【正文】 狀的原理和方法的工作。直線是最簡單的平面線形，然而從道路的起點到終點之間往往不能用一條直線將其連接起來，由于受地形、地物等因素的制約，路線在平面上往往出現(xiàn)很多轉折，為了保證行車的安全性和平穩(wěn)性，在轉折處需要用圓曲線加以連接。如果圓曲線半徑較小，還要進行曲率過渡，即加設緩和曲線。因此，道路的平面線形要素是由直線，圓曲線和緩和曲線構成的，通常稱之為“平面線形三要素” 。直線是曲率為零的線形；圓曲線是曲率為常數(shù)的線形；緩和曲線是曲率逐漸變化的線形。三要素是道路平面線形最基本的組成，在道路上各要素所占比例難以量化規(guī)定，但只要各組成要素使用合理，組合得當，均可以得到較為理想的平面線形。 直線 直線的特點作為平面線形要素之一的直線，在公路和城市道路中的使用最為廣泛，當?shù)貏萜教?，地物障礙較小時，定線人員往往首先考慮使用直線線形通過。這因為兩點之間的連接長度以直線最短；汽車在直線上行駛時受力簡單，方向明確，駕駛操作容易；同時，路線測設簡單、方便?；谥本€的上述優(yōu)點，在個種線形工程中都有著其獨特的地位。當然直線線形也有其缺點:直線線形靈活性差，難以與地形，地物等周圍的環(huán)境相協(xié)調；過長的直線易使駕駛員感到單調、疲倦，注意力難以集中；直線路段上難以準確目測車輛之間的距離；長直線上容易導致高速行車，引發(fā)交通事故等。因此，在運用直線線形和確定其長度時，需要持謹慎態(tài)度，盡量不采用過多和過長的直線線形。6 直線長度的限制(1)直線的最大長度：我國地域遼闊，各地區(qū)的地形條件差異非常大，很難統(tǒng)一規(guī)定直線的最大長度。我國在道路遼闊設計中參考使用外國的經驗值，根據(jù)德國和日本的規(guī)定:直線的最大長度(單位 m)為 20v(v設計速度，km/h)。雖然地域不同，環(huán)境不同，但一般情況下應盡量地避免追求過長地直線指標。(2)直線的最小長度：為了保證行車安全，相鄰兩曲線之間應具有一定地直線長度。這個直線長度是指前一曲線的終點(緩直 HZ 或圓直 YZ)到后一曲線起點(直緩 ZH 或直圓 ZY)之間的長度。①對于同向曲線間的最小直線長度: JTGD202022公路路線設計規(guī)范(以下簡稱規(guī)范)規(guī)定同向曲線間地最短直線長度(單位為 m)以不小于 6v(單位 km/h)為宜。另外，對于計算行車速度 V≤40km/h 地山嶺重丘區(qū)公路地特殊困難地段，可以適當放寬。②對于反向曲線間的最小直線長度:規(guī)范規(guī)定反向曲線間最小直線長度(單位為 m)以不小于 2V(單位為 km/h)為宜。 圓曲線： 圓曲線幾何要素各級公路和城市道路不論轉角大小均應設置平曲線，而圓曲線是平曲線中的重要組成部分。路線平面線形中常用的單曲線、復曲線、雙交點或多交點曲線、虛交點曲線、回頭曲線等中一般均包含了圓曲線。圓曲線具有易與地形相適應、可循環(huán)好、線形美觀、易于測設等優(yōu)點，使用十分普遍。四級公路可以不設緩和曲線，其他各級公路當曲線半徑大于或等于“不設緩和曲線的半徑”時也可不舍緩和曲線，因而在此類彎道中只有圓曲線。本次公路為二級公路，故應該合理的設置緩和曲線。圓曲線幾何要素及公式如下： 7 (41)LTJRERtgT???2)1(??式中：T—－切線長（m） ；L――曲線長（m） ；E――外距（m） ；R――圓曲線半徑（m） ；α――轉角（度） 。 圓曲線半徑行駛在曲線上的汽車由于受離心力作用其穩(wěn)定性受到影響，而離心力的大小又與曲線的半徑密切相關，半徑愈小愈不利，所以在選擇平曲線半徑時應盡可能采用較大的值，只有在地形或其他條件受到限制時才可以使用較小的半徑。為了行車的安全，標準規(guī)定了圓曲線半徑在不同情況下的最小值。(1)圓曲線半徑的計算公式與影響因素根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式得到 （42）)(127biVR???式中 R――圓曲線半徑，m；V行車速度，km/h；橫 向 力 系 數(shù) ；??超高橫坡度，％。bi在公路等級和地形條件已定時，設計車速 V 也就唯一確定了，圓曲線半徑 R 的大小取決于橫向力系數(shù) 和曲線的超高橫坡度 的取值范圍。 值的采用影響到行?bi?車的安全、經濟與舒適度等。在計算最小平曲線半徑時，應綜合考慮汽車行駛的橫向穩(wěn)定性、駕駛員的駕駛操作、燃料消耗和輪胎磨損以及乘車的舒適性等因素，采用一個適當?shù)闹?。經分析得出?的取值范圍： 值最好≯，最大≯。(2)超高橫坡度 bi超高橫坡度有最大超高橫坡度與最小超高橫坡度之分。在制定最大超高橫坡度8要綜合考慮道路所在地區(qū)的氣候條件、駕駛員和乘客的心理上的安全感。對山max,bi嶺重丘區(qū)、城市附近、交叉口以及有相當數(shù)量非機動車行駛的道路上，最大超高橫坡度比一般道路還要小些。超高值的大小與設計速度、半徑、路面類型、當?shù)氐淖匀粭l件等因素有關，設計時可根據(jù)半徑大小等條件確定具體超高的采用值。本次設計為二級公路最大超高為 8%。道路的最小超高橫坡度不應小于道路直線段的路拱橫坡度，否則不利于道路的排水，因此有 （43）1min,b?式中 ――路拱橫坡度。1i (3)圓曲線最小半徑的計算圓曲線最小半徑包括極限最小半徑、一般最小半徑和不設超高的的最小半徑。極限最小半徑是指各級公路對按設計速度行駛的車輛，能保證其行車的安全的最小允許半徑。它是圓曲線半徑允許采用的極限最小值，只有當?shù)匦螚l件特殊困難或受其他條件嚴格限制時，方可采用。根據(jù)我國《規(guī)范》規(guī)定的極限最小半徑值本次設計的二級公路極限最小半徑為 125m。一般最小半徑是指通常情況下各級公路對按設計速度行駛的車輛，能保證其安全性和舒適性行車的推薦采用的最小半徑。對此，我國的《規(guī)范》也做了相應的規(guī)定，本次設計取 200m。當平曲線半徑較大時，根據(jù)情況可以不設超高。此時我國的《規(guī)范》所制定的“不設超高的最小半徑”是取 ＝， ，由半徑計算公式計算得?015.(max)??hi出。因而在本次設計中，對于不設超高的最大半徑，即當圓曲線半徑大于 1400m 時，就可以140).(1276)(127???biVR?不設置超高。對于本次設計中所有交點的半徑均小于 1400m,故每個交點都應設置合理的超高，以確保行車的安全、穩(wěn)定。(4)圓曲線最大半徑選用圓曲線半徑時，在地形、地物等條件允許時，應盡量采用較大曲線半徑。但是，當半徑大到一定程度時，其幾何性質與直線區(qū)別不大，而且容易給駕駛員造成判斷上的失誤，因此， 《規(guī)范》規(guī)定了圓曲線的最大半徑不宜超過 10000m。 緩和曲線緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設置在直線和圓曲線之間的或兩個圓9曲線之間的曲率半徑逐漸變化的線形。 《標準》規(guī)定，除四級公路可以不設緩和曲線外，其余各級公路在其半徑不小于不設超高的最小半徑時都應設置緩和曲線。 緩和曲線的作用（1）曲率逐漸變化，便于駕駛操作；（2）離心加速度逐漸變化，消除了離心力突變；（2）為設置超高和加寬提供過渡段；（4）與圓曲線配合得當，美化線形。 有緩和曲線的平曲線的曲線要素的計算道路平面線形三要素的基本組成是：直線――回旋線――圓曲線――回旋線――直線。圖 所示的組合形式是最常見的在直線與圓曲線之間假設緩和曲線后的形式。 圖 基 本 型 平 曲 線(1)曲線要素計算公式 （44）RpELLqTh SS??????2sec)( 1801802tan)p(????外 距 ：曲 線 長 ：切 線 長 ： hTJ切 曲 差 ： 10 緩和曲線的最小長度為了車輛在緩和曲線上平穩(wěn)的完成曲率的過渡與變化，保證線形順適美觀，同時為在圓曲線上設置的超高和加寬提供過渡段，應規(guī)定緩和曲線的最小長度。通過考慮了離心加速度的變化率、駕駛員的操作反應時間、超高漸變率和視覺條件，我國《規(guī)范》規(guī)定了各級公路緩和曲線最小長度值，本次設計為二級公路，設計速度為 60km/h，取緩和曲線最小長度 50m。 平面線形設計 平面線形設計的一般原則(1)平面線形應直接、連續(xù)、均衡，并與地形、地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調。(2)各級公路不論轉角大小均應敷設直線，并盡量地選用較大地圓曲線半徑。當公路轉角過小時，應設法調整平面線形，當不得已而設置了小于 7176。的轉角時，必須設置足夠長的平曲線。(3)兩同向曲線間應設有足夠長度的直線，不得已短直線相連。否則，應調整線形，使之成為一條單曲線或復曲線，也可以運用回旋線組合成卵形、C 型、復合型等曲線。(4)兩反向曲線間夾有直線段時，以設置不小于最小直線長度的直線段為宜。否則，應調整線形或運用回旋線而組合成 S 型平曲線。(5)曲線線形應特別注意技術指標的均衡性與連續(xù)性。(6)應避免連續(xù)急轉彎的線形。 平曲線的最小長度(1)平曲線的極限最小長度現(xiàn)行的《規(guī)范》規(guī)定了平曲線（包括圓曲線及其兩端的緩和曲線）最小長度，本次設計的二級公路最小長度取 100m。 (2)平曲線的一般最小長度公路彎道在一般情況下是由兩段緩和曲線和一段圓曲線組合而成的，中間圓曲線的長度也不宜小于 3s 行程。115. 縱斷面設計沿著道路中線豎直剖切然后展開得到的斷面即為路線縱斷面?？v斷面設計的主要任務就是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、當?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經濟性等，確定起伏空間線的位置，以便達到行車安全迅速、運輸經濟合理以及乘客感覺舒適的目的。 縱坡及坡長設計 概述沿著道路中線豎直剖切然后展開即為路線縱斷面。由于自然因素的影響以及經濟性的要求，路線縱斷面總是一條有起伏的空間線。 縱斷面設計根據(jù)地形、地質、水文、地物，綜合考慮平面、橫斷面而設。設計縱坡連續(xù)、協(xié)調、充分利用舊路。縱斷面是道路縱斷面設計的主要成果，也是道路設計的重要技術文件之一，見《縱斷面設計圖》 。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而點繪的一條不規(guī)則的折線，反映了沿著中線地面的起伏變化情況；另一條是設計線，它是經過技術上、經濟上以及美學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斷面設計線是由直線和長度影響著汽車的行駛速度和運輸?shù)慕洕约靶熊嚨陌踩鼈兊囊恍┡R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。在直線的坡度轉折處為平順過渡要設置豎曲線，按坡度轉折形式的不同，豎曲線有凹有凸，其大小用半徑和水平長度表示。 最大縱坡最大縱坡是指在縱坡設計時各級道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設計的重要控制指標。本次設計二級公路設計速度為 60km/h，最大縱坡取 6%。 最小縱坡挖方路段以及其他橫向排水不良的路段所規(guī)定的縱坡最小值稱為最小縱坡。在長路塹以及其他橫向排水不利地段，為了防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，各級12公路均應設置不小于 ％的最小縱坡，一般情況不小于 ％。當必須設計平坡或縱坡小于 ％的路段時，邊溝應作縱向排水設計。 坡長限制（1）最小坡長限制最小坡長的限制主要是從汽車行駛平順性和布設豎曲線的要求考慮的。本次設計取 150m。（2）最長坡長限制所謂最大坡長限制是指控制汽車在坡道上行駛時，當車速下降到最低允許速度時所行駛的距離。 《規(guī)定》規(guī)定的最大坡長如表 所示。表 各級公路最長坡長本次設計中的最大坡長為 ，最小坡長為 ，均符合設計要求。 緩和坡段當連續(xù)縱坡大于坡長限制時，應在不大于表 所規(guī)定長度處設緩和坡段，用以恢復在陡坡上降低的速度和保證安全。 《標準》規(guī)定緩和坡段的縱坡度應不大于3％，其長度應不小于該級公路相應的最短坡長。在必須設置緩和坡段而地形又困難的地段，可將緩和坡段設置于半徑較小的平曲線上，但應適當增加緩和坡段的長度。此時緩和坡段的長度應予增加，所增加的長度為該平曲線的半徑值。設計速度/(km/h)120 100 80 60 40 30 203 900 1000 1100 1200 － － －4 700 800 900 1000 1100 1100 12005 － 600 700 800 900 900 10006 － － 500 600 700 700 8007 － － － － 500 500 6008 － － － － 300 300 4009 － － － － － 200 300坡度/％10 － － － － － － 20013 平均縱坡平均縱坡是指由若干坡段組成的路段所克服的高差與路現(xiàn)長度之比，是衡量線形質量的重要指標，目的是為了合理運用最大縱坡、坡長及緩和坡長的規(guī)定，以保證車輛安全順利地行駛的限制性指標。本公路的相對高差小于 200m，顧可以不考慮平均縱坡。 合成坡度合成坡度是指由路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡組合而成的坡度，其方向即為流水線方向。合成坡度的計算公式為： （51）2iIh??式中 I――合成坡度，％；――超高橫坡或路拱橫坡，％；hi――路線設計縱坡坡度，％。各級公路最大允許合成坡度值的規(guī)定如表 所示。本次設計中最大合成坡度為： ，% ???iaxh％％，符合設計要求。各級公路最小合成縱坡不宜小于 ％。當合成縱坡小于 ％時，應采用綜合排水措施，