【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)上進行路線方案論證與比選，適、線形美觀流暢的原則對平、縱線形進行了合理的組合。橫斷面設(shè)計嚴格按照技術(shù)標。路面結(jié)構(gòu)層材料、排水等進行了設(shè)計。面設(shè)計、路基設(shè)計、路面設(shè)計、排水設(shè)計、概算、專題等。Keywords:：SecondaryRoad；PlanarDesign；LongitudinalDesign；Cross-sectional

　　

【正文】 道路平面設(shè)計 13 22( ) c o s( ) s i nX X J T L H Z AY Y J T L H Z A? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?? （ ） 具體計算結(jié)果見逐樁坐標表 和主點坐標表。 行車視距 為了行車安全，駕駛?cè)藛T應(yīng)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(yīng)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(shè)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(yīng)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。 停車視距可分解為反應(yīng)距離和制動距離兩部分來研究。 反應(yīng)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(yīng)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。根據(jù)實測資料，設(shè)計上采用感覺時間為 ，制動反應(yīng)時間取 ，是較適當?shù)摹８杏X和制動反應(yīng)的總時間 t=，在這個時間內(nèi)汽車行駛的距離為； 1 ? （ ） 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： 22 254( )VS ??? ? （ ） 故停車視距為： 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第三章 道路平面設(shè)計 14 212 3 . 6 2 5 4 ( )T V t VS S S f ?? ? ? ? ? （ ） 計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)計速度為 120～ 80km/h 采用設(shè)計速度的 85％ ， 60～40km/h 采用設(shè)計速度 90%、 30～ 20km/h 采用原設(shè)計速度。標準規(guī)定設(shè)計速度為 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 第四章 縱斷面設(shè)計 15 第四章 縱斷面設(shè)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(shè)計線，它是設(shè)計人員經(jīng)過技術(shù)上．經(jīng)濟上以及美學(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。縱斷面設(shè)計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。 縱坡及坡長設(shè)計 坡長設(shè)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(yīng)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。 最小坡長通常規(guī)定汽車以設(shè)計速度行駛（ 9～ 15s）的行程為宜?！稑藴省芬?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，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。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、運輸成本及河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第四章 縱斷面設(shè)計 16 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，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(fù)比較定出設(shè)計縱坡。 縱坡設(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。 （ 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）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。 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 第四章 縱斷面設(shè)計 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，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》還規(guī)定各級公路的最小合成坡度不宜小于 %；當合成坡度小于 %時，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，在凸形河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第四章 縱斷面設(shè)計 18 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： 2 2()va m sR? （ ） 用 V(km/h)表示并整理，得： 2 ()13VRma? （ ） 根據(jù)試驗，認為離心加速度 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《標準》規(guī)定的凹形豎曲線最小半徑值： 2min ?或 2min ?? （ ） （ 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： 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。 豎曲線計算 如圖 41 所示，設(shè)變坡點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 ? 為“ +”時，表示凹形豎曲線； ? 為“ － ”時，表示凸形豎曲線。 豎曲線要素計算公式： 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 第四章 縱斷面設(shè)計 19 外距 22TE R? T TLEi 1i 2hxQPyx 圖 42 豎曲線要素示意圖 （ 1）計算豎曲線要素： 變坡點樁號為 K6+830 1i =+%， 2i =? %， 半徑 R=2021m。 21ii???=? %? %=? %，為凸形。 曲線長 LR?? =2021 %= 切線長 T=L2 = 外距 22TE R? = 變坡點樁號為 K7+850 1i =? %， 2i =+%， 半徑 R=3000m。 21ii???=%? （ ? %） =+%，為凹形。 曲線長 LR?? =3000 %= 切線長 T=L2 = 外距 22TE R? = （ 2）計算設(shè)計高程： 變坡點樁號為 K6+830 豎曲線起點樁號 =(K6+830)? =K6+ 豎曲線起點高程 =? %= 豎曲線終點樁號 =(K6+830)+= K6+ 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第四章 縱斷面設(shè)計 20 豎曲線終點高程 =+%= 橫距： 1x =(K6+830)? (K6+)= 縱距： 211 2xy R? = 變坡點樁號為 K7+850 豎曲線起點樁號 =(K7+850)? =K7+ 豎曲線起點高程 =? %= 豎曲線終點樁號 =(K8+210)+=K7+ 豎曲線終點高程 =+%= 橫距： 1x =(K7+850)? (K7+)= 縱距： 211 2xy R? = 具體計算結(jié)果見附表縱坡、豎曲線表 道路平縱線形組合設(shè)計 平、縱線形組合設(shè)計是指在滿足汽車運動學(xué)和動力學(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。對于設(shè)計速度大 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。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)指標大小應(yīng)均衡。 （ 3）選擇組合得當?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。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第