【正文】 （ 5）當(dāng)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。 （ 4）注意與道路周圍環(huán)境的配合。 （ 2）注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。設(shè)計速度愈高，線形設(shè)計可考慮的因素應(yīng)周全。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。 21ii???=%? （ ? %） =+%，為凹形。 21ii???=? %? %=? %，為凸形。 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(dāng) ? 為“ +”時，表示凹形豎曲線； ? 為“ － ”時，表示凸形豎曲線。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，應(yīng)限制汽車在豎曲線上的行程時間不過短。當(dāng)坡角很小時，豎曲線長度也很短。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(rèn)為離心加速度 a 限制在 ～ ；比較合適。 （ 1）緩和沖擊 汽車行駛在豎曲線上時，產(chǎn)生徑向離心力。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。豎曲線的線形有用圓曲線的，也有用拋物線形的。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(dāng)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。 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。 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(dāng)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。 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。 （ 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。 （ 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。 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。我國《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定設(shè)計速度為 60km/h 的公路最大縱坡是 6％。 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。它是道路縱斷面設(shè)計的重要控制指標(biāo)。 二級公路，當(dāng)連續(xù)縱坡大于 5％時，應(yīng)在不大于標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的最小坡長要求。我國在制定各級公路縱坡長度的限制標(biāo)準(zhǔn)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?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(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。 （ 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(dāng)?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。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?？v斷面設(shè)計線是由直線和豎曲線組成的。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)計速度為 60km/h的公路的停車視距為 75m。感覺和制動反應(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。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。 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。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。 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。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(yán)格實行分道行駛的雙車道公路有停車視距也就夠了。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。 行車視距可分為停車視距、會車視距、錯車視距、超車視距。 = 設(shè)直線上任意樁里程為 L， ZH、 HZ 表示曲線 起、終點里程，則前直線上任意點坐標(biāo)（ L ZH? ）為： 11( ) c o s ( 1 8 0 )( ) s i n ( 1 8 0 )X X J T Z H L AY Y J T Z H L A? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? （ ） 后直線上任意點坐標(biāo)（ L HZ? ）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 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(biāo)表 和主點坐標(biāo)表。 )= HZ 的樁號 K6+，則 HZ 點坐標(biāo) HZX =+176。 )= ZHY =+(176。 ZH 的樁號 K6+，則 ZH 點坐標(biāo)： ZHX =+(176。1A = ， 176。 DX=? =? DY=? = 交點間距： 22( 50 26 ) + ( 15 62 3) = 53 07 1? 象限角： a r c ta n 17 .2 86 9DYDX? ?? DX 0 DY 0＜ ， ＞ 所以 1 1 8 0 1 6 2 .7 1 3 1A ? ?? ? ? 同樣的方法可以計算出 2 ?? 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 12 所以轉(zhuǎn)角 1 2 1 2 0 9 . 9 5 5 2 1 6 2 . 7 1 3 1 4 7 . 2 4 2 1AA? ?? ? ? ? ? (2) 直線上中樁坐標(biāo)計算 如圖 32， 設(shè)交點坐標(biāo)為 ( , )JD XJYJ ，交點相鄰直線的方位角分別為 1A 和 2A 。 逐樁坐標(biāo)的計算 (1) 路線轉(zhuǎn)角、交點間距、曲線要素及主點樁 計算 設(shè)起點坐標(biāo)為 0 0 0( , )D XJ YJ ，第 i 個交點坐標(biāo)為 ( , )i i iJD XJ YJ ， i= 1， 2， … ， n，則坐標(biāo)增量 ： 1iiDX XJ XJ??， 1iiDY YJ YJ?? 交點間距 ： 22( ) ( )S D X D Y?? （ ） 象限角 ： arctanDYDX? ? （ ） 計算方位角 A ： 000 0 18 00 0 18 00 0 36 0 DX DY ADX DY ADX DY ADX DY A??????????＞ ， ＞ 時 ，＜ ， ＞ 時 ，＜ ， ＜ 時 ，＞ ， ＜ 時 ， 轉(zhuǎn)角 ： 1i i iAA? ?? （ ） i? 為 “ +”表示 路線右 轉(zhuǎn) ， i? 為 “ － ”表示 路線左 轉(zhuǎn)。 min VLm?（ ） （ ） （ ） 《標(biāo)準(zhǔn)》制定了各級公路緩和曲線的最小長度，如表 32： 表 32 各級公路緩和曲線最小長度 設(shè)計速度（ km/h） 120 100 80 60 40 30 20 緩和曲線最小長度（ m） 一般值 130 120 100 80 50 40 25 最小值 100 85 70 60 40 30 20 平面線形要素 道路平面線形的基本組合為：直線 — 緩和曲線 — 圓曲線 — 緩和曲線 — 直線。 （ 3）行駛時間不過短 緩和曲線不管其參數(shù)如何，都不可使車輛在緩和曲線上的行駛時間過短，過短會使駕駛員操作不便，甚至造成駕駛操縱的緊張和忙亂。 （ 2）超高漸變率適中 由于在緩和曲線上設(shè)置有超高過渡段，如果過渡段太短則會因路面急劇地由雙坡變?yōu)閱纹露纬梢环N扭曲的面， 對行車和路容均不利。 若以 V （ kmh ）表示設(shè)計速度，則最小緩和曲線長度 (min)sL 的計算公式： 3(m in ) 0 .0 2 1 4 ( )s sVLmRa? （ ） 式中的離心加速度變化率 s? 采用什么值，各國不盡相同。 一般用回旋線作為緩和曲線。 緩和曲線的線形應(yīng)符合行駛軌跡，它的幾何特征應(yīng)滿足汽車軌跡的三條幾何特征。 緩和曲線 緩和曲線是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。 （ 2）條件受限制時，可采用大于或接近于圓曲線最小半徑的“一般 值”；地形條件特殊困難而不得巳時，方可采用圓曲線最小半徑的“極限值”。 在適應(yīng)地形的情況下應(yīng)選用較大的曲線半徑。 根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（如表 31 圓曲線最小半徑），二級公路，當(dāng)設(shè)計車速為 60km/h 時，圓曲線最小半徑為 200m。 汽車在曲線上行駛時，除了受重力作用外，還受到離心力的作用，這種離心力的作用使汽車有兩種橫向不穩(wěn)定的危險，即汽車向外滑移和汽車向外傾覆。在路線改變方向的轉(zhuǎn)折處 (即交點處 )，往往可插入與兩端直 線相切的圓曲線來實現(xiàn)路線方向的改變。 圖 32 反向曲線間的直線 《規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)設(shè)計速度≥ 60km/h 時，反向圓曲線間直線最小長度（以 m計）以不小于設(shè)計速度（以 km/h 計）的 2倍為宜。 反向圓曲線間的直線長度是指兩個轉(zhuǎn)向相反的相鄰圓曲線間未設(shè)緩和曲線時的直線長度， 如圖 32 所示 。直線的最大長度應(yīng)有所限制，當(dāng)采用長的直線線形時，為彌補景觀單調(diào)之缺陷，應(yīng)結(jié)合沿線具體情況采取相應(yīng)的措施。 但是，過長的直線并不好。 直線 直線，作為平面線形要素之一， 在道路設(shè)計中使用較多。 汽車在道路的曲線路段上行駛，如平曲線長度過短，駕駛員需急轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤，在高速行駛時是不安全的，也會使離心加速度變化率過大，使乘客感到不舒適。 為使一條道路上的車輛盡量以均勻的速度行駛，應(yīng)注意各線形要素保持連續(xù)性而不河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第三章 道路平面設(shè)計 6 出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的突變。 （ 1） 平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào) 。 平面線形設(shè)計 道路平面線形設(shè)計，是根據(jù)汽車行駛的力學(xué)性質(zhì)和行駛軌跡要求，合理地確定各線形要素的幾何參數(shù)，保持線形的連續(xù)性和均衡性，避免采用長直線，并注 意使線形與地形、地物、環(huán)境和景觀等協(xié)調(diào)。與之對應(yīng)的行駛軌跡分別為直線、圓曲線和緩和曲線。 路線平面的形狀稱為平面線形，其三要素為直線、圓曲線和緩和曲線。因此，在路線的平面設(shè)計中，主要考察汽車的行駛軌跡。路線設(shè)計是指確定路線空間位置和各部分幾何尺寸。 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 5 第三章 道路平面設(shè)計 概述 道路是一個帶狀構(gòu)造物，它的中線是一條空間曲線。然后修正導(dǎo)向線，避免填挖過大。 定線 定線是一項非常復(fù)雜、涉及面很廣、技術(shù)要求很高的 工作，它不僅受地形、地物、地質(zhì)等有形的限制，需要解決工程和經(jīng)濟問題，而且要受到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、國家政策、社會影響、道路美學(xué)、風(fēng)俗習(xí)慣等因素制約，需要充分考慮道路自身線形的美觀