【文章內(nèi)容簡介】 （416） 式中：—緩和曲線上任意點至點的曲線長； —緩和曲線長度；① 第一緩和曲線（～）任意點坐標 （417）② 圓曲線內(nèi)任意點坐標 由～時 （418）式中：—圓曲線內(nèi)任意點至點的曲線長； 、—點的坐標。 由～時 （419）式中：—圓曲線內(nèi)任意點至點的曲線長；③ 第二緩和曲線（～）內(nèi)任意點坐標 （420）式中：—第二緩和曲線內(nèi)任意點至點的曲線長；具體計算結(jié)果見逐樁坐標表和主點坐標表。 視距保證為了行車安全，駕駛?cè)藛T應能隨時看到汽車前面相當遠的一段路程，一旦發(fā)現(xiàn)前方路面上有障礙物或迎面來車，能及時采取措施，避免相撞，這一必需的最短距離稱為行車視距。行車視距可分為停車視距、會車視距、錯車視距、超車視距。前三種屬于對向行駛，第四種屬于同向行駛。停車視距是最基本的要求，無論是單車道、雙車道，有分隔帶或無分隔帶，各級公路都是應保證的。對于快、慢車分道行駛的多車道公路可不要求超車視距。有中央分隔帶的公路不存在錯車和會車問題，在路中央劃線，嚴格實行分道行駛的雙車道公路有停車視距也就夠了。我國標準規(guī)定二、三、四級公路的視距不得小于停車視距的兩倍，對向行駛的雙車道公路要求有一定比例的路段保證超車視距。對于縱斷面上的凸形豎曲線以及下穿式立體交叉凹形豎曲線上的視距問題，在規(guī)定豎曲線的最小半徑時已經(jīng)作了考慮。在設計時，只要滿足規(guī)范中最小豎曲線半徑的要求，也就同時滿足了豎曲線上視距的要求。所以，在視距檢查中，應重點注意道路平面上的“暗彎”，即曲線內(nèi)側(cè)有樹林、房屋、邊坡等阻礙駕駛員的視線，處于隱蔽地段的平曲線。凡屬“暗彎”都應該進行視距檢查，若不能保證該級公路或城市道路的最短視距，則應該將阻礙視線的障礙物清除。如果是因曲線內(nèi)側(cè)及中間帶設置護欄或其它人工構(gòu)造物等而不能保證視距時，可采取加寬中間帶、加寬路肩或?qū)?gòu)造物后移等措施予以處理；如果是因挖方邊坡妨礙了視線，則應按所需凈距繪制包絡線(或稱“視距曲線”)開挖視距臺。 停車視距的確定 停車視距可分解為反應距離和制動距離兩部分來研究。反應距離是當駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方的阻礙物，經(jīng)過判斷決定采取制動措施的那一瞬間到制動器真正開始起作用的那一瞬間汽車所行駛的距離。這段時間又可分為“感覺時間”和“反應時間”。感覺時間在很大程度上取決于物體的外形、顏色、駕駛員的視力和機敏度以及大氣的可見度等。在高速行車時的感覺時間要比低速時短一些，這是由于高速行駛時警惕性會更高的緣故。根據(jù)實測資料，，是較適當?shù)?。感覺和制動反應的總時間t=，在這個時間內(nèi)汽車行駛的距離為： （421）制動距離是指汽車從制動生效到汽車完全停住，這段時間內(nèi)所走的距離。 （422）故停車視距為： （423） 計算停車視距所采用的應是能充分保證行車安全的數(shù)值，一般按路面在潮濕狀態(tài)下的值汁算。行駛速度：設計速度為120~80km／h時，采用設計速度的85％；60~40km/h時，采用設計速度90%；30~20km/h時，采用設計速度。標準規(guī)定設計速度為60km/h的公路的停車視距為75m。第五章 縱斷面設計 縱坡及坡長設計 在縱斷面圖上有兩條主要的線：一條是地面線，它是根據(jù)中線上各樁點的高程面點繪的一條不規(guī)則的折線，反映沿著中線地面的起伏變化情況；另一條是設計線，它是設計人員經(jīng)過技術(shù)上，經(jīng)濟上以及美學上等多方面比較后定出的一條具有規(guī)則形狀的幾何線，反映了道路路線的起伏變化情況?？v斷面設計線是由直線和豎曲線組成的。直線(即均勻坡度線)有上坡和下坡，是用坡度和水平長度表示的。直線的坡度和長度影響著汽車的行駛速度和運輸?shù)慕?jīng)濟以及行車的安全，它們的一些臨界值的確定和必要的限制，是以通行的汽車類型及行駛性能來決定的。 坡長設計的一般要求坡長是縱斷面上相鄰兩變坡點間的長度：坡長限制，主要是對較陡縱坡的最大長度和一般縱坡的最小長度加以限制。（1）最小坡長縱斷面上若變坡點過多，從行車來看，縱向起伏變化頻繁，會使車輛行駛顛簸頻繁，車速愈高表現(xiàn)愈明顯，影響了行車的舒適和安全；從線形幾何構(gòu)成來看，相鄰變坡點之間的距離不宜過短，最短應不小于相鄰豎曲線的切線長，以使插入適當?shù)呢Q曲線來緩和縱坡的要求，同時也便于平縱面線形的合理組合與布置。因此，從行車的平順性和線形幾何的連續(xù)性考慮，縱坡都不宜過短。最小坡長通常規(guī)定汽車以設計速度行駛9~15s的行程為宜，在高速路上9s已能滿足行車及幾何線形布設的要求，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，應在不大于標準所規(guī)定的長度處設置緩和坡段；緩和坡段的縱坡應不大干3％，其長度應符合標準所規(guī)定的最小坡長要求。 最大縱坡最大縱坡是指在縱坡設計時各級道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設計的重要控制指標。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。為使縱坡設計經(jīng)濟合理，必須在全面掌握勘測資料基礎上，結(jié)合選線的縱坡安排意圖，經(jīng)過綜合分析、反復比較定出設計縱坡。縱坡設計的一般要求為：（1）縱坡設計必須滿足《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，應避免設置反坡段。 （3）縱坡設計應對沿線地形、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）一般情況下縱坡設計應考慮填挖平衡，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，縱坡除應滿足最小縱坡要求外應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，縱坡應和緩，避免產(chǎn)生突變。（7）在實地調(diào)查基礎上，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。但在設計和計算上，拋物線則比圓曲線方便得多，因此本設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計中，豎曲線的設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，應限制汽車在豎曲線上的行程時間不過短。最短應滿足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加以限制。 豎曲線設計計算（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計道路線形設汁是從道路選線、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、縱線形設計均是按前述標準進行設計的，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、縱線形組合設計的總要求：對于設計速度大于等于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。設計速度愈高，線形設計可考慮的因素應周全。對于設計速度≤40km/h的道路，首先應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、縱組合設計的原則（1）應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