高速公路設(shè)計教程課件

1、高速公路,課程講解結(jié)構(gòu),第一講 緒論 第二講 高速公路的設(shè)計依據(jù) 第三講 高速公路的規(guī)劃與勘測設(shè)計 第四講 高速公路平面線形設(shè)計 第五講 高速公路縱斷面設(shè)計 第六講 高速公路橫斷面設(shè)計 第七講 高速公路立體線形組合設(shè)計 第八講 高速公路立體交叉設(shè)計 第九講 高速公路路基路面設(shè)計 第十講 高速公路的安全 第十一講 高速公路的沿線設(shè)施,上級 上頁 下頁,課程參考資料,教材：方守恩 主編 2002年 第一版 公路工程技術(shù)設(shè)計標準（JTJ 001-97），北京，人民交通出版社，1998 公路路線設(shè)計規(guī)范（JTJ 011-94），北京，人民交通出版社，1995 高速公路規(guī)劃與設(shè)計，北京，人民交通出版社，

2、1998 中國高速公路網(wǎng)： 中華人民共和國交通部網(wǎng)：,上級 上頁 下頁,習(xí)題一,題目： 你所在省份：高速公路發(fā)展歷史及其發(fā)展特點？高速公路近期及遠期發(fā)展規(guī)劃？你對你省公路發(fā)展的看法？今后你是否愿意回省工作，為什么？（8分） 資料參考：各省交通廳網(wǎng)站，相關(guān)書籍 中國高速公路網(wǎng)： 要求：條理清楚，重點突出，獨立完成。,上級 上頁 下頁,習(xí)題二,題目： 高速公路與普通公路在設(shè)計過程中的異同？(從設(shè)計依據(jù)，選線，平、縱、橫線形設(shè)計及其組合，路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，交通安全設(shè)計等方面進行對比分析)（8分） 資料參考：教材：方守恩 主編 公路工程技術(shù)標準JTGB012003 公路路線設(shè)計規(guī)范JTJ011-94

3、要求：分析全面，引用資料正確，條理清楚，獨立完成。,上級 上頁 下頁,上級 上頁 下頁,習(xí)題三,題目： 論述中國高速公路發(fā)展特點、存在問題與發(fā)展戰(zhàn)略。（8分） 資料參考： 教材：方守恩 主編 中國高速公路網(wǎng)： 中華人民共和國交通部網(wǎng)： 要求：與時具進，條理清楚，重點突出，獨立完成。,上級 上頁 下頁,第一講 緒論,第一節(jié) 國內(nèi)外高速公路發(fā)展概況 第二節(jié) 高速公路的特點 第三節(jié) 高速公路的效益和意義,上級 上頁 下頁,第一節(jié) 國內(nèi)外高速公路發(fā)展概況,1.高速公路定義 2.近代公路運輸發(fā)展的特點 3.高速公路的產(chǎn)生與發(fā)展 4.我國高速公路的發(fā)展,上級 上頁 下頁,1.高速公路定義,公路工程技術(shù)標準

4、（JTJ 001-97）定義：專供汽車分向、分車道行駛并全部控制出入的干線公路。 公路工程名詞術(shù)語（JTJ 002-87）定義：具有四個或四個以上車道，并設(shè)有中央分隔帶，全部立體交叉并具有完善的交通安全設(shè)施與管理設(shè)施、服務(wù)設(shè)施，全部控制出入，專供汽車高速行駛的公路。 中國大百科全書土木工程定義：中央設(shè)置有一定寬度的分隔帶，兩側(cè)各配備兩條或兩條以上的車道，分別供大量上下行汽車高速、連續(xù)、安全、舒適的運行，并全部設(shè)置立體交叉和控制出入的公路。,上級 上頁 下頁,1.高速公路定義,國外：英國“Motorway”；法國“Autoroute”；德國“Autobahn”；意大利“Autostrata”；瑞

5、典等“Expressway”；美國“Superhighway”，收費公路“Turnpike”。 1968年統(tǒng)一：部分控制出入“Expressway”，全部控制出入“Freeway”。 共同點：汽車專用、各行其道、控制出入。,上級 上頁 下頁,2.近代公路運輸發(fā)展的特點,交通運輸?shù)奈宸N形式: 公路、鐵路、水運、航空和管道 公路運輸特點： 機動、迅速、直達、方便、投資少、周轉(zhuǎn)速度快、便于分期修建、技術(shù)改造比較容易。 在各種運輸方式中占主導(dǎo)地位。 現(xiàn)代公路運輸發(fā)展特點： 汽車工業(yè)發(fā)展迅速（見表1-1、1-2圖1-2P2） 生產(chǎn)量和保有量大幅度增長； 汽車載重量向兩極分化； 發(fā)展速度快 行車事故劇增,

6、上級 上頁 下頁,汽車擁有量世界前八位國家,上級 上頁 下頁,3.高速公路的產(chǎn)生與發(fā)展,一般公路存在的問題： 1)混合交通車流內(nèi)部干擾大 2)對向車輛無分隔行駛 3)側(cè)向干擾大 高速公路產(chǎn)生的必要性： 1)公路運輸連續(xù)、大量、安全、快速以及舒適的要求 2)汽車工業(yè)和汽車運輸發(fā)展需要 各國高速公路發(fā)展情況：（表1-5 1-6 P7） 德國：世界上第一條高速公路；表1-3 P5。 美國：“The country on wheels”，高速公路最發(fā)達的國家；表1-4 P6。,上級 上頁 下頁,3.高速公路的產(chǎn)生與發(fā)展,高速公路發(fā)展特征： 1)城市高速公路發(fā)展異常迅速 2)國際高速公路網(wǎng)正在逐步形成

7、如： 歐洲高速公路網(wǎng) 歐亞大陸公路網(wǎng) 泛美公路網(wǎng) 亞洲公路網(wǎng)等。（P9）,上級 上頁 下頁,公路總里程居前10位的國家,上級 上頁 下頁,高速公路總里程居前10位的國家,上級 上頁 下頁,4.我國高速公路的發(fā)展,中國高速公路大事記 我國整個公路發(fā)展特點： 1) 高速公路發(fā)展迅速 2) 路網(wǎng)整體水平和公路通行能力有明顯提高 3) 橋隧建設(shè)水平上了一個新臺階 4) 籌資力度進一步加大 5) 公路勘測設(shè)計水平和施工水平迅速提高 我國高速公路網(wǎng)規(guī)劃： 30年左右時間，建成“五縱七橫”共十二條路線，長3.5萬公里的國道主干線。,上級 上頁 下頁,4.我國高速公路的發(fā)展,五縱： 同江三亞，約5700km

8、北京福州，約2600km 北京珠海，約2400km； 二連浩特河口，約3700km 重慶湛江，約1500km 七橫： 綏芬河滿州里，約1300km 丹東拉薩，約4600km 青島銀川，約1700km 上海成都，約3000km 上海瑞麗，約4100km 衡陽昆明，約2000km 連云港霍爾果斯，約400km,上級 上頁 下頁,4.我國高速公路的發(fā)展,西部大開發(fā)戰(zhàn)略： 用510年時間，使西部地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施有明顯改善， 再用10年左右的時間，即到2020年初步建成西部地區(qū)公路骨架網(wǎng)絡(luò)， 再用30年左右時間，即到21世紀中葉，建成現(xiàn)代化公路運輸網(wǎng)絡(luò)。 其前10年重點任務(wù)： 1)加快西部地區(qū)國道主干線

9、建設(shè)； 2)加快西部地區(qū)區(qū)域路網(wǎng)的改造； 3)加快西部地區(qū)實施鄉(xiāng)村公路通達工程，建設(shè)長度約15萬公路。,上級 上頁 下頁,中國高速公路大記事,上級 上頁 下頁,國家高速公路規(guī)劃圖,上級 上頁 下頁,第二節(jié) 高速公路的特點,高速公路與普通公路的區(qū)別：如圖片 (1)汽車專用 (2)分道行駛 (3)控制出入 (4)完善的設(shè)施 高速公路具有突出的優(yōu)點： (1)行車速度高、通行能力大 (2)交通事故降低，安全性較好 (3)運輸效益提高,上級 上頁 下頁,第二節(jié) 高速公路的特點,高速公路缺點： (1)投資大，造價高 (2)對環(huán)境影響大,上級 上頁 下頁,上級 上頁 下頁,第三節(jié) 高速公路的效益和意義,高速

10、公路的效益和意義 1.良好的投資效益（見圖1-5，圖1-6） 投資回收有了根本保證 2.對國民經(jīng)濟發(fā)展的促進作用 消耗許多原材料，如鋼鐵、水泥、木材、石料、瀝青等，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)和勞動力市場等。 3.帶動沿線地方社會和經(jīng)濟發(fā)展 日本、法國 4.有利于城市人口的分散和衛(wèi)星城鎮(zhèn)的開發(fā) 5.有利于國防 日本,上級 上頁 下頁,我國公路運輸量增長圖,上級 上頁 下頁,我國公路運輸周轉(zhuǎn)量增長圖,上級 上頁 下頁,第二講 高速公路的設(shè)計依據(jù),第一節(jié) 設(shè)計車速 第二節(jié) 設(shè)計車型 第三節(jié) 公路用地與建筑限界 第四節(jié) 交通量、通行能力與服務(wù)水平,上級 上頁 下頁,第一節(jié) 設(shè)計車速,一、設(shè)計車速 二、高速公路設(shè)計車

11、速 三、運行車速,上級 上頁 下頁,一、設(shè)計車速,1.定義 設(shè)計車速(計算行車速度)是公路設(shè)計最基本的設(shè)計依據(jù) 中國：在天氣良好、交通量小、路面干凈的條件下，中等技術(shù)水平的駕駛員在道路受限制部分能夠保持安全而舒適行駛的最大速度。 美國：當(dāng)?shù)缆窏l件良好，行車只受公路的設(shè)計特征控制時，公路的特定路段上能保持的最高安全速度。 德國：設(shè)計速度是根據(jù)道路的交通要求，從經(jīng)濟的觀點出發(fā)選擇的標難設(shè)計值，相當(dāng)于85%的小客車不會超過的速度。 設(shè)計車速的確定考慮了汽車行駛的實際需要和經(jīng)濟性，是汽車行駛要求與經(jīng)濟性平衡的結(jié)果,上級 上頁 下頁,一、設(shè)計車速,2.最高時速 汽車的機械性能所能達到的最高速度 3.經(jīng)濟

12、時速 汽車的機械損耗和燃油消耗為最小的車速 設(shè)計車速確定方法 (1)設(shè)計車速應(yīng)該是最高時速與經(jīng)濟時速之間的一個速度 (2)考慮因素：公路性質(zhì)、等級和地形等。 1)遠離城市，設(shè)計車速相對較高； 2)市郊公路，設(shè)計車速則相對較低； 3)公路等級高，多考慮行車要求，反之，多考慮經(jīng)濟要求； 4)平原區(qū)，設(shè)計車速可定高，山嶺區(qū)，設(shè)計車速可定低。,上級 上頁 下頁,一、設(shè)計車速,確定設(shè)計車速的統(tǒng)計法 車速分布是正態(tài)分布，分布曲線和累計頻率曲線如圖2-1,上級 上頁 下頁,二、高速公路設(shè)計車速,公路工程技術(shù)標準(TJT 001-97)規(guī)定： 高速公路一般選用120km/h的計算行車速度，當(dāng)受條件限制時，可選

13、用100km/h或80km/h的計算行車速度，對個別特殊困難路段，允許采用仍60km/h的計算行車速度，但應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟論證。 特點：不與地形直接相關(guān)，直接制定。 設(shè)計車型：小客車 若途經(jīng)路段復(fù)雜，可分段確定設(shè)計車速，方法如下：,上級 上頁 下頁,二、高速公路設(shè)計車速,(1)分段之間的設(shè)計速度差一般按20km/h為一級，并應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的限速標志； (2)不同設(shè)計車速分段不宜過短，通常高速公路分段長度不宜小于20km； (3)需要改變計算行車速度時，應(yīng)設(shè)置過波段，過渡段長度可根據(jù)具體地形條件結(jié)合各方面的使用效果靈活確定； (4)計算行車速度變更點的位置，應(yīng)選擇在駕駛?cè)藛T能夠明顯判斷路況發(fā)生變化而需

14、要改變行車速度的地點，如村鎮(zhèn)、車站、交叉口或地形明顯變化等處，并應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的標志。,上級 上頁 下頁,三、運行車速,1運行車速的定義 運行車速是指在一定的道路幾何條件下，某種車輛的實際行駛速度。實際應(yīng)用中常取某個代表性的速度，如實測的85位車速為運行車速。 2.運行車速與設(shè)計車速關(guān)系 運行車速與設(shè)計車速既是不同的，又是有聯(lián)系的。 區(qū)別：運行車速是實際車速，設(shè)計車速是理論車速； 運行車速是變化的，設(shè)計車速是固定的。 聯(lián)系：設(shè)計車速是最大的安全運行車速，運行車速是幾何設(shè)計實現(xiàn)設(shè)計車速程度的反映。 應(yīng)用：運行車速在定程度上綜合反映了設(shè)計的質(zhì)量。,上級 上頁 下頁,第二節(jié) 設(shè)計車型,定義： 設(shè)計車型是

15、道路幾何設(shè)計時選擇的有代表件的車型，它是根據(jù)當(dāng)前本國行駛車輛的狀況、汽車發(fā)展的趨勢和國民經(jīng)濟發(fā)展水平等因素所確定的。 設(shè)計車型實際上并不一定是某一種具體牌號的汽車，其外型尺寸往往是虛構(gòu)的，但能代表某一類的汽車。,上級 上頁 下頁,第二節(jié) 設(shè)計車型,上級 上頁 下頁,第三節(jié) 公路用地與建筑限界,一、公路用地 通常，公路兩側(cè)排水溝外邊緣(無排水溝時為路堤式護坡道坡腳)，或路塹坡頂截水溝外邊緣(無截水溝時為挖方坡的坡頂)，加上一定的附加寬度后的土地為公路的用地。附加寬度通常不小于1m。 二、高速公路用地 對高速公路，除公路用地包括的范圍外，附加寬度宜大于等于3m 高速公路用地還應(yīng)包括：立體交叉、服務(wù)

16、設(shè)施、安全設(shè)施、交通管理設(shè)施、停車設(shè)施、公路養(yǎng)護管理、公路綠化和苗圃等工程用地。,上級 上頁 下頁,第三節(jié) 公路用地與建筑限界,其它還包括： 設(shè)置綠化帶設(shè)置防護林，種植固沙植物、安牧固沙網(wǎng)、防沙或防空柵欄等設(shè)施，也應(yīng)屬于高速公路用地。 在高速公路用地范圍內(nèi)，不得修建非路用構(gòu)筑物 三、高速公路的建筑限界 高速公路的建筑限界，是在保證路上汽午交通正常運行的安全條件下所規(guī)定的空間限界?？臻g限界包括寬度和高度，在此中間限界內(nèi)不得有任何部件侵入。例如：在凈主范圍內(nèi)不得設(shè)置橋墩、照明燈桿、交通標志防護欄等。高速公路的建筑限界見圖2-2,上級 上頁 下頁,高速公路的建筑限界圖,上級 上頁 下頁,第四節(jié) 交通

17、量、通行能力與服務(wù)水平,一、交通量 二、設(shè)計交通量 三、車輛換算 四、通行能力,上級 上頁 下頁,一、交通量,定義： 指道路上某一斷面在單位時間內(nèi)通過的車輛數(shù)量，如小時交通量、月交通量。 根據(jù)觀測方法和觀測時間的不同最常用的交通量有： AADT 年平均的交通量 PHT 高峰小時交通 ADT 平均日交通量 DAHV 平均小時交通屋 30th HAHV第30值高峰小時交通量,上級 上頁 下頁,二、設(shè)計交通量,定義： 為遠景設(shè)計年限(高速公路為20年)的預(yù)測交通量，世界上大部分國家在高速公路設(shè)計中均以小時交通量為設(shè)計交通量，而且大多采用第30位高峰小時交通量。 確定方法： (1)對一條公路的交通量觀

18、測調(diào)查基礎(chǔ)上，將一年8760(24x365)h的交通量按大小次序排列通?？傻萌鐖D25所示的曲線。 (2)取第30位高峰小時交通量作為設(shè)計交通量。,上級 上頁 下頁,二、設(shè)計交通量,突變,上級 上頁 下頁,二、設(shè)計交通量,原因： 如采用第30位高峰小時交通量作為設(shè)計交通量，則全年只有29個小時的實際交通里超過設(shè)計值，有可能造成交通擁阻，擁阻時間僅占全年的0.33； 如采用小于30位高峰小時的交通量作為設(shè)計交通量，則每減少一個小時檔，設(shè)計交通量值就將急劇增加； 反之，采用大于30位高峰小時的交通量作為設(shè)計交通量每減小少量的交通量值，可能的擁阻時間就會大大增加。 因此，選擇第30仿高峰小時交通量作為

19、設(shè)計交通量，無論從滿足技術(shù)要求還是考慮經(jīng)濟合理性均是合適的。,上級 上頁 下頁,三、車輛換算,為使交通量具有可比性，通常將實際的混合交通換算成標準車型交通量。 高速公路采用小客車作為標準車型，考慮車輛的外廓尺寸、行駛速度等因素，我國公路上采用的換算成小客車的當(dāng)量系數(shù)如表22。,上級 上頁 下頁,四、通行能力,定義： 通行能力是指在一定的通路、交通、控制和環(huán)境條件下，對應(yīng)于一定的行駛質(zhì)量即服務(wù)水平，在某道路斷面上單位時間(常用1h)所能通過的最大車輛數(shù)。通行能力反映了道路所能承受的交通負荷能力。 分析條件： (1)高速公路、一級公路的路段； (2)高速公路和一級公路的互通式立體交叉匝道； (3)

20、高速公路和一級公路的交織區(qū)段； (4)一般公路的路段設(shè)計時也宜對通行能力和服務(wù)水平進行分析計算。,上級 上頁 下頁,四、通行能力,分類： 1.基本通行能力 2.可能通行能力 3.設(shè)計通行能力,上級 上頁 下頁,1.基本通行能力,定義： 機動車的基本通行能力也稱理論通行能力，即：在道路、交通、環(huán)境和氣候均處于理想條件下，不考慮服務(wù)水平，標準車輛在單位時間通過一條車道或一車行道上某一斷面的最大車輛數(shù)，它是道路所能承受的交通負荷極限。 確定方法： 車頭時距法、 車頭間距法,上級 上頁 下頁,2.可能通行能力,定義： 在實際外境或預(yù)計的道路、交通條件和良好的氣候條件下，不考慮服務(wù)水平，標準車輛在單位時

21、間內(nèi)通過一條車道或一車行道上某一斷面的最大車輛數(shù)。 區(qū)別于基本通行能力： 根本不同在于道路、交通和環(huán)境條件。它是考慮了諸如車道寬度、側(cè)向凈寬、大型車混入、交通安全設(shè)施等修正后的實際通行能力。,上級 上頁 下頁,3.設(shè)計通行能力,定義： 在良好的氣候條件下，交通運行狀態(tài)保持在一定的服務(wù)水平上，標準車輛在單位時間里通過有代表性的、均勻路面上的條車道或一車行道上某一斷面的最大車輛數(shù)。 區(qū)別于基本、可能通行能力： 考慮了公路運行質(zhì)量要求、技術(shù)可能性、經(jīng)濟合理性和行駛安全等因素后，能符合現(xiàn)劃設(shè)計要求的通行能力，是公路線形設(shè)計的依據(jù)，設(shè)計通行能力是相對一定的服務(wù)水平而言的。,上級 上頁 下頁,3.設(shè)計通行

22、能力,服務(wù)水平： 是對車輛在交通流中的運行條件和駕駛員與乘客所感受的行車質(zhì)量的量度。 我國公路服務(wù)水平分為一級、二級、三級和四級。參考美國規(guī)范。,上級 上頁 下頁,3.設(shè)計通行能力,我國標準規(guī)定單車道設(shè)計通行能力可按下式計算：,上級 上頁 下頁,高速公路的適應(yīng)交通量,定義： 我國公路設(shè)計一直沿用適應(yīng)交通量作為設(shè)計依據(jù)。 其值可按下式計算： 值范圍如表2-9。,上級 上頁 下頁,第三講 高速公路的規(guī)劃與勘測設(shè)計,第一節(jié) 高速公路網(wǎng)的規(guī)劃 第二節(jié) 項目可行性研究 第三節(jié) 高速公路的選線 第四節(jié) 現(xiàn)代化測設(shè)技術(shù),上級 上頁 下頁,第一節(jié) 高速公路網(wǎng)的規(guī)劃 P29,目的： 通過系統(tǒng)分析公路現(xiàn)狀科學(xué)預(yù)測

23、交通需求，合理做好路線布局，恰當(dāng)安排建設(shè)序列，使高速公路的建設(shè)能適合并促進國民經(jīng)濟的發(fā)展。 任務(wù)： 通過調(diào)查研究、分析與評價現(xiàn)有公路交通現(xiàn)狀，根據(jù)區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展與公路交通客貨流分布特點，項測交通量發(fā)展，提出高速公路發(fā)展的目標，合理確定路線建設(shè)序列(包括分期實施)并提出實現(xiàn)規(guī)劃日際的政策與措施。 講解內(nèi)容： 一、規(guī)劃的原理和方法 二、規(guī)劃評價的內(nèi)容和過程,上級 上頁 下頁,一、規(guī)劃的原理和方法 P30,原理： 理論基礎(chǔ)系統(tǒng)分析原理 通過定量分析系統(tǒng)諾元素之間、系統(tǒng)與環(huán)境因素的相互關(guān)系，以系統(tǒng)功能及綜合效益為目標、運用多種數(shù)學(xué)分析方法對公路網(wǎng)分析并予優(yōu)化。 方法： 四階段模式法 總量控制法,上級

24、 上頁 下頁,四階段模式法 P30,四階段： 出行生成出行分布交通方式劃分交通量分配 分析方法： 定量分析、OD調(diào)查法、模型預(yù)測、建立目標函數(shù),上級 上頁 下頁,總量控制法 P31,定義： 把與公路交通運輸密切有關(guān)的一些總量變化趨勢，將預(yù)測的交通量分解到公路網(wǎng)上，并以此安排路網(wǎng)建設(shè)序列的方法。 解決問題： 對現(xiàn)狀公路網(wǎng)的分析和評價； 現(xiàn)狀路網(wǎng)對區(qū)域未來經(jīng)濟發(fā)展的適應(yīng)件； 公路網(wǎng)與其他運 輸方式的有機結(jié)合； 公路網(wǎng)建設(shè)的合理規(guī)模； 公路網(wǎng)的合理布局； 公路網(wǎng)的建設(shè)序列； 公路網(wǎng)規(guī)劃方案的綜合評價； 公路網(wǎng)建設(shè)資金的籌措。,上級 上頁 下頁,二、規(guī)劃評價的內(nèi)容和過程P32,上級 上頁 下頁,第二節(jié)

25、 項目可行性研究P33,定義： 論證工程項目的技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟上的合理性，建設(shè)條件是否具備，效益是否最佳，以提供決策依據(jù)，保證工程的經(jīng)濟效果。 目的： (1)確定擬建項目是否為最佳方案； (2)確定上核的固有價值，預(yù)見共效益； (3)確定擬建項目實施的必要性和最佳時機。 講解內(nèi)容： 一、可行性報告研究內(nèi)容 二、可行性報告研究程序 三、經(jīng)濟效益分析與評估,上級 上頁 下頁,一、可行性報告研究內(nèi)容P33,(一)現(xiàn)狀評價 (二)發(fā)展預(yù)測 (三)建設(shè)條件 (四)協(xié)作條件 (五)施工工藝 (六)投資和效益,上級 上頁 下頁,二、可行性報告研究程序P34,提出問題調(diào)查情況擬出方案技術(shù)經(jīng)濟論證,上級 上

26、頁 下頁,三、經(jīng)濟效益分析與評估P34,上級 上頁 下頁,第三節(jié) 高速公路的選線P38,選線特點： 線形標準高 立體交義和交通工程設(shè)施多 進出口地點的選擇 通道的設(shè)置 講解內(nèi)容： 路線方案與總體設(shè)計 高速公路選線的原則與步騾 平原微丘區(qū)選線 山嶺區(qū)選線 重丘陵區(qū)選線,上級 上頁 下頁,1.路線方案與總體設(shè)計P38,路線方案定義： 根據(jù)指定的路線總方向、道路的性質(zhì)任務(wù)、結(jié)合自然因素、經(jīng)濟條件擬定路線的走向。 確定方法： 路線的起訖點及中間必須經(jīng)過的城鎮(zhèn)和控制點，通常是公路網(wǎng)規(guī)劃或國家建設(shè)需要而指定的“據(jù)點”，把“據(jù)點連接成線，就是路線的總方向。 布線時應(yīng)注意以下問題： 起訖點的確定 高速公路的立

27、體交叉 路提高度與通道設(shè)量 高速公路集散道路(輔道)布置,上級 上頁 下頁,2.高速公路選線的原則與步驟,基本原則見書：P39P40 共八條 主要步驟：全面布局逐段安排具體定線 全面布局：確定路線方案主要控制點定大體路線 逐段安排： 段落劃分加密控制點確定路線雛形 具體定線：確定系列控制點定位轉(zhuǎn)向點擬定曲線半徑確定路線樁位,上級 上頁 下頁,3.平原微丘區(qū)選線,地形特點： 地面高度變化微小、地勢比較平坦； 一般多為耕地、分布有各種建筑設(shè)施，居民點較密； 在湖區(qū)具有湖泊、水塘、河叉多等特點。 選線方法： 路線的基本線形應(yīng)是短捷順直； 保證排水同時盡量降低路堤高度，與景觀協(xié)調(diào)； 注意少占農(nóng)田，并與

28、農(nóng)田水利建設(shè)相結(jié)合。 微丘區(qū)： 地形略有起伏，地面有一定的自然坡度，選線條件與平原區(qū)基本相同，從布線角度看，較平原應(yīng)有較大的自由度。,上級 上頁 下頁,4.山嶺區(qū)選線,地形特點： 山高谷深，坡陡流急，地形復(fù)雜； 地質(zhì)、氣候條件變化多端； 山脈水系清晰，路線方向明確，不是順山沿水，就是穿越山嶺或溝谷。 選線方法： 沿河線 山腰(坡)線 越嶺線 山脊線,上級 上頁 下頁,沿河線,河岸選擇 路線應(yīng)選在地形寬坦，有階地可利用，支溝較少、較小，水文及地質(zhì)條件良好的一岸；積雪冰凍地區(qū)，官選在陽坡和迎風(fēng)的一岸；距村鎮(zhèn)一定距離以減少干擾的岸側(cè)為宜。 跨河換岸橋位 跨河橋位原則上應(yīng)服從路線走向，結(jié)合橋位條件，路

29、橋綜合考慮，可采用彎、坡、斜肩架等橋型，以適應(yīng)線形設(shè)計的需要。 線位高低 路線應(yīng)在規(guī)定頻率設(shè)計水位高度之上，一般以低線為主，但應(yīng)有防洪措施，以保證路基穩(wěn)定與安全。,上級 上頁 下頁,越嶺線,啞口選擇 般都是選擇較低的啞門，而且能夠與山下的控制點很好地銜接。對啞口雖高，但山體薄窄的分水嶺，采用過嶺隧道方案有可能成為合適的越嶺方案。 過嶺標高 過嶺標高是越嶺線縱向布局的重要控制因素一般講，過嶺標高越低，路線就越短。為使路線短捷，縱坡乎緩高速公路除山脊寬厚者外，一般采用隧道穿越。 啞口兩側(cè)展線方案 越嶺線的高差主要通過啞口側(cè)坡展線來克服，高速公路因技術(shù)指標高，般以自然展線為主，在橫坡陡峻的山坡宜選用

30、分離式斷面布線。,上級 上頁 下頁,5.重丘陵區(qū)選線,地形特點： 重丘陵區(qū)山丘連綿，崗坳交錯，地面起伏較大，一般自然坡度較陡，具有低山區(qū)的特征； 路線平、縱面大部分受地形限制路線走向不如山嶺區(qū)明顯，平面多曲折，縱面多起伏，采用技術(shù)指標的活動范圍較大。 選線方法： 應(yīng)注意橫向填挖的平衡； 平、縱、橫三面應(yīng)綜合考慮； 沖溝比較發(fā)育地段，應(yīng)考慮采用高路堤或高架橋的直穿方案，當(dāng)必須繞避時，要注意線形的舒順； 要注意支援農(nóng)業(yè)，和當(dāng)?shù)氐恼镌炝旨八?guī)劃相結(jié)合。,上級 上頁 下頁,第四節(jié) 現(xiàn)代化測設(shè)技術(shù),一、全站儀 二、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS) 三、攝影測量新技術(shù) 四、計算機輔助設(shè)計(CAD),上級 上

31、頁 下頁,一、全站儀P42,定義： 全站儀在功能上將電子經(jīng)緯儀、紅外測距儀合為一體，使用戶能在一個測站上完成全部的測角量距工作。 全站儀的技術(shù)核心包括：光電測距和測角。 光電測距在本質(zhì)上來說是測定光在待測距離上往返所需要的時間，從而求算出兩點之間的距離。 光電測角采用光電掃描動態(tài)測角系統(tǒng)完成。,上級 上頁 下頁,二、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS),定義： Global Positioning System 理論上，通過設(shè)在地球上任何地方的接收機。接收人造衛(wèi)星發(fā)出的電波并進行解析，均可以測量出該地方位置的系統(tǒng)。 組成部分： (1)GPS衛(wèi)星 (2)控制局 (3)接收機 特點：測量速度快、直接測量。,

32、上級 上頁 下頁,三、攝影測量新技術(shù),航空攝影測量 1.航測成圖 (1)利用航測像片制作各種像片圖 (2)制作影像地圖 2.工程調(diào)查 3.航測選線及方案比較 4.建立數(shù)字地形模型 地面攝影測量 補測地形比較困難的區(qū)域的地形圖。,上級 上頁 下頁,四、計算機輔助設(shè)計(CAD),定義： 指利用計算機及外圍設(shè)備幫助工程師進行工程和產(chǎn)品的原始數(shù)據(jù)采集、設(shè)計、繪圖等工作。 功能： 1.接受紙上定線或?qū)嵉販y設(shè)的數(shù)據(jù); 2.建立和使用數(shù)字地形模型(DTM)技術(shù); 3.進行平面線形的人機交互設(shè)計井計算平曲線要素超高、加寬和樁號計算 4.對己設(shè)計平面線形進行人機交互修改； 5.對實地定線方案進行紙上移線設(shè)計；

33、6.產(chǎn)生并輸出地面線，供縱斷面設(shè)計用； 7.對縱斷面方案進行人機交互檢查、修改，并可同步提供任意橫斷面示意圖和工程量累計積曲線供修改參考.,上級 上頁 下頁,第四講 高速公路平面線形設(shè)計,第一節(jié) 平面線形諸要素 第二節(jié) 平面線形的組合 第三節(jié) 平面中線定線 第四節(jié) 平面圖的繪制,上級 上頁 下頁,第一節(jié) 平面線形諸要素,基本要素： 直線、圓曲線、緩和曲線、超高、加寬 一、直線 二、圓曲線 三、緩和曲線 四、平曲線最小長度 五、超高與加寬,上級 上頁 下頁,一、直線P48,高速公路設(shè)計原則：滿足技術(shù)標準；安全；美觀。 直線優(yōu)缺點： 優(yōu)點： 直線距離短、方向明確、視野寬廣、節(jié)省行車時間、降低道路造

34、價 缺點： 宜引起駕駛員疲勞麻痹，或容易超速；目測出現(xiàn)誤差；增加夜間眩光危險；景色單調(diào)，線形呆板，靈活性差。 對于高速公路的線形： 宜盡量避免采用長直線，甚至傾向于全部設(shè)在曲線上。,上級 上頁 下頁,直線要求P49,公路路線設(shè)計規(guī)范(JTJ01194)規(guī)定： (1)同向曲線間最小直線長度(以m汁)以不小于行車速度(以km/h計)的6倍為宜； (2)反問曲線間最小直線長度(以m計)以不小于行車速度(以km/h計)的2倍為宜。,上級 上頁 下頁,二、圓曲線,在高速公路平面定線中，大半徑的圓曲線是首選要素。 圓曲線優(yōu)缺點： 優(yōu)點： 柔和的幾何線形、較好地適應(yīng)地形、勻順圓滑的線形、靈活變換方向、自然地

35、誘導(dǎo)視線、景色多樣有趣。 缺點： 會增長距離、受力比較復(fù)雜，會增加輪胎的磨損和路面的破壞。 應(yīng)盡量選用較大的半徑，以改善車輛在曲線上的行駛條件。,上級 上頁 下頁,圓曲線半徑確定P50,確定方法： 根據(jù)汽車行駛橫向穩(wěn)定性(滑移、傾覆)而定，并以滑移穩(wěn)定控制。,Wp=Fp (2) WpFp 應(yīng)考慮橫向力系數(shù)u,上級 上頁 下頁,橫向力系數(shù),計算公式：圖4-1,平曲線半徑計算公式：,上級 上頁 下頁,橫向力系數(shù) P51,取決于行駛穩(wěn)定性、乘客舒適程度以及運營經(jīng)濟。,上級 上頁 下頁,最小半徑P51,極限最小半徑：指圓曲線半徑采用的最小極限值。 不設(shè)超高的最小半徑：指道路曲線半徑較大、離心力較小時，

36、汽車沿雙向路拱(不設(shè)超高)外側(cè)行駛的路面摩擦力足以保證汽車行駛安全穩(wěn)定所采用的最小半徑。 一般最小半徑：指在通常情況下汽車依設(shè)計車速能安全、舒適行駛的最小半徑。,上級 上頁 下頁,三、緩和曲線P54,緩和曲線的作用： 曲率的逐漸變化，便于駕駛與路線順楊，以構(gòu)成最佳的線形； 離心加速度的逐漸變化，使汽車不致產(chǎn)生側(cè)向滑移； 作為行車道橫坡變化的過渡段，以減少行車震蕩。 緩和曲線常用形式：回旋線。 不設(shè)緩和曲線的場合： 公路上程技術(shù)標準規(guī)定：,上級 上頁 下頁,三、緩和曲線,省略：當(dāng)內(nèi)移值與已包括在車道中的富裕寬度相比為很小時，則可將中間的緩和曲線省略。,上級 上頁 下頁,緩和曲線長度確定,(1)按

37、照離心加速度變化率確定緩和曲線最小長度 (2)依駕駛員操作反應(yīng)時間確定緩和曲線最小長度 (3)回旋線一圓曲線一回旋線1:1:1,上級 上頁 下頁,四、平曲線最小長度P57,高速公路平曲線包括：圓曲線和兩端的回旋線(或超高、加寬緩和段)。 平曲線最小長度：,7時，平曲線最小長度：,上級 上頁 下頁,四、平曲線最小長度,7時，平曲線最小長度：,上級 上頁 下頁,五、超高與加寬P58,超高： 曲線段超高(單向橫坡)的設(shè)置，在于防止車輪在路面上的橫向滑移，并使路面在利于排水的前提下，把行車引起的橫向力影響減少到最低的程度。 超高設(shè)置條件： 圓曲線半徑小于表43所列不設(shè)超高的最小半徑 超高計算式：,上級

38、 上頁 下頁,五、超高與加寬,超高橫坡變化方式： (1)繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn)圖(47a) (2)繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)(圖47b) (3)繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn)(圖47c),上級 上頁 下頁,五、超高與加寬,加寬 在曲線上行駛的汽車占有較大的寬度必須將車道寬度加寬。,上級 上頁 下頁,五、超高與加寬,曲線上雙車道路面的加寬值計算式：,上級 上頁 下頁,五、超高與加寬,公路路線設(shè)計規(guī)范規(guī)定： 高速公路一般采用第3類加寬值； 高速公路主線僅在V60km/h的山區(qū)，當(dāng)R250m曲線段時予以考慮加寬。 高速公路曲線加寬緩和段的加寬,上級 上頁 下頁,第二節(jié) 平面線形的組合P62,一、基本型 二、S型 三、

39、卵型 四、凸型 五、復(fù)合型 六、C型,上級 上頁 下頁,一、基本型,線形組合: 直線一回旋線一圓曲線一回旋線一直線 回旋線一圓曲線一回旋線=1:1:1 形式: 對稱 圓曲線兩側(cè)的回旋線 長度相等 不對稱 兩側(cè)采用不相等的凹旋線,上級 上頁 下頁,二、S型,線形組合: 兩個回旋線連接兩個反向圓曲線 注意事項: 兩個回旋線參數(shù)A1與A2宜相等 若不相等時, A1/A21.5 or 2 當(dāng)圓曲線上設(shè)有超高時: S型的兩個反向回旋線 以徑相銜接為宜 兩圓曲線半徑之比不宜過大 見圖4-15,上級 上頁 下頁,圖4-15 相鄰兩圓曲線的配合,上級 上頁 下頁,三、卵型,線形組合: 個回旋線連接兩個同向圓曲

40、線 回旋線的參數(shù): R2-小圓半徑,上級 上頁 下頁,四、凸型,線形組合: 兩同向回旅線間不插人圓曲線而直接徑相銜接 一般情況不采用:存在曲率突變 若采用應(yīng)注意: 凸型的回旋線參數(shù)及其 連接點的曲率半徑，應(yīng) 分別符合容許最小回旋 線參數(shù)和圓曲線一般最 小半徑規(guī)定.,上級 上頁 下頁,五、復(fù)合型,線形組合: 兩個以上同向回旋線間在曲率相等處相互銜接 注意事項: 復(fù)合型的兩回旋線參數(shù)之比以小于1:1.5為宜 受地形或其他特殊原因限制時(互通式立體交叉除外)使用,上級 上頁 下頁,六、C型,線形組合: 同向曲線的兩回旋線在曲率為零處徑相銜接 注意事項: 兩個回旋線的參數(shù)可相等，也可以不相等 在特殊地

41、形條件下方采用,上級 上頁 下頁,第三節(jié) 平面中線定線,低等級公路的平面定線 高速公路平面定線的原則 高速公路平面定線中的安全、環(huán)境與美學(xué) 基于曲線的平面定線方法,上級 上頁 下頁,1.低等級公路的平面定線,低等級公路的特點: 設(shè)計車速低,交通量小,曲率半徑大,線形標準低. 導(dǎo)線定線法: 確定導(dǎo)線轉(zhuǎn)點設(shè)置圓曲線設(shè)置緩和曲線計算圓曲線內(nèi)移值和緩和曲線連接點,上級 上頁 下頁,2.高速公路平面定線的原則P65,如何審定接近城鎮(zhèn)的控制點 如何審定互通式立體交叉的控制點 如何審定大型結(jié)構(gòu)物的控制點 確定平面線形各要素時的一般原則,上級 上頁 下頁,確定平面線形各要素時的一般原則P66,平面線形各要素:

42、控制點,圓曲線,緩和曲線,直線等等. 一般原則: 力求線形直捷、圓滑平順曲線半徑盡可能地大; 線形連續(xù)，避免線形突變，各項技術(shù)指標的變化過渡應(yīng)盡量平緩勻順; 公路轉(zhuǎn)角一般情況下以不小于7為宜，不得己采用時，要注意必須有足夠的曲線長度; 兩同向曲線間不得以短直線相連，可調(diào)整為單曲線或復(fù)曲線或C型曲線; 兩反向曲線間夾有直線段時，應(yīng)設(shè)置不小于最小直線長度(即2V)的直線段,上級 上頁 下頁,3.高速公路平面定線中的安全、環(huán)境與美學(xué),1).安全視距及其保證 2).視覺分析 3).線形的協(xié)調(diào) 4).環(huán)境與景觀設(shè)計,上級 上頁 下頁,1).安全視距及其保證,定義： 為保證行車安全駕駛者應(yīng)看到前面相當(dāng)距離

43、的道路，以便遇到汽車或障礙物時能及時剎車或繞道的距離。 要求： 會車視距、停車視距滿足要求 停車視距組成： 駕駛員反應(yīng)時間所行駛的距離 開始制動到剎車停止所行駛的距離-制動距離 計算公式： 當(dāng)t2.5s時 計算見表4-17,上級 上頁 下頁,1).安全視距及其保證,平面彎道內(nèi)視距受阻時應(yīng)清除 ZZ0 需將陰影部分去除，ZZ0 視距可保證 Z0計算式見表4-18 P68和圖20-22 P69,橫凈距,橫凈距,視距,上級 上頁 下頁,視距計算用包絡(luò)線,上級 上頁 下頁,2).視覺分析,分析的必要性： 視距會隨車速增加而降低，影響行車安全。如圖4-23 公路上程技術(shù)標準規(guī)定： 對高速公路的必要路段，

44、應(yīng)采用透視圖法進行檢驗 公路路線設(shè)計規(guī)范(JTJ 01194): 有條件時可運用動態(tài)連續(xù)透視圖進行檢驗,上級 上頁 下頁,2).視覺分析,視覺分析注意事項： 在高速公路進出隧道段時，要注意視覺上的明和暗； 高速公路遇到橋梁時，也應(yīng)從視覺的角度考察，橋上線形與橋頭兩端引道線形是否能很好配合； 駕駛員與乘客感到通視良好，線形流暢、景觀自然、舒適和安全； 應(yīng)使駕駛員在視覺系統(tǒng)上能預(yù)知公路方向和路況的變化，并能有效地采取安全行駛的措施。,上級 上頁 下頁,3).線形的協(xié)調(diào),考慮因素：保證安全和具備良好景觀 協(xié)調(diào)原則：既要防止線形的急劇變化，又要防止長距離的線形呆板與單調(diào) 協(xié)調(diào)要求： 上一個曲線和下一個

45、曲線的配合，應(yīng)滿足如圖4-15所作研究的規(guī)定；P63 緩和曲線、圓曲線、和曲線相互之間近似地保持1:1:1的要求。,上級 上頁 下頁,4).環(huán)境與景觀設(shè)計,對環(huán)境的影響： 噪聲影響、空氣和水資源污染影響、生態(tài)環(huán)境影響等 注意事項： 應(yīng)注意消除對環(huán)境的有害影響，改善和美化景觀； 應(yīng)全面考慮沿線社會環(huán)境與自然環(huán)境； 合理確定公路與被保護區(qū)域的相對位置，盡可能地防止或減輕對環(huán)境的不利影晌。 景觀設(shè)計：P71 自然景觀：天然形成的地形、地貌和地物； 人文景觀：人類為滿足各種物質(zhì)扣生活需要而建立的各種建筑物、設(shè)施和文化藝術(shù)景物。,上級 上頁 下頁,4.基于曲線的平面定線方法,高速公路應(yīng)用曲線定線法的原因

46、： 高速公路往往以曲線為主，路線的大部分其至近于全部是圓曲線和回旋線之間的相互銜接； 計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得曲線法計算復(fù)雜的矛盾得到了解決； 采用航測手段或全站儀地面速測手段獲得較大比例尺帶狀等高線地形圖具備條件，可以用來作為進行紙上定線的底圖。 曲線定線法原則：首先在需要設(shè)置彎道的地方根據(jù)地形、地物的要求布設(shè)一系列圓曲線（包括直線），然后在這些圓曲線之間用回旋線或直線連接，形成平面線形(見圖4-25)。,上級 上頁 下頁,4.基于曲線的平面定線方法,曲線法定線過程： 布設(shè)控制導(dǎo)線測繪帶狀地形圖進行紙上定線(或計算機定線)。 定線時采用以曲線為基礎(chǔ)的曲線法。 設(shè)計模型：P72-73 直線與

47、圓弧間的連接 兩同向圓弧間的連接 兩反向圓弧間的連接,上級 上頁 下頁,導(dǎo)線法與曲線法定線圖,上級 上頁 下頁,直線與圓弧間的連接,圓和直線位置定，求連接圓和直線的回旋線長Ls（或回旋線參數(shù)A),Ls,上級 上頁 下頁,兩同向圓弧間的連接,兩種情況： 一圓在另一圓內(nèi)：,M點,上級 上頁 下頁,兩同向圓弧間的連接,兩圓相離：兩段完整的回旋線相連,上級 上頁 下頁,兩反向圓弧間的連接,只能用兩段完整的回旋線相連,上級 上頁 下頁,第四節(jié) 平面圖的繪制,作用： 反映了路線的平面位置、線形和尺寸、沿線人工構(gòu)造物和工程設(shè)施的布置以及道路與周圍環(huán)境、地形、地物的關(guān)系。 平面圖包含內(nèi)容：P76 公路上程基本

48、建設(shè)項目設(shè)計文件編制辦法要求 應(yīng)繪出地形、地物，示出路線(標出里程樁號、斷鏈、平曲線要素及主要樁位）、水準點、大中橋、路線交叉(注明形式及結(jié)構(gòu)類型)、隧道、主要沿線設(shè)施的位置以及縣以上分界線等。 高速公路還包括：示出坐標格網(wǎng)、導(dǎo)線點、列出導(dǎo)線點及交點坐標表 比例尺用1:2000，平原微丘區(qū)可用1:5000,上級 上頁 下頁,高速公路平面圖,比例尺 1:10 000 兩側(cè)給出了不小于500m寬度的地形和地物 1:2 000 路中線兩側(cè)各為100200mm 1:5 000 兩側(cè)各不小于250mm,上級 上頁 下頁,第五講 高速公路縱斷面設(shè)計,第一節(jié) 縱斷面諸要素 第二節(jié) 高速公路縱斷面的布局 第三

49、節(jié) 縱斷面圖的設(shè)計和繪制,上級 上頁 下頁,第一節(jié) 縱斷面諸要素 P77,一、縱坡度 二、坡長限制 三、合成坡度 四、豎曲線 五、爬坡車道,上級 上頁 下頁,一、縱坡度,路線縱坡度包括最大縱坡度和最小縱坡度之間的各種坡度 最大縱坡度: 高速公路控制設(shè)計的一項重要指標,直接影響到路線的長度、使用品質(zhì)、行車安全、運輸成本和工程造價. 最大縱坡度確定方法: 最大縱坡依汽車的動力特性、自然條件及工程運營經(jīng)濟的分析加以確定. 高速公路最大縱坡確定方法: 按照公路工程技術(shù)標準規(guī)定取用，見表5-2,上級 上頁 下頁,一、縱坡度,注意事項： 設(shè)計時應(yīng)盡可能選用小于最大縱坡的坡值； 當(dāng)受地形條件或其它情況限制時

50、，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證合理最大縱坡也可按上表增加1%； 對隧道內(nèi)縱坡，考慮到安全規(guī)定一律不應(yīng)大于3； 高原上公路的最大縱坡應(yīng)根據(jù)海拔高程進行折減，適當(dāng)采用較緩的縱坡。 最小縱坡度 為滿足排水要求，應(yīng)采用不小于0.3的最小縱坡； 當(dāng)必須采用平坡或小于0.3的縱坡時，其邊溝應(yīng)作縱向誹水設(shè)計； 在于旱少雨地區(qū)最小縱坡可不受上述限制。,上級 上頁 下頁,二、坡長限制,最小坡長限制： 不小于計算車速行駛9s的行程為宜，高速公路采用的坡段最小長度表53 設(shè)計間距：縱斷面每一坡段的長度也即相應(yīng)于縱坡兩轉(zhuǎn)折點的間距。 最大坡長限制： 坡長控制在汽車車速下降到不低于最低限速時所能行駛的距離內(nèi)。見表5-4。,上級 上頁

51、 下頁,二、坡長限制,不同縱坡連接的坡長限制換算： 例：V=100km/h，縱坡5%，坡長250m，后接縱坡4%，坡長300m，問總坡長是否滿足設(shè)計要求？ 5% 設(shè)計限制500m，已占250/500 4% 設(shè)計限制700m，可設(shè)坡長700（1-250/500） 350m 因： 300m 350m，符合設(shè)計要求。,上級 上頁 下頁,二、坡長限制,高速公路坡長不受限制的最大縱坡,上級 上頁 下頁,三、合成坡度,定義： 在設(shè)有超高的平曲線坡段上，由路線縱坡與曲線超高橫坡所組成的斜向坡度。 計算公式： 確定方法： 根據(jù)公路路線設(shè)計規(guī)范確定 設(shè)計車速為：120km/h，100km/h 合成坡度小于10%

52、 設(shè)計車速為：80km/h，60km/h 合成坡度小于10.5% 已知道路縱坡和超高橫坡，可查 表5-6確定，P80,上級 上頁 下頁,合成坡度臨界線圖,上級 上頁 下頁,三、合成坡度,注意事項： 當(dāng)陡坡處于小半徑曲線段上時，在條件許可情況下，采用較小的合成坡度為宜； 在下述情況下必須小于8: 冬季路面有積雪、結(jié)冰地區(qū)； 自然橫坡較陡峻的傍山路段。,上級 上頁 下頁,四、豎曲線,定義： 為減緩汽車行駛在縱坡變坡處所產(chǎn)生的沖擊，以及保證行車視距必須插入的縱向曲線 講解內(nèi)容： 1.豎曲線要素計算 2.凸形豎曲線半徑限值 3.凹形豎曲線半徑限值 4.豎曲線最小長度,上級 上頁 下頁,1.豎曲線要素計

53、算P81,圓曲線和拋物線形兩種 拋物線形計算：,上級 上頁 下頁,1.豎曲線要素計算P82,圓曲線形計算： 在實際應(yīng)用中： 不論用拋物線型還是圓曲線型的豎曲線，所得計算結(jié)果是一樣的。,上級 上頁 下頁,2.凸形豎曲線半徑限值,當(dāng)堅曲線長度L大于視距S時,當(dāng)按不產(chǎn)生不舒適感的沖擊變化為控制條件時,上級 上頁 下頁,2.凸形豎曲線半徑限值,我國規(guī)定值確定方法：考慮上述兩項因素且LS。,上級 上頁 下頁,3.凹形豎曲線半徑限值,確定方法： 在確定豎曲線的半徑時，考慮緩沖要求，可按式5-8計算，同時應(yīng)保證夜間燈光照射及跨線橋下的視距要求。 前燈照射要求 圖57 當(dāng) 時,上級 上頁 下頁,3.凹形豎曲線

54、半徑限值,跨線橋下的視距要求圖5-8 當(dāng) 時 當(dāng)C4.5m，h11.5m時,上級 上頁 下頁,高速公路豎曲線半徑P84,上級 上頁 下頁,4.豎曲線最小長度,豎曲線最小長度按計算車速運行3s的距離計算：表5-10 注意事項： 實際應(yīng)用應(yīng)采用最小值的1.52倍或更大， 對于v120km/h時，最小豎曲線長不小于400m。,上級 上頁 下頁,五、爬坡車道,定義： 在縱坡大于4的陡坡路段于正線行車道一側(cè)增設(shè)的供載重汽車行駛的專用車道。 設(shè)置條件： 當(dāng)上坡方向載重汽車的行駛速度降低到表511的容許最低速度以下時； 上坡路段的設(shè)計小時交通量超過設(shè)計通行能力時； 對六車道及六車道以上高速公路可不沒爬被車道

55、。,上級 上頁 下頁,五、爬坡車道,爬坡車道的構(gòu)造 橫斷面構(gòu)成圖5-9 設(shè)置在路右側(cè)，一般 長3.5m 超高與加寬表5-12,上級 上頁 下頁,五、爬坡車道,平面布置與長度 L1LL2 其中： L145m L2根據(jù)表5-13確定,上級 上頁 下頁,五、爬坡車道,L確定方法P86 通過圖解法，步驟如下： 繪制縱斷面圖； 繪制分段換算坡度圖； 繪制速度曲線圖； 確定爬坡車道范圍與長度； 檢驗其它條件是否符合。,上級 上頁 下頁,第二節(jié) 高速公路縱斷面的布局,一、平原地區(qū)高速公路的填土高度 二、山區(qū)高速公路縱斷面設(shè)計的特點 三、縱斷面設(shè)計的一般原則,上級 上頁 下頁,一、平原地區(qū)高速公路的填土高度,

56、高路堤缺點： 土方量大； 占地多； 噪聲波及遠； 破壞景觀和環(huán)境中的生態(tài)平衡； 土基施工壓實難度大。 低路堤優(yōu)點： 土石方填挖可平衡； 阻隔噪聲； 方便上跨跨線橋修筑； 可歸地還農(nóng)； 可植樹綠化，美化環(huán)境。,上級 上頁 下頁,一、平原地區(qū)高速公路的填土高度,中國采用高路堤原因： 滿足大量地方交通的要求，特別是農(nóng)用拖拉機和非機動車； 沿海平原地區(qū)地下水位較高。 存在問題： 造價高，路基、土地征用和通道修筑達總造價50%，甚至路基造價大于路面造價，較反常。 例：把一條100km的高速公路的路提高度降低1m，可以節(jié)省造價幾個億。,上級 上頁 下頁,一、平原地區(qū)高速公路的填土高度,建議：P88 多做宣

57、傳； 加速地方交通的現(xiàn)代化； 積極探索減少下穿式通道的方法； 過多的小河航道也可挖掘側(cè)向人工渠道適當(dāng)歸并； 積極采用降低通道底標高的措施。,上級 上頁 下頁,二、山區(qū)高速公路縱斷面設(shè)計的特點,特點難點： 為節(jié)省土石方，不得不采用分離式路堤方案； 路途隧道較多。 設(shè)計注意事項： 對于采用分離式路基的區(qū)段，上行線和下行線應(yīng)分別繪制縱斷面地面線進行拉坡； 對設(shè)置隧道的路段一般應(yīng)設(shè)計為上下行兩座獨立隧道； 長隧道內(nèi)的縱坡宜更緩些，縱坡最大宜為2（特殊為3%）； 隧道內(nèi)的縱坡，般可設(shè)置成單面坡成人字坡。,上級 上頁 下頁,三、縱斷面設(shè)計的一般原則,總原則： 在縱斷面設(shè)計小，主要是選定縱坡度確定縱坡線以及

58、設(shè)置堅曲線兩項。目的要求是將縱面線形諸要素組合成汽車行駛平順舒適、視覺連續(xù)、路表圓滑的線形。 一般原則： 使線形適應(yīng)地形和環(huán)境，保證行車安全，全線運營車速均衡； 在較長的直線路段，應(yīng)避免在短距離內(nèi)出現(xiàn)凹凸反復(fù)起伏或中間暗凹的線形； 在較長段連續(xù)上坡路段，宜將較陡的坡段放在底部，接近坡頂?shù)目v坡宜適當(dāng)放緩一些； 兩相鄰路段縱坡變化小時，豎曲線半徑要盡可能大些，避免豎曲線長度過短； 避免在同向豎曲線間插入短的直線坡段，特別是凹形豎曲線； 加、減速道進出口處前后的縱坡宜平緩些。,上級 上頁 下頁,第三節(jié) 縱斷面圖的設(shè)計和繪制,設(shè)計方法：P91 繪制縱斷地面線（中樁和高程）標明平曲線位置和半徑確定控制點

59、位置和高程初試拉坡調(diào)整縱坡線（填挖平衡）確定豎曲線及其半徑確定設(shè)計標高。 縱斷面圖繪制： 內(nèi)容：地面線和設(shè)計線的高程，注明豎曲線的位置、半徑及其要素，注出橋梁、隧道、路線交叉、涵洞等的位置，列出橋涵結(jié)構(gòu)類型、孔數(shù)及跨徑，寫明水準點編號、位置和高程，如有斷鏈、設(shè)計洪水位、影響路基設(shè)計的地下水位等也應(yīng)注明。 比例尺：垂直：1:100 水平：1:1 000 垂直：1:200 水平：1:2 000,上級 上頁 下頁,二、縱斷面圖的繪制,上級 上頁 下頁,第六講 高速公路橫斷面設(shè)計,第一節(jié) 高速公路橫斷面的一般圖式 一、橫斷面的基本組成 二、高速公路的路基橫斷面設(shè)計 第二節(jié) 各組成部分的細部構(gòu)造 一、行車道與車道 二、中間帶 三、路肩 四、路拱坡度 五、植樹帶,上級 上頁 下頁,第一節(jié) 高速公