合設(shè)計的總要求：對于設(shè)計速度大于等于60km/h的道路，必須注意平、縱的合理組合。盡量做到線形連續(xù)、指標均衡、視覺良好、景觀協(xié)凋、安全舒適。設(shè)計速度愈高，線形設(shè)計可考慮的因素應(yīng)周全。對于設(shè)計速度≤40km/h的道路，首先應(yīng)在保證行車安全的前提下，正確地運用線形要素指標，在條件允許的情況下力求做到各種線形要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利的組合。 道路平、縱組合設(shè)計的原則（1）應(yīng)在視覺上能自然地引導駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。任何使駕駛員感到茫然、迷惑和判斷失誤的線形，必須盡力避免。在視覺上能自然地誘導視線，是衡量平、縱線形組合優(yōu)劣的最基本問題。（2）注意保持平、縱線形的技術(shù)指標大小應(yīng)均衡。它不僅影響線形的平順性，面且與工程費用相關(guān)。對縱面線形反復起伏，在平面上采用高標準的線形是無意義的，反之亦然．（3）選擇組合得當?shù)暮铣善露?，以利于行車安全和路面排水。?）注意與道路周圍環(huán)境的配合。它可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導視線的作用。 平、縱線性組合的基本要求表51最小豎曲線半徑值平曲線半徑（m） 豎曲線半徑（m） 平曲線半徑（m） 豎曲線半徑（m）500 10000 1100 30000700 12000 1200 40000800 16000 1500 60000900 20000 2000 1000001000 25000 — —（1）當豎曲線與平曲線組合時，豎曲線宜包含在平曲線之內(nèi)，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。這種布置通常稱為平曲線與豎曲線的對應(yīng)。其優(yōu)點是：當車輛駛?cè)胪剐呜Q曲線的頂點之前，即能清楚地看到平曲線的始端，辨明轉(zhuǎn)彎的走向，不致因判斷錯誤而發(fā)生事故。若平、豎曲線的半徑都很大，則平、豎曲線的位置可不受上述限制。若做不到豎曲線與平曲線較好的配合，且兩者的半徑都小于某限度時，寧可把平、豎曲線拉開相當距離，使平曲線位于直坡段上或豎曲線位于直線上，最小豎曲線半徑值見表51。（2）要保持平曲線與豎曲線大小的均衡。平曲線與豎曲線的大小如果不均衡，會給人以不愉快的感覺，失去了視覺上的均衡性，根據(jù)經(jīng)驗，平曲線半徑如果不大于1000m，豎曲線的半徑為平曲線的10~20倍，便可達到線形的均衡性。（3）當平曲線緩而長、縱斷面坡差較小時，可不要求平、豎曲線一一對應(yīng)，平曲線中可包含多個豎曲線或豎曲線略長于平曲線。這對平坦地區(qū)的高速公路設(shè)計是重要的。（4）要選樣適當?shù)暮铣善露?。合成坡度過大對行車不利，特別是在冬季結(jié)冰期更危險。合成坡度過小對排水不利也影響行車，車輛行駛是有濺水干擾。雖然《標準》對合成坡度的最大允許值作了規(guī)定，但在進行平、縱面線形組合時，如條件可能，最好使合成坡度小于8％，％ 。 平縱線性設(shè)計中應(yīng)注意避免的組合（1）避免豎曲線的頂、底部插入小半徑的平曲線。（2）如果在凸形豎曲線的頂部有小半徑的平曲線，不僅不能引導視線而且急轉(zhuǎn)方向盤致使行車危險。在凹形豎曲線的底部有小半徑的平曲線，便會出現(xiàn)汽車加速而急轉(zhuǎn)彎，同樣可能發(fā)生危險。（3）避免將小半徑的平曲線起、訖點設(shè)在或接近豎曲線的頂部或底部。若將凸形豎曲線的頂部設(shè)在小半徑平曲線的起點，將產(chǎn)生不連續(xù)的線形，失去了視線引導作用。而將凹形豎曲線的底部設(shè)在小半徑平曲線的起點，除了視覺上扭曲外，產(chǎn)生下坡盡頭接急彎的不安全組合。（4）避免使豎曲線頂、底部與反向平曲線的拐點重合。此類組合都存在不同程度的扭曲外觀，前者不能正確引導視線，全使駕駛員操作失誤；后者路面排水不暢，積水影響行車安全。（5）避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍、斷背、折曲等使駕駛員視線中斷的線形。避免在長直線上設(shè)置陡坡或曲線長度短、半徑小的凹形豎曲線。前者易超速行駛，危及行車安全：后者使駕駛員產(chǎn)生坡底道路變窄的錯覺，導致高速行駛中的制動操作，影響行車安全。（6）避免急彎與陡坡的不利組合。（7）應(yīng)避免小半徑的豎曲線與緩和曲線的重合。 道路線性與景觀的協(xié)調(diào)與配合道路作為一種人工構(gòu)造物，應(yīng)將其視為景觀的對象來研究。修建道路會對自然景觀產(chǎn)生影響，有時產(chǎn)生一定破壞作用。而道路兩側(cè)的自然景觀反過來又會影響道路上汽車的行駛，特別是對駕駛員的視覺、心理以及駕駛操作等都有很大影響。 平、縱線形組合必須是在充分與道路所經(jīng)地區(qū)的景觀相配合的基礎(chǔ)上進行。否則，即使線形組合符合有關(guān)規(guī)定也不一定是良好設(shè)計。對于駕駛員來說，只有看上去具有優(yōu)美的線形和景觀，才能稱為舒適和安全的道路。對設(shè)計速度高的道路，平、縱線形組合設(shè)計與周圍景觀配合尤為重要。第六章 橫斷面設(shè)計一般應(yīng)采用雙向坡面，由路中央向兩側(cè)傾斜。當在六、八車道的超高過渡段中出現(xiàn)寬而平緩的路面時，可根據(jù)實際情況在短段落內(nèi)設(shè)置兩個路拱。二、三、四級公路的路拱坡度應(yīng)根據(jù)路面類型和當?shù)刈匀粭l件確定，%。高速公路、一級公路位于中等強度降雨地區(qū)時，路拱坡度宜采用2%；位于嚴重強度降雨地區(qū)時，路拱坡度可適當增大。分離式路基，每一側(cè)車道可設(shè)置雙向路拱；也可采用單向橫坡，并向路基外側(cè)傾斜。但在積雪凍融的地區(qū)，宜設(shè)置雙向路拱。在未超高地段路拱坡度取2%，土路肩坡度3%。本次設(shè)計中所取的圓曲線半徑在JDJD3處大于不設(shè)加寬最小圓曲線半徑，故在JDJD3不需要進行加寬設(shè)計，而在JD1拐彎處需要進行加寬計算。在本設(shè)計中，JDJDJD3處所取的圓曲線半徑均小于不設(shè)超高最小圓曲線半徑。因此，在JDJDJD3拐彎處都需要進行超高計算。本次設(shè)計的合成