【導(dǎo)讀】豎曲線各要素計算公式......

　　

【正文】 不宜過大。緩和坡段的具體位置應(yīng)結(jié)合縱向地形起伏情況，盡量減少填挖工程數(shù)量，同時應(yīng)考慮路線的平面線形要素。在一般情況下，緩和坡段宜設(shè)置在平面的直線或較 大半徑的平曲線上，以充分發(fā)揮緩和坡段的作用，提高整條公路的使用質(zhì)量。 表 各級公路縱坡長度限制 `` 高速公路 一 二 三 四 計算行 120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20` 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 14 車速度(km/h) 縱 坡 坡 度 (%) 3 900 1000 1100 1200 1000 1100 4 700 800 900 1000 800 1000 900 1100 1000 1100 1100 1200 5 600 700 800 800 700 900 800 900 900 1000 6 500 600 600 700 600 700 700 700 800 7 500 500 600 8 300 400 9 200 所以，本設(shè)計中坡度及坡長取值，均滿足設(shè)計規(guī)范要求。 豎曲線設(shè)計 曲線最小半徑和最小長度 在縱斷面設(shè)計中，豎曲線的設(shè)計要素受眾多因素的限制，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 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，在凸形豎曲線上是減重。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)也有不利的影響，所以確定豎曲線半徑時，對離心加速度要加以控制。根據(jù)試驗，認為離心加速度限制在 178?！? m/s178。比較合適 。 2m in2m in ?VLVR ?? 或 汽車從直坡道行駛到豎曲線上，盡管豎曲線半徑較大 ,如其長度過短 ,汽車倏忽而過旅客會感到不舒適 。 最短應(yīng)滿足 3秒行程 ,即 in VVtL ?? 汽車行駛在凸形豎曲線上 ,如果半徑太小 ,會阻擋司機的視線 .為了行車安全 ,對凸形豎曲線的最小半徑和最小長度應(yīng)加以限制 。 當汽車行駛在凹形豎曲線上時 ,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 。在高速公路及城市道路上有許多跨線橋、門式交通標志及廣告宣傳牌等 ,如果它們正好處在凹形豎曲線上方 ,也會影響駕駛員的視線 。 根據(jù)以上緩和沖擊、時間行程及視距要求三個限制因素，可計算出各行車速度時 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 15 的凸、凹形豎曲線的最小半徑和最小長度，如下表 ，表 。 表 凸形豎曲線最小長度 變坡點 計算行車速度（ km/h） 停車視距 TS （ m） ? =2i 1i (%) 緩和沖擊 ?VL ? (m) 視距要求 42min ?TSL ? (m) K1+720 120 210 表 凹形 豎曲線最小長度 變坡點 計算行車速度 （ km/h） 停車視距 TS （ m） ? =2i 1i (%) 緩和沖擊 ?VL ? (m) 橋下視距 ?TS (m) K0+640 120 210 K2+560 120 210 表 公路豎曲線最小半徑和最小長度 計算行車速度 km/m 120 100 80 60 40 30 20 凸形豎曲線半徑 極限最小值(m) 11000 6500 3000 1400 450 250 100 一般最小值(m) 17000 10000 4500 2020 700 400 100 凹形豎曲線半徑 極限最小值(m) 4000 3000 2020 1000 450 250 100 一般最小值(m) 6000 4500 3000 1500 700 400 200 豎曲線最小長度 (m) 100 85 70 50 35 25 20 表 視覺要求的最小豎曲線半徑 計算行車速度(km/h) 豎曲線半徑 (m) 計算行車速度 (km/h) 豎曲線半徑 (m) 凸形 凹形 凸形 凹形 120 2020 12020 80 12020 8000 100 16000 10000 40 3000 2020 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 16 上表 ,表 為《公路工程技術(shù)標準》中規(guī)定的豎曲線半徑取值依據(jù)。 所以，綜合以上表 、 、 、 ，暫取凹形豎曲線半徑 R=9000m,凸 形豎曲線半徑 R=6000m。 豎曲線各要素計算公式 圖 豎曲線要素示意圖 各要素計算公式如下： ?? LRRL ?? 或 () 22 ?RLT ?? () Rxh 22? () 8422 ?? LTRTE ??? () 式中 : L — 豎曲線長度 (m)； R — 豎曲線半徑 (m)； ? — 坡差 (%)， 12 ii ??? ， ? 為“ +”時表示凹形豎曲線， ? 為“ ”時表示凸形豎曲線； T — 豎曲線切線長 (m)； x — 計算點至起算點的距離 (m)； h — 豎曲線上任一點豎距 (m)； E — 豎曲線外距 (m)。 平縱組合設(shè)計 公路線形最終是以平縱橫面所組合的立體線形反映于駕駛員的視覺上，為保證汽車行駛的安全與舒適，應(yīng)把道路平、縱面結(jié)合作為立體線形來分析研究。對于不同設(shè)計速度的公路平面與縱面的組合設(shè)計指導(dǎo)原則有所不同。當計算行車速度大于或等于60km/h 時，必須注重平、縱的合理組合；而當計算行車速度小于或等于 40km/h 時，首先應(yīng)在保證行駛安全的前提下，正確地運用線形要素規(guī)定值（最大、最小值），在 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 17 條件允許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組 合。 平面線形與縱斷面線形的組合，不僅要滿足汽車的動力特性要求，而且應(yīng)充考慮駕駛員在視覺、心理上的要求。一般應(yīng)考慮以下幾點： ，并保持視覺的連續(xù)性。在視覺上能否自然地誘導(dǎo)視線，是衡量平、縱線形組合的最基本的問題。因此，平曲線與豎曲線要一一對應(yīng)，且平曲線比豎曲線更長，即所謂的“平包豎”，這種組合能較好地保持視覺上連續(xù)性。豎曲線的起終點最好分別放在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，其中任一點都不要放在緩和曲線以外的直線上，也不要放在圓弧段之內(nèi)。若平、豎曲線半徑都很大且坡率差較小時，則 平、豎位置可不受上述限制；若做不到平、豎曲線較好的組合，寧可把兩者拉開相當距離，使平曲線位于直坡段或豎曲線位于直線上。要避免在一個平曲線或一段長直線內(nèi)包含幾個豎曲線。 、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，而且與工程費用相關(guān)。注意保持平、縱線形的協(xié)調(diào)均衡，采用長曲線較采用直線可使線形舒順流暢。研究認為：當平曲線半徑在 1000m 以下時，豎曲線半徑宜為平曲線半徑的10～ 20 倍，此時可獲得視覺與工程費用經(jīng)濟的平衡。如當平曲線半徑為 1500m 時，豎曲線半徑宜為 60000m。而本設(shè)計中， 平曲線半徑為 1500m，選用的凸形豎曲線半徑為65000m,符合要求。 ，以利于路面排水和行車安全。為避免合成坡度過小，凸形豎曲線的頂部和凹形豎曲線的底部，不得與反向曲線的拐點重合；小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊，特別是凹形豎曲線。 。 豎曲線平曲線直線回旋線回旋線直線 圓曲線 圖 平曲線與豎曲線的組合 綜合考慮，圖 即為本設(shè)計中所選的平豎組合形式。 路基、橋涵、對路線縱斷面的要求 中央分隔帶的外側(cè)邊緣標高； ，路基設(shè)計標高一般應(yīng)高出所規(guī)定的洪水頻率計算水位 以上； 、中橋橋頭引道（在洪水泛濫范圍內(nèi)）的路基設(shè)計標高，一般應(yīng)高于該橋設(shè)計洪水位至少 ；小橋涵附近的路基設(shè)計標高應(yīng)高于橋（涵）前壅水水位至少 ； 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 18 、泥沼、多年凍土等地區(qū)路基要特別處理（本設(shè)計中未考慮）； 、橋下所需凈空高度和橋涵構(gòu)造條件決定?？缇€橋和通道要求的最低路基設(shè)計高程由凈空高度和跨線構(gòu)造物（或通道）的構(gòu)造條件決定。橋下為道路時 ，高速公路凈空高度為 ；鄉(xiāng)村道路中一般人行通道凈高不小于 ；畜力車及拖拉機通道凈高不小于 ；汽車通道不得小于 ； ，可考慮采用下列方案進行比選： (1)適當提高路基高度； (2)采用建筑高度小的橋梁上部結(jié)構(gòu)，如預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)板梁或標準化裝配式結(jié)構(gòu)的上部構(gòu)造； (3)適當加大橋梁跨徑或改用多孔較小跨徑的橋涵； ；大、中橋上的縱坡不宜大于 4%，緊接大、中橋橋頭兩端的引道縱坡應(yīng)與橋上縱坡相同，其長度不宜小于 3s 行程；位于市鎮(zhèn)附近非汽車交通較多地段，橋上及橋頭引道縱坡不得大于 3%。 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 19 5. 橫斷面設(shè)計 橫斷面設(shè)計方法 道路橫斷面是道路中線上各點的法向切面 ,其包括行車道、人行道、中央分隔帶、路肩、護坡、邊溝、路界石等 。道路橫斷面設(shè)計應(yīng)根據(jù)交通量、地形、地質(zhì)、行車速度等進行設(shè)計。 道路建筑界限及用地 道路建筑界限是指為保證車輛、行人安全、對道路和橋面上以及隧道中規(guī)定的高度和寬度范圍類不允許有任何障礙物的空間界限，又稱建筑凈空。建筑界限由凈高和凈寬兩部分組成。在道路橫斷面設(shè)計中，道路標志、護欄、照明燈柱、電 桿、行道樹以及跨線橋的橋臺、橋墩等的任何部分不得侵入建筑界限之內(nèi)。 公路建筑界限劃定原則： ； ，其上緣邊界線與路面超高橫坡垂直； ，上緣邊界線與超高橫坡平行。 公路用地，指為修建、養(yǎng)護公路及其沿線設(shè)施而依據(jù)國家規(guī)定所征用的地幅。它既要根據(jù)公路建設(shè)的需要，保證必須的用地，又要考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及照顧群眾利益，盡可能節(jié)省用地。對新建公路，用地范圍指路堤兩側(cè)排水溝外緣以外路塹坡頂截水溝外緣以外不小于 1m 的土地為公路用地范圍。在有條件地段，一級、高速路不小于 3m，二級路不小于 2m。 改建公路保持原有用地范圍不變情況下參照新建路規(guī)定。沿線房屋、料場、苗圃、防護林及防沙、防雪特殊地質(zhì)地段應(yīng)根據(jù)需要確定用地范圍。 橫斷面組成 公路橫斷面的組成應(yīng)根據(jù)公路等級、設(shè)計速度、地形、氣候、地質(zhì)等條件來確定，以保證公路的交通安全、通行能力、路基的強度和穩(wěn)定性。高速公路的橫斷面分為整體式和分離式兩種。橫斷面組成主要包括：行車道、中間帶（分離式?jīng)]有）、路肩、邊坡、排水設(shè)施（邊溝、排水溝等）等。根據(jù)需要，可能要布置緊急停車帶、變速車道、爬坡車道，在邊坡上可能有護坡道、碎落臺等。 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 20 交通量情況 見上述 交通量資料，暫定為二車道設(shè)置。車道數(shù)驗算如下： 已知平原區(qū)一級公路，設(shè)計車速為 80km/h，預(yù)計遠景年限的年平均日交通量（ AADK） 為 51788 輛 /日（ pcu/d） ，交通量方向分布系數(shù) D 為 ，達到二級服務(wù)水平，計算其車道數(shù)。 )( CVfffCC HVSWCWBD ????? () 式中： DC — 設(shè)計通行能力（ pcu/h/ln） ； BC — 高速公路的基本通行能力 (pcu/h/ln)； CWf — 行車道寬度對通行能力的修正系數(shù)； SWf — 側(cè)向余寬對通行能力的修正系數(shù)； HVf — 交通組成對通行能力的修正系數(shù)； )(CV — 服務(wù)水平相對應(yīng)的最大的服務(wù)交通量與基本通行能力之比。 上式 ()中： ln//2200 hpcuC B ? （設(shè)計車速為 80km/h 時） ?CV （二級服務(wù)水平） ?CWf （車道寬度取 時） 1 of HV ???????? 故 ln//1 0 4 2 0 0 hp c uC D ?????? 車道數(shù) )(21042 取整???????DCDKA A D KN 因此，擬建公路需要車道，符合要求。 橫斷面要素的確定 橫斷面要素的確定主要是確定組成公路路幅的各部分的幾何尺寸，在實際設(shè)計中，一般是根據(jù)公路等級和交通量的大小，參考《公路工程技術(shù) 標準》中各級公路路基橫斷面來確定，同時結(jié)合當?shù)亟煌ㄒ?guī)劃和有關(guān)要求進行適當?shù)恼{(diào)整。 行車道寬度直接影響道路的通行能力、行車速度、行車安全、工程造價等。行車道寬度必須有能滿足錯車、超車或并列行駛及車輛與路肩間所必需的余寬。路面寬度 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 21 主要決定于車道數(shù)和每一車道的寬度。 根據(jù)《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定，當設(shè)計車