第五章-線形設(shè)計(jì)

道路勘測(cè)設(shè)計(jì)

（第五章線形設(shè)計(jì)）

魯東大學(xué)土木工程學(xué)院第一節(jié)概述第一節(jié)平面線形設(shè)計(jì)一、平面線形設(shè)計(jì)要點(diǎn)平面線形應(yīng)與地形、地物和環(huán)境相適應(yīng)，保持線形的連續(xù)性和均衡性，并與縱斷面設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。

(一)平面線形應(yīng)直捷、流暢，與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)

平面線形應(yīng)直捷、流暢，并與地形、地物相適應(yīng)，宜直則直，宜曲則曲，不片面追求直曲，這是美學(xué)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)的要求。

(二)保持平面線形的均衡與連續(xù)為使一條道路上的車輛盡量以均勻速度行駛，應(yīng)注意各線形要素保持連續(xù)、均衡，避免出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的突變。以下幾點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分注意：

1．直線與平曲線的組合直線與平曲線變化應(yīng)連續(xù)、均衡，圓曲線半徑和長(zhǎng)度與相鄰直線長(zhǎng)度相適應(yīng)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免以下組合：(1)長(zhǎng)直線盡頭接小半徑平曲線。(2)短直線接大半徑的平曲線。這種組合線形均衡性差，且線形不美觀。比較好的直線與平曲線組合：

Lz≤500m時(shí)，R≥L。

Lz＞500m時(shí)，R≥500m2．平曲線與平曲線的組合相鄰平曲線之間的設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)連續(xù)、均衡，避免突變。在條件允許時(shí)，相鄰圓曲線大半徑與小半徑之比宜小于2.0，相鄰回旋線參數(shù)之比宜小于2.0，這種要求對(duì)行車是有利的

3．高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡

同一等級(jí)道路因地形變化在指標(biāo)的采用上會(huì)有變化，或同一條道路按不同設(shè)計(jì)速度的各設(shè)計(jì)路段之間也會(huì)形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的變化。遇有這種高、低標(biāo)準(zhǔn)變化的路段，除滿足有關(guān)設(shè)計(jì)路段在長(zhǎng)度和梯度上的要求外，還應(yīng)結(jié)合地形的變化，使路線的平面線形指標(biāo)逐漸過渡，避免出現(xiàn)突變。不同標(biāo)準(zhǔn)路段相互銜接的地點(diǎn)，應(yīng)選在交通量發(fā)生變化處，或駕駛員能明顯判斷前方需改變速度的地方。

(三)注意與縱斷面設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)(四)平曲線應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度最小平曲線長(zhǎng)度一般應(yīng)考慮按下述條件確定：設(shè)計(jì)速度(km／h)1201008060403020一般值(m)1000850700500350250200最小值(m)2001701401007050401.各級(jí)公路平曲線最小長(zhǎng)度表2．轉(zhuǎn)角α小于7°時(shí)的平曲線長(zhǎng)度設(shè)計(jì)速度(km／h)1201008060403020平曲線最小長(zhǎng)度(m)1400／α1200／α1000／α700／α500／α350／α280／α二、平面線形要素組合設(shè)計(jì)由平面線形的三要素(直線、圓曲線和緩和曲線)可得到多種平面線形的組合形式。對(duì)道路平面線形設(shè)計(jì)，主要有基本型、S形、卵形、凸形、C形、復(fù)合型和回頭形曲線等。

(一)平面要素組合類型

1．基本型曲線平曲線按直線—回旋線(A1)—圓曲線—回旋線(A2)—直線順序的組合形式稱為基本型曲線。當(dāng)兩回旋線的參數(shù)值相等，即A1＝A2時(shí)，叫對(duì)稱基本型；A1≠A2時(shí)，叫非對(duì)稱基本型；當(dāng)A1＝A2＝0(即不設(shè)緩和曲線)時(shí)，又稱為簡(jiǎn)單型?；拘椭械幕匦€參數(shù)、圓曲線最小長(zhǎng)度都應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。兩回旋線參數(shù)可相等，也可根據(jù)地形條件設(shè)計(jì)成不相等的非對(duì)稱形曲線。從線形的協(xié)調(diào)性，回旋線、圓曲線、回旋線的長(zhǎng)度之比宜設(shè)計(jì)成1：1：1～1：2：1，并注意滿足設(shè)置基本型曲線的幾何條件：

2β≤α

式中：α——路線轉(zhuǎn)角(°)β——回旋線角(°)。

2．S形曲線兩個(gè)反向圓曲線用兩段反向回旋線連接的組合形式稱為S形曲線。從行駛力學(xué)與線形協(xié)調(diào)、超高過渡考慮，S形曲線相鄰兩回旋線參數(shù)A1和A2宜相等；當(dāng)采用不等參數(shù)時(shí)，A1與A2之比應(yīng)小于2.0，有條件時(shí)以小于1.5為宜。

S形曲線的兩個(gè)反向回旋線以徑相連接為宜。當(dāng)受地形或其他條件限制不得已插入短直線或兩回旋線相互重合時(shí)，其短直線或重合段的長(zhǎng)度L應(yīng)符合下式規(guī)定：

L≤（A1+A2）/40(m)(5—2)

兩圓曲線半徑之比不宜過大，以R2／R1＝1～1／3為宜(R1、R2分別為大、小圓半徑，A1、A2分別為大、小圓的回旋線參數(shù))。3．卵形曲線如圖5-3所示，用一個(gè)回旋線連接兩個(gè)同向圓曲線的組合形式稱為卵形曲線。卵形曲線公用回旋線的參數(shù)A宜在及R2/2≤A≤R2(R2為小圓半徑)，兩圓曲線半徑之比以滿足R1／R2＝0.2～0.8為宜，兩圓曲線的間距以D／R2＝0.003～0.03為宜(D為兩圓曲線間的最小間距)。卵形曲線大圓應(yīng)能完全包住小圓。若大圓半徑無限大，即直線，其即屬于基本型。卵形曲線的回旋線不是從原點(diǎn)開始的完整回旋線，而是使用曲率從1／R1到1／R2這一段的不完整回旋線。

4．凸形曲線如圖5-4所示，兩個(gè)同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的組合形式稱為凸形曲線。

凸形曲線的回旋線參數(shù)及其連接點(diǎn)的曲率半徑，應(yīng)分別符合最小回旋線參數(shù)和圓曲線最小半徑的規(guī)定。連接點(diǎn)附近最小0.3v(以m計(jì)；其中v為設(shè)計(jì)速度，按km／h計(jì))的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，應(yīng)保持以連接點(diǎn)曲率半徑確定的超高(或路拱)橫坡度。凸形曲線盡管在連接點(diǎn)處曲率是連續(xù)的，但因中間圓曲線長(zhǎng)度為零，對(duì)駕駛操作不利，所以只在路線嚴(yán)格受地形、地物限制處方可采用凸形曲線。

5．復(fù)合型曲線如圖5-5所示，將兩個(gè)以上的同向回旋線在曲率相等處相互連接的組合形式稱為復(fù)合型曲線。復(fù)合型曲線相鄰回旋線參數(shù)之比以小于1.5為宜。復(fù)合型曲線的回旋線，其曲率半徑和參數(shù)是變化的，駕駛員需變更速度和方向，以適應(yīng)變化的回旋線，對(duì)駕駛操作不利。除互通式立體交叉匝道線形外，復(fù)合型曲線僅在受地形或其他特殊原因限制時(shí)使用。6．C形曲線如圖5-6所示，兩同向回旋線在曲率為零處徑相連接的組合形式稱為C形曲線。C形曲線兩個(gè)回旋線參數(shù)可相等，也可不相等。C形曲線連接處的曲率為零，即R＝∞，相當(dāng)于兩基本形同向曲線間直線長(zhǎng)度為零，對(duì)行車和視覺均不利，所以C形曲線僅限于地形條件特殊困難，路線嚴(yán)格受限時(shí)方可采用。7．回頭形曲線如圖5-7所示山區(qū)道路為克服高差，在同一坡面上轉(zhuǎn)角接近或大于180°，由主曲線和輔曲線的組合形式稱為回頭形曲線，也稱回頭曲線。圖5-7中，R0、R1和R2表示圓曲線，A0、A1和A2表示回旋線?；仡^曲線的上線一般應(yīng)設(shè)輔曲線，以免出現(xiàn)長(zhǎng)直下坡接小半徑平曲線的不安全組合；下線輔曲線視地形可設(shè)可不設(shè)。主曲線與輔曲線間可設(shè)直線段，也可不設(shè)。主、輔曲線可以是反向曲線或同向曲線，根據(jù)地形條件確定。上線輔曲線半徑風(fēng)與主曲線半徑R0比值不宜大于2.0。主曲線技術(shù)指標(biāo)規(guī)定如表5-3所示。兩相鄰回頭曲線間應(yīng)盡可能拉開距離。一個(gè)回頭曲線(主曲線)的終點(diǎn)至下一個(gè)回頭曲線起點(diǎn)的距離，當(dāng)路線設(shè)計(jì)速度為40km／h、30km／h、20km／h時(shí)，分別應(yīng)不小于200m、150m、l00m。(二)平面線形要素組合計(jì)算卵形曲線計(jì)算:

投資42億元煙臺(tái)至海陽高速開工全長(zhǎng)80.375公里預(yù)計(jì)2012年建成設(shè)計(jì)時(shí)速100公里，煙臺(tái)至海陽添快車道

據(jù)市交通運(yùn)輸局有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，煙臺(tái)至海陽高速公路項(xiàng)目路線起點(diǎn)位于煙臺(tái)萊山區(qū)的軫格莊，北與觀海路連接，通過設(shè)置樞紐互通立交橋與榮烏高速公路(煙臺(tái)繞城段及煙威段)連接；終點(diǎn)位于煙臺(tái)海陽市的留格莊，接威青高速公路后向南通過主線收費(fèi)站與地方道路連接。路線全長(zhǎng)80.375公里，途徑煙臺(tái)萊山、牟平、海陽和威海乳山。該路采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度100公里/小時(shí)，路基寬度26米，汽車荷載等級(jí)采用公路-I級(jí)。設(shè)服務(wù)區(qū)1處，停車區(qū)2處，收費(fèi)站7處，養(yǎng)護(hù)工區(qū)1處，通信監(jiān)控分中心1處。項(xiàng)目概算42.53億元，年內(nèi)力爭(zhēng)完成工程總量的30%，計(jì)劃于2012年6月底前建成通車。目前，煙臺(tái)與海陽主要通過G204行至桃村，再經(jīng)省道210煙鳳線連接。路線全長(zhǎng)101公里，其中煙臺(tái)至桃村段52公里為一級(jí)公路，桃村至洪溝段25公里二級(jí)公路，洪溝至海陽段24公里為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)時(shí)速相對(duì)較低。煙臺(tái)至海陽高速公路建成后，可使煙臺(tái)至海陽的行駛時(shí)間縮短約30分鐘，進(jìn)一步拉近煙臺(tái)至海陽的時(shí)空距離。一、縱斷面線形設(shè)計(jì)要點(diǎn)在山區(qū)道路的設(shè)計(jì)中，應(yīng)避免過分追求平緩的縱坡，使工程量和工程投資增大，影響區(qū)域自然環(huán)境，或?yàn)楣?jié)省工程量，采用較長(zhǎng)的陡坡或采用不合理的陡坡與緩坡組合而影響行車安全。應(yīng)從以下三方面分析：

(1)工程和環(huán)境。應(yīng)定量分析采用陡坡設(shè)計(jì)對(duì)本路段及前后路段工程量的影響，及前后路段縱斷面指標(biāo)的變化情況。如局部路段采用陡坡，可避免高填深挖，減小防護(hù)工程或免設(shè)隧道工程；如斜坡上布線采用陡坡設(shè)計(jì)，能迅速提升高度，使路線設(shè)于相對(duì)較緩的坡面上，避免因線位過低造成對(duì)山體的大規(guī)模開挖，保護(hù)區(qū)域自然環(huán)境等。因此，采用陡坡設(shè)計(jì)不僅對(duì)工程有較大影響，而且對(duì)一定路段的平面布線起控制作用，應(yīng)以平、縱、橫綜合設(shè)計(jì)全面分析。第二節(jié)縱斷面線形設(shè)計(jì)(2)道路通行能力。應(yīng)根據(jù)不同縱坡及坡長(zhǎng)、交通組成中重車比例以及其他有關(guān)參數(shù)，分別計(jì)算路段通行能力，分析采用不同陡坡設(shè)計(jì)時(shí)通行能力是否滿足設(shè)計(jì)交通量要求，合理選定縱坡及坡長(zhǎng)。(3)車輛行駛速度。采用陡坡設(shè)計(jì)會(huì)影響車輛的行駛速度，沿連續(xù)上坡方向載重汽車的運(yùn)行速度降低到容許最低速度以下時(shí)，需增設(shè)爬坡車道；對(duì)下坡的車輛易產(chǎn)生高速行駛，導(dǎo)致頻繁制動(dòng)使制動(dòng)器失效，發(fā)生車輛失控的交通事故，此時(shí)需考慮設(shè)置緊急避險(xiǎn)車道。通過對(duì)工程和環(huán)境、道路通行能力、車輛行駛速度三方面的綜合分析，當(dāng)在工程經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)方面表現(xiàn)良好，且通行能力和車輛行駛速度均能滿足要求時(shí)，采用陡坡設(shè)計(jì)方案是可行的；當(dāng)工程經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)可行，而通行能力和車輛速度不能滿足要求時(shí)，應(yīng)調(diào)整縱坡設(shè)計(jì)，或設(shè)置爬坡車道或緊急避險(xiǎn)車道。(二)最短坡長(zhǎng)坡長(zhǎng)不宜過短，以不小于設(shè)計(jì)速度9s的行程為宜。對(duì)連續(xù)起伏路段，縱坡應(yīng)盡量小，坡長(zhǎng)和豎曲線應(yīng)爭(zhēng)取到極限值的1倍或2倍以上，避免鋸齒形的縱斷面，以使增重與減重變化和緩；從路容美觀方面也應(yīng)以此設(shè)計(jì)為宜。(三)豎曲線半徑的選用豎曲線應(yīng)選用較大半徑為宜。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)盡量采用大的豎曲線半徑。有條件時(shí)，宜按表5-4的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。（P68表3-17，3-18）(四)相鄰豎曲線的銜接相鄰兩個(gè)同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(zhǎng)應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線，這樣對(duì)行車是有利的，如圖5-12a)所示。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段。若兩豎曲線半徑接近極限值時(shí)，這段直坡段至少應(yīng)為設(shè)計(jì)速度的3s行程；當(dāng)半徑比較大時(shí)，亦可直接連接，如圖5-12b)所示。

(五)各種地形條件下的縱坡設(shè)計(jì)

(1)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。丘陵地形應(yīng)避免過分遷就地形而起伏過大，縱坡應(yīng)順適不產(chǎn)生突變。

(2)山區(qū)沿河線應(yīng)盡量采用平緩縱坡，坡長(zhǎng)不應(yīng)超過限制長(zhǎng)度，縱坡不宜大于6％，并注意路基控制高程的要求。

(3)越嶺線的縱坡力求均勻，盡量不采用極限或接近極限的縱坡，更不宜在連續(xù)采用極限長(zhǎng)度的陡坡之間夾短的緩和坡段。越嶺線一般不應(yīng)設(shè)置反坡，埡口附近的縱坡應(yīng)盡量緩一些，從而滿足平均縱坡的要求。

(4)山脊線和山腰線除結(jié)合地形不得已采用較大縱坡外，在可能條件下縱坡應(yīng)緩些。二、縱斷面線形設(shè)計(jì)的一般原則縱斷面線形設(shè)計(jì)的一般原則如下：

(1)應(yīng)滿足縱坡及豎曲線的各項(xiàng)規(guī)定(最大縱坡、最小縱坡、坡長(zhǎng)限制、最小坡長(zhǎng)、豎曲線最小半徑及豎曲線最小長(zhǎng)度等)，以及相關(guān)高程控制點(diǎn)和構(gòu)造物設(shè)計(jì)對(duì)縱斷面的要求。

(2)縱斷面線形設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)速度，在適應(yīng)地形及環(huán)境的原則下，對(duì)縱坡大小、長(zhǎng)短及前后坡段協(xié)調(diào)的情況，豎曲線半徑及其與平面線形的組合等進(jìn)行綜合研究，反復(fù)調(diào)整，設(shè)計(jì)出平順、連續(xù)的縱斷面線形。

(3)平面上直線路段不宜在短距離內(nèi)出現(xiàn)凹凸起伏頻繁的縱斷面線形，其凸起部分易遮擋視線，凹下部分易形成盲區(qū)，使駕駛員產(chǎn)生茫然感，導(dǎo)致視線中斷，使線形失去連續(xù)性，影響行車安全。

(4)連續(xù)上坡(或下坡)路段，應(yīng)符合平均縱坡的規(guī)定，并采用運(yùn)行速度對(duì)通行能力與行車安全進(jìn)行檢驗(yàn)。(5)長(zhǎng)下坡的直坡段端部不應(yīng)設(shè)計(jì)小半徑的凹形豎曲線或平曲線，以保證行車安全。當(dāng)相鄰坡段的坡差很小時(shí)，應(yīng)設(shè)置較大半徑的豎曲線，以保證豎曲線的最小長(zhǎng)度要求。避免使用凸形豎曲線半徑小、長(zhǎng)度短的縱斷面線形，汽車在這種線形上行駛時(shí)，只有到坡頂時(shí)方能看見前方的路面，易使駕駛員產(chǎn)生茫然，不利于行車安全。

(6)縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮路面排水的要求。一是縱坡不宜過小或采用平坡，特別在橫向排水不暢的路段；二是在設(shè)計(jì)前坡為下坡(上坡)，后坡為上坡(下坡)的豎曲線時(shí)[分別稱為全凹豎曲線(圖5-13)和全凸豎曲線]，不宜采用過大半徑豎曲線，避免豎曲線的底部(頂部)小于最小縱坡的路段長(zhǎng)度過大，其長(zhǎng)度可用下式計(jì)算：

Sv＝2Rimin式中：Sv——縱坡小于最小縱坡的長(zhǎng)度(m)；

R——豎曲線半徑(m)；

imin——允許最小縱坡，一般取0.5％，特殊情況取0.3％。從式(5-15)可知，縱坡小于最小縱坡的長(zhǎng)度與豎曲線半徑成正比。因此，在滿足線形設(shè)計(jì)要求的前提下，不應(yīng)追求過大豎曲線半徑，以減少縱斷面上排水不暢的路段長(zhǎng)度。(7)在回頭曲線路段，路線縱坡有特殊規(guī)定，應(yīng)先定出回頭曲線部分的縱坡，再從兩端接坡。在回頭曲線的主曲線內(nèi)不宜設(shè)豎曲線。

(8)應(yīng)爭(zhēng)取縱向填挖平衡，盡量移挖作填，以節(jié)省土石方數(shù)量，降低工程造價(jià)。三、縱斷面線形設(shè)計(jì)中的高程控制條件(一)路基對(duì)縱斷面的控制1．洪水位和地下水位對(duì)路基填土高度的要求(1)沿河及受水浸淹的路線，路基設(shè)計(jì)高程一般應(yīng)高出根據(jù)規(guī)定洪水頻率計(jì)算水位0.5m以上。(2)為保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性路槽底距地下水或地表積水的高度，要大于或等于干燥、中濕狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的路基臨界高度。如滿足干燥或中濕的路基填土臨界高度有困難，也可采取降低水位、設(shè)置毛細(xì)水隔斷層等措施。

2．特殊地區(qū)和不良地質(zhì)地區(qū)路基對(duì)路線縱斷面的控制

(1)軟土和泥沼地區(qū)路基①軟土地區(qū)修筑路基，應(yīng)盡量避免路塹。軟土地區(qū)的地下水位一般較高，因此路堤高度不宜小于1.2m，但也不宜大于臨界高。軟土天然地基所能承受的最大填土高度，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)填筑試驗(yàn)確定，或根據(jù)填土的物理力學(xué)性質(zhì)估算，概略數(shù)值為：海岸淤積地區(qū)約3.5～4.5m，內(nèi)陸湖沼和河灘淤積地區(qū)約4-6m，若考慮荷載影響，則應(yīng)另見有關(guān)規(guī)定。②泥沼地區(qū)應(yīng)盡量避免修筑路塹。路堤高度不宜小于1.5m，應(yīng)考慮泥沼的地下水位和地表積水位，使路基基底不受毛細(xì)水影響；路堤應(yīng)具有一定高度，以利用路堤的自重將泥沼土壓縮到穩(wěn)定，減少路堤基底挖除泥沼土的數(shù)量，減少運(yùn)營(yíng)期路基的沉降量。當(dāng)填料來源不困難時(shí)，路堤高度宜達(dá)到3m。(2)多年凍土地區(qū)路基①宜采用路堤。應(yīng)盡量避免或縮短不填不挖、半填半挖或低填淺挖路段，以保護(hù)地表覆蓋層。當(dāng)用細(xì)顆粒土填筑路堤時(shí)，路堤高度宜大于lm。通過熱融湖(塘)時(shí)，路肩高程應(yīng)高出最高水位加波浪侵襲高度和路堤修筑后的壅水高度及安全高度0.5m。路基基底為非凍脹性土，融化后不致造成下沉病害，可按一般路基設(shè)計(jì)。②冰丘、冰錐地段路基，宜在下方以路堤通過，高度不宜小于2m，且應(yīng)大于最大積冰高度，以防冰錐掩埋路堤。

(3)鹽漬土地區(qū)路基鹽漬土地段一般宜修筑路堤。鹽漬土路基高出地下水位的最小高度應(yīng)根據(jù)鹽漬土類型、路面要求，結(jié)合毛細(xì)水上升高度、凍脹深度和安全高度三個(gè)因素確定。鹽漬土路基高出地下水位或地表積水位的最小高度，不應(yīng)低于表5-5規(guī)定。(4)風(fēng)沙地區(qū)路基風(fēng)沙地區(qū)路基宜以低路堤為主，填土高度應(yīng)根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速變化等情況確定，一般不應(yīng)小于0.3m，以1.0m左右為宜。沙丘起伏地帶，路堤高度宜比路基兩側(cè)50m范圍內(nèi)沙丘平均高度高出0.3～0.5m。如采取固沙帶措施，則采用路堤或路塹均可，但應(yīng)盡量避免深長(zhǎng)路塹。戈壁地區(qū)不宜采用淺路塹，必需時(shí)應(yīng)采用敞開式路塹。(5)雪害地區(qū)路基易受雪埋地段應(yīng)盡量避免或縮短淺路塹、低路堤和長(zhǎng)路塹。路堤最小高度應(yīng)比當(dāng)?shù)刈畲蠓e雪深度高出0.3～0.5m，風(fēng)吹雪地段高出0.5～1.0m。風(fēng)雪地區(qū)路線縱坡在迎風(fēng)路段不大于7％，平曲線設(shè)超高路段合成坡度不大于8％，背風(fēng)路段不大于5％。(二)橋涵和通道對(duì)路線縱斷面的控制

1．橋涵和通道要求的最低路基設(shè)計(jì)高程橋涵要求的最低路基設(shè)計(jì)高程由水文條件、凈空高度和橋涵構(gòu)造決定?？缇€橋和通道要求的最低路基設(shè)計(jì)高程由凈空高度和跨線構(gòu)造物(或通道)的構(gòu)造決定。1)公路永久性橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率規(guī)定見表5-6。

2)橋梁最低設(shè)計(jì)高程(Hmin)應(yīng)滿足：Hmin＝Hi十h橋十h面(5—16)

式中：Hi——梁底控制點(diǎn)高程(m)；

h橋——橋梁上部建筑結(jié)構(gòu)高度(m)；

h面——橋上路面結(jié)構(gòu)厚度(m)。(1)橋下為河流時(shí)梁底控制點(diǎn)高程H，①跨過不通航亦無流筏河流的梁底高程，根據(jù)計(jì)算水位(即設(shè)計(jì)水位加壅水和浪高)或最高流冰水位確定。在不通航河流上，橋下凈空不應(yīng)小于表5-7的規(guī)定。當(dāng)河流中有形成流冰阻塞的危險(xiǎn)或有漂浮物通過時(shí)，橋下凈空按當(dāng)?shù)鼐唧w情況確定。對(duì)有淤積的河流，橋下凈空應(yīng)適當(dāng)加高。②在通航和流放木筏的河流上，梁底高程為設(shè)計(jì)通航水位加通航凈空高度。通航河流的橋下凈空，應(yīng)根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB50139—2004)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

(2)立體交叉跨線橋梁底高程H1①橋下為鐵路：

H1＝H軌+h凈

(5-17)式中：H軌——鐵路軌頂高程(m)；

h凈——鐵路凈空高度(m)，一般蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車為6.00m，電氣機(jī)車為6.55m。②橋下為道路：

Hl＝H路+h凈

(5-18)式中：H路——橋下路面高程，應(yīng)包括預(yù)留路面補(bǔ)強(qiáng)厚度；

h凈——道路凈空高度(m)，見表5-8、表5-9。(3)無壓力式涵洞內(nèi)頂點(diǎn)至最高流水面的凈空應(yīng)符合表5—10規(guī)定。

(4)當(dāng)橋涵下凈空高度或路基高程不足時(shí)，可采用下列方案進(jìn)行比選：①適當(dāng)提高路基高度。②采用建筑高度小的橋梁上部結(jié)構(gòu)，如預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)板梁或標(biāo)準(zhǔn)化裝配式結(jié)構(gòu)的上部構(gòu)造。③適當(dāng)加大橋梁跨徑以降低壅水，或改用多孔較小跨徑的橋涵以降低結(jié)構(gòu)高度。

2．橋上及橋頭路線的縱坡

(1)大、中橋上的縱坡不宜大于4％，緊接大、中橋橋頭兩端的引道縱坡應(yīng)與橋上縱坡相同，其長(zhǎng)度不宜小于3s行程。

(2)大、中橋上一般不宜設(shè)豎曲線，橋頭兩端在不得已設(shè)豎曲線時(shí)，其起、終點(diǎn)應(yīng)設(shè)在距橋頭l0m以外，如圖5-15所示。

(3)小橋與涵洞處的縱坡應(yīng)按路線規(guī)定設(shè)計(jì)。

(4)小橋涵允許在縱坡路段或豎曲線上，但為保證路線的平順性，應(yīng)盡量避免小橋涵處“駝峰式”縱坡，如圖5-16所示。(三)隧道對(duì)路線縱斷面的控制

1．隧道部分路線的縱坡

(1)隧道內(nèi)縱坡不應(yīng)大于3％，但短于lOOm的隧道不受此限。中、短隧道當(dāng)條件受限時(shí)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，最大縱坡可適當(dāng)加大，但不宜大于4％。為滿足隧道內(nèi)排水，縱坡不宜小于0.3％。

(2)隧道內(nèi)的縱坡可設(shè)置成單向坡，地下水發(fā)育的隧道及特長(zhǎng)和長(zhǎng)隧道可用人字坡。

(3)緊接隧道洞口的路線縱坡應(yīng)與隧道內(nèi)縱坡相同，其長(zhǎng)度不宜小于3s行程。2．隧道內(nèi)路線縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

(1)在需設(shè)機(jī)械通風(fēng)的隧道內(nèi)，縱坡宜緩一些，以提高汽車行駛速度，有利運(yùn)營(yíng)通風(fēng)。

(2)有條件時(shí)宜將隧道內(nèi)縱坡的上坡方向與常年風(fēng)向一致，以利通風(fēng)。

(3)縱坡受限路段，連續(xù)上坡的長(zhǎng)隧道，宜將縱坡設(shè)計(jì)成先緩后陡的折線縱坡，以提高車輛過洞速度，加大隧道內(nèi)通行能力，改善隧道內(nèi)通風(fēng)條件。(四)平面交叉對(duì)路線縱斷面的控制縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)注意交叉口處的縱坡銜接。公路與公路平面交叉，一般宜設(shè)在縱坡較小路段；縱坡較小路段的最小長(zhǎng)度應(yīng)不小于《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，緊接較小縱坡路段的縱坡應(yīng)不大于3％，山區(qū)工程艱巨地段應(yīng)不大于5％。第三節(jié)平、縱線形組合設(shè)計(jì)平、縱線形組合設(shè)計(jì)的總要求：對(duì)設(shè)計(jì)速度v≥60km／h的道路，必須重視平、縱的合理組合，盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。設(shè)計(jì)速度愈高，線形設(shè)計(jì)考慮的因素應(yīng)愈周全。對(duì)設(shè)計(jì)速度v≤40km／h的道路，應(yīng)在保證行車安全的前提下，正確運(yùn)用線形要素指標(biāo)，在條件允許時(shí)力求做到各種線形要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利的組合。一、視覺分析

(一)視覺分析的概念和意義從視覺心理出發(fā)，對(duì)道路的空間線形及其與周圍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，使行車具有足夠舒適感和安全感的綜合設(shè)計(jì)稱為視覺分析。

(二)駕駛員的動(dòng)視覺特點(diǎn)駕駛員的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)視力不同。動(dòng)視覺與運(yùn)動(dòng)速度、環(huán)境照度及駕駛員年齡等因素有關(guān)。車速越高，物體的相對(duì)移動(dòng)速度也越高，眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度必將加快。根據(jù)運(yùn)動(dòng)視覺心理學(xué)分析，在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，駕駛員的視力比靜止時(shí)低10％～20％，特殊情況下低30％～40％。研究表明：①駕駛員的注意力集中和心理緊張程度隨車速的增加而增加。②注意力集中點(diǎn)和視野距離隨車速而增大，高速行駛時(shí)，駕駛員對(duì)前景細(xì)節(jié)的視覺開始變得模糊不清。③視角隨車速逐漸變窄，高速時(shí)駕駛員已不能顧及兩側(cè)景象。注視距離、視野與車速的關(guān)系見表5-11。在駕駛過程中，駕駛員的動(dòng)視覺具有如下特點(diǎn)：

(1)駕駛過程中，駕駛員不易全面正確感覺車外的情況變化。一般駕駛員在視野內(nèi)覺察一個(gè)目標(biāo)約需0.4s，約1s的時(shí)間清晰辨認(rèn)。在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，視野變小，外界景物的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度也增加，導(dǎo)致物體在視野內(nèi)的作用時(shí)間變短。如在視野內(nèi)的作用時(shí)間小于0.4s，駕駛員就無法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，達(dá)不到1s，