第三章道路平面與縱斷面線形設(shè)計(jì)

1、n本章主要介紹道路平縱線形設(shè)計(jì)的基本理論和方法。學(xué)習(xí)構(gòu)成道路線形的基本要素及這些要素的設(shè)計(jì)要求，掌握設(shè)計(jì)成果的整理。第三章 道路平面與縱斷面線形設(shè)計(jì)3 路線設(shè)計(jì)的任務(wù)路線設(shè)計(jì)的任務(wù)在調(diào)查研究掌握大量材料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一條有一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、滿足行車要求、工作費(fèi)用最省的路線一路線(route)的概念1線形幾何學(xué)線形幾何學(xué)-研究道路所在空間曲線的幾何特性（如幾何構(gòu)成，幾何形狀，幾何元素關(guān)系等）及各種線形路用特性的一門學(xué)科。2公路平縱橫的概念公路平縱橫的概念路線的平面-公路的中線在水平面上的投影。平面圖（plan）-反應(yīng)路線在平面上的形狀、位置、尺寸的圖形。路線的縱斷面-路線的中線在、豎直面上的投影。

2、縱斷面圖（verticalprofilemap）-反應(yīng)路線在縱斷面上的形狀、位置、尺寸的圖形。道路的橫斷面-沿道路中線上任意一點(diǎn)作的法向剖面。橫斷面圖（cross-sectionprofilemap）-反映道路在橫斷面上的結(jié)構(gòu)、形狀、位置、尺寸的圖形。這個(gè)軌跡是連續(xù)的和圓滑的，即在任何一點(diǎn)上不出現(xiàn)錯(cuò)頭和破折。其曲率的變化率是連續(xù)的，即軌跡上任一點(diǎn)不出現(xiàn)兩個(gè)曲率變化率的值。如圖33。其曲率是連續(xù)的，即軌跡上任一點(diǎn)不出現(xiàn)兩個(gè)曲率的值。如圖32所示，二平面線形設(shè)計(jì)的基本要求1汽車行駛軌跡汽車行駛軌跡經(jīng)過大量的觀測研究表明，行駛中的汽車，其軌跡在幾何性質(zhì)上有以下特征： 4 路線設(shè)計(jì)的順序路線設(shè)計(jì)的順序

3、horizontalalignmentdesignverticalalignmentdesigncross-sectiondesign現(xiàn)代高等級道路一般采用圖34類型的平面線形。直線(line)；圓曲線(circularcurve)；緩和曲線(transitioncurve)。稱之為“平面線形三要素”。2平面線形要素平面線形要素2行車方向明確，行駛受力簡單，駕駛操作簡易。一直線的特點(diǎn)1路線便捷，兩點(diǎn)之間以直線為最短。3測設(shè)簡單，施工容易。4過長的直線易使駕駛?cè)烁械絾握{(diào)、疲倦，難以目測車間距離，于是產(chǎn)生盡快駛出直線的急燥情緒，易超車。5直線線形大多難于與地形相協(xié)調(diào)。 1下述路段可采用直線：下述路

4、段可采用直線：受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷地；市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線為條為主的地區(qū)；長大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段；路線交叉點(diǎn)及其前后；雙車道公路提供超車的路段。二直線的運(yùn)用 AustraliaArizona合寧高速 B A C K 2 直線的應(yīng)用直線的應(yīng)用 直線的最大長度應(yīng)有所限制。當(dāng)采用長的直線線形時(shí)，為彌補(bǔ)景觀單調(diào)直線的最大長度應(yīng)有所限制。當(dāng)采用長的直線線形時(shí)，為彌補(bǔ)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：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： 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)致高速度長直線上縱

5、坡不宜過大，因長直線再加下陡坡行駛更易導(dǎo)致高速度 長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，可以使生硬呆板的直線得到長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，可以使生硬呆板的直線得到一些緩和一些緩和兩側(cè)地形過于空曠時(shí)，宜采取種植不同兩側(cè)地形過于空曠時(shí)，宜采取種植不同樹種樹種或設(shè)置一定或設(shè)置一定建筑物、建筑物、 雕塑雕塑、廣告牌廣告牌等措施，以改善單調(diào)的景觀。等措施，以改善單調(diào)的景觀。長直線或長下坡盡頭的平曲線必須采取設(shè)置標(biāo)志、增加路面抗滑能長直線或長下坡盡頭的平曲線必須采取設(shè)置標(biāo)志、增加路面抗滑能力等安全措施力等安全措施 德國和日本規(guī)定直線的最大長度（以米計(jì)）為德國和日本規(guī)定直線的最大長度（以米計(jì)）為2020

6、v v，前蘇聯(lián)為，前蘇聯(lián)為8 8kmkm，美美國為國為180180s s行程。我國地域遼闊，地形條件在不同的地區(qū)有很大的不同，對直行程。我國地域遼闊，地形條件在不同的地區(qū)有很大的不同，對直線最大長度很難作出統(tǒng)一的規(guī)定。線最大長度很難作出統(tǒng)一的規(guī)定。 直線的最大長度，在城鎮(zhèn)附近或其他景色有變化的地點(diǎn)大于直線的最大長度，在城鎮(zhèn)附近或其他景色有變化的地點(diǎn)大于2020V V是可以是可以的；在景色單調(diào)的地點(diǎn)最好控制在的；在景色單調(diào)的地點(diǎn)最好控制在2020V V以內(nèi)；而在特殊的地理?xiàng)l件下應(yīng)特殊以內(nèi)；而在特殊的地理?xiàng)l件下應(yīng)特殊處理。處理。無論是高速公路還是一般公路在任何情況下都要避免追求長直線的錯(cuò)誤無論是高

7、速公路還是一般公路在任何情況下都要避免追求長直線的錯(cuò)誤傾向傾向3 “長直線長直線”的量化的量化 1 同向曲線同向曲線(adjacent curve in one direction)間的直線最小長度間的直線最小長度 互相通視的同向曲線間若插以短直線，容易產(chǎn)生把直線和兩端的曲線看成互相通視的同向曲線間若插以短直線，容易產(chǎn)生把直線和兩端的曲線看成為反向曲線的錯(cuò)覺，當(dāng)直線過短時(shí)甚至把兩個(gè)曲線看成是一個(gè)曲線，這種線形為反向曲線的錯(cuò)覺，當(dāng)直線過短時(shí)甚至把兩個(gè)曲線看成是一個(gè)曲線，這種線形破壞了線形的連續(xù)性，且容易造成駕駛操作的失誤，通常稱為破壞了線形的連續(xù)性，且容易造成駕駛操作的失誤，通常稱為斷背曲線斷背

8、曲線。設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免。中應(yīng)盡量避免。規(guī)范推薦同向曲線間的最短直線長度以不小于規(guī)范推薦同向曲線間的最短直線長度以不小于6 6v v為宜。為宜。 2反向曲線反向曲線(reverse curve)間的直線最小長度間的直線最小長度 轉(zhuǎn)向相反的兩圓曲線之間，考慮到為設(shè)置超高和加寬緩和段的需要以轉(zhuǎn)向相反的兩圓曲線之間，考慮到為設(shè)置超高和加寬緩和段的需要以及駕駛員轉(zhuǎn)向操作的需要如無緩和曲線時(shí)，宜設(shè)置一定長度的直線。及駕駛員轉(zhuǎn)向操作的需要如無緩和曲線時(shí)，宜設(shè)置一定長度的直線。規(guī)范規(guī)定反向曲線間最小直線長度（以規(guī)范規(guī)定反向曲線間最小直線長度（以m m計(jì)）以不小行車速度（以計(jì)）以不小行車速度（以km/hk

9、m/h計(jì)）的計(jì)）的2 2倍倍為宜。為宜。三直線的最小長度 圓曲線具有易與地形相適應(yīng)、可循性好、線形美觀、易于測設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，使用十圓曲線具有易與地形相適應(yīng)、可循性好、線形美觀、易于測設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，使用十分普遍。分普遍。圓曲線的幾何元素（見圖圓曲線的幾何元素（見圖3 37 7）為：）為：一圓曲線的幾何元素(geometry element) 2aRtgT=aRaRL01745. 0180=) 1-2(secaRE=LTJ-2=T1 1確定半徑的理論依據(jù)確定半徑的理論依據(jù))(1272hiVR二曲線半徑curve radius 1 1確定半徑的理論依據(jù)確定半徑的理論依據(jù)2最小半徑的計(jì)算最小半徑的計(jì)算3圓曲線

10、最大半徑圓曲線最大半徑 橫向力系數(shù)橫向力系數(shù)的確定的確定行車安全行車安全 要求橫向力系數(shù)低于輪胎與路面之間所能提供的橫向摩阻系數(shù)f： f (32)增加駕駛操縱的困難 輪胎產(chǎn)生橫向變形，增加了汽車在方向操縱上的困難。增加燃料消耗和輪胎磨損 的存在使車輛的燃油消耗和輪胎磨損增加。行旅不舒適值過大，增加了駕駛者在彎道行駛中的緊張。對于乘客來說，值過大，增加了駕駛者在彎道行駛中的緊張。對于乘客來說，值的增大值的增大，同樣感到不舒適，乘客隨，同樣感到不舒適，乘客隨的變化其心理反應(yīng)如下。的變化其心理反應(yīng)如下。當(dāng)當(dāng)400050005000折減值（%）123四四 最小縱坡最小縱坡為使道路上行車快速、安全和通暢

11、，希望道路縱坡設(shè)計(jì)的小一些為好。但是，在長路塹、低填以及其它橫向排水不通暢地段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的最小縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。五五 坡長限制坡長限制最短坡長的限制主要是從汽車行駛平順的要求考慮的。如果坡長過短，使變坡點(diǎn)增多，汽車行駛在連續(xù)起伏地段產(chǎn)生的增重與減中的變化頻繁，導(dǎo)致乘客感覺不舒適，車速越高越感突出從路容美觀、相臨兩豎曲線的設(shè)置和縱面視距等也要求坡長應(yīng)有一定最短長度。通常取910秒的行程距離。1最短坡長限制最短坡長限制最大坡長限制是指控制汽車在坡道上行駛，當(dāng)車速下降到最低允許速度時(shí)所行駛的距離。縱坡大，坡長較長的時(shí)候

12、對行車表現(xiàn)在：使行車速度顯著下降，甚至要換較抵擋位克服坡度阻力；易使水箱“開鍋”，導(dǎo)致汽車爬坡無力，甚至熄火；下坡行駛制動(dòng)次數(shù)頻繁，易使制動(dòng)器發(fā)熱而失效，甚至造成車禍 2最大坡長限制最大坡長限制公路等級高速公路一二三四計(jì)算行車速度（km/h）120100806010060804060304020縱坡坡度（%）3900100011001200100012001100470080090010008001000900110010001100110012005600700800800700900080090090010006500600600700600700700800750050060083004

13、009200各級公路縱坡長度限制表4-10六六緩和坡段緩和坡段 在縱斷面設(shè)計(jì)中，當(dāng)陡坡的長度達(dá)到限制坡長時(shí)應(yīng)安排一段緩坡，用以在縱斷面設(shè)計(jì)中，當(dāng)陡坡的長度達(dá)到限制坡長時(shí)應(yīng)安排一段緩坡，用以恢復(fù)在陡坡上降低的速度。同時(shí)考慮下坡安全的需要?；謴?fù)在陡坡上降低的速度。同時(shí)考慮下坡安全的需要。在緩坡上汽車將以加速行駛，因此緩坡的長度應(yīng)適應(yīng)加速的需要。但實(shí)際設(shè)在緩坡上汽車將以加速行駛，因此緩坡的長度應(yīng)適應(yīng)加速的需要。但實(shí)際設(shè)計(jì)中很難滿足這個(gè)要求。計(jì)中很難滿足這個(gè)要求。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于3%，其長度應(yīng)不小于最短坡長。，其長度應(yīng)不小于最短坡長。七七 平均縱坡平均縱坡

14、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的比值。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的比值。 二級、三級、四級公路越嶺路線的平均縱坡，一般以接近二級、三級、四級公路越嶺路線的平均縱坡，一般以接近5.5%（相對高（相對高差差200m500m）和和5%（相對高差大于（相對高差大于500m）為宜，并注意任何相連為宜，并注意任何相連3km路段的平均縱坡不宜于路段的平均縱坡不宜于5.5%。 縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車用一段曲線來緩和，稱為豎曲線。豎曲線的形式可采用拋物線或圓曲線，在使用范圍二者幾乎沒有差別。一、豎曲線要素的計(jì)算公式一、豎曲線要素的計(jì)算公式1 用二次

15、拋物線作為豎曲線的基本方程用二次拋物線作為豎曲線的基本方程式式在圖示坐標(biāo)下，二次拋物線一般方程為ixxky221對豎曲線上任一點(diǎn)P，其斜率為ikxdxdyip取XOY坐標(biāo)系如圖4-2所示，設(shè)變坡點(diǎn)相臨兩縱坡坡度分別為i1和i2，它們的代數(shù)差用表示，即，當(dāng)為“+”時(shí)，表示凹形豎曲線；為“-”時(shí)，凸形豎曲線。12ii 當(dāng)x=0時(shí)，i=i1;x=L時(shí)，,則（2）拋物線上任一點(diǎn)的曲率半徑為式中，代入上式，得21iikLiLiiLk12222/32/)(1 dxyddxdyRkdxydidxdy1,222/32)1 (ikR因?yàn)镮介于i1和i2之間，且i1,i2均很小，故i2可略去不計(jì)，則（3）將（2）

16、、（3）式代入（1）式，得二次拋物線豎曲線基本方程式為（4-3）kR xixRyxixLy1212212或2豎曲線諸要素計(jì)算公式豎曲線諸要素計(jì)算公式豎曲線長度L或豎曲線半徑R:（4-4）豎曲線切線長T：因?yàn)門=T1T2,（4-5）豎曲線上任一點(diǎn)豎距h:因?yàn)閯t（4-6）豎曲線外距E:（4-7）LRRL或22RLT,2212xixiRxyyPQhQPRxh22488222TLRERTE或)(222212iiRLRtgaRtgT)(18012iiRRRaLERTERTER2)(2222RxY22xyE與R相比甚小，忽略不記RTE22 豎曲線中個(gè)點(diǎn)縱橫坐標(biāo)計(jì)算按照下式：豎曲線（圓曲線）要素計(jì)算T二、豎

17、曲線的最小半徑二、豎曲線的最小半徑)/(22smRva 緩和沖擊汽車在豎曲線上行駛時(shí)，其離心加速度為1. 豎曲線半徑限制因素豎曲線半徑限制因素豎曲線最小半徑考慮了三方面的要求緩和沖擊時(shí)間行程不過短滿足視距的要求)(132maVR 將v(m/s)化成V(km/h)并整理，得 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，a 限制在0.5m/s20.7m/s2比較合適。但考慮到不因沖擊而造成的不舒適感，以及視覺平順等的要求，我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的凹形豎曲線最小半徑值相當(dāng)于a=0.278m/s2。二、豎曲線的最小半徑二、豎曲線的最小半徑1. 豎曲線半徑限制因素豎曲線半徑限制因素豎曲線最小半徑考慮了三方面的要求緩和沖擊時(shí)間行程不過短滿足視距的要

18、求2 . 16 . 3minVtVLLRmin時(shí)間行程不過短 汽車從直線坡道行駛到豎曲線上，盡管豎曲線半徑較大，如其長過短，汽車倏然而過旅客會(huì)感到不舒適。因此，應(yīng)限制汽車在豎曲線上的行程時(shí)間不過短。最短應(yīng)滿足3s行程，即二、豎曲線的最小半徑二、豎曲線的最小半徑1. 豎曲線半徑限制因素豎曲線半徑限制因素豎曲線最小半徑考慮了三方面的要求緩和沖擊時(shí)間行程不過短滿足視距的要求滿足視距的要求汽車行駛在凸形豎曲線上，如果半徑太小，會(huì)阻擋司機(jī)的視線。為了行車安全對凸形豎曲線的最小半徑或最小長度應(yīng)加以限制。2. 凸形豎曲線最小半徑和最小長度凸形豎曲線最小半徑和最小長度凸形豎曲線最小長度應(yīng)以滿足視距要求為主，分

19、為兩種情況。當(dāng)LST 如圖4-3所示 當(dāng)LST 如圖4-4所示42)(22221minTTShhSL211121211222tRhdRtRdh則222222222222tRhdRtRdh則,221111ltRhldt211llRht)(2)(22222lLtRhlLdt222lLlLRht由由得得lLRhLlRhtLtST21212視距長度2. 凸形豎曲線最小半徑和最小長度凸形豎曲線最小半徑和最小長度凸形豎曲線最小長度應(yīng)以滿足視距要求為主，分為兩種情況。當(dāng)LST 如圖4-3所示 當(dāng)LST 如圖4-4所示4)(2)(2)(222212min212121TTTTShhSLhhLShhRddS或11

20、21122RhdRdh則2222222RhdRdh則比較以上兩種情況，顯然式（4-11）計(jì)算結(jié)果大于式（4-10），應(yīng)將式（4-11）作為有效控制。(4-11) 3.3.凹形豎曲線最小半徑和最小長度凹形豎曲線最小半徑和最小長度凹形豎曲線的最小半徑主要考慮了緩和沖擊的要求。因此依據(jù)（48）得： 6 . 36 . 32min2minVLVR或某山嶺區(qū)二級公路，邊坡點(diǎn)樁號K1+080.00，高程為1860.80m，i1=+5%,i2=-4%，豎曲線半徑R=2500m。試計(jì)算豎曲線要素以及樁號為K1+060.00和K1+160.00處的設(shè)計(jì)高程。舉例一、設(shè)置爬坡車道的條件1. 上坡方向載重車的行駛速度

21、低到表上坡方向載重車的行駛速度低到表4-154-15的的允許最低速度以下時(shí)，可設(shè)置爬坡車道允許最低速度以下時(shí)，可設(shè)置爬坡車道。 計(jì)算行車速度（km/h）1201008060容許最低速度（km/h）60555040上坡方向允許最低速度表 4-15 2上坡路段的設(shè)計(jì)通行能力小于設(shè)上坡路段的設(shè)計(jì)通行能力小于設(shè)計(jì)小時(shí)交通量時(shí)，應(yīng)設(shè)置爬坡車道。計(jì)小時(shí)交通量時(shí)，應(yīng)設(shè)置爬坡車道。二、爬坡車道的設(shè)計(jì)1橫斷面組成橫斷面組成爬坡車道設(shè)于上坡方向正線行車道右側(cè)，如圖4-9所示。爬坡車道的寬度一般為3.5米包括設(shè)于其左邊路緣帶的寬度0.5米 2橫坡度橫坡度因?yàn)榕榔萝嚨赖男熊囁俣缺日€小，為了行車安全，高速公路正線超高

22、坡度與爬坡車道的超高坡度之間的對應(yīng)關(guān)系見表4-16所示。若爬坡車道位于直線路段時(shí)，其橫坡度的大小同正線路拱坡度，采用直線式橫坡，坡向相外。 正線的超高坡度（%）1098765432爬坡車道的超高坡度（%）54323平面布置與長度平面布置與長度。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，其方向即流水線方向。合成坡度的計(jì)算公式為I =22iih在應(yīng)用最大允許合成坡度時(shí)，用規(guī)定值如10%來控制合成坡度，并不意味著橫坡為10%的彎道上就完全不允許有縱坡。無論是縱坡或是橫坡中任何一方采用最大值時(shí)允許另一方采用緩一些的坡度，一般不大于2%為宜。以上為最大允許合成坡度的規(guī)定。相反，合成坡

23、度過小也不好，它會(huì)導(dǎo)致路面排水不暢，影響行車安全。各級公路最小合成坡度不宜小于0.5%。當(dāng)合成坡度小于0.5%時(shí)，應(yīng)采取綜合排水措施，以保證路面排水暢通。一、概念1 視覺分析的意義視覺分析的意義道路的線形、周圍的景觀、標(biāo)志以及其他有關(guān)信息，幾乎都是通過駕駛員的視覺感受到的。因此，視覺是聯(lián)結(jié)道路與汽車的重要媒介。從視覺心理出發(fā)，對道路的空間線形及其與周圍的自然景觀和沿線建筑的協(xié)調(diào)等進(jìn)行研究分析，以保持視覺的連續(xù)性，使行車具有足夠的舒適感和安全感的綜合設(shè)計(jì)稱為視覺分析。2 控制公路線形的兩個(gè)因素控制公路線形的兩個(gè)因素汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)、行駛力學(xué)要求視覺上和心理上順適良好。線形與周圍環(huán)境、景觀協(xié)調(diào)。在線形設(shè)

24、計(jì)的最后階段重點(diǎn)討論視覺問題。一、視覺分析 3視覺與車速的動(dòng)態(tài)規(guī)律視覺與車速的動(dòng)態(tài)規(guī)律駕駛員的視覺判斷能力與車速密切相關(guān)，車速越高，其注視前方越遠(yuǎn)，而視角變小。 4視覺評價(jià)方法視覺評價(jià)方法利用視覺印象隨時(shí)間變化的道路透視圖來評價(jià)。二、道路平、縱線形組合設(shè)計(jì)1. 平、縱組合的設(shè)計(jì)原則平、縱組合的設(shè)計(jì)原則.應(yīng)在視覺上能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。任何使駕駛員感到茫然、迷惑或判斷事物的線形，必須盡力避免。在視覺上能否自然地誘導(dǎo)視線，是衡量平縱組合的最基本問題。注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。它不僅影響線形的平順性，而且與工程費(fèi)用相關(guān)。對縱面線形反復(fù)起伏，在平面上卻采用高標(biāo)準(zhǔn)的

25、線形事無意義的。反之亦然。選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行車安全。注意與道路周圍環(huán)境的配合。它是可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導(dǎo)視線的作用。2. 平曲線與豎曲線的組合平曲線與豎曲線的組合平曲線與豎曲線應(yīng)互相重合，且平面線應(yīng)稍長于豎曲線當(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)稍長于豎曲線。這種布置通常稱為平曲線與豎曲線的對應(yīng)，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，辯明彎道的走向，不致因判斷錯(cuò)誤而發(fā)生事故。圖10是平曲線與豎曲線相互對應(yīng)。圖11是按此要求設(shè)計(jì)的線形，既順適又美觀 實(shí)例澳大利亞德 國平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡

26、平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡平曲線與豎曲線的大小如果不平衡，會(huì)給人不愉快的感覺，失去了視覺上的均衡性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，平曲線半徑如果不大于1000m，豎曲線的半徑大約為平曲線的1020倍，便可達(dá)到平衡。圖12和圖13為平曲線與豎曲線的組合對比。其中圖12a）和圖13a）布置得當(dāng)，而圖12b）和圖13b）欠妥。實(shí) 例.凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部，應(yīng)避免插入小半徑平曲線”。因?yàn)樵谕剐呜Q曲線的頂部如果有小半徑的平曲線，不僅不能引導(dǎo)視線而且要急轉(zhuǎn)方向盤，行車是危險(xiǎn)的，見圖14。凸形豎曲線頂部前面的平曲線部分以虛線表示，這一部分駕駛?cè)藛T是看不到的，易發(fā)生危險(xiǎn)。凹形豎曲線的底部如果有小半徑的平曲線就會(huì)引

27、起汽車在加速時(shí)急轉(zhuǎn)彎，行車是危險(xiǎn)的 在長的平曲線內(nèi)如必須設(shè)置幾個(gè)起伏的縱坡時(shí)，需用透視圖法檢驗(yàn)。實(shí)際上是要避免出現(xiàn)多個(gè)凹凸豎曲線。這種線形多在平曲線半徑很大并接近直線時(shí)出現(xiàn)，其缺點(diǎn)是將整個(gè)線形切斷，只能看到眼前與遠(yuǎn)處，而看不見中間凹下的部分，導(dǎo)致駕駛?cè)藛T產(chǎn)生躊躇和不安全感，見圖15。為了便于實(shí)際應(yīng)用，把平曲線與豎曲線的組合形象地表示為圖4-14所示。豎曲線的起終點(diǎn)最好分別放在平曲線的兩個(gè)緩和曲線內(nèi)，其中任一點(diǎn)都不要放在緩和曲線以外的直線上，也不要放在圓弧段之內(nèi)。如平、豎曲線半徑都很大，則平、豎位置可不受上述限制；若做不到平豎曲線較好的組合，寧可把二者拉開相當(dāng)距離，使平曲線位于直坡段或豎曲線位于

28、直線上。平面的長直線與縱面得直坡線配合，對雙車道道路超車方便，在平坦地區(qū)易與地形相適應(yīng)，但行車單調(diào)乏味易疲勞。直線上一次變坡是很好的平縱結(jié)和，從美學(xué)觀點(diǎn)將以包括一個(gè)凸形豎曲線為好，而包括一個(gè)凹形線次之；直線中短距離內(nèi)二次以上變坡會(huì)形成反復(fù)凹凸的“駝峰”和“凹陷”，看上去線形既不美觀也不連貫，使駕駛員的視線中斷。因此，只要路線有起有伏，就不要采用長直線，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路線方向轉(zhuǎn)折兩次以上或縱坡起伏三次以上。 3.直線與縱斷面的組合 4.平、縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合 應(yīng)在道路的規(guī)劃、選線、設(shè)計(jì)、施工全過程中重視景觀要求。尤其

29、在規(guī)劃和選線階段，比如對風(fēng)景旅游區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、名勝古跡區(qū)、文物保護(hù)區(qū)等景點(diǎn)和其他特殊地區(qū)，一般以繞避為主。盡量少破壞沿線自然景觀，避免深挖高填。比如沿線周圍的地貌、地形、天然樹林、池塘湖泊等?？v面盡量減少填挖；橫面設(shè)計(jì)要使邊坡造型和綠化與現(xiàn)有景觀相適應(yīng)，彌補(bǔ)必要填挖對自然景觀的破壞。應(yīng)能提供視野的多項(xiàng)性，力求與周圍的風(fēng)景自然地融為一體。不得已時(shí)，可采用修整、植草皮、種樹等措施加以補(bǔ)救。條件允許時(shí)，以適當(dāng)放緩邊坡或?qū)⑵渥兤曼c(diǎn)修整圓滑，以使邊坡接近于自然地面形狀，增進(jìn)路容美觀。應(yīng)進(jìn)行綜合綠化處理，避免形式和內(nèi)容上的單一化，將綠化視作引導(dǎo)視線、點(diǎn)綴風(fēng)景以及改造環(huán)境的一種技術(shù)措施進(jìn)行專門設(shè)計(jì) 道路景

30、觀欣賞一、縱斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.關(guān)于縱坡極限值的運(yùn)用關(guān)于縱坡極限值的運(yùn)用在受限制較嚴(yán)，如越嶺線為爭取高度、縮短路線長度或避開艱巨工程等，才有條件的采用。一般將，縱坡緩些為好，但為了路面和邊溝排水，最小縱坡不應(yīng)低于0.3%0.5%。2.關(guān)于最短坡長關(guān)于最短坡長坡長是指縱斷面兩變坡點(diǎn)之間的水平距離。坡長不宜過短，以不小于計(jì)算行車速度9秒的行程為宜。3.各種地形條件下的縱坡設(shè)計(jì)各種地形條件下的縱坡設(shè)計(jì)平原、微丘地形的縱坡應(yīng)均勻平緩，注意保證最小填土高度和最小縱坡的要求山嶺、重丘地形的沿河線應(yīng)盡量采用平緩縱坡，坡長不應(yīng)超過限制長度，縱坡不宜大于6%,注意路基控制標(biāo)高要求。越嶺線的縱坡應(yīng)力求均勻，盡量不采用

31、極限或接近極限的坡度，更不宜在連續(xù)采用極限長度的陡坡之間加短的緩和坡段。山脊線和山腰線除結(jié)合地形不得已時(shí)采用較大縱坡外，在可能條件下縱坡應(yīng)緩些。4.關(guān)于豎曲線半徑的選用關(guān)于豎曲線半徑的選用豎曲線應(yīng)選用較大半徑為好。當(dāng)受限制時(shí)可采用一般最小值，特殊困難方可用極限最小值。坡差小時(shí)應(yīng)盡量采用較大的豎曲線半徑。當(dāng)有條件時(shí)，宜按表4-20的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。 5.關(guān)于相鄰豎曲線的銜接關(guān)于相鄰豎曲線的銜接相鄰兩個(gè)向凹形或凸形豎曲線，特別是同向凹形豎曲線之間，如直坡段不長應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線，這樣要求對行車是有利的，相鄰反向豎曲線之間，為使增重與減重間和緩過渡，中間最好插入一段直坡線。若兩豎

32、曲線半徑接近極限值時(shí)，這段直坡段至少應(yīng)為計(jì)算行車速度的3s行程。當(dāng)半徑比較大時(shí)，亦可直接連接，計(jì)算行車速度（km/h）豎曲線半徑（m）凸形凹形120200001200010016000100008012000800060900060004030002000表4-20 視覺要求的最小豎曲線半徑 二、縱斷面設(shè)計(jì)方法步驟及注意問題1. 縱斷面設(shè)計(jì)方法與步驟縱斷面設(shè)計(jì)方法與步驟準(zhǔn)備工作：縱坡設(shè)計(jì)之前在厘米繪圖紙上，按比例標(biāo)注里程樁號和標(biāo)高，點(diǎn)繪地面線，填寫有關(guān)內(nèi)容。收集和熟悉有關(guān)資料，并領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖和要求。標(biāo)注控制點(diǎn)：控制點(diǎn)是指影響縱坡設(shè)計(jì)的標(biāo)高控制點(diǎn)?？刂菩缘目刂泣c(diǎn)：如路線起點(diǎn)、終點(diǎn)，越嶺埡口，重要

33、橋涵，地質(zhì)不良地段的最小填土高度，等。經(jīng)濟(jì)性的控制點(diǎn)：山區(qū)道路還有根據(jù)路基填挖平衡控制路中心填挖值的標(biāo)高點(diǎn)。如圖4-16。試坡：以“控制點(diǎn)”為依據(jù)，照顧多數(shù)“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”的原則，在這些點(diǎn)位間進(jìn)行穿插于取直，試定出若干直坡線。調(diào)整：將所定坡度與選時(shí)坡度的安排比較，二者應(yīng)基本相符，若有較大差異時(shí)應(yīng)全面分析，權(quán)衡利弊，決定取舍。核對：選擇有控制意義的重點(diǎn)橫斷面，如高填深挖、地面橫坡較陡路基、擋土墻、重要橋涵以及其他重要控制電燈，在縱斷面圖上直接讀出對應(yīng)樁號的填、挖高度.定坡：經(jīng)調(diào)整核對無誤后，逐漸把直線的坡度值、變坡點(diǎn)樁號和標(biāo)高確定下來。坡度值可用三角板推平行線法確定，要求取值到千分之一，即0.1%。變

34、坡點(diǎn)一般要調(diào)整到10m的整樁號上，相鄰變坡點(diǎn)樁號之差為坡長。變坡點(diǎn)標(biāo)高是由縱坡度和坡長以次推算而得。設(shè)置豎曲線：拉坡時(shí)已考慮了平、縱結(jié)合問題，此步根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平縱組合均衡等確定數(shù)曲線半徑，計(jì)算數(shù)豎線要素。2.縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題設(shè)置回頭曲線地段，拉坡時(shí)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。大、中橋上部已設(shè)置數(shù)曲線，橋頭兩端豎曲線的起、中點(diǎn)應(yīng)設(shè)在橋頭10m以外小橋涵允許設(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。注意平面交叉口縱坡及兩端接線要求。道路與道路交叉時(shí)，一般宜設(shè)在水平坡段，其長

35、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%。拉坡時(shí)如受“控制點(diǎn)”或“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”制約，導(dǎo)致縱坡起伏過大，或土石方工程量太大，經(jīng)調(diào)整仍難以解決是，可用紙上移線的辦法修改原定縱坡線。三、縱斷面圖的繪制縱斷面設(shè)計(jì)圖是道路設(shè)計(jì)重要技術(shù)文件之一，也是縱斷面設(shè)計(jì)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。為了明顯地反映沿著中線地面起伏形狀，通常橫坐標(biāo)比例尺采用1：2000，縱坐標(biāo)采用1：200。如圖4-18和圖4-19所示?？v斷面是由上、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(jì)線，另外，也用以標(biāo)注數(shù)曲線及其要素；坡度及坡長；沿線橋涵及人工

36、構(gòu)造物的位置、結(jié)構(gòu)類型、孔數(shù)和孔徑；與道路、鐵路交叉的樁號及路名；沿線跨越的河流名稱、樁號、常水位和最高洪水位；水準(zhǔn)點(diǎn)位置、編號和標(biāo)高；斷鏈樁位置、樁號及長短鏈關(guān)系等。一、城市道路縱斷面設(shè)計(jì)要求1.縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)參照城市規(guī)劃控制標(biāo)高、適應(yīng)臨街建筑立面布置以及沿路范圍內(nèi)地縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)參照城市規(guī)劃控制標(biāo)高、適應(yīng)臨街建筑立面布置以及沿路范圍內(nèi)地面水的排除面水的排除確定道路中線設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，必須滿足下列各控制點(diǎn)標(biāo)高的要求：城市橋梁橋面標(biāo)高H橋H橋=h水+h浪+h凈+h橋+h面 (m)立交橋橋面標(biāo)高H橋 橋下為鐵路時(shí) H橋=h軌+h凈+h橋+h面+h沉（） 橋下為道路時(shí)H橋=h路+h凈+h面+h橋 （m）鐵路道口應(yīng)以鐵路軌頂標(biāo)高為準(zhǔn)。相交道路交叉點(diǎn)應(yīng)以交叉中心規(guī)劃標(biāo)高為準(zhǔn)。滿足沿街兩側(cè)建筑物前地坪標(biāo)高（圖4-20）。2.應(yīng)與相交道路、街坊、廣場和沿街建筑物的出入口平順的銜接。應(yīng)與相交道路、街坊、廣場和沿街建筑物的出入口平順的銜接。3.山城道路及新建道路的縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)盡量使土石方平衡。山城道路及新建道路的縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)盡量使土石方平衡。4.舊路改建