◆了解本課程的性質(zhì)、內(nèi)容及任務(wù)?！粽莆展吩O(shè)計的依據(jù)?！粽莆展房睖y設(shè)計的程序和內(nèi)容。一、課程概述１．課程性質(zhì)本課程是一門培養(yǎng)公路類及道路橋梁工程技術(shù)類專業(yè)學(xué)生具有一定公路勘測設(shè)計能力的專業(yè)技術(shù)課。２．課程內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容包括平面線形設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、選線、定線及公路外業(yè)勘測和公路交叉口設(shè)計等。３．課程任務(wù)二、公路設(shè)計的依據(jù)1.設(shè)計車輛國家標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，在公路等級劃分、選定與服務(wù)水平評定時，以小客車作為設(shè)計車輛。但在公路幾何要素計算中，應(yīng)考慮其他車輛作用的影響。汽車拖掛車的車身較長（20m），不計入設(shè)計車輛。汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑：小汽車定為6m，普通汽車（載重車和半掛車）為12m。鞍式列車分半掛車和全掛車兩種。自行車的外廓尺寸為寬0.75m，長2.0m，載人以后的高為2.0m。2.設(shè)計交通量交通調(diào)查、分析及交通量預(yù)測水平的高低，尤其是預(yù)測的水平、質(zhì)量和可靠程度，將直接影響到項目決策的科學(xué)性和工程技術(shù)設(shè)計的經(jīng)濟合理性。（1）交通量定義1）交通量是指單位時間內(nèi)通過公路某段面的交通流量（即單位時間通過公路某段面的車輛數(shù)目）。2）年平均日交通量（ADT）。3）最大日交通量N1。4）高峰小時交通量。5）日平均小時交通量。6）設(shè)計交通量。（2）設(shè)計日交通量一條公路交通量普遍采用的計量單位是年平均日交通量（簡寫為ADT），用全年總交通量除以365得出。設(shè)計交通量是指擬建公路到達(dá)交通預(yù)測年限時能達(dá)到的年平均日交通量（輛/d）。它在確定公路等級，論證公路的計劃費用或各項結(jié)構(gòu)設(shè)計等有重要作用。遠(yuǎn)景設(shè)計年平均日交通量以公路使用任務(wù)及性質(zhì)，根據(jù)歷年交通觀測資料推算求得。一般按年平均增長率累計計算確定。

（3）設(shè)計小時交通量小時交通量（輛/h）是以小時為計算時段的交通量，是確定車道數(shù)和車道寬度或評價服務(wù)水平時的依據(jù)。為了設(shè)計交通量的取值既保證交通安全暢通，又使工程造價經(jīng)濟、合理，我們借助1年中小時變化曲線來確定適合于設(shè)計使用的小時交通量。4）交通量換算在確定設(shè)計交通量時，應(yīng)將在公路上行駛的各輛車輛，按規(guī)定折算為標(biāo)準(zhǔn)車型。我國公路設(shè)計時以小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型。3.設(shè)計速度（1）設(shè)計速度的定義所謂設(shè)計速度是指在氣候條件良好，交通量正常，汽車行駛只受公路本身條件影響時，駕駛員能夠安全、舒適駕駛車輛行駛的速度。（2）設(shè)計速度的規(guī)定設(shè)計速度的最大值：根據(jù)汽車性能，并參考國內(nèi)外的實際經(jīng)驗，從節(jié)約能源以及人在感官上的感覺出發(fā)，設(shè)計速度的最大值采用120km/h是適宜的。設(shè)計速度的最低值：考慮我國實際的地形條件、土地利用和投資的可能性，確定設(shè)計的最低值20km/h。（3）設(shè)計速度的選用1）各級公路設(shè)計速度應(yīng)根據(jù)公路的功能、等級、交通量，并結(jié)合沿線地形、地質(zhì)等狀況，經(jīng)論證確定。2）高速公路應(yīng)根據(jù)交通量、地形等情況選用高的設(shè)計速度。位于地形、地質(zhì)等自然條件復(fù)雜山區(qū)，特殊困難的局部路段，且因新建工程可能誘發(fā)工程地質(zhì)病害時，經(jīng)論證，該局部路段的設(shè)計速度可采用60km/h，但其長度不宜大于15km，或僅限于相鄰兩互通式立體交叉之間，與其他相鄰路段的設(shè)計速度不應(yīng)大于80km/h。3）一級公路作為干線公路時，設(shè)計速度宜采用100km/h或80km/h，作為集散公路時，根據(jù)混合交通量、平面交叉間距等因素，設(shè)計速度宜采用60km/h或80km/h。4）二級公路作為干線公路時，設(shè)計速度宜采用80km/h，作為集散公路時，混合交通量較大、平面交叉間距較小的路段，設(shè)計速度宜采用60km/h。二級公路位于地形、地質(zhì)等自然條件復(fù)雜的山區(qū)，經(jīng)論證該路段的設(shè)計速度可采用40km/h。5）三級公路作為支線公路時，設(shè)計速度宜采用40km/h；地形、地質(zhì)等自然條件復(fù)雜的路段，設(shè)計速度可采用30km/h。6）地形、地質(zhì)等自然條件復(fù)雜的山區(qū)，或交通量很小的路段，可采用設(shè)計速度為20km/h的四級公路。7）公路的設(shè)計車速與地形條件有關(guān)，各級公路均有幾個檔次的設(shè)計車速，設(shè)計車速越高、地形條件越差，工程造價越大。4.公路服務(wù)水平公路上交通量少，行車自由度就大，反之就會受到限制。為了說明公路交通負(fù)荷狀況，以交通流狀態(tài)為劃分條件，定性地描述交通流從自由流、穩(wěn)定流到飽和流和強制流的變化階段，我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》將公路服務(wù)水平劃分為四級。高速公路、一級公路以車流密度作為劃分服務(wù)水平的主要指標(biāo)；二、三級公路以延誤率和平均運行速度作為主要指標(biāo)；交叉口則用車輛延誤來描述其服務(wù)水平，與每一級服務(wù)水平相應(yīng)的交通量稱為服務(wù)交通量。三、公路勘測設(shè)計的程序和內(nèi)容1.公路勘測設(shè)計的程序（1）根據(jù)中長期規(guī)劃或項目建議書的規(guī)定，進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，編制可行性研究報告文件。（2）根據(jù)可行性研究報告，編制初步設(shè)計計劃任務(wù)書。（3）根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計計劃任務(wù)書，進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，編制初步設(shè)計原則、初步設(shè)計文件和設(shè)計概算。（4）根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計文件，編制施工圖設(shè)計原則、施工圖和施工圖預(yù)算文件。（5）根據(jù)批準(zhǔn)的施工圖設(shè)計原則，與業(yè)主單位簽訂供圖協(xié)議，開展施工圖設(shè)計、按計劃供圖。2.工程可行性研究工程可行性研究可定義為論證工程（或產(chǎn)品）項目技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性，并論證何時修建或分期修建，提供業(yè)主決策，保證工程的經(jīng)濟效果。公路建設(shè)必須嚴(yán)格遵守國家規(guī)定的基本建設(shè)程序?？尚行匝芯抗ぷ魇墙煌ńㄔO(shè)綜合管理的手段，必須從運輸生產(chǎn)的目的出發(fā)?？尚行匝芯繎?yīng)附有必要的圖表，其中包括路線方案（及比較方案）圖、歷年工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值與客貨運量統(tǒng)計表、公路客貨運量、交通量預(yù)測表、效益計算表等。在可行性研究的同時，應(yīng)進(jìn)行環(huán)境影響分析，以工程性質(zhì)、路線位置、資源利用、環(huán)境影響等為依據(jù)。公路工程可行性研究一般包括下列內(nèi)容：（1）概述（或總論）。論述建設(shè)任務(wù)、依據(jù)和歷史發(fā)展背景、研究范圍與主要內(nèi)容等。（2）現(xiàn)有公路技術(shù)狀況評價。（3）經(jīng)濟與交通量發(fā)展預(yù)測。（4）建設(shè)規(guī)模與標(biāo)準(zhǔn)。（5）建設(shè)條件和方案比選。（6）投資估算與資金籌措。（7）工程建設(shè)實施計劃。（8）經(jīng)濟評價。包括運輸成本等經(jīng)濟參數(shù)的確定，建設(shè)項目的直接經(jīng)濟效益和費用的估算，進(jìn)行經(jīng)濟評價敏感性分析，建設(shè)項目的間接經(jīng)濟效益分析。對于貸款項目還需要進(jìn)行項目的財務(wù)分析評價。3.設(shè)計任務(wù)書公路勘測設(shè)計工作是根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書進(jìn)行的。設(shè)計任務(wù)書一般由提出計劃的主管部門下達(dá)或由下級單位編制后報批。設(shè)計任務(wù)書應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）建設(shè)的依據(jù)和意義；（2）路線的建設(shè)規(guī)模和修建性質(zhì)；（3）路線的基本走向和主要控制點；（4）工程技術(shù)等級和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；（5）勘測設(shè)計的階段劃分及各階段完成的時間；（6）建設(shè)期限，投資估算，需要鋼、木、水泥的數(shù)量；（7）施工力量的原則安排；（8）路線示意圖。4.勘測設(shè)計階段及任務(wù)公路勘測設(shè)計根據(jù)路線的設(shè)計和要求，可分為一階段設(shè)計、兩階段設(shè)計和三階段設(shè)計。（1）一階段設(shè)計：適用于技術(shù)簡單、方案明確的小型公路工程。（2）兩階段設(shè)計：為公路測設(shè)一般所采用的測設(shè)程序。（3）三階段設(shè)計：對于技術(shù)上復(fù)雜而又缺乏經(jīng)驗的建設(shè)項目或建設(shè)項目中的個別路段、特殊大橋、互通式立體交叉、隧道等，必要時應(yīng)采用三階段設(shè)計。5.設(shè)計文件編制設(shè)計文件是公路勘測設(shè)計的最后成果，經(jīng)審查批準(zhǔn)后是公路施工的依據(jù)?！袅私馄矫婢€形的組成?！粽莆崭骶€形要素的特點、表達(dá)與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。課題一平面線形的組成一、平面線形概述1.路線的基本概念公路是一條三維空間的實體。它是由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設(shè)施所組成的線形構(gòu)造物。一般所說的路線是指公路中線的空間位置。2.平面線形三要素車輛行駛軌跡為：曲率為零的線形——直線；曲率為常數(shù)的線形——圓曲線；曲率為變數(shù)的線形——緩和曲線。公路平面即由上述三種線形組成，通常稱為平面線形三要素。公路在遇到地形、地物障礙而轉(zhuǎn)折時，應(yīng)設(shè)置緩和曲線和圓曲線組成的組合曲線來繞越，要求組成的公路平面線形的曲率是連續(xù)的。但在設(shè)計車速低的公路上，為簡化設(shè)計，也可以只用圓曲線繞越。二、直線1.直線的特點2.直線的表達(dá)式（1）路線方向的表示1）用直線間的夾角或轉(zhuǎn)角表示。2）用方位角表示。路線的轉(zhuǎn)角等于后一方位角與前一方位角之差，即（2）直線的數(shù)學(xué)表達(dá)式1）若直線上有兩點的坐標(biāo)是已知，則直線的數(shù)學(xué)表達(dá)式可用兩點式表示，即直線上任意兩點間的長度：2）直線的方向計算。路線與x軸的夾角：路線的方位角按下式計算，圖示為路線方位角計算簡圖。3）直線L1與L2的一般關(guān)系式。直線L1：直線L2：直線L1與L2的交角為：

3.直線的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對直線的最大長度和最小長度應(yīng)加以限制。（1）直線的最大長度直線的最大長度，在城鎮(zhèn)附近或其它景色有變化的地點大于20V是可以接受的；在景色單調(diào)的地點最好控制在20V以內(nèi)；而在特殊的地理條件下應(yīng)特殊處理，若作某種限制看來是不現(xiàn)實的。直線的最大長度應(yīng)與地形相適應(yīng)，與景觀相協(xié)調(diào)，不強定長直線，也不硬性設(shè)置不必要的曲線。（2）直線的最小長度考慮到線形的連續(xù)和駕駛的方便，相鄰兩曲線之間應(yīng)有一定的直線長度。1）同向曲線間的直線最小長度。2）反向曲線間的直線最小長度。3）相鄰回頭曲線間的直線最小長度。4.直線的運用（1）下述路段可采用直線線形：1）不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷地；2）市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)；3）長的橋梁、隧道等構(gòu)造物路段；4）路線交叉點及其前后；5）雙車道公路提供超車的路段。（2）當(dāng)采用長的直線形時，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)的技術(shù)措施并注意下述問題：1）在長直線上縱坡不宜過大，因長直線再加下陡坡行駛更易導(dǎo)致高速度。2）長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，這樣可以使生硬呆板的直線得到一些緩和。（3）直線與曲線比例關(guān)系曲線相連的線形盡管比較美觀，但也不應(yīng)該刻意地、不切合實際地追求。公路線形是在已有自然條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行布置的，應(yīng)該注意的是采用與自然地形條件相協(xié)調(diào)的線形，而不是多采用直線或是刻意追求由連續(xù)的曲線所構(gòu)成，也就是說不要強求曲線占全線的比例。三、圓曲線各級公路和城市公路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置平曲線，而圓曲線是平面線形中的主要組成部分。圓曲線由于與地形適應(yīng)性強、可循性好、線形美觀和易于測設(shè)等優(yōu)點，使用十分普遍。1.計算公式及其影響因素（1）圓曲線最小半徑的理論公式（2）橫向力系數(shù)μ值的確定1）行車安全性分析。2）舒適性分析。3）經(jīng)濟性分析。2.圓曲線最小半徑的確定（1）極限最小半徑（2）一般最小半徑（3）不設(shè)超高的最小半徑（4）確定最小半徑時考慮的要素1）選用圓曲線半徑時，應(yīng)與設(shè)計速度相適應(yīng)，并應(yīng)盡可能選用較大的圓曲線半徑。2）一般情況下盡量選用大于或等于一般最小半徑，只有受地形限制及其他特殊困難時，才可采用極限最小半徑。3）橋位處兩端設(shè)置圓曲線時，一般大于一般最小半徑.4）隧道內(nèi)必須設(shè)置圓曲線時．應(yīng)大于不設(shè)超高的最小半徑。5）長直線或陡坡盡頭，不得采用小半徑圓曲線。6）不論偏角大小，均應(yīng)設(shè)置圓曲線。7）改建公路工程中利用現(xiàn)有公路路段，設(shè)計速度為40km/h的最小曲線半徑可采用50m；設(shè)計速度為30km/h的最小曲線半徑可采用25m。8）半徑過大也無實際意義，故一般宜小于10000m。四、緩和曲線緩和曲線是公路平面線形要素之一，它是設(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。1.緩和曲線的作用與性質(zhì)（1）緩和曲線的作用1）曲率連續(xù)變化，便于車輛行駛。2）離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適。3）超高橫坡度逐漸變化，行車更加平穩(wěn)。4）與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀。四、緩和曲線緩和曲線是公路平面線形要素之一，它是設(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。1.緩和曲線的作用與性質(zhì)（1）緩和曲線的作用1）曲率連續(xù)變化，便于車輛行駛。2）離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適。3）超高橫坡度逐漸變化，行車更加平穩(wěn)。4）與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀。（2）緩和曲線的性質(zhì)汽車勻速從直線進(jìn)入圓曲線（或相反）其行駛軌跡的弧長與曲線的曲率半徑之乘積為一常數(shù)，這一性質(zhì)與數(shù)學(xué)上的回旋線正好相符。2.回旋線作為緩和曲線（1）回旋線的數(shù)學(xué)表達(dá)式在回旋線的任意點上，r是隨l的變化而變化的，但在緩和曲線的終點處，，，則,即：回旋線直角坐標(biāo)方程：（2）有緩和曲線的公路平曲線幾何元素（3）回旋線的相似性A=1時的回旋曲線叫單位回旋曲線。根據(jù)相似性，可由單位回旋曲線要素計算任意回旋曲線的要素。在各要素中，又分長度要素（如切線長、曲線長、內(nèi)移值、直角坐標(biāo)等）和非長度要素（如緩和曲線角、弦偏角等）兩類，它們的計算方法為：回旋線長度要素＝單位回旋線長度要素×Ａ回旋線非長度要素＝單位回旋線非長度要素3.緩和曲線的最小長度應(yīng)規(guī)定緩和曲線的最小長度。可從以下幾方面考慮：（1）旅客感覺舒適（2）超高漸變率適中附加坡度，或稱超高漸變率，太大和太小都不好，太大對行車不利，太小對排水不利。計算緩和段最小長度的公式：（3）行駛時間不過短一般認(rèn)為汽車在緩和曲線上的行駛時間至少應(yīng)有3s，于是4.回旋線參數(shù)Ａ的確定、從適宜的緩和曲線角β=3°～29°這一區(qū)間可以推導(dǎo)出合適的A值，大致有下面的關(guān)系：5.緩和曲線的省略在下列情況下可不設(shè)緩和曲線：（１）在直線和圓曲線間，當(dāng)圓曲線半徑大于或等于《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的“不設(shè)超高的最小半徑”時可省略緩和曲線。（２）四級公路無論圓曲線半徑大小是多少都可不考慮設(shè)計緩和曲線。（３）半徑不同的同向圓曲線徑向連接處，符合下列條件時可以不設(shè)緩和曲線。4.回旋線參數(shù)Ａ的確定、從適宜的緩和曲線角β=3°～29°這一區(qū)間可以推導(dǎo)出合適的A值，大致有下面的關(guān)系：5.緩和曲線的省略在下列情況下可不設(shè)緩和曲線：（１）在直線和圓曲線間，當(dāng)圓曲線半徑大于或等于《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的“不設(shè)超高的最小半徑”時可省略緩和曲線。（２）四級公路無論圓曲線半徑大小是多少都可不考慮設(shè)計緩和曲線。（３）半徑不同的同向圓曲線徑向連接處，符合下列條件時可以不設(shè)緩和曲線。1）半徑不同的同向圓曲線間，當(dāng)小圓半徑大于或等于“不設(shè)超高的最小半徑”時，直線與圓曲線間和大圓與小圓間均不設(shè)緩和曲線；2）小圓半徑大于表中所列臨界曲線半徑，且符合下列條件之一時，大圓與小圓間不設(shè)緩和曲線：①小圓曲線按規(guī)定設(shè)置相當(dāng)于最小回旋線長的回旋線時，其大圓與小圓的內(nèi)移值之差不超過0.10m。②計算行車速度≥80km/h時，大圓半徑（R1）與小圓半徑(R2)之比小于1.5。③計算行車速度<80km/h時，大圓半徑（R1）與小圓半徑(R2)之比小于2?！袅私夤菲矫婢€形設(shè)計的一般原則?！粽莆掌矫婢€形要素的組合類型及特點。課題二平面線形的組合設(shè)計一、平曲線形設(shè)計一般原則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)2.行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對高速路應(yīng)盡量滿足3.保持平面線形的均衡與連貫4.應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形5.平曲線應(yīng)有足夠的長度1.基本形平面線形的基本形是指平曲線部分按直線—回旋線—圓曲線—回旋線—直線的順序組合的形式。當(dāng)左、右兩緩和曲線參數(shù)Ａ１＝Ａ２時稱為對稱基本形曲線，回旋線參數(shù)應(yīng)在下述范圍中取值：一、平面線形要素的組合類型2.

S形Ｓ形是指兩個反向圓曲線用兩段反向回旋線連接的組合形式。當(dāng)?shù)匦螚l件限制而必須插入短直線或當(dāng)兩圓曲線的回旋線相互重合時，短直線或重合段的長度應(yīng)符合下式要求：3.卵形卵形是指用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合形式。卵形回旋線參數(shù)Af不應(yīng)小于該級公路關(guān)于回旋線最小參數(shù)的規(guī)定，同時宜在下列界限之內(nèi)：兩圓曲線半徑之比宜在下列界限之內(nèi)：兩圓曲線的間距，宜在下列界限之內(nèi)：4.凸形凸形是指在兩段同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的組合形式。設(shè)置凸形曲線的幾何條件是：凸形曲線盡管在各銜接處的曲率都是連續(xù)的，但因中間圓曲線的長度為零，對駕駛操縱造成一些不利因素，所以只有在路線嚴(yán)格受地形、地物限制處方可采用凸形。5.復(fù)合形復(fù)合形是指將兩個以上同向回旋線在曲率相等處相互連接的組合形式。6.

C形Ｃ形是指同向曲線的兩回旋線在曲率為零處徑向連接的組合形式。7.簡單曲線（1）單圓曲線當(dāng)一個彎道由直線與圓曲線組合時叫單圓曲線，即按直線一圓曲線一直線的順序組合。（2）回頭曲線回頭曲線是指山區(qū)公路為克服高差，在同一坡面上展線時采用的，其圓心角一般接近于180度的曲線?；仡^曲線的前后線形應(yīng)有連續(xù)性，兩頭布設(shè)過渡性曲線，此外還應(yīng)設(shè)置限速標(biāo)志，并采取保證通視良好的技術(shù)措施?；仡^曲線的主要技術(shù)指標(biāo)見表1-2-3?！袅私獠煌暰嗟念愋图昂x?！粽莆找暰鄻?biāo)準(zhǔn)的選用方法?！羰煜ご_定視距切除范圍的步驟。課題三行車視距一、行車視距的定義及組成為了行車安全，駕駛?cè)藛T應(yīng)能隨時看到汽車前面相當(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車，能及時采取措施，避免相撞，這一必須的最短距離稱為行車視距。在公路平面上的暗彎、縱斷面上的凸形豎曲線以及下穿式立體交叉的凹形豎曲線上都有可能存在視距不足的問題。行車視距按行車狀態(tài)不同分為停車視距、會車視距和超車視距三種。1.停車視距停車視距：ST=S1+S2+S3(1)反應(yīng)距離反應(yīng)距離是指當(dāng)駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方有阻礙物，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。設(shè)計上采用感覺時間為1.5s，制動反應(yīng)時間取1.0s是較適當(dāng)?shù)?。感覺和制動反應(yīng)的總時間t＝2.5s，在這個時間內(nèi)汽車行駛的距離為(2)制動距離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)所走過的距離。根據(jù)動能守恒定理有下式成立：因v2=0，所以上式v化為V，則有(5)貨車停車視距的坡度修正貨車停車視距在下坡路段應(yīng)隨坡度值的大小進(jìn)行修正2.會車視距會車視距指的是兩對向行使的車輛在同一車道上相遇，從相互發(fā)現(xiàn)時起，同時采取制動措施使兩車安全停止所需的最短距離。會車視距由三部分組成：①雙方駕駛員反應(yīng)時間所行使的距離；②雙方汽車的制動距離；③安全距離。會車視距略小于停車視距的二倍，規(guī)范對會車視距的規(guī)定值是其長度不應(yīng)小于停車視距的兩倍。3.超車視距超車視距指的是在雙車道公路上，后車超越前車，從開始駛離原車道之處起，至超車后安全駛回原車道并與對向來車保持所必要安全距離所需的最短時間。超車視距的全程可分為四個階段：（1）加速行駛距離S1（2）超車汽車在對向車道上行駛的距離S2（3）超車完了時，超車汽車與對向汽車之間的安全距離S3S3=15～100m（4）超車汽車從開始加速到超車完了時對向汽車的行駛距離S4對向汽車行駛時間大致為t2的2/3就足夠了最小超車視距為：在地形困難或其他原因不得已時，可采用V用設(shè)計速度。:t1=2.9s，t2=9.3～10.4s,規(guī)范據(jù)此數(shù)據(jù)計算出超車視距并經(jīng)整理如下二、視距標(biāo)準(zhǔn)的選用1.各級公路每一條車道均應(yīng)滿足大于停車視距要求。更詳細(xì)的說明是車道上任意點位不論從平面或斷面上講均應(yīng)保證大于停車視距。2.高速公路,一級公路的設(shè)計視距采用停車視距。因為高速公路和一級公路都有中央分隔帶，無對向行駛，不在會車問題。同時車道數(shù)均在四個車道以上，快，慢車用畫線分隔行駛，各行其車，故也不存在超車問題。規(guī)范中也不提供設(shè)計車速大于80km/h的超車視距指標(biāo)。3.二、三、四級公路的視距應(yīng)滿足會車視距要求，會車視距長度應(yīng)不小于停車視距的2倍。工程特別困難或受其他條件限制地段，可采用停車視距，但必須采用分道行駛措施如設(shè)分隔帶，分割線，分隔樁或設(shè)成分離式的單車道。4.高速公路、一級公路以大型車比例高的二，三級公路，應(yīng)按貨車停車視距對相關(guān)路段進(jìn)行檢驗。因為以小客車為標(biāo)準(zhǔn)的視距的推導(dǎo)的視點位置是眼高值取1.2m，這與大型貨車司機眼睛所在位置不符，故應(yīng)按實際的眼高位置進(jìn)行檢驗。5.二級公路宜在3～4min的行駛時間，提供一次滿足超車視距要求的超車路段。一般情況下，超車路段不小于路線總長度的10%～30%。6.三、四級公路除滿足停車，會車視距外，應(yīng)根據(jù)地形，地物條件，在適當(dāng)間隔設(shè)置滿足一般指的超車視距，當(dāng)?shù)匦渭捌渌蛩夭坏靡褧r，超車視距可適當(dāng)縮短，但最小值不應(yīng)小于規(guī)范推薦的最小值。三、公路上視距的保證１.

橫斷面上視距保證在路線設(shè)計時必須檢查平曲線上的視距是否能得到保證，如有時，則必須清除視距區(qū)內(nèi)側(cè)橫凈距內(nèi)的障礙物.2.圖解法確定視距切除范圍步驟對于需要清除的重要建筑物或巖石邊坡時，目前多用圖解法來確定清除范圍，其方法如下：（1）按一定比例繪制彎道平面圖，并標(biāo)示出行車軌跡線位置；（2）在軌跡上從彎道兩端相連直線上距曲線起點（或終點）S的地方開始，按距離S定出多組視線1-1、2-2、3-3、…、10-10等；（3）用曲線板繪出這些視線的光滑包絡(luò)線（內(nèi)切曲線）即為視距曲線；（4)量出相應(yīng)斷面位置的橫凈距，即可按上面的方法確定相應(yīng)橫斷面上的視距切除范圍。◆了解直線、曲線及轉(zhuǎn)角表的表格內(nèi)容及編制方法?！羰煜ぶ饦蹲鴺?biāo)表的計算方法。◆掌握路線平面設(shè)計圖的比例尺和測繪范圍?！粽莆章肪€平面設(shè)計圖的內(nèi)容及測繪步驟。課題四平面設(shè)計成果一、直線、曲線及轉(zhuǎn)角表直線、曲線及轉(zhuǎn)角表全面地反映了路線的平面位置和路線平面線形的各項指標(biāo)，它是公路設(shè)計的主要成果之一。1.JD樁號的推算（1）按前一個彎道的終點樁號推算（2）按前一個JD樁號推算后一個JD樁號2.直線長度及方向直線長度L指的是二彎道間所夾的直線長度，由前一彎道的終點樁號減去后一彎道的起點的樁號而得，直線長度應(yīng)滿足最小直線長和最大直線長的要求。3.測量斷鏈二、逐樁坐標(biāo)表1.坐標(biāo)系統(tǒng)的采用2.中樁逐樁坐標(biāo)的計算逐樁坐標(biāo)即是各個中樁的坐標(biāo)，其計算和測量的方法是按從整體到局部的原則進(jìn)行的。（1）計算導(dǎo)線點坐標(biāo)（2）計算交點坐標(biāo)（3）計算各中樁坐標(biāo)三、路線平面設(shè)計圖1.路線平面設(shè)計圖的比例尺和測繪范圍一般常用的是1:2000，在平原微丘區(qū)可用1:5000。在地形特別復(fù)雜地段的路線初步設(shè)計、施工圖設(shè)計可用1:500或1：1000。若為紙上移線，則比例尺將更大。2.路線平面設(shè)計圖的內(nèi)容及測繪步驟（1）路線平面圖的內(nèi)容1）公路沿線的地形、地物情況；2）公路交點和轉(zhuǎn)點位置及里程樁標(biāo)注、公路沿線各類控制樁位置及有關(guān)數(shù)據(jù)；3）路線所經(jīng)地段的地名，重要地理位置情況標(biāo)注；4）各類結(jié)構(gòu)物設(shè)計成果的標(biāo)注；5）若圖紙中包含彎道，應(yīng)包括曲線要素表和導(dǎo)線、交點坐標(biāo)表；6）圖簽和有關(guān)說明。（2）測繪步驟1）按要求選定比例尺；2）依直線、曲線及轉(zhuǎn)角表及中線資料繪制公路中線圖；3）在公路中線圖上標(biāo)出公路起終點里程樁、百米樁、公里樁、曲線要素樁、橋涵樁及位置；4）實地測繪沿線帶狀地形圖并現(xiàn)場勾繪出等高線；5）根據(jù)設(shè)計情況在圖紙上標(biāo)出各類結(jié)構(gòu)物的平面位置并在圖上列出直線、曲線及轉(zhuǎn)角表等有關(guān)內(nèi)容?！袅私馄囆旭偫碚??！衾斫馄嚹軡M足以一定速度平穩(wěn)行駛時對公路的幾何和構(gòu)造要求?！裟芙Y(jié)合汽車駕駛常識，理解汽車動力特征及行駛狀態(tài)?！裟軌蚍治銎嚳v向、橫向和縱橫組合向穩(wěn)定性。課題一汽車行駛理論一、公路縱斷面概述公路縱斷面，是指沿公路中線做豎向剖面并將該豎直剖面拉直后路中心線在該剖面上的投影圖?？v斷面設(shè)計的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車的動力性能、公路等級和性質(zhì)、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟等，來研究這條空間線形的縱坡大小及其長度?？v斷面圖可以看成由兩部分組成：一部分是圖的半部，主要用來填寫有關(guān)數(shù)據(jù)。另一部分是圖的上半部，主要用來描繪地面線和縱坡設(shè)計線，其中地面線是根據(jù)中線上各樁點的地面高程點繪的一條不規(guī)則的折線，它反映了沿公路中線地面的起伏變化情況，而設(shè)計線是經(jīng)過技術(shù)上、經(jīng)濟上以及美學(xué)上等多方面必選后定出的一條規(guī)則的幾何線。二、汽車的牽引力1.汽車發(fā)動機的基本指標(biāo)（1）有效功率N（2）轉(zhuǎn)速n（3）扭矩M（4）轉(zhuǎn)動角速度2.發(fā)動機曲軸扭矩及外特性曲線對于不同類型的發(fā)動機，其輸出的功率不同，產(chǎn)生的扭矩也不同。最大扭矩Mmax時的曲軸轉(zhuǎn)速為nM。若轉(zhuǎn)速增加時，扭矩M有所下降，但功率N，一直到最大功率Nmax，此時曲軸轉(zhuǎn)速為nN。當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大時，功率N下降。允許的發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速為nmax。未給出發(fā)動機特性曲線，只給出Nmax和nmax可用經(jīng)驗公式給定Nmax和nN3.驅(qū)動輪扭矩Mk4.汽車的牽引力牽引力T與扭矩M之間的函數(shù)關(guān)系式為牽引力T功率N之間的函數(shù)關(guān)系式為三、汽車的行駛阻力1.空氣阻力汽車在空氣中運動，空氣本身也有運動，兩者綜合形成的相對運動，造成空氣質(zhì)點對汽車行駛產(chǎn)生的阻力稱為空氣阻力。汽車在空氣介質(zhì)中運動時所產(chǎn)生的空氣阻力Rw可以用下式計算：將車速v（m／s）化為V（km／h）并化簡，得：２.公路阻力公路阻力是由彈性輪胎變形和公路的不同路面類型及縱坡而產(chǎn)生的阻力，主要包括滾動阻力和坡度阻力。（1）滾動阻力滾動阻力是車輪滾動時輪胎與路面之間的摩擦阻力。f一般應(yīng)由試驗確定，在一定類型的輪胎和一定車速范圍內(nèi)，可視為只和路面狀況有關(guān)的常數(shù)。（2）坡度阻力當(dāng)汽車在坡道上行駛時，汽車重力沿坡道方向阻礙汽車行駛的分力叫坡度阻力，上坡時它與汽車前進(jìn)方向相反，阻礙汽車行駛，下坡時與汽車前進(jìn)方向相同，助推汽車行駛。滾動阻力和坡度阻力均與公路狀況有關(guān)，且都與汽車的總重量成正比，將它們統(tǒng)稱為公路阻力，以RR示3．慣性阻力汽車在變速行駛時，需要克服其質(zhì)量變速運動時產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩稱慣性阻力，用RI表示。變速時平移質(zhì)量產(chǎn)生慣性力，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生慣性力矩。平移質(zhì)量的慣性力旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩一般用平移質(zhì)量慣性力乘以大于1的系數(shù)δ來代替旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性力矩的影響。即慣性力系數(shù)δ主要與飛輪的轉(zhuǎn)動慣量、車輛的轉(zhuǎn)動慣量以及傳動系的傳動比有關(guān)，可用下式計算其值。四、汽車的驅(qū)動平衡方程式汽車在公路上行駛時，必須要有足夠的牽引力來克服各種行駛阻力。當(dāng)牽引力與各種行駛阻力之代數(shù)和相等的時候，稱為驅(qū)動平衡。如果油門部分開啟時，要對牽引力T進(jìn)行修正。修正系數(shù)用U表示，稱為負(fù)荷率。即汽車的驅(qū)動平衡方程式為五、汽車的行駛條件汽車在公路上行駛，必須有足夠的牽引力來克服各項行駛阻力，即汽車行駛的充分條件：牽引力必須小于或等于輪胎與路面間的最大摩擦力（即附著力），即六、汽車的動力性能汽車的動力特性常用汽車行駛可能的最高速度、最低穩(wěn)定速度、所能克服的最大縱坡、加速和滑行性能等技術(shù)指標(biāo)來評價，這些評價指標(biāo)稱為汽車的牽引性參數(shù)。1.汽車的動力因數(shù)及動力特性圖汽車的驅(qū)動平衡方程式令上式左端為D，即D=D稱為動力因數(shù)，它表示某型號汽車在海平高程上，滿載的情況下，每單位車重克服公路阻力和慣性阻力的性能（也叫單位車重所具有的潛力）。動力因數(shù)和動力特性圖是按海平面及汽車滿載的情況下標(biāo)準(zhǔn)值繪制的。對于不同海拔高度及荷載下的動力因數(shù)D應(yīng)進(jìn)行修正，方法是給D乘一個修正系數(shù)λ，即2.汽車的行駛狀況設(shè)當(dāng)汽車的動力因素為D,公路阻力為

時,汽車的行駛狀態(tài)下有以下三種:當(dāng)時：

加速行駛當(dāng)時：

等速行駛當(dāng)時：

減速行駛在動力特征圖上,與任意的

相應(yīng)等速行駛的速度稱為平衡速度,設(shè)為Vp。由式（2-1-26）可以得到解此方程可以得到1）當(dāng)汽車采用V1>VK的速度行駛時，若公路阻力額外增加（如公路局部坡度增大，路面出現(xiàn)坑凹或松軟等），汽車可在原來排檔上降低車速，以獲得較大D值來克服額外阻力，待阻力消失后可立即提高到V1的速度。這種行駛狀態(tài)稱為穩(wěn)定行駛。2）當(dāng)汽車采用V2<Vk的速度行駛時，若公路阻力額外增加，汽車減速行駛而D值隨之減小，如果此時不換檔或開大節(jié)流閥，汽車將因發(fā)動機熄火而停駛。這種行駛狀態(tài)稱不穩(wěn)定行駛。汽車的最高速度是指節(jié)流閥全開，變速器掛直接檔的情況下汽車滿載{不帶掛車}在表面平整堅實的水平路段上做穩(wěn)定行駛時的速度。每一排擋都有各自的最高速度，除個別車型外，一般直接檔的速度最大。某一排擋的最高速度Vmax可由下式計算；汽車的最小穩(wěn)定速度是指滿載（不帶掛車）在路面平整堅實的水平路段上，穩(wěn)定行駛時的最低速度（即臨界速度Vk）。某一排擋最小穩(wěn)定速度Vk可以從動力特性圖上查得，也可以用下式計算。3.汽車的爬坡能力汽車爬坡能力是指汽車良好路面上等速行駛時克服了其他行駛阻力所能爬上的縱坡度。由于最低檔爬坡能力大，坡道傾角α也大，此時，應(yīng)采用下式計算七、汽車在坡道上行駛的要求影響汽車行駛穩(wěn)定性的因素主要有：汽車本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如汽車的整體參數(shù)、幾何參數(shù)、重量參數(shù)、輪胎特性、前后懸掛的形式等）、駕駛員的操作技術(shù)、公路與環(huán)境等外部因素。1．汽車行駛的縱向穩(wěn)定性汽車在坡道上行駛的過程中，隨著運動狀況的改變，作用在前后車輪上的法向反作用力亦有相應(yīng)的變化。（1）縱向傾覆產(chǎn)生縱向傾覆的臨界狀態(tài)是汽車前輪法向反作用力Z1為零時，汽車可能繞O2點發(fā)生傾覆現(xiàn)象。對O2點取距并讓Z1＝0，得縱向傾覆的穩(wěn)定性主要與汽車重心至后軸的距離l2和重心高度hg有關(guān)。即越l2大，hg越低，縱向穩(wěn)定性越好。（2）縱向滑移對于后輪驅(qū)動的汽車，根據(jù)附著條件，驅(qū)動輪不產(chǎn)生滑移的臨界狀態(tài)是當(dāng)坡道傾角α≥αφ(或公路縱坡i≥iφ)時，汽車發(fā)生滑移而倒溜。（3）汽車行駛縱向穩(wěn)定性的保證對于式（2-1-35）來說，一般

接近于1；而在式（2-1-37）中，

則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，因此，iφ<i0。

汽車在坡道上行駛時，在發(fā)生縱向傾覆之前，首先發(fā)生縱向滑移現(xiàn)象。為了保證汽車行駛的縱向穩(wěn)定性，公路設(shè)計應(yīng)滿足不產(chǎn)生縱向滑移為條件，同時應(yīng)對運輸中的汽車裝載高度有所限制，以避免重心過高而破壞穩(wěn)定條件，從根本上避免汽車的縱向傾覆現(xiàn)象出現(xiàn)。從上面的分析可以得到汽車行駛時縱向穩(wěn)定性的條件為2.汽車在行駛的橫向穩(wěn)定性汽車在行駛過程中，橫向受到如慣性力、重力等側(cè)向力和分力的作用，當(dāng)車輪的側(cè)向反作用力達(dá)到附著力時，汽車將沿著側(cè)向力的作用方向滑移；側(cè)向力同時將引起左右車輪法向反作用的改變，當(dāng)一側(cè)車輪上的法向反作用力變?yōu)榱銜r，汽車將發(fā)生側(cè)向傾覆。由公路平面設(shè)計可知，使汽車橫向不產(chǎn)生傾覆條件為使汽車不產(chǎn)生橫向滑移條件為3.汽車行駛的縱橫組合向穩(wěn)定性路線的縱坡為

、超高橫坡為

，則作用在前軸上的荷載為離心力

分配在前軸上的荷載為在平直路段上，作用與前軸的荷載在有平曲線的坡道上，前軸荷載增量與在平直路段上作用與前軸荷載的比值為顧及傾角

、

都很小。則對于載重汽車，一般，則汽車在直線坡道下坡時，前軸荷載增量與平直路段前軸荷載的比率等于該路段的縱坡度。在曲線上若也以直線上相同大小的最大縱坡

作為控制，則有將車速大的單位v（m/s）化為V（km/h）得◆了解縱坡設(shè)計的一般要求?！羰煜ぢ坊O(shè)計標(biāo)高的選定方法?！粽莆兆畲罂v坡的取值方法?！羰煜ぴO(shè)計中對于最短坡長、最大坡長的限制規(guī)定?！袅私饩徍推露巍⑵骄v坡、最小縱坡、合成坡度的概念與規(guī)定。課題二縱坡設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)一、縱坡設(shè)計的一般要求1.縱坡設(shè)計必須滿足規(guī)范的各項規(guī)定，一般不輕易采用極限縱坡值。2.為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。3．縱坡設(shè)計應(yīng)對沿線地于、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。4．一般情況下山嶺重丘區(qū)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．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)滿足最小填上高度要求。6．對連接段縱坡，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。7．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。二、設(shè)計標(biāo)高及路基設(shè)計洪水頻率1.設(shè)計標(biāo)高的規(guī)定（1）新建公路的路基設(shè)計標(biāo)高高速公路和一級公路采用中央分隔帶的外側(cè)邊緣標(biāo)高，二、三、四級公路采用路基邊緣標(biāo)高。在設(shè)置超高、加寬地段為設(shè)超高、加寬前該處邊緣標(biāo)高。（2）改建公路的路基設(shè)計標(biāo)高一般按新建公路的規(guī)定辦理，也可視具體情況而采用中央分隔帶中線或行車道中線標(biāo)高。2.路基設(shè)計洪水頻率沿河及受水浸淹的路線，路基設(shè)計標(biāo)高一般應(yīng)高出設(shè)計洪水頻率的計算水位以上0.5m。沿水庫上游岸邊的路線，路基最低側(cè)邊緣標(biāo)高應(yīng)考慮水庫水位升高后地下水位壅升，以及水庫淤積后壅水曲線抬高及浪高的影響；在寒冷地區(qū)還應(yīng)考慮冰塞壅水對水位增高的影響。大中橋橋頭引道（在洪水泛濫范圍內(nèi))的路基最低側(cè)邊緣標(biāo)高，一般應(yīng)高于該橋設(shè)計洪水位(并包括壅水和浪高)至少0.5m；小橋涵附近的路基最低側(cè)邊緣標(biāo)高應(yīng)高于橋(涵)前壅水水位至少0.5m(不計浪高)。三、最大縱坡最大縱坡是指各級公路容許采用的最大坡度值，它是公路縱斷面設(shè)計的重要控制指標(biāo)。1．確定最大縱坡應(yīng)考慮的因素（1）汽車的動力特性：要根據(jù)公路上主要行駛車輛的牽引性能確定。在一定的行駛速度條件下確定。（2）公路等級愈高，要求行車速度愈快，但從汽車的動力特性可知其爬坡能力愈低，因此不同等級的公路有不同的最大縱坡值。（3）自然因素：公路所經(jīng)地區(qū)的地形、氣候、海拔高度等自然因素，對汽車行駛條件和爬坡能力也有很大的影響。2．最大縱坡的確定最大縱坡的確定主要取決于汽車的動力性能、公路等級和自然因素，但另一方面還必須保證行車安全。高速公路受地形條件或其他特殊情況限制時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證合理，最大縱坡可增加1％。在非汽車交通比例較大的路段，可根據(jù)具體情況將縱坡適當(dāng)放緩，平原、微丘區(qū)一般不大于2％～3％；山嶺、重丘區(qū)一般不大于4％～5％。大、中橋上的縱坡不宜大于4％，橋頭引道縱坡不大于5％；位于城鎮(zhèn)附近非汽車交通量較大的路段，橋上及橋頭引道縱坡均不得大于3％；緊接大、中橋橋頭兩端的橋頭引道縱坡應(yīng)與橋上縱坡一致。隧道內(nèi)的縱坡不應(yīng)大于3％，并不小于0.3％；獨立的明洞和長度小于50m的隧道其縱坡不受此限；緊接隧道洞口的路線縱坡應(yīng)與隧道內(nèi)縱坡相同。3．高原地區(qū)縱坡折減在海拔3000m以上的高原地區(qū)，因空氣密度下降而使汽車發(fā)動機的功率和汽車的牽引力降低，導(dǎo)致汽車爬坡能力下降；此外，在高原地區(qū)，汽車水箱中的水容易開鍋而破壞冷卻系統(tǒng)。四、坡長限制1.最短坡長的限制從路容美觀、相鄰兩豎曲線的設(shè)置和縱坡視距等也要求坡長應(yīng)有一定的長度。2.最大坡長的限制長距離的陡坡對汽車行駛很不利，應(yīng)對陡坡長度加以限制。五、緩和坡段在縱斷面設(shè)計中，當(dāng)陡坡的長度達(dá)到限制坡長時，應(yīng)安排一段緩坡，用以恢復(fù)在陡坡上降低的速度。同時，從下坡安全考慮，緩坡的設(shè)置也是需要的。當(dāng)公路上有大量獸力車通行時，在可能情況下宜在不超過500m處設(shè)置一段不大于2％～3％的緩坡，以利于獸力車行駛。城市公路的非機動車車道縱坡宜小于2.5％，否則應(yīng)按表2-2-8限制坡長。六、平均縱坡與最小縱坡1.平均縱坡平均縱坡是指一定長度的路段縱向所克服的高差與路線長度之比，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(biāo)。用公式表示為《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：二、三、四級公路越嶺路線的平均縱坡應(yīng)符合以下規(guī)定：（1）越嶺路段的相對高差為200m～500m時，平均縱坡以接近5.5%為宜。（2）越嶺路段的相對高差大于500m時，平均縱坡以接近5%為宜。（3）在任一連續(xù)3km路段的平均縱坡不宜大于5.5%。2.最小縱坡為了保證地方地段、設(shè)置邊溝的低填方地段和橫向排水不暢地段的排水，以防止水深入路基影響其穩(wěn)定性。規(guī)范規(guī)定各級公路的長路塹路段，以及其他橫向排水不良路段就，均應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的縱坡。當(dāng)必須設(shè)計平坡0%或縱坡小于0.3%時吧，邊溝應(yīng)縱向獨立排水設(shè)計。七、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成的坡度，其方向為流水線方向。它的計算公式為當(dāng)陡坡與小半徑平曲線相重疊時，在條件許可的情況下，以采用較小的合成坡度為宜。特別是在冬季路面或結(jié)冰的地區(qū)、自然橫坡較陡的傍山路段及非汽車交通比率高的路段，其合成坡度必須小于8%。對于三、四級公路，在山嶺重丘區(qū)的工程特別艱巨路段，合成坡度值可適當(dāng)增大。各級公路最小合成坡度不宜小于0.5%。在超高過渡的變化處，合成坡度不應(yīng)設(shè)計為0%。當(dāng)合成坡度小于0.5%時，則應(yīng)采取綜合排水設(shè)計措施，以保證路面排水通暢?！袅私庳Q曲線的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?！羰煜へQ曲線設(shè)計的一般要求?！粽莆肇Q曲線半徑、幾何要素、設(shè)計高程的確定方法。課題三豎曲線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與計算方法汽車駛過縱斷面上的變坡點時，將受到?jīng)_擊，行車的平順性遭到破壞。為了緩和這種突變，保證行車的平穩(wěn)和滿足視距的要求，在轉(zhuǎn)破點豎直面內(nèi)應(yīng)以曲線銜接，這種曲線成為豎曲線。豎曲線按其轉(zhuǎn)坡點在曲線上方或下方分別稱為凸形或凹型豎曲線。設(shè)置曲線的主要作用：（1）緩和縱向變坡處行車動量而變化產(chǎn)生的沖擊作用。（2）確保公路縱向行車視距。（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。一、豎曲線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1.凹形豎曲線極限最小半徑（1）控制離心力的大小限制豎曲線的極限最小半徑汽車在豎曲線上產(chǎn)生的離心力為其中F/G是單位車重受到的離心力，根據(jù)資料限制為F/G=0.28，代入式（2）夜間行車前燈照射角限制豎曲線的極限最小半徑（3）對跨線橋下視距的影響限制豎曲線的極限最小半徑當(dāng)凹形豎曲線處于跨線橋下時，駕駛員的視線要受到橋跨上部構(gòu)造的阻擋。橋下凈高按橋下最小凈高要求控制，駕駛員的視線長度規(guī)定視距長度控制，以此為控制條件計算豎曲線最小半徑的計算公式為當(dāng)視線長度<豎曲線長度時當(dāng)視線長度>豎曲線長度時2.凸形豎曲線極限最小半徑（1）從失重不致過大考慮與凹形豎曲線的限制條件和計算公式相同，即（2）從保證縱面行車視距考慮凸形豎曲線半徑過小，路面上凸直接影響行車視距，按規(guī)定的視距控制可得到計算極限最小半徑公式。1）當(dāng)視距s≤L（豎曲線長度）時。2）當(dāng)視距為s>L時。3.豎曲線極限最小半徑豎曲線極限最小半徑是緩和行車沖擊和保證行車視距所必需的最小值，該值只有在地形受限制迫不得已時才采用。通常為了使行車又較好的舒適條件，設(shè)計多采用大于極限最小半徑的1.5～2.0倍，此值即為豎曲線設(shè)計的一般最小半徑值。系數(shù)1.5～2.0隨設(shè)計車速減小而取較大值。4.豎曲線最小長度與平曲線相似，當(dāng)豎曲線坡度角很小時，即使采用較大半徑，豎曲線長度也很短，這樣容易使駕駛員產(chǎn)生變坡很急的錯覺。因此豎曲線的最小長度應(yīng)該按3s行程時間計算，即二、豎曲線設(shè)計1.豎曲線設(shè)計的一般要求（1）應(yīng)選用較大的豎曲線半徑（2）同向豎曲線間應(yīng)該避免“斷背曲線”（3）反向曲線間，一般有直線段連接，亦可相互直接連接（4）豎曲線設(shè)置應(yīng)滿足排水需要2.半徑的選擇（1）選擇半徑應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的豎曲線最小半徑和最小長度要求。（2）在不過分增加土石方工程數(shù)量的情況下，為使行車舒適，應(yīng)采用較大的半徑。（3）結(jié)合縱斷面起伏情況和標(biāo)高控制要求，確定合適的外距值，按外距控制半徑，計算公式如下（4）考慮相鄰數(shù)曲線的連接（即保證最小值坡長度或不發(fā)生重疊）限制曲線長度，按切線長度選擇半徑。即（5）過大的豎曲線半徑將使過長，從施工和排水來看都是不利的，選擇半徑時應(yīng)注意。（6）夜間行車交通量大的路段考慮燈光照射方向的改變，使前燈照射范圍受到限制，選擇半徑時應(yīng)適當(dāng)加大。3.幾何要素的計算坡度代數(shù)差曲線長切線長外距豎曲線上任一點P距切線的縱距（亦稱高程改正值）計算公式4.計算豎曲線上任意點的設(shè)計高程如圖2-3-3所示，豎曲線上任意點的設(shè)計高程的計算步驟如下：（1）起點樁號里程=變坡點樁號里程-切線長度T。（2）起點樁號高程=變坡點樁號高程±切線長度T×豎曲線設(shè)計縱坡i。（3）x=任意點樁號里程-起點里程。（4）豎直線上任意點的縱距。（5）各樁號對應(yīng)的切線高程=起點樁號高程+x×豎曲線設(shè)計縱坡i。（6）設(shè)豎曲線后各樁號處的設(shè)計高程為：各樁號處的設(shè)計高程=各樁號對應(yīng)的切線高程±各樁號處的縱距?！袅私庖曈X分析的概念與意義。◆熟悉平、縱組合的設(shè)計原則與設(shè)計方法。◆掌握縱斷面設(shè)計要點、設(shè)計方法和注意事項?！粽莆湛v斷面圖的繪制方法。課題四平、縱面線形組合設(shè)計與縱斷面設(shè)計一、平、縱面線形組合設(shè)計平、縱線形組合是指在滿足汽車運動學(xué)和力學(xué)要求前提下，研究如何滿足視覺和心理方面的連續(xù)、舒適，與環(huán)境的協(xié)調(diào)和良好的排水條件。1．視覺分析（1）視覺分析的意義（2）視覺與車速的動態(tài)規(guī)律1）駕駛員的注意力集中和心理緊張的程度隨著車速的增加而增加。2）駕駛員的注意力集中點隨著車速增加而向遠(yuǎn)方移動。3）當(dāng)車速超過97km／h時，對前景細(xì)節(jié)的視覺開始模糊起來。4）駕駛者的周界感隨車速的增加而減少。5）為了要看到目標(biāo)，眼睛和目標(biāo)必須相對固定。（3）視覺分析方法2.平、縱組合的設(shè)計原則（1）在視覺上自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。（2）保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小均衡。（3）選擇合適的合成坡度。（4）注意與公路周圍環(huán)境的配合。3.平曲線與豎曲線的組合（1）平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍微大于豎曲線。（2)平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡。（3）暗、明彎與凸、凹豎曲線。（4）平、豎曲線應(yīng)避免的組合1）避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向曲線的拐點重合。2）小半徑豎曲線不宜與緩和曲線重合。3）計算行車速度大于等于40km/h的公路，應(yīng)避免在凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。4.直線與縱斷面的組合只要路線又起伏，就不宜采用長直線，最好使平面路線隨縱坡的變化略加轉(zhuǎn)折，并把平、豎曲線合理的組合。但要避免駕駛員一眼能看到方向轉(zhuǎn)折兩次以上或縱坡起伏三次以上的線形出現(xiàn)。5.平、縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合（1）充分重視對景觀的要求。（2）保護(hù)沿線自然景觀。（3）消除公路單調(diào)感，使公路與自然密切結(jié)合。（4）結(jié)合實際，美觀路容。（5）綜合綠化治理。二、縱斷面設(shè)計1.縱斷面線形設(shè)計要點（1）縱面線形設(shè)計的一般原則1）縱面線性應(yīng)與地形相適應(yīng)，設(shè)計成視覺連續(xù)，平順而圓滑的線形性，避免在短距離內(nèi)出現(xiàn)頻繁起伏。2）應(yīng)避免能看見近處和遠(yuǎn)處而看不見中間凹處的線形。3）較長的連續(xù)上坡路段，宜將最陡的縱坡放在底部，接近坡頂?shù)目v坡宜適當(dāng)放緩。4）相鄰縱坡之代數(shù)差小時，應(yīng)盡量采用大的豎曲線半徑。5）交叉處前后的縱坡應(yīng)平緩。6）在積雪或冰凍地區(qū)，應(yīng)避免采用陡坡。（2）縱坡值的應(yīng)用各級公路的最大縱坡值與縱坡限制長度只有在越嶺線中為爭取高度、縮短路線長度或避免工程艱巨地段等不得已時，方可采用。（3）各種地形條件下的縱坡設(shè)計1）平原、微丘地形的縱坡應(yīng)均勻、平緩。丘陵地形的縱坡應(yīng)避免過分遷就地形而起伏過大。2）山嶺、重丘地形的沿河線，應(yīng)盡量采用平緩的縱坡，坡長不宜超過規(guī)定的限值，縱坡不宜大于6％。3）越嶺線的縱坡應(yīng)力求均勻，應(yīng)盡量不采用極限或接近極限的坡度，更不宜連續(xù)采用極限長度的的陡坡夾短距離緩坡的縱坡線形。越嶺展線不應(yīng)設(shè)置反坡。4）山脊線和山腰線，除結(jié)合地形不得已時采用較大的縱坡外，在可能條件下采用平緩的縱坡。（4）豎曲線設(shè)計的要求（5）相鄰豎曲線的銜接1）同向曲線間，特別是同向凹形豎曲線之間，如直線坡段不長，應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線。2）反向豎曲線間宜插入直線坡段，亦可直接連接。2.縱斷面設(shè)計方法和注意事項（1）縱斷面設(shè)計方法和步驟1）準(zhǔn)備工作。2）標(biāo)注控制點。控制點是指影響縱坡設(shè)計的標(biāo)高控制點。山區(qū)公路還有根據(jù)路基挖填平衡關(guān)系控制路中心填挖值的標(biāo)高點，稱為經(jīng)濟點。3）試坡。在已標(biāo)出控制點、經(jīng)濟點的縱斷面圖上，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，選線意圖，結(jié)合地面起伏變化，本著以控制點為根據(jù)，照顧多數(shù)經(jīng)濟點的原則，在這些點位間進(jìn)行穿插與取直，試定出若干直坡線。4）調(diào)整。調(diào)整方法是對初定坡度線平抬、平降、延伸、縮短或改變坡度值；調(diào)整時應(yīng)少脫離控制點、少變動填挖為原則，以便調(diào)整后的縱坡與試定縱坡基本相符。5）核對。核對工作在橫坡陡峻尤顯重要。6）定坡。經(jīng)調(diào)整核對無誤后，逐段把直坡線的坡度值、變坡點樁號和標(biāo)高確定下來。7）設(shè)置豎曲線。根據(jù)拉坡時已初步考慮的平、縱組合線形情況，按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平、縱組合均衡等確定豎曲線半徑，計算豎曲線要素。（2）縱坡設(shè)計應(yīng)注意的問題1）回頭曲線地段。設(shè)置回頭曲線地段，拉坡時應(yīng)按回頭曲線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)先定出該地段的縱坡，然后從兩端接坡，應(yīng)注意在回頭曲線地段不宜設(shè)豎曲線。2）大、中型橋。大、中型橋上不宜設(shè)置豎曲線，橋頭兩端曲線的起、終點應(yīng)設(shè)在橋頭10m以外，如圖2-4-4所示。3）小橋涵。小橋涵允許設(shè)在斜坡地段或豎曲線上，為保證行車平順，應(yīng)盡量避免在小橋涵處出現(xiàn)駝峰式縱坡如圖2-4-5所示。4）平面交叉口縱坡及兩端接線要求。公路與公路交叉時，一般宜設(shè)在水平坡段，其長度應(yīng)不小于最短坡長規(guī)定。兩端接線縱坡應(yīng)不大于3%，山區(qū)工程艱巨地段不大于5%。5）受控制點或經(jīng)濟點等條件制約，修改原定縱坡線。3.縱斷面圖的繪制縱斷面設(shè)計圖是公路設(shè)計重要技術(shù)文件之一，也是縱斷面設(shè)計的最后成果?？v斷面采用直角坐標(biāo)，以橫坐標(biāo)表示里程樁號，縱坐標(biāo)表示高程。為了明顯地表明地形起伏，方便縱斷面設(shè)計，水平方向的比例尺通常與平面圖一致，高程方向比例尺通常是水平方向的10倍?？v斷面圖是由上、下兩部分內(nèi)容組成的。上部主要用來繪制地面線和縱坡設(shè)計線。下部主要用來填寫有關(guān)內(nèi)容，自下而上分別填寫：直線及平曲線；里程樁號；地面高程；設(shè)計高程；填、挖高度；土壤地質(zhì)說明；設(shè)計排水溝溝底線及其坡度、距離、標(biāo)高、流水方向（視需要而標(biāo)注）?！袅私夤窓M斷面的組成及各組成部分的功能?！袅私夤方ㄖ藿绾凸酚玫匾笳n題一公路橫斷面的組成一、公路橫斷面的組成沿著公路平面中心線的法線方向作一垂直剖面，這個剖面稱為公路橫斷面。在橫斷面上反映了路基的組成和幾何尺寸，以及路基形成前的原地面線。公路的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面一般由行車道、路肩、中間帶、邊溝、邊坡及截水溝等部分組成。高速公路和一級公路等級高、交通量大，通常將上、下行車輛分開。高速公路和一級公路的路基分為整體式和分離式兩種。整體式分離式圖3-1-2公路路基的形式二、各主要組成部分的定義及作用1.行車道行車道是公路上供各種車輛行駛部分的總稱。行車道有單車道、雙車道和多車道三種形式。2.路肩位于行車道外緣至路基邊緣，具有一定寬度的帶狀結(jié)構(gòu)物。路肩通常是由路緣帶、硬路肩和土路肩三部分組成的。路緣帶作用主要是誘導(dǎo)駕駛員視線和分擔(dān)側(cè)向余寬，以利于行車安全。硬路肩具有一定強度。土路肩是可提供側(cè)向余寬，保護(hù)和支撐路基路面。路肩的主要作用：（1）保護(hù)及支撐路基路面結(jié)構(gòu)。（2）臨時停車。（3）增加路幅的側(cè)向余寬，提高駕駛的安全性和舒適性。（4）提供公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)、設(shè)置其他公路設(shè)施的場地。（5）對于未設(shè)人行道的公路，可供行人和非機動車等使用。（6）利于誘導(dǎo)駕駛員的視線。3.中間帶中間帶是指高速公路、一級公路上用于分隔對向行駛車輛的帶狀構(gòu)造物，一般設(shè)在行車道的中間。中間帶的作用：（1）分離不同方向的交通流，減少車輛的對向干擾，以防止無序的交叉運行和轉(zhuǎn)彎運行。（2）在不妨礙公路限界的前提下作為設(shè)置公路標(biāo)牌的場地。（3）在交叉路口為左轉(zhuǎn)車輛提供避讓區(qū)域。（4）提供綠化帶，以遮擋對向車燈的眩光。（5）引導(dǎo)駕駛員的視線，同時為失控車輛提供救險區(qū)域。（6）埋設(shè)管線等設(shè)施。4.邊坡和邊溝5.緊急停車帶6.爬坡車道7.變速車道8.錯車道9.護(hù)坡道10.碎落臺11.截水溝三、公路建筑限界及公路用地1．公路建筑限界公路建筑限界（凈空）是指為保證車輛、行人通行的安全，對公路和橋面上以及隧道中規(guī)定的高度和寬度范圍內(nèi)不允許有任何障礙物侵入的空間界限，又稱為建筑凈空。公路橫斷面設(shè)計中，公路標(biāo)志、護(hù)欄、照明燈柱、電桿、行道樹以及跨線橋的橋臺、橋墩等任何部分不得侵入公路建筑限界之內(nèi)。（1）公路建筑限界的一般規(guī)定。（2）隧道最小側(cè)向?qū)挾纫?guī)定見下表。（3）橋梁、隧道設(shè)置檢修通道、人行道時，建筑限界包括相應(yīng)部分的寬度。（4）檢修通道、人行道與行車道分開設(shè)置時，其凈高為2.50m。2．公路建筑限界劃定原則如圖3-1-4所示為建筑限界兩側(cè)及上邊緣劃分示意圖。（1）建筑限界的上緣邊界線為水平線。（2）建筑限界的兩側(cè)邊界線與水平線垂直（超高路段與路面超高橫坡垂直）。3．公路用地公路用地是為修建、養(yǎng)護(hù)公路及設(shè)置沿線設(shè)施而依照國家規(guī)定所征用的地幅，可分為直接用地和間接用地兩種。公路用地范圍的劃定（1）新建公路。（2）改建公路。（3）特殊情況，如沿線房屋、料場、苗圃、防護(hù)林以及防沙防雪、特殊地質(zhì)地段設(shè)施等應(yīng)根據(jù)需要確定其用地范圍。橋梁、隧道、互通式立體交叉、分離式立體交叉、平面交叉、交通安全設(shè)施、服務(wù)設(shè)施、管理設(shè)施等，應(yīng)根據(jù)實際需要確定其用地范圍。4.公路紅線規(guī)劃（1）定義公路紅線是指劃分公路用地和建筑用地、生產(chǎn)用地及其他備用地的分界控制線。公路紅線之間寬度即公路建設(shè)用地范圍，即公路的總寬度或規(guī)劃路幅。（2）城市公路紅線規(guī)劃1）公路紅線寬度的確定確定公路總寬度時要充分考慮“近遠(yuǎn)兼顧，因地制宜’’的原則，應(yīng)根據(jù)不同城市不同時期在城市交通和建設(shè)中的特點具體分析，有特殊情況的適當(dāng)留有發(fā)展余地。公路紅線寬度劃定應(yīng)綜合考慮以下因素：①公路的位置及沿路兩旁建筑物的性質(zhì)②滿足交通運輸?shù)囊螈燮渌矫娴囊?2)確定公路的紅線位置①對于新建城區(qū)公路，一般是先畫出規(guī)劃紅線，然后建筑物依照紅線逐步建造，公路則參照規(guī)劃斷面，分期修建，逐步形成。②對于舊城區(qū)公路有兩種實施方式。一種是一次開辟達(dá)到規(guī)劃寬度，目前較少采用。另一種是按照規(guī)劃紅線逐步改建，逐步形成，目前較多采用這種方式。③確定交叉口形式：根據(jù)備交叉口的類型、具體條件和近、遠(yuǎn)期結(jié)合的要求，確定交叉口用地范圍、具體位置和尺寸，并以紅線方式繪在平面圖上。④確定控制點的坐標(biāo)和標(biāo)高：規(guī)劃公路中線的轉(zhuǎn)折點和各條公路的交點，即控制點，控制點平面位置可直接實地測量，標(biāo)高則由豎向規(guī)劃、設(shè)計確定?！袅私饴坊鶛M斷面的幾何尺寸及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?！粽莆章坊鶛M斷面設(shè)計要求和步驟。◆掌握公路路基典型橫斷面的類型?！裟軌驊?yīng)用橫斷面圖設(shè)計成果。課題二路基橫斷面設(shè)計橫斷面是由地面線與設(shè)計線所圍成的圖形，路基橫斷面設(shè)計應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形、土壤、地質(zhì)、水文、環(huán)境、土地利用、材料供應(yīng)等自然條件和社會條件。一、路基橫斷面的幾何尺寸1.路基寬度路基寬度是指在橫斷面上兩路肩外緣之間的寬度，一般是指行車道與路肩寬度之和。國家標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）中規(guī)定各級公路路基寬度按設(shè)計車速。確定整體式路基寬度見表3-2-1，高速公路、一級公路分離式路基寬度見表3-2-2。。2.車道數(shù)及車道寬度在公路上提供每一縱列車輛安全行駛的空間平面，稱為一個車道。車道數(shù)目的多少則依遠(yuǎn)景年的設(shè)計小時交通量和一條車道的設(shè)計通行能力及服務(wù)水平而定，即車道數(shù)=（遠(yuǎn)景年的單向設(shè)計小時交通量/每一車道的設(shè)計通行能力）×2。各級公路行車道寬度按設(shè)計車速確定，見表3-2-3。1）機動車車道寬度。城市公路中機動車車行道寬度是供機動車行駛的全部車道的寬度。機動車車行道寬度=所需要的車道數(shù)×一條車道所需寬度每條機動車道寬度應(yīng)根據(jù)汽車車型及設(shè)計車速，并考慮側(cè)向余寬予以確定，推薦按表3-2-4采用。根據(jù)我國中、小城市的主干道紅線寬度，其機動車車道數(shù)、車道寬度、車行道的布置形式建議值見表3-2-5。人口超過50萬的大城市和特大城市的主干道寬度可根據(jù)實際需要確定，一般采用4～6條機動車道，每條車道寬度3.5～3.75m。對于高速干道、車道寬度宜寬些，建議每條車道寬度采用4.0m。2)非機動車道寬度。城市中行駛的非機動車包括自行車、三輪車、畜力車、板車等。非機動車公路面總寬度包括自行車車道寬度及兩側(cè)各25cm路緣帶寬度。自行車道的通行能力是以單車安全行駛所需寬度劃分車道線，以高峰時間各車道線平均的通行能力作為一條自行車道的設(shè)計通行能力。依據(jù)各種非機動車輛自身的幾何寬度以及平均行車速度，考慮到非機動車之間行駛的橫向安全間隙，《城市道路設(shè)計規(guī)范》規(guī)定不同非機動車的車道寬度見表3-2-6。接照我國各城市對非機動車道的使用經(jīng)驗，非機動車道的基本寬度可采用5.0m、6.5m、8.0m三種。3.路肩寬度路肩是設(shè)于行車道外緣至路基邊緣之間，具有一定寬度的帶狀結(jié)構(gòu)物。高速公路、一級公路的路肩寬度能夠滿足故障車輛的停置所需寬度。四級公路采用單車道路面時一般采用1.5m，其余情況均采用0.5m。高速公路、一級公路應(yīng)在右側(cè)硬路肩寬度內(nèi)設(shè)右惻路緣帶，其寬度為0.50m。采用分離式斷面時，高速公路、一級公路應(yīng)設(shè)置左側(cè)路肩，其寬度應(yīng)符合表3-2-8的規(guī)定。左側(cè)硬路肩內(nèi)含左側(cè)路緣帶，左側(cè)路緣帶寬度為0.50m?！冻鞘械缆吩O(shè)計規(guī)范》規(guī)定的硬路肩寬度見表3-2-9。4.中間帶及分車帶的寬度《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：高速公路、一級公路必須設(shè)置中間帶。中間帶由兩條左側(cè)路緣帶和中央分隔帶組成。5.人行道寬度人行道的總寬度應(yīng)由行人步行道寬和綠化帶寬度以及布設(shè)地面桿柱、設(shè)置櫥窗報欄、沿街房基散水寬等用地寬度所組成。此外還應(yīng)考慮在人行道底下埋設(shè)地下管線所需要的寬度。人行道寬度必須滿足行人通行的安全和順暢。二、路基橫斷面設(shè)計要求及步驟1.橫斷面設(shè)計的基本要求（1)足夠的強度和穩(wěn)定性。在荷載、自然因素的共同作用下不傾覆、不滑動、不沉陷、不坍方。（2)良好的經(jīng)濟性。工程量小，節(jié)約資金。（3)規(guī)范性。路基橫斷面形式和尺寸應(yīng)滿足公路等級、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定以及公路的使用要求。（4)兼顧性。要兼顧農(nóng)田基本建設(shè)的需要，兼顧環(huán)境保護(hù)的需要。2.公路路基典型橫斷面公路橫斷面的布設(shè)可結(jié)合當(dāng)?shù)?、地質(zhì)、水文、填挖等情況，參照典型橫斷面進(jìn)行布置，一般不做單獨計算。橫斷面設(shè)計過程就是繪制橫斷面設(shè)計圖的過程。在公路設(shè)計中，為使起伏不平的地面變成可供汽車行駛的路面，需要在原地面上填筑或挖除土石方而形成路基設(shè)計線。因此，我們把高于原地面的填方路基稱為路堤，低于原地面的挖方路基稱為路塹，在一個斷面內(nèi)一部分要填、另一部分要挖的路基稱為半填半挖路基。（1）一般路堤：（2）挖方路基（又稱路塹）：（3）半填半挖路基1）一般半填半挖路基：半填半挖路基是比較經(jīng)濟的斷面形式，注意當(dāng)原地面橫坡大于1:5時將原地面挖成臺階，以保證填土的穩(wěn)定。2）護(hù)肩路基：用于填土高度不大、但坡腳太遠(yuǎn)不易填筑時的情況。護(hù)肩高度一般不超過3m。3）砌石路基：用于地面橫坡太陡、坡腳落空、不能填筑時。4）擋土墻路基：擋土墻是不依靠路基獨立穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)物，它也能支擋填方，穩(wěn)定路基。5）矮墻路基：用于挖方邊坡土質(zhì)松散、易產(chǎn)生碎落的情況。3.公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面公路的路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面是交通運輸部根據(jù)設(shè)計交通量、交通組成、設(shè)計車速、通行能力和滿足交通安全的要求，按公路等級、斷面的類型、路線所處地形規(guī)定的路基橫斷面各組成部分橫向尺寸的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(參見圖3-2-1)。b）一般路基公路平面圖a）一般路基公路平面圖c）d）挖方路塹公路平面圖g）h）挖方路塹公路平面圖e）填方路基公路平面圖f）填方路基公路平面圖圖3-2-3典型橫斷面公路平面圖4.路基橫斷面設(shè)計步驟（1）根據(jù)外業(yè)橫斷面測量資料點繪制各斷面的橫向地面線（一般在現(xiàn)場與測量同時進(jìn)行），順著公路中心縱向直線地段一般要求50m一處，曲線地段一般要求25m一處，不同地形，特殊情況應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行測量繪制，原始地面橫斷面一般繪制應(yīng)標(biāo)明中心里程樁號和地面標(biāo)高。（2）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，確定路基結(jié)構(gòu)形式與寬度。（3）按彎道半徑大小分別擬定超高、加寬值。（4）根據(jù)縱斷面設(shè)計資料，按設(shè)計標(biāo)高在路基設(shè)計表上逐樁進(jìn)行計算，完成路基設(shè)計表。（5）按路基設(shè)計表數(shù)據(jù)，繪出橫斷面設(shè)計線（戴帽子）。設(shè)計線應(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、視距臺等，在彎道上的斷面還應(yīng)示出超高、加寬等。（6）檢查彎公路段橫斷面內(nèi)側(cè)視距是否足夠，是否需要清除障礙及設(shè)置視距臺。橫斷面圖的繪制，一般在方格紙上按樁號由下向上、從左到右繪制，并在每個橫斷面上注明必要的數(shù)據(jù)（如地面標(biāo)高、設(shè)計標(biāo)高、填挖值、加寬、超高、填挖面積等）。5.公路橫斷面設(shè)計成果根據(jù)《公路工程基本建設(shè)項目設(shè)計文件編制辦法》規(guī)定，公路路基設(shè)計的主要成果及要求如下：（1）路基設(shè)計表（2）邊溝（排水溝）設(shè)計表（3）路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（4）路基典型橫斷面設(shè)計圖（5）路基橫斷面設(shè)計圖（6）特殊路基設(shè)計工程數(shù)量表（7）特殊路基設(shè)計圖（8）中間帶設(shè)計圖（9）中央分隔帶開口設(shè)計圖（10）路基土石方數(shù)量表（11）路基每公里土石方數(shù)量表（12）路基土石方運量統(tǒng)計表（13）取土坑（場）、棄土堆（場）一覽表（14）棄土堆（場）設(shè)計圖（15）路基防護(hù)工程數(shù)量表（16）路基防護(hù)工程設(shè)計圖6.城市公路橫斷面圖繪制（1)繪出各個路段上的遠(yuǎn)期規(guī)劃橫斷面圖和近期設(shè)計橫斷面圖，即遠(yuǎn)期和近期的標(biāo)準(zhǔn)斷面圖，一般采用1：100或1：200的比例尺。（2)繪制各個中線樁處的現(xiàn)狀橫斷面圖。（3)最后在繪出的各個樁號的現(xiàn)狀橫斷面圖上點出中心線的設(shè)計標(biāo)高，以相同的比例尺，把設(shè)計橫斷面圖（即標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖）畫上去。◆掌握路基橫斷面加寬設(shè)計方法。◆掌握路基橫斷面超高設(shè)計方法。課題三橫斷面的加寬與超高一、橫斷面加寬1.定義汽車在曲線上行駛時，其行駛軌跡并不完全與理論行駛軌跡相吻合，而是有一定的擺動偏移，故需要路面加寬來彌補，以保證安全。這種在曲線上適當(dāng)拓寬路面的形式稱為彎道加寬（也稱平曲線加寬）。2.加寬值圓曲線上的加寬值由幾何需要的加寬和汽車轉(zhuǎn)彎時擺加寬兩部分組成。（1）幾何加寬值的計算對于普通載重汽車，由圖3-3-1可計算一條車道的加寬值e＝R－(R1+K)而代入上式第二項以后的數(shù)值極小，可略去不計，故一條車道的加寬值為

對于半掛車，由圖3-3-2所示的幾何關(guān)系，可求得牽引車的幾何加寬值為

而拖掛車的加寬值為其中R’＝R-e1，由于e1與R相比甚小，可取尺R’≈R。故對于半掛車一個車道的加寬值為令，則（2）擺動加寬值據(jù)實測汽車轉(zhuǎn)彎擺加寬與車速有關(guān)，一個車道擺動加寬值計算經(jīng)驗公式為3.加寬的有關(guān)規(guī)定與要求考慮上述幾何加寬值和擺動加寬值兩項因素，對于單車道，上述兩項加寬值為對于多車道標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)定，公路平曲線半徑等于或小于250m時，應(yīng)在平曲線內(nèi)側(cè)加寬，公路平曲線加寬值見表3-3-1。四級公路和山嶺、重丘區(qū)的三級公路采用第一類加寬值，高速公路、一、二級公路及設(shè)計速度為40km/h的三級公路采用3類加寬值。對不經(jīng)常通行集裝箱運輸?shù)陌霋燔嚨墓?，可采?類加寬值。

規(guī)范規(guī)定，城市公路圓曲線半徑小于或等于250m時，應(yīng)在圓曲線內(nèi)側(cè)加寬，每條車道加寬值見表3-3-2。4.加寬緩和段當(dāng)平曲線半徑小于等于250m時，一般在彎道內(nèi)側(cè)圓曲線范圍內(nèi)設(shè)置全加寬，當(dāng)其平曲線內(nèi)無圓曲線（凸形）時，僅平曲線中點處斷面設(shè)置全加寬。為了使路面和路基均勻變化，設(shè)置一般從加寬值為零逐漸加寬到全加寬的過渡段，稱為加寬過渡段。（1）緩和段緩和曲線的作用1）有利于駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤，保證安全行駛。2）消除離心的突變，保證乘客乘車的舒適于穩(wěn)定。3）滿足超高、加寬緩和段的過渡，利于平穩(wěn)行車。4）與圓曲線配合得當(dāng)，具有良好的視覺效果和心理效果。（2）加寬緩和段的長度在公路設(shè)計中，加寬緩和段長度取決于三方面的要求：1)加寬所需的最小長度。2)超高緩和段長度Lc。3)緩和曲線長度Ls。（3）在Lj內(nèi)加寬的過渡方式1）按直線比例變化。這種過渡方式處理簡單粗糙，不圓滑美觀，適用于一般二、三、四級公路。2）插入高次拋物線的方法。加寬緩和段內(nèi)任一點的加寬值Bjx如按下列公式計算：這種方法路面邊緩線圓滑、順適，適用于高速公路、一級公路以及對路容有較高要求的