【正文】 面上，汽車軌跡線與視距曲線之間的距離，用h表示。該設(shè)計(jì)的平曲線處，視距長(zhǎng)度小于圓曲線長(zhǎng)度，橫凈距計(jì)算公式為： （422）式中 ——最大橫凈距，m；——沿內(nèi)側(cè)行車道行駛的駕駛員視點(diǎn)軌跡半徑，；——視距長(zhǎng)度S所對(duì)應(yīng)的圓心角。平曲線1：行車線到路基邊緣的距離平曲線2：經(jīng)計(jì)算也滿足設(shè)計(jì)要求。路線內(nèi)外沒(méi)有影響司機(jī)視線的暗彎，視距能滿足要求，無(wú)需開(kāi)挖視距臺(tái)。平面線形設(shè)計(jì)主要包括直線、緩和曲線和圓曲線的線形組合設(shè)計(jì)和線形要素計(jì)算。55河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 縱斷面設(shè)計(jì)第五章 縱斷面設(shè)計(jì) 縱斷面設(shè)計(jì)原則（1）縱面線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，線形設(shè)計(jì)應(yīng)平順、圓滑、視覺(jué)連續(xù)，保證行駛安全。（3）平面與縱斷面組合設(shè)計(jì)應(yīng)滿足“平包豎”的要求。為使縱坡實(shí)際經(jīng)濟(jì)合理，必須在全面掌握勘測(cè)基礎(chǔ)上，結(jié)合選線的縱坡安排意圖，經(jīng)過(guò)綜和分析定出實(shí)際縱坡。由于公路路線是一條空間帶狀曲線，路線的平面、縱斷面和橫斷面相互影響，因而在縱斷面設(shè)計(jì)之前的選（定）線階段，設(shè)計(jì)人員實(shí)際上已對(duì)縱坡設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容進(jìn)行過(guò)考慮。在厘米繪圖紙上按比例標(biāo)注里程樁號(hào)和高程，點(diǎn)繪地面線，填寫(xiě)有關(guān)內(nèi)容。（3）試坡。對(duì)多種可能坡度線方案反復(fù)初定坡度線，將前后坡度線延長(zhǎng)交匯處邊坡點(diǎn)的初步位置。調(diào)整方法是對(duì)初步坡度線平抬、平降、延伸、縮短或改變坡度值。（6）定坡。變坡點(diǎn)一般要調(diào)整到10m的整樁號(hào)上，相鄰變坡點(diǎn)樁號(hào)之差為坡長(zhǎng)。拉坡時(shí)已考慮了平縱組合問(wèn)題，在此根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，平縱組合均衡等確定豎曲線半徑，計(jì)算豎曲線要素。（2）為保證車輛能以一定速度安全順適的行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性，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。（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。（5）平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。（7）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?？v坡用符號(hào)表示，其值按下式計(jì)算： （51）式中 ——坡度，按路線前進(jìn)方向，上坡為正，下坡為負(fù)，%；、——按路線前進(jìn)方向?yàn)樾虻钠戮€兩端點(diǎn)的高程，m；——坡線兩端點(diǎn)間的水平距離，稱坡線長(zhǎng)度，簡(jiǎn)稱坡長(zhǎng)。一般坡度越大，車速降低越大，這樣在較長(zhǎng)的陡坡上，將出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)水箱開(kāi)鍋、氣阻、熄火等現(xiàn)象，導(dǎo)致行車條件惡化，汽車沿陡坡下行時(shí)，司機(jī)頻繁剎車，制動(dòng)次數(shù)增加，容易升溫發(fā)熱導(dǎo)致失效，駕駛員心里緊張、操作頻繁，容易引起交通事故。因而，應(yīng)對(duì)最大縱坡進(jìn)行限制。表51 各級(jí)公路最大縱坡設(shè)計(jì)速度/（km/h）1201008060403020最大縱坡/%3456789％，符合規(guī)定。從汽車運(yùn)營(yíng)角度出發(fā)，希望道路縱坡設(shè)計(jì)的小一些為好。％，但是排水設(shè)施較為完善,雨期較短,較為經(jīng)濟(jì),是符合設(shè)計(jì)要求的。在平曲線的坡道上，最大坡度既不是縱坡方向，也不是橫坡方向，而是兩者組合成的流水線方向。％。 坡長(zhǎng)限制（1）最小坡長(zhǎng)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，在高速路上，9s已滿足行車及幾何線形布設(shè)的要求，在低速路上，為滿足行車和布線的要求方可取大值。表52 各級(jí)公路最小坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)速度/（km/h）1201008060403020最短坡長(zhǎng)/m30025020015012010060（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，用低速擋行駛，坡長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間使用低速擋行駛，使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，水箱沸騰，行駛無(wú)力，而下坡時(shí)，則因坡度過(guò)陡，坡長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)頻繁制動(dòng)，影響行車安全，因此對(duì)縱坡長(zhǎng)度也必須加以限制。表53 各級(jí)公路縱坡長(zhǎng)度限制設(shè)計(jì)速度/（km/h）1201008060403020坡度/％3900100011001200———470080090010001100110012005—60070080090090010006——5006007007008007————5005006008————3003004009—————200300本條公路設(shè)計(jì)的坡長(zhǎng)，均滿足《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定。任何使駕駛員感到迷惑和判斷失誤的線形都有可能導(dǎo)致操作失誤，最終導(dǎo)致交通事故。它不僅影響線形的平順性，而且與工程費(fèi)用密切相關(guān)，任何單一提高某方面的技術(shù)指標(biāo)都是毫無(wú)意義的。　 （4）注意和周圍環(huán)境的配合，以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度。 平曲線與縱斷面的組合（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，如下圖51所示。這種立體線形不僅能起到誘導(dǎo)視線的作用，而且可以取得平順而流暢的效果。（2）平、豎曲線大小應(yīng)保持均衡平、豎曲線的線形，其中一方大而平緩時(shí)，另一方切忌不能形成多而小。 （3）明、暗彎與凹、凸豎曲線的組合 明彎與凹形豎曲線及暗彎與凸形豎曲線的組合是合理的，比較符合駕駛員的心理反應(yīng)和視覺(jué)反應(yīng)。在山區(qū)公路設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)難以避免這種情況，但只要坡差不大，對(duì)行車的影響也不是太大。二者都存在不同程度的扭曲外觀；前者會(huì)使駕駛員操作失誤，引起交通事故；后者雖無(wú)視線誘導(dǎo)問(wèn)題，但路面排水困難，易產(chǎn)生積水。對(duì)凸形豎曲線誘導(dǎo)性差，事故率較高；對(duì)凹形豎曲線路面排水不良。前者失去誘導(dǎo)視線的作用，駕駛員須接近坡頂才發(fā)現(xiàn)平曲線，導(dǎo)致不必要的減速或交通事故；后者會(huì)出現(xiàn)汽車高速行駛時(shí)急轉(zhuǎn)彎，行車極不安全。（2）豎曲線的作用① 緩沖作用。② 保證公路縱向的行車視距。③ 將豎曲線與平曲線恰當(dāng)組合，有利于路面排水和改善行車的視線誘導(dǎo)和舒適感。豎曲線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：① 宜選用較大的豎曲線半徑在不過(guò)分增加工程量的情況下，宜選用較大的豎曲線半徑。只有當(dāng)?shù)匦蜗拗苹蚱渌厥饫щy不得已時(shí)才允許采用極限最小半徑。同向豎曲線特別是同向凹形豎曲線間，如直坡段不長(zhǎng)，應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線。反向豎曲線間最好設(shè)置一段直坡段，直坡段的長(zhǎng)度應(yīng)能保證汽車以設(shè)計(jì)車速行駛3s的行程時(shí)間，以使汽車從失重（增重）過(guò)渡到增重（失重）有一個(gè)緩和段。④ 豎曲線設(shè)置應(yīng)滿足排水需要。（4）豎曲線的最小半徑1 豎曲線最小半徑限制因素：① 緩和沖擊；② 時(shí)間行程不過(guò)短；③ 滿足視距的要求；2 凸形豎曲線的最小半徑和最小長(zhǎng)度根據(jù)緩和沖擊、行駛時(shí)間及視距要求三個(gè)限制因素，可計(jì)算出各設(shè)計(jì)速度時(shí)的凸形豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度，如表54所示。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表54。《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了凹形豎曲線的最小半徑見(jiàn)表55所示。表56 特殊點(diǎn)樁號(hào)及設(shè)計(jì)高程樁號(hào)設(shè)計(jì)標(biāo)高K0+000K0+390K0+990K1+330K1+720K2++250K3++200通過(guò)上表計(jì)算可得：其中“”表示坡度是下降的。當(dāng)變坡角為正時(shí)，轉(zhuǎn)坡點(diǎn)在豎曲線的下方，該豎曲線稱凹形豎曲線。① 計(jì)算豎曲線要素變坡角，該豎曲線為凹形豎曲線。第二個(gè)變坡點(diǎn)K0+990，, ，豎曲率半徑R=522m，計(jì)算豎曲線諸要素以及樁號(hào)為K0+990處的設(shè)計(jì)高程。曲線長(zhǎng)切線長(zhǎng)外 距② 計(jì)算起終點(diǎn)樁號(hào)及高程豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=(K0+990)=K0+豎曲線起點(diǎn)高程=%=豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=(K0+990)+=K1+004豎曲線終點(diǎn)高程=+%=總切線長(zhǎng)2T=2=可見(jiàn)平、縱線型組合滿足“平包豎”的基本要求第三個(gè)變坡點(diǎn)K1+330，① 計(jì)算豎曲線要素變坡角，該豎曲線為凹形豎曲線。曲線長(zhǎng)切線長(zhǎng)外 距② 計(jì)算起終點(diǎn)樁號(hào)及高程豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=(K1+720)=K1+706豎曲線起點(diǎn)高程=%=豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=(K1+720)+=K1+733豎曲線終點(diǎn)高程=+%=總切線長(zhǎng)2T=2=可見(jiàn)平、縱線型組合滿足“平包豎”的基本要求第四個(gè)變坡點(diǎn)K2+250，① 計(jì)算豎曲線要素變坡角，該豎曲線為凹形豎曲線。（2）豎曲線上設(shè)計(jì)高程① 按公式（56）計(jì)算處要求的樁號(hào)的切線高程。③ 計(jì)算豎距。例如：計(jì)算樁號(hào)K0+720高程樁號(hào)K0+720處：橫距：=（K0+720）（K0+）=豎距 切線高程=+[（K0+720）（K0+）]%=設(shè)計(jì)高程==本章小結(jié)縱斷面設(shè)計(jì)是道路設(shè)計(jì)重要的組成部分?？v斷面圖有兩條主要的線：一條是地面線，另一條是設(shè)計(jì)線。橫坐標(biāo)比例尺采用1:2000，垂直坐標(biāo)采用1:200，具體成果見(jiàn)附圖TX1至TX5，豎曲線表（附表3）。（2）路基設(shè)計(jì)除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度外，還應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施和必要的防護(hù)加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采用經(jīng)濟(jì)有效的病害防治措施。選線時(shí)，應(yīng)盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)不良地段。（5）當(dāng)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高受限制，路基處于潮濕、過(guò)濕狀態(tài)和水溫狀況不良時(shí)，就應(yīng)采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進(jìn)行壓實(shí)，使路面具有一定防凍總厚度，設(shè)置隔離層及其他排水設(shè)施等。 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)二級(jí)公路采用整體式斷面不必設(shè)置中間帶，各部分寬度應(yīng)符合表61。《規(guī)范》P19 。由P23 ，兩側(cè)硬路肩寬度為12=，2=1m，具體見(jiàn)圖61。（3）路基邊坡坡度由《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》得知，當(dāng)H6m（H—路基填土高度）時(shí)，路基邊坡按1:。（4）護(hù)坡道查（JTJ001—97）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》P23 ，當(dāng)路肩邊緣與路側(cè)取土坑底的高差小于或等于2m時(shí)，取土坑內(nèi)側(cè)坡頂可與路坡腳位相銜接，并采用路堤邊坡坡度，當(dāng)高差大于2m時(shí)，應(yīng)設(shè)置寬1m的護(hù)坡道；當(dāng)高差大于8m時(shí)，應(yīng)設(shè)置寬2m的護(hù)坡道。（5）邊溝設(shè)計(jì)查（JTJ013—95）《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》P20 ，梯形邊溝內(nèi)側(cè)邊坡為1::，外側(cè)邊坡與挖方邊坡坡度相同。 橫斷面設(shè)計(jì)步驟（1）根據(jù)外業(yè)橫斷面測(cè)量資料點(diǎn)繪橫斷地面線。（3）根據(jù)地質(zhì)調(diào)查資料，示出土石界限、設(shè)計(jì)邊坡度，并確定邊溝形狀和尺寸。設(shè)計(jì)線應(yīng)包括路基邊溝、邊坡、截水溝、加固及防護(hù)工程、護(hù)坡道、碎落臺(tái)、視距臺(tái)等，在彎道上的斷面還應(yīng)示出超高、加寬等。（5）計(jì)算橫斷面面積（含填、挖方面積），并填于圖上。 超高設(shè)計(jì)（1）超高及其作用為了抵消車輛在曲線路段上時(shí)所產(chǎn)生的離心力，將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的形式，這就是曲線上的超高。繞中線旋轉(zhuǎn)可保持中線標(biāo)高不變，且在超高坡度一定的情況下，外側(cè)邊緣的抬高值較小，多用于舊路改建工程。本設(shè)計(jì)采用繞內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)的方法,超高值的計(jì)算公式如下表62。 土石方數(shù)量計(jì)算土石方數(shù)量采用平均斷面法計(jì)算。 路基土石方調(diào)配（1）調(diào)配的原則① 土石方調(diào)配應(yīng)按先橫向后縱向的次序進(jìn)行。③ 土石方調(diào)運(yùn)的方向應(yīng)考慮橋涵位置和路線縱坡對(duì)施工運(yùn)輸?shù)挠绊懀话闱闆r下，不跨越深溝和少做上坡調(diào)運(yùn)。⑤ 不同性質(zhì)的土石應(yīng)分別調(diào)配。 （2）調(diào)配的方法與步驟土石方調(diào)配方法有多種，如累積曲線法、調(diào)配圖法、表格調(diào)配法等。表格調(diào)配法又可有逐樁調(diào)運(yùn)和分段調(diào)運(yùn)兩種方式。表格調(diào)配法的步驟如下：① 準(zhǔn)備工作調(diào)配前先要對(duì)土石方計(jì)算進(jìn)行復(fù)核,確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行。② 橫向調(diào)運(yùn)即計(jì)算本樁利用、填缺、挖余，以石代土?xí)r填入土方欄，并用符號(hào)區(qū)分。2計(jì)算調(diào)運(yùn)數(shù)量和運(yùn)距調(diào)配的運(yùn)距是指計(jì)價(jià)運(yùn)距,就是調(diào)運(yùn)挖方中心到填方中心的距離減去免費(fèi)運(yùn)距。⑥ 計(jì)算計(jì)價(jià)土石方計(jì)價(jià)土石方=挖方數(shù)量+借方數(shù)量 道路用地范圍 公路用地范圍填方地段為公路路堤兩側(cè)排水溝外邊緣（無(wú)排水溝時(shí)為路堤或護(hù)坡道坡腳）以外，挖方地段為路塹坡頂截水溝外邊緣（無(wú)截水溝為坡頂）以外，不小于1m的土地為公路用地范圍。 建筑限界道路建筑限界又稱凈空，是為保證車輛、行人的通行安全，對(duì)道路的一定的高度和寬度范圍內(nèi)部允許有任何障礙物侵入的空間界限。