【正文】 限制道路縱坡的大小及其對(duì)汽車(chē)正常行駛影響很大?？v坡越陡，坡長(zhǎng)越長(zhǎng)，對(duì)行車(chē)影響也越大，所謂最大坡長(zhǎng)限制是指控制汽車(chē)在坡道上行駛，當(dāng)車(chē)速下降到最低容許速度時(shí)所行駛的距離，所以最大坡長(zhǎng)要滿足《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》規(guī)定。本設(shè)計(jì)的最大坡長(zhǎng)為 1600 米，%，滿足要求。(3).合成坡度合成坡度是指由路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡組合而成的坡度，其方向即流水線方向。合成坡度的計(jì)算公式為： (31)2iich??式中： —合成坡度(﹪ )；hi—超高橫坡度或路拱橫坡度(﹪)；—路線設(shè)計(jì)縱坡坡度(﹪)。hi對(duì)于本設(shè)計(jì)最大允許合成坡度， 《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》規(guī)定了最大允許合成坡度為：%利用公式（）對(duì)本設(shè)計(jì)的合成坡度進(jìn)行驗(yàn)算： %)05.()2.(21 ?????iich 3912 7.)4.().(2223iih所以本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)縱坡滿足最大允許合成坡度的要求。 曲線的設(shè)計(jì)縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車(chē)用一段曲線來(lái)緩和，稱(chēng)為豎曲線。豎曲線的形式可采用拋物線或圓曲線，二者幾乎沒(méi)有差別，但在設(shè)計(jì)和計(jì)算上，拋物線比圓曲線更為方便，所以我在設(shè)計(jì)中采用拋物線。 曲線設(shè)計(jì)的原則281. 要滿足豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度的要求本設(shè)計(jì)中凹形豎曲線半徑 50000 米大于一般最小半徑 6000 米，長(zhǎng)度 米大于最小長(zhǎng)度 100 米。2. 考慮平、縱組合的設(shè)計(jì)原則a 在視覺(jué)上能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺(jué)的連續(xù)性；b 能保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小的均衡；本設(shè)計(jì)中基本滿足要求；c 選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行?chē)安全；d 注意到了與道路周?chē)h(huán)境的配合。3. 考慮平曲線與豎曲線的組合a 平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長(zhǎng)于豎曲線；本設(shè)計(jì)中平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線長(zhǎng)于豎曲線。b 平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡；本設(shè)計(jì)基本保持平衡；c 暗、明彎與凸、凹豎曲線 [7]暗彎與凸形豎曲線及明彎與凹形豎曲線的組合是合理的、悅目的；由于本設(shè)計(jì)中地勢(shì)比較平坦，道路周?chē)鷽](méi)有高的地勢(shì)，所以不涉及到明、暗彎的問(wèn)題。d 平、豎曲線應(yīng)避免的組合要避免是凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點(diǎn)相重合，設(shè)計(jì)中沒(méi)有反向平曲線；小半徑豎曲線不與緩和曲線相重合，本設(shè)計(jì)中沒(méi)有小半徑豎曲線；計(jì)算行車(chē)速度≥40km/h 的道路，應(yīng)該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，這種組合是使平曲線與豎曲線對(duì)應(yīng)，最好使豎曲線的起終點(diǎn)分別方在平曲線的兩個(gè)緩和線內(nèi)，即所謂的“平包豎” ，本設(shè)計(jì)不涉及這些。4. 直線與縱斷面的組合只要路線有起有伏，就不要采用長(zhǎng)直線，最好使平面路線隨縱坡的變化略加轉(zhuǎn)折，并把平、豎曲線合理的組合，但要避免駕駛員一眼能看到路線方向轉(zhuǎn)折兩次以上或縱坡起伏三次以上。平面的長(zhǎng)直線與縱面的直坡線配合，對(duì)雙車(chē)道道路超車(chē)方便，在平坦地區(qū)與地形相適應(yīng)，但行車(chē)單調(diào)乏味，易疲勞。直線上一次變坡是很好的平縱組合，從美學(xué)觀點(diǎn)講以包括一個(gè)凸形豎曲線為好，而包括一個(gè)凹形豎曲線次之；直線中短距離內(nèi)二次以上變坡會(huì)形成反復(fù)凸凹的“駝峰”和“凹陷” ，看上去線形有起伏，就不用采用長(zhǎng)直線。29本設(shè)計(jì)在長(zhǎng)直線段上設(shè)計(jì)了一個(gè)大半徑的凹形豎曲線，是比較好的組合。、縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合、選線、設(shè)計(jì)、施工全過(guò)程中重視景觀要求。我建議做些廣告牌等；，避免深挖高填；本設(shè)計(jì)地形圖中，道路附近沒(méi)有自然景觀，填挖量也很小。，力求與周?chē)娘L(fēng)景自然的融為一體；，可采用修整、植草皮、種樹(shù)等措施加以補(bǔ)救；，避免形式和內(nèi)容上的單一化，將綠化視作引導(dǎo)視線、點(diǎn)綴風(fēng)景以及改造環(huán)境的一種技術(shù)措施進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。高速公路易采用此點(diǎn)。 曲線要素的計(jì)算縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車(chē)用一段曲線來(lái)緩和，稱(chēng)為豎曲線。豎曲線的形式多為二次拋物線，其要素主要包括豎曲線長(zhǎng)度 L、切線長(zhǎng) T 和外距 E。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，因此，豎曲線的切線長(zhǎng)與曲線長(zhǎng)是其在水平面上的投影，切線支距是豎直的高差，相鄰兩坡度線的交角用坡度差來(lái)表示。豎曲線要素計(jì)算：設(shè)變坡點(diǎn)相鄰兩縱坡坡度分別為 和 ，它們的代數(shù)差用 表示，即 ，1i2?12i??當(dāng) 為“+” 時(shí)，表示凹形豎曲線； 為“—”時(shí)，為凸形豎曲線。??豎曲線計(jì)算要素圖如下：30 圖 31 豎曲線要素示意圖—1 Vertical curve element diagram豎曲線要素的計(jì)算公式匯總?cè)缦拢? (32)12i??? (33) RL (34) ωT (35)E2? (36) Rxh式中 R—豎曲線半徑， ；m T—切線長(zhǎng)， ； L—豎曲線長(zhǎng)， ； E—外距， ； x—計(jì)算點(diǎn)樁號(hào)于豎曲線起（終）點(diǎn)樁號(hào)差。本設(shè)計(jì)地形主要以平原微丘為主，考慮了設(shè)計(jì)道路等級(jí)，實(shí)際地形和沿線自然條件31及構(gòu)造物控制標(biāo)高等因素后，確定出了路線合適的標(biāo)高，各坡段的縱坡坡度和坡長(zhǎng)，并設(shè)置了一個(gè)凸形豎曲線和一個(gè)凹形豎曲線。變坡點(diǎn)(K1+)的豎曲線要素計(jì)算如下： %??i R=50000 m%???i1) 計(jì)算豎曲線要素ω= — = 故為凹形。2i1.曲線長(zhǎng) ????切線長(zhǎng) 外距 ?2) 計(jì)算設(shè)計(jì)高程豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=K1+ －=K1+豎曲線起點(diǎn)高程=+= m豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=K1++=K1+豎曲線終點(diǎn)高程=（）= m按照各要素的計(jì)算公式計(jì)算，計(jì)算方法與結(jié)果見(jiàn)表 5.表 豎曲線要素計(jì)算表32Table 31 Calculation table of vertical curveelements calculation table計(jì)算結(jié)果序號(hào) 要素名稱(chēng) 符號(hào) 計(jì)算公式曲線1 坡差 ?12i??2 切線長(zhǎng) T 3 曲線長(zhǎng) L L=R? 4 外距 E RT2?5 豎距 h x2——6 起點(diǎn)樁號(hào) 起KTk??變起 K1+7 終點(diǎn)樁號(hào) 終 ?變終 K1+8 起點(diǎn)高程 起H10Ti??起 9 終點(diǎn)高程 終 20i終 注 1：豎曲線的半徑分別為：R 1=50000m；2：豎距的計(jì)算是相對(duì)某一個(gè)樁號(hào)而計(jì)算的，需要先計(jì)算出該樁號(hào)距離豎曲線變坡點(diǎn)的橫距 ；x 縱斷面圖的繪制33縱斷面圖是路線縱斷面設(shè)計(jì)的成果，也是公路設(shè)計(jì)文件的主要內(nèi)容之一，它和平面圖結(jié)合起來(lái)，就能反映出路線在空間的位置。縱斷面圖我按直角坐標(biāo)法繪制的，以縱坐標(biāo)表示垂直高程，以橫坐標(biāo)表示水平距離。為了更明顯顯示出地面起伏狀況，通常用縱坐標(biāo)比例比橫坐標(biāo)大十倍。我用的比例尺：水平方向?yàn)?1:2022，垂直方向上則為 1：200。(見(jiàn)附圖)4 橫斷面設(shè)計(jì)道路的橫斷面，是指中線上各點(diǎn)的法向切面，它是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所構(gòu)成34的，其中橫斷面設(shè)計(jì)線包括行車(chē)道、路肩、分割帶、護(hù)坡道以及取土坑、棄土堆、環(huán)境保護(hù)等設(shè)施。 路基橫斷面尺寸確定 [11]為滿足汽車(chē)行人以及其它車(chē)輛在公路上正常運(yùn)行要求，路基須有一定寬度。本設(shè)計(jì)為高速公路路基寬為 42m，車(chē)道寬度為 ，硬路肩寬為 ，土路肩寬為 ，中間帶寬為 。如圖 41：圖 41 標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖Fig41 The standard horizontal section 路幅及行車(chē)道寬的確定 [1]本設(shè)計(jì)路段為平原微丘（K0+ ～K3+） ，遠(yuǎn)景交通量為 68058 輛/ 日，根35據(jù)《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》及實(shí)際情況取道路等級(jí)為高速公路，路幅定為整體式雙幅八車(chē)道，中間采用分割帶分開(kāi)。根據(jù)《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》查得平原微丘地區(qū)高速公路行車(chē)道寬度為。 加寬值的確定 [7]當(dāng)汽車(chē)行駛在曲線上，各輪跡半徑不同，其中以后輪軌跡半徑最小，且偏向曲線內(nèi)側(cè)，故曲線內(nèi)側(cè)應(yīng)增加路面寬度，以確保曲線上行車(chē)的順適與安全。 《規(guī)范》規(guī)定：對(duì)于R＞250m 的圓曲線，由于加寬值甚小，可以不加寬。本設(shè)計(jì)中最小圓曲線半徑為1100m＞250m，因此本設(shè)計(jì)不采用加寬。 路肩的確定本設(shè)計(jì)路段為平原微丘地區(qū)高速公路，需要設(shè)置路肩。本設(shè)計(jì)參照我國(guó)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定，選擇的路肩寬度為硬路肩寬度 m[1] ，肩 [1]。硬路肩的坡度為 2%[1]，土路肩的坡度為 3%[1]。在填方路段，為使路肩能匯集路面積水，需在路肩邊緣設(shè)置路緣石。為了便于排水，可在路基邊緣設(shè)置高出路面 10 cm～20 cm [1],寬為 10 cm～15 cm [1]的路緣石。. 中間帶的確定 [11]中間帶是由兩條左側(cè)路緣帶與中央分隔帶組成。中間帶的寬度越寬其作用越明顯，但是對(duì)于我國(guó)寶貴的土地資源，采用較寬的中間帶是很浪費(fèi)的， 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的數(shù)值也隨公路等級(jí)、地形條件變化而有所不同，根據(jù)實(shí)際情況，我在設(shè)計(jì)采用中央分隔帶的寬度為 3m，中央分隔帶兩側(cè)路緣帶的寬度為 。在分隔帶與路面之間設(shè)置路緣石，起導(dǎo)向、連接和便于排水的作用，高度不宜太高（≤20cm） ，因?yàn)樘邥?huì)使高速行駛的汽車(chē)一旦駛?cè)雽a(chǎn)生飛躍甚至翻車(chē)的危險(xiǎn)，所以高速公路因?yàn)榕潘仨氃O(shè)置路緣石時(shí)，應(yīng)使用光滑的斜式或曲線式的，高度不宜小于 12cm。 路拱和超高的確定1. 路拱為了利于路面橫向排水，將路面做成由中央向兩側(cè)傾斜的拱形，稱(chēng)路拱。 《規(guī)范》規(guī)定：路面類(lèi)型為瀝青混凝土路面時(shí)路拱橫坡度取 %～%，本設(shè)計(jì)取 %，以利于橫向排水。2. 超高及作用36當(dāng)汽車(chē)在曲線路段上行駛時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)離心力的作用，危及汽車(chē)的安全穩(wěn)定性。為抵消離心力的作用，在曲線段上將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的形式，這就是曲線上的超高。超高橫坡在圓曲線上是與圓曲線半徑相適宜功能的全超高。在緩和曲線上逐漸變化的超高，是從雙向坡度過(guò)渡到單向坡度的路段。a 超高率的計(jì)算 [7] ????RVi?=% (41)根據(jù)《規(guī)范》可以確定平原微丘地區(qū)高速公路的最大超高為 10%[1]，最小超高為該道路所采用的路拱坡度之值。超高過(guò)大會(huì)使慢行的車(chē)輛產(chǎn)生向曲線內(nèi)側(cè)滑移的可能性，最小超高應(yīng)滿足道路排水性的要求。b 超高的過(guò)渡方式 [7]有中間帶的道路，超高的過(guò)渡有三種方法：繞中間帶中心旋轉(zhuǎn)；繞中央分割帶邊緣旋轉(zhuǎn)；繞各自行車(chē)道中線旋轉(zhuǎn)。本設(shè)計(jì)路段為新建工程采用繞中央分割帶邊緣旋轉(zhuǎn)，行車(chē)道內(nèi)側(cè)不降低，有利于路基縱向排水。如圖 42：圖 42 有中央分隔帶道路超高的過(guò)渡方式Fig 42 The way how to transit the freeboard in the road that has medial dividerc 曲線上超高緩和段長(zhǎng)度的確定在確定緩和曲線最小長(zhǎng)度時(shí)，已經(jīng)考慮了超高緩和段所需要的最短長(zhǎng)度，所以在一般情況下，超高緩和段與緩和曲線長(zhǎng)度相等。但因照顧線形的協(xié)調(diào)性，則超高的過(guò)渡可僅在回旋線的某一區(qū)段內(nèi)進(jìn)行。從有利于排除路面降水考慮，路段的超高漸變率不得小于 1/200 合上述情況并參考有關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)例，本設(shè)計(jì)在各緩和段采用緩和曲線的長(zhǎng)度分別260m、250m 和 245m