【導(dǎo)讀】地地形、氣候、水文、地質(zhì)等資料的收集，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行路線方案論證與比選，適、線形美觀流暢的原則對(duì)平、縱線形進(jìn)行了合理的組合。橫斷面設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)。路面結(jié)構(gòu)層材料、排水等進(jìn)行了設(shè)計(jì)。面設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、路面設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)、概算、專題等。Keywords:：SecondaryRoad；PlanarDesign；LongitudinalDesign；Cross-sectional

　　

【正文】 道路平面設(shè)計(jì) 13 22( ) c o s( ) s i nX X J T L H Z AY Y J T L H Z A? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?? （ ） 具體計(jì)算結(jié)果見逐樁坐標(biāo)表 和主點(diǎn)坐標(biāo)表。 行車視距 為了行車安全，駕駛?cè)藛T應(yīng)能隨時(shí)看到汽車前面相當(dāng)遠(yuǎn)的一段路程，一旦發(fā)現(xiàn)前方路面上有障礙物或迎面來(lái)車，能及時(shí)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(huì)車視距、錯(cuò)車視距、超車視距。前三種屬于對(duì)向行駛，第四種屬于同向行駛。停車視距是最基本的要求，無(wú)論是單車道、雙車道，有分隔帶或無(wú)分隔帶，各級(jí)公路都是應(yīng)保證的。對(duì)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(cuò)車和會(huì)車問題，在路中央劃線，嚴(yán)格實(shí)行分道行駛的雙車道公路有停車視距也就夠了。 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定二、三、四級(jí)公路的視距不得小于停車視距的兩倍，對(duì)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(duì)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(shí)已經(jīng)作了考慮。在設(shè)計(jì)時(shí)，只要滿足規(guī)范中最小豎曲線半徑的要求，也就同時(shí)滿足了豎曲線上視距的要求。所以，在視距檢查中，應(yīng)重點(diǎn)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。 停車視距可分解為反應(yīng)距離和制動(dòng)距離兩部分來(lái)研究。 反應(yīng)距離是當(dāng)駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方的阻礙物，經(jīng)過(guò)判斷決定采取制動(dòng)措施的那一瞬間到制動(dòng)器真正開始起作用的那一瞬間汽車所行駛的距離。這段時(shí)間又 可分為“感覺時(shí)間”和“反應(yīng)時(shí)間”。感覺時(shí)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(jī)敏度以及大氣的可見度等。根據(jù)實(shí)測(cè)資料，設(shè)計(jì)上采用感覺時(shí)間為 ，制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間取 ，是較適當(dāng)?shù)?。感覺和制動(dòng)反應(yīng)的總時(shí)間 t=，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離為； 1 ? （ ） 制動(dòng)距離是指汽車從制動(dòng)生效到汽車完全停住，這段時(shí)間內(nèi)所走的距離： 22 254( )VS ??? ? （ ） 故停車視距為： 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 道路平面設(shè)計(jì) 14 212 3 . 6 2 5 4 ( )T V t VS S S f ?? ? ? ? ? （ ） 計(jì)算停車視距所采用的 ? 應(yīng)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 V 是：設(shè)計(jì)速度為 120～ 80km/h 采用設(shè)計(jì)速度的 85％ ， 60～40km/h 采用設(shè)計(jì)速度 90%、 30～ 20km/h 采用原設(shè)計(jì)速度。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)計(jì)速度為 60km/h的公路的停車視距為 75m。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 縱斷面設(shè)計(jì) 15 第四章 縱斷面設(shè)計(jì) 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(diǎn)的高程面點(diǎn)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(shè)計(jì)線，它是設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)技術(shù)上．經(jīng)濟(jì)上以及美學(xué)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(shè)計(jì)線是由直線和豎曲線組成的。 直 坡 (即均勻坡度線 )有上坡和下坡，是用坡度和水平長(zhǎng)度表示的。直線的坡度和長(zhǎng)度影響著汽車的行駛速度和運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)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(lái)決定的。 縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì) 坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)的一般要求 坡長(zhǎng)是縱斷面上相鄰兩變坡點(diǎn)間的長(zhǎng)度：坡長(zhǎng)限制，主要是對(duì)較陡縱坡的最大長(zhǎng)度和一般縱坡的最小長(zhǎng)度加以限制。 （ 1）最小坡長(zhǎng) 縱斷面上若變坡點(diǎn)過(guò)多，從行車來(lái)看，縱向起伏變化頻 繁，會(huì)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(lái)看，相鄰變坡點(diǎn)之間的距離不宜過(guò)短，最短應(yīng)不小于相鄰豎曲線的切線長(zhǎng)，以使插入適當(dāng)?shù)呢Q曲線來(lái)緩和縱坡的要求，同時(shí)也便于平縱面線形的合理組合與布置。 最小坡長(zhǎng)通常規(guī)定汽車以設(shè)計(jì)速度行駛（ 9～ 15s）的行程為宜?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了各級(jí)道路的最小坡長(zhǎng)，設(shè)計(jì)速度為 60km/h 的道路最小坡長(zhǎng)是 200m。 （ 2）最大坡長(zhǎng)坡長(zhǎng)太短對(duì)行車不利，而長(zhǎng)距離的陡坡對(duì)汽車行駛也很不利，特別是當(dāng)縱坡為 5％以上時(shí)，汽車上坡時(shí)克服坡度阻力，采用低速檔行駛，坡長(zhǎng) 過(guò)長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間使用低速檔行駛，使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，行駛無(wú)力，而下坡時(shí)，則因坡度過(guò)陡，坡段過(guò)長(zhǎng)頻繁制動(dòng)，影響行車安全。我國(guó)在制定各級(jí)公路縱坡長(zhǎng)度的限制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，進(jìn)行了大量的調(diào)查和試驗(yàn)研究工作，同時(shí)也參考了國(guó)內(nèi)外大量資料。在此基礎(chǔ)上，《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了各級(jí)公路的最大坡長(zhǎng)。 二級(jí)公路，當(dāng)連續(xù)縱坡大于 5％時(shí)，應(yīng)在不大于標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的長(zhǎng)度處設(shè)置緩和坡段；緩和坡段的縱坡應(yīng)不大干 3％，其長(zhǎng)度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的最小坡長(zhǎng)要求。 最大縱坡 最大縱坡是指在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)各級(jí)道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設(shè)計(jì)的重要控制指標(biāo)。在地 形起伏較大地區(qū)，直接影響路線的長(zhǎng)短、使用質(zhì)量、運(yùn)輸成本及河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 縱斷面設(shè)計(jì) 16 造價(jià)。 確定最大縱坡時(shí)不僅要考慮汽車的動(dòng)力特性、道路等級(jí)、自然條件三個(gè)方面因素，還要考慮工程和運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)等。我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定最大縱坡時(shí)，對(duì)汽車在坡道上行駛情況進(jìn)行了大量調(diào)查、試驗(yàn)，并廣泛征求了各有關(guān)方面特別是駕駛員的意見，同時(shí)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(fèi)用和營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)等，經(jīng)綜合分析研究后確定了最大縱坡值。我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定設(shè)計(jì)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，應(yīng)設(shè)置不小于 ％的縱坡 (一般情況下以采用不小于 ％為宜 )。 為使縱坡設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，必須在全面掌握勘測(cè)資料基礎(chǔ)上，結(jié)合選線的縱坡安排意圖，經(jīng)過(guò)綜合分析、反復(fù)比較定出設(shè)計(jì)縱坡。 縱坡設(shè)計(jì)的一般要求為： （ 1）縱坡設(shè)計(jì)必須滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)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(guò)大和過(guò)于頻繁。 （ 3）縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)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(jì)應(yīng)考慮填挖平衡，盡量使挖方運(yùn)作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價(jià)和節(jié)省用地。 （ 5）在實(shí)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。 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，如圖 41所示。計(jì)算公式為： 22hI i i?? （ ） 式中 ： I — 合成坡度； i — 路線縱坡度； hi — 超高橫坡度。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 縱斷面設(shè)計(jì) 17 圖 41 合成坡度 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(shí)，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(dāng)縱坡大而平曲線半徑小時(shí)，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(lái)危險(xiǎn)。所以，當(dāng)平曲線與坡度組合時(shí)，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(dāng)?shù)姆秶詢?nèi)。 實(shí)踐證明，合成坡度對(duì)于控制急彎和陡坡組合的路段縱坡設(shè)計(jì)是非 常必要的．在條件許可時(shí)，以采用較小的合成坡度為宜。 我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》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(guò)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。為了保證路面排水，《規(guī)范》還規(guī)定各級(jí)公路的最小合成坡度不宜小于 %；當(dāng)合成坡度小于 %時(shí)，應(yīng)采用綜合排水措施，以保證路面排水暢通。 豎曲線 縱斷面上兩個(gè)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(jì)和計(jì)算上，拋物線則比圓曲線方便得多， 因此本設(shè)計(jì)采用二次拋物線作為豎曲線。 豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度的確定 在縱斷面設(shè)計(jì)中，豎曲線的設(shè)計(jì)要受眾多因素的限制，其中有三個(gè)限制因素決定著豎曲線的最小半徑或最小長(zhǎng)度。 （ 1）緩和沖擊 汽車行駛在豎曲線上時(shí)，產(chǎn)生徑向離心力。這個(gè)力在凹形豎曲線上是增重，在凸形河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 縱斷面設(shè)計(jì) 18 豎曲線于是減重。這種增重與減重達(dá)到某種程度時(shí)，旅客就有不舒適的感覺，同時(shí)對(duì)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(shí)，對(duì)離心加速度應(yīng)加以控制，汽車在豎曲線上行駛時(shí)其離心加速度為： 2 2()va m sR? （ ） 用 V(km/h)表示并整理，得： 2 ()13VRma? （ ） 根據(jù)試驗(yàn)，認(rèn)為離心加速度 a 限制在 ～ ；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(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的凹形豎曲線最小半徑值： 2min ?或 2min ?? （ ） （ 2）時(shí)間行程不過(guò)短 汽車從直坡道行駛到豎曲線上，盡管豎曲線半徑較大。當(dāng)坡角很小時(shí)，豎曲線長(zhǎng)度也很短。其長(zhǎng)度過(guò)短，汽車倏忽而過(guò)，駕駛員產(chǎn)生變坡很急的錯(cuò)覺，旅客也 會(huì)感到不舒適。因此，應(yīng)限制汽車在豎曲線上的行程時(shí)間不過(guò)短。最短應(yīng)滿足 3s 行程，即： min VL ?? （ ） （ 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(huì)阻擋駕駛員的視線。若在凹形豎曲線上時(shí)，也同樣存在視距問題，對(duì)地形起伏較大地區(qū)的道路，在夜間行車時(shí)，若豎曲線半徑過(guò)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(duì)豎曲線的最小半徑和最小長(zhǎng)度應(yīng)加以限制。 豎曲線計(jì)算 如圖 41 所示，設(shè)變坡點(diǎn)相鄰兩直坡段坡度分別為 1i 和 2i ，它們的代數(shù)差用 ? 表示，即 21ii???，當(dāng) ? 為“ +”時(shí)，表示凹形豎曲線； ? 為“ － ”時(shí)，表示凸形豎曲線。 豎曲線要素計(jì)算公式： 半徑 LR ?? 切線 LR?? 曲線 22LRT ??? 豎距 22xh R? 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 縱斷面設(shè)計(jì) 19 外距 22TE R? T TLEi 1i 2hxQPyx 圖 42 豎曲線要素示意圖 （ 1）計(jì)算豎曲線要素： 變坡點(diǎn)樁號(hào)為 K6+830 1i =+%， 2i =? %， 半徑 R=2021m。 21ii???=? %? %=? %，為凸形。 曲線長(zhǎng) LR?? =2021 %= 切線長(zhǎng) T=L2 = 外距 22TE R? = 變坡點(diǎn)樁號(hào)為 K7+850 1i =? %， 2i =+%， 半徑 R=3000m。 21ii???=%? （ ? %） =+%，為凹形。 曲線長(zhǎng) LR?? =3000 %= 切線長(zhǎng) T=L2 = 外距 22TE R? = （ 2）計(jì)算設(shè)計(jì)高程： 變坡點(diǎn)樁號(hào)為 K6+830 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào) =(K6+830)? =K6+ 豎曲線起點(diǎn)高程 =? %= 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào) =(K6+830)+= K6+ 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 縱斷面設(shè)計(jì) 20 豎曲線終點(diǎn)高程 =+%= 橫距： 1x =(K6+830)? (K6+)= 縱距： 211 2xy R? = 變坡點(diǎn)樁號(hào)為 K7+850 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào) =(K7+850)? =K7+ 豎曲線起點(diǎn)高程 =? %= 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào) =(K8+210)+=K7+ 豎曲線終點(diǎn)高程 =+%= 橫距： 1x =(K7+850)? (K7+)= 縱距： 211 2xy R? = 具體計(jì)算結(jié)果見附表縱坡、豎曲線表 道路平縱線形組合設(shè)計(jì) 平、縱線形組合設(shè)計(jì)是指在滿足汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)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。對(duì)于設(shè)計(jì)速度大 于等于 60 hkm 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(biāo)均衡、視覺良好、景觀協(xié)凋、安全舒適。設(shè)計(jì)速度愈高，線形設(shè)計(jì)可考慮的因素應(yīng)周全。其原則如下： （ 1）應(yīng)在視覺上能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。 （ 2）注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。 （ 3）選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于行車安全和路面排水? （ 4）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(dǎo)視線的作用。 （ 5）當(dāng)豎曲線與平曲線組合時(shí)，豎曲線宜包含在平 曲線之內(nèi)，且平曲線應(yīng)稍長(zhǎng)于豎曲線。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第