【正文】 曲線幾何要素的計(jì)算公式和過(guò)程如下：緩和曲線切線增值 （44）圓曲線的內(nèi)移值 （45） 平曲線切線長(zhǎng) （46） 平曲線長(zhǎng) （47）外距 （48）切曲差 （49） 緩和曲線角 (410) 具體計(jì)算如下：樁號(hào)K0+(1) 緩和曲線切線增值 (2) 圓曲線的內(nèi)移值 (3) 緩和曲線角 (4) 切線長(zhǎng)： (5) 曲線長(zhǎng) (6) 外距 (7) 校正值（超距） 樁號(hào)K1+(1) 緩和曲線切線增值 (2) 圓曲線的內(nèi)移值 (3) 緩和曲線角 (4) 切線長(zhǎng)： (5) 曲線長(zhǎng) (6) 外距 (7) 校正值（超距） 樁號(hào)K2+(1) 緩和曲線切線增值 (2) 圓曲線的內(nèi)移值 (3) 緩和曲線角 (4) 切線長(zhǎng)： (5) 曲線長(zhǎng) (6) 外距 (7) 校正值（超距） 曲線主點(diǎn)樁號(hào)的確定(1) 交點(diǎn)樁號(hào)：K0+ZH點(diǎn)：HY點(diǎn)：HZ點(diǎn)：YH點(diǎn)： QZ點(diǎn)：JD點(diǎn)：(2) 交點(diǎn)樁號(hào)：K1+ZH點(diǎn)：HY點(diǎn)：HZ點(diǎn)：YH點(diǎn)： QZ點(diǎn)：JD點(diǎn)：(3) 交點(diǎn)樁號(hào)：K2+ZH點(diǎn)：HY點(diǎn)：HZ點(diǎn)：YH點(diǎn)： QZ點(diǎn)：JD點(diǎn)：平曲線要素和主點(diǎn)樁號(hào)的計(jì)算結(jié)果總結(jié)見(jiàn)附表(直線、曲線及轉(zhuǎn)角表) 逐樁坐標(biāo)的計(jì)算(1) 路線轉(zhuǎn)角、交點(diǎn)間距、曲線要素及主點(diǎn)樁計(jì)算河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第五章 縱斷面設(shè)計(jì)設(shè)起點(diǎn)坐標(biāo)為，第個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為，1，2，…，n，則坐標(biāo)增量 ：，交點(diǎn)間距： （411）象限角： （412）計(jì)算方位角： 轉(zhuǎn)角： （413）為“+”路線右偏，為“－”路線左偏例如：起點(diǎn)坐標(biāo)(3538600, 507300）, ( ,)交點(diǎn)間距：象限角： 所以同樣的方法可以計(jì)算出 所以轉(zhuǎn)角 (2) 直線上中樁坐標(biāo)計(jì)算設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為，交點(diǎn)相鄰直線的方位角分別為和。HZ的樁號(hào)K0+，則HZ點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)直線上加樁里程為L(zhǎng),ZH,HZ表示曲線起、終點(diǎn)里程，則前直線上任意點(diǎn)坐標(biāo)（LZH），取樁K0+300則：后直線上任意點(diǎn)坐標(biāo)（L＞HZ），取樁K0+800(3) 設(shè)緩和曲線的單曲線中樁坐標(biāo)計(jì)算曲線上任意點(diǎn)的切線橫距 （416） 式中：—緩和曲線上任意點(diǎn)至點(diǎn)的曲線長(zhǎng)； —緩和曲線長(zhǎng)度；① 第一緩和曲線（～）任意點(diǎn)坐標(biāo) （417）② 圓曲線內(nèi)任意點(diǎn)坐標(biāo) 由～時(shí) （418）式中：—圓曲線內(nèi)任意點(diǎn)至點(diǎn)的曲線長(zhǎng)； 、—點(diǎn)的坐標(biāo)。 視距保證為了行車安全，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。前三種屬于對(duì)向行駛，第四種屬于同向行駛。對(duì)于快、慢車分道行駛的多車道公路可不要求超車視距。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。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。凡屬“暗彎”都應(yīng)該進(jìn)行視距檢查，若不能保證該級(jí)公路或城市道路的最短視距，則應(yīng)該將阻礙視線的障礙物清除。 停車視距的確定 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。這段時(shí)間又可分為“感覺(jué)時(shí)間”和“反應(yīng)時(shí)間”。在高速行車時(shí)的感覺(jué)時(shí)間要比低速時(shí)短一些，這是由于高速行駛時(shí)警惕性會(huì)更高的緣故。感覺(jué)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： （421）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。行駛速度：設(shè)計(jì)速度為120~80km／h時(shí)，采用設(shè)計(jì)速度的85％；60~40km/h時(shí)，采用設(shè)計(jì)速度90%；30~20km/h時(shí)，采用設(shè)計(jì)速度。第五章 縱斷面設(shè)計(jì) 縱坡及坡長(zhǎng)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。直線(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。 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。因此，從行車的平順性和線形幾何的連續(xù)性考慮，縱坡都不宜過(guò)短?！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。在高速公路以及快慢車混合行駛的公路上坡度大、坡長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響行車速度和通行能力，因此對(duì)縱坡長(zhǎng)度也必須加以限制。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)。 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。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)輸成本及造價(jià)。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(jiàn)，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。 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，％的縱坡(％為宜)；當(dāng)然，對(duì)于干旱地區(qū)，以及橫向排水良好不產(chǎn)生路面積水的路段，也可不受此最小縱坡的限制。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。（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。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段。（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。（6）對(duì)連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱坡應(yīng)和緩，避免產(chǎn)生突變。 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。通常在公路使用范圍內(nèi)，圓弧和拋物線幾乎沒(méi)有差別。 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。這個(gè)力在凹形豎曲線上是增重，在凸形豎曲線于是減重。但考慮到不因沖擊而造成的不舒適感，以及視覺(jué)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：或 （53）（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。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(jué)，旅客也會(huì)感到不舒適。最短應(yīng)滿足3s行程，即: （54）（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。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。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)。 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。為了保證路面排水，《規(guī)范》%；%時(shí)，應(yīng)采用綜合排水措施，以保證路面排水暢通。平、縱線形組合是指在滿足汽車運(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(jué)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。平、縱線形組合設(shè)計(jì)的總要求：對(duì)于設(shè)計(jì)速度大于等于60km/h的道路，必須注意平、縱的合理組合。設(shè)計(jì)速度愈高，線形設(shè)計(jì)可考慮的因素應(yīng)周全。 道路平、縱組合設(shè)計(jì)的原則（1）應(yīng)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。在視覺(jué)上能自然地誘導(dǎo)視線，是衡量平、縱線形組合優(yōu)劣的最基本問(wèn)題。它不僅影響線形的平順性，面且與工程費(fèi)用相關(guān)。（4）注意與道路周圍環(huán)境的配合。 平、縱線性組合的基本要求表51最小豎曲線半徑值平曲線半徑（m） 豎曲線半徑（m） 平曲線半徑（m） 豎曲線半徑（m）500 10000 1100 30000700 12000 1200 40000800 16000 1500 60000900 20000 2000 1000001000 25000 — —（1）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。其優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)車輛駛?cè)胪剐呜Q曲線的頂點(diǎn)之前，即能清楚地看到平曲線的始端，辨明轉(zhuǎn)彎的走向，不致因判斷錯(cuò)誤而發(fā)生事故。若做不到豎曲線與平曲線較好的配合，且兩者的半徑都小于某限度時(shí)，寧可把平、豎曲線拉開(kāi)相當(dāng)距離，使平曲線位于直坡段上或豎曲線位于直線上，最小豎曲線半徑值見(jiàn)表51。平曲線與豎曲線的大小如果不均衡，會(huì)給人以不愉快的感覺(jué)，失去了視覺(jué)上的均衡性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，平曲線半徑如果不大于1000m，豎曲線的半徑為平曲線的10~20倍，便可達(dá)到線形的均衡性。這對(duì)平坦地區(qū)的高速公路設(shè)計(jì)是重要的。合成坡度過(guò)大對(duì)行車不利，特別是在冬季結(jié)冰期更危險(xiǎn)。雖然《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)合成坡度的最大允許值作了規(guī)定，但在進(jìn)行平、縱面線形組合時(shí)，如條件可能，最好使合成坡度小于8％，％ 。（2）如果在凸形豎曲線的頂部有小半徑的平曲線，不僅不能引導(dǎo)視線而且急轉(zhuǎn)方向盤致使行車危險(xiǎn)。（3）避免將小半徑的平曲線起、訖點(diǎn)設(shè)在或接近豎曲線的頂部或底部。而將凹形豎曲線的底部設(shè)在小半徑平曲線的起點(diǎn)，除了視覺(jué)上扭曲外，產(chǎn)生下坡盡頭接急彎的不安全組合。此類組合都存在不同程度的扭曲外觀，前者不能正確引導(dǎo)視線，全使駕駛員操作失誤；后者路面排水不暢，積水影響行車安全。避免在長(zhǎng)直線上設(shè)置陡坡或曲線長(zhǎng)度短、半徑小的凹形豎曲線。（6）避免急彎與陡坡的不利組合。 道路線性與景觀的協(xié)調(diào)與配合道路作為一種人工構(gòu)造物，應(yīng)將其視為景觀的對(duì)象來(lái)研究。而道路兩側(cè)的自然景觀反過(guò)來(lái)又會(huì)影響道路上汽車的行駛，特別是對(duì)駕駛員的視覺(jué)、心理以及駕駛操作等都有很大影響。否則，即使線形組合符合有關(guān)規(guī)定也不一定是良好設(shè)計(jì)。對(duì)設(shè)計(jì)速度高的道路，平、縱線形組合設(shè)計(jì)與周圍景觀配合尤為重要。當(dāng)在六、八車道的超高過(guò)渡段中出現(xiàn)寬而平緩的路面時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況在短段落內(nèi)設(shè)置兩個(gè)路拱。高速公路、一級(jí)公路位于中等強(qiáng)度降雨地區(qū)時(shí)，路拱坡度宜采用2%；位于嚴(yán)重強(qiáng)度降雨地區(qū)時(shí)，路拱坡度可適當(dāng)增大。但在積雪凍融的地區(qū)，宜設(shè)置雙向路拱。本次設(shè)計(jì)中所取的圓曲線半徑在JDJD3處大于不設(shè)加寬最小圓曲線半徑，故在JDJD3不需要進(jìn)行加寬設(shè)計(jì)，而在JD1拐彎處需要進(jìn)行加寬計(jì)算。因此，在JDJDJD3拐彎處都需要進(jìn)行超高計(jì)算。對(duì)于R 250m的圓曲線，由于其加寬值甚小，可以不加寬。各級(jí)公路的路面加寬后，路基也應(yīng)相應(yīng)加寬。在加寬緩和段上，路面具有逐漸變化的寬度。本設(shè)計(jì)中主要是采用比例過(guò)渡，在加寬緩和段全長(zhǎng)范圍內(nèi)按其長(zhǎng)度成比例逐漸加寬，加寬緩和段內(nèi)任意點(diǎn)的加寬值： (61)式中：————任意點(diǎn)距緩和段起點(diǎn)的距離（m）； ————加寬緩和段長(zhǎng)度（m）； ————圓曲線上的全加寬（m）。查相關(guān)參考文獻(xiàn)有：200R250時(shí)。比例過(guò)渡簡(jiǎn)單易操作，但經(jīng)加寬以后的路面內(nèi)側(cè)與行車軌跡不符，緩和斷定起終點(diǎn)出現(xiàn)破折，于路容也不美觀。合理設(shè)置超高，可以全部或部分抵消離心力，提高汽車行駛在曲線上的穩(wěn)定性和舒適性。因此，超高橫坡度在圓曲線上應(yīng)是與圓曲線半徑相適宜的全超高，在緩和曲線上應(yīng)是逐漸變化的超高。