公路勘測設(shè)計整套課件匯總完整版電子教案(全)

1、公路勘測設(shè)計課程第一章 緒論 公路勘測設(shè)計課程是高職“公路橋梁工程技術(shù)專業(yè)” 的一門職業(yè)技術(shù)課程，也是一門實踐性很強(qiáng)、與理論緊密結(jié)合的課程。 本課程以工程測量、工程制圖及AUTOCAD、道路建筑材料、工程巖土等課程的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)路基路面工程施工技術(shù)、橋梁工程施工技術(shù)、公路施工組織與概預(yù)算、隧道工程施工技術(shù)等課程打下基礎(chǔ)。一、認(rèn)識公路勘測設(shè)計課程1、本課程的性質(zhì)（1)知識 熟悉公路勘測設(shè)計依據(jù)、程序及分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)； 掌握平面、縱斷面、橫斷面等幾何線形設(shè)計的基本理論、基本原理和基本方法及合理組合設(shè)計； 掌握公路外業(yè)勘測的基本知識、基本操作技能方法、相關(guān)資料收集與設(shè)計圖表的繪編方法；

2、掌握公路線形綜合設(shè)計的方法及設(shè)計要點； 掌握利用施工圖設(shè)計文件進(jìn)行施工放樣方法。一、認(rèn)識公路勘測設(shè)計課程2、本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)(2)技能 能夠運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行公路工程線形的內(nèi)業(yè)設(shè)計和公路工程線形的外業(yè)勘測； 運(yùn)用公路路線相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等處理公路勘測設(shè)計中的具體問題，并提供正確的設(shè)計成果； 能夠繪制、識讀公路工程施工圖，根據(jù)公路工程設(shè)計文件進(jìn)行施工放樣。一、認(rèn)識公路勘測設(shè)計課程(3)素質(zhì)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、信息交換與處理的團(tuán)隊意識；獲取信息、處理信息的能力；自主學(xué)習(xí)、獨立解決問題的能力；誠實守信、善于溝通和合作的品質(zhì)；良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神。一、認(rèn)識公路勘測設(shè)計課程3、本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)內(nèi)容一、認(rèn)識

3、公路勘測設(shè)計課程 成績考核采用綜合評定方法，即成績組成為：平時成績20%（考勤10%、課后作業(yè)10%）、實訓(xùn)成績30%、期末考試成績50%。其中實訓(xùn)項目如下表：一、認(rèn)識公路勘測設(shè)計課程 4、本課程的成績考核評定 國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃確定高速公路網(wǎng)將采用放射線與縱橫網(wǎng)格相結(jié)合的布局形態(tài)，構(gòu)成由中心城市向外放射以及橫連東西、縱貫?zāi)媳钡墓方煌ù笸ǖ?，即國家將建成布局為?918”的高速公路網(wǎng)絡(luò)，包括7條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線，總里程約8.5萬公里。 此外，國家高速公路網(wǎng)還包括遼中環(huán)線、成渝環(huán)線、海南環(huán)線、珠三角環(huán)線、杭州灣環(huán)線、臺灣環(huán)線共6條環(huán)線，2段并行線和35條聯(lián)絡(luò)線。 二

4、、我國公路發(fā)展的規(guī)劃 二、我國公路發(fā)展的規(guī)劃 哈爾濱上海 臺北 港澳 昆明 拉薩 烏魯 木齊北京二、我國公路發(fā)展的規(guī)劃九條南北縱線鶴崗大連沈陽?？陂L春深圳大慶廣州二連浩特廣州包頭茂名蘭州?？谥貞c昆明濟(jì)南廣州二、我國公路發(fā)展的規(guī)劃十八條東西橫線綏芬河滿洲里榮成烏海連云港霍爾果斯上海成都上海昆明廈門成都琿春烏蘭浩特青島銀川南京洛陽約上海重慶福州蘭州汕頭河池丹東錫林浩特青島臨汾上海西安杭州瑞麗南昌南寧廣州昆明二、我國公路發(fā)展的規(guī)劃我國公路發(fā)展現(xiàn)狀如下： （1） 截止2012年底，全國公路總里程達(dá)423.75萬公里，公路密度為44.14公里/百平方公里。 二、我國公路發(fā)展的規(guī)劃 （2）全國等級公路里程

5、360.96萬公里。其中，二級及以上公路里程50.19萬公里。 各行政等級公路里程分別為：國道17.34萬公里、省道31.21萬公里、縣道53.95萬公里、鄉(xiāng)道107.67萬公里、專用公路7.37萬公里、村道206.22萬公里。二、我國公路發(fā)展的規(guī)劃 （3）全國有鋪裝路面和簡易鋪裝路面公路里程279.86萬公里。 各類型路面里程分別為：有鋪裝路面229.51萬公里，其中瀝青混凝土路面64.19萬公里，水泥混凝土路面165.32萬公里。 簡易鋪裝路面50.35萬公里，未鋪裝路面143.89萬公里。二、我國公路發(fā)展的規(guī)劃 （4）全國高速公路里程達(dá)9.62萬公里；全國高速公路車道里程42.46萬公里

6、； 全國公路養(yǎng)護(hù)里程411.68萬公里；全國公路綠化里程220.21萬公里。 二、我國公路發(fā)展的規(guī)劃 交通部頒布的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012014）將公路根據(jù)功能和適應(yīng)的交通量分為五個等級：高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路。三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（一）公路分級 高速公路為專供汽車分向、分車道行駛并應(yīng)全部控制出入的多車道公路。 高速公路的年平均日設(shè)計交通量宜在15000輛小客車以上。三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、高速公路六車道高速三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)四車道高速三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 一級公路為供汽車分向、分車道行駛，并可根據(jù)需要控制出入的多車道公路。 一

7、級公路的年平均日設(shè)計交通量宜在15000輛小客車以上。三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2、一級公路四車道一級公路三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。 二級公路的年平均日設(shè)計交通量宜為5000-15000輛小客車。三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 3、二級公路三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)平原區(qū)二級公路山區(qū)二級公路三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 三級公路為主要供汽車行駛的雙車道公路。 三級公路的年平均日設(shè)計交通量宜為2000-6000輛小客車。三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 4、三級公路三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)5、四級公路 四級公路為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。 四級公路的年平均日設(shè)計交通量宜在2

8、000輛小客車以下。三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：是指一定數(shù)量的車輛在車道上以一定的設(shè)計速度行駛時，對路線和各項工程的設(shè)計要求。公路主要技術(shù)指標(biāo)一般包括：設(shè)計速度、行車道數(shù)及寬度、路基寬度、最大縱坡、平曲線最小半徑、行車視距、橋梁設(shè)計荷載等。 三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （二）公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （1）公路等級的選用應(yīng)根據(jù)公路功能、路網(wǎng)規(guī)劃、交通量，并充分考慮項目所在地區(qū)的綜合運(yùn)輸體系、遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃等，經(jīng)論證后確定。 （2）主要干線公路應(yīng)選用高速公路。 （3）次要干線公路應(yīng)選用二級及二級以上公路。 （4）主要集散公路宜選用一、二級公路。 （5）次要集散公路宜選用二、三級

9、公路。 （6）支線公路宜選用三、四級公路。三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、公路等級選用的基本原則 （1）高速公路和具干線功能的一級公路的設(shè)計交通量應(yīng)按20年預(yù)測；具集散功能的一級公路，以及二、三級公路的設(shè)計交通量應(yīng)按15年預(yù)測；四級公路可根據(jù)實際情況確定； （2）設(shè)計交通量預(yù)測的起算年應(yīng)為該項目可行性研究報告中的計劃通車年； （3）設(shè)計交通量的預(yù)測應(yīng)充分考慮走廊帶范圍內(nèi)遠(yuǎn)期社會、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和綜合運(yùn)輸體系的影響。三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 2、各級公路設(shè)計交通量的預(yù)測 一條公路可分段選用不同的公路等級。 同一公路等級可分段選用不同的設(shè)計速度。 不同公路等級、不同設(shè)計速度的路段間的過渡應(yīng)順適，銜接應(yīng)協(xié)調(diào)

10、。 此外，公路分期修建必須遵照統(tǒng)籌規(guī)劃、總體設(shè)計、分期實施的原則，使前期工程在后期仍能充分利用。 高速公路整體式斷面路段不得橫向分割分期修建。三、公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 3、設(shè)計路段 1、設(shè)計車輛； 2、交通量； 3、設(shè)計速度； 4、通行能力。四、公路勘測設(shè)計依據(jù)公路設(shè)計的基本設(shè)計依據(jù)是： 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012014）將設(shè)計車輛分為五類，即：小客車、大型客車、鉸接客車、載重汽車、鉸接列車。 設(shè)計車輛外廓尺寸四、公路勘測設(shè)計依據(jù) （一）設(shè)計車輛 1、設(shè)計車輛種類及標(biāo)準(zhǔn)2、交通量換算代表車型與車輛折算系數(shù)代表類型折算系數(shù)說明小客車1.0座位19座的客車和載質(zhì)量2t的貨車中型車1.5座位

11、19座的客車和載質(zhì)量2t7t的貨車大型車2.5載質(zhì)量7t14t的貨車拖掛車4.0載質(zhì)量20t的貨車四、公路勘測設(shè)計依據(jù) 1、設(shè)計速度的定義 所謂設(shè)計速度是指確定公路設(shè)計指標(biāo)并使其相互協(xié)調(diào)的設(shè)計基準(zhǔn)速度。 設(shè)計速度是公路設(shè)計時確定其幾何線形的最關(guān)鍵參數(shù)。 2、設(shè)計速度的規(guī)定四、公路勘測設(shè)計依據(jù)（二）設(shè)計速度 公路的交通量是指單位時間內(nèi)（每小時或每晝夜）通過公路上某一橫斷面處的往返車輛總數(shù)。 1、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AADT），用全年總交通量除以365而得。 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/日）。 預(yù)測設(shè)計年限年

12、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。四、公路勘測設(shè)計依據(jù)（三）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)。 設(shè)計小時交通量的取值，一般認(rèn)為將一年中8760小時交通量按交通量大小順序排列，序號為第30位的小時交通量作為設(shè)計小時交通量是最合適的。 四、公路勘測設(shè)計依據(jù)2、設(shè)計小時交通量設(shè)計小時交通量按下式計算： Nh=NdKD其中：Nh設(shè)計小時交通量，輛/小時； Nd預(yù)測設(shè)計年平均日交通量，輛/日； K設(shè)計小時交通量系數(shù)，即第30位小時交通 量與年平均日交通量的比值； 一般平原區(qū)取13%，山區(qū)取15%； D方向不

13、均勻系數(shù)，一般取0.6。四、公路勘測設(shè)計依據(jù) 公路通行能力是在一定的道路和交通條件下，公路上某一路段適應(yīng)車流的能力，以單位時間內(nèi)通過的最大車輛數(shù)表示。 1、基本通行能力 基本通行能力是指在理想條件下，單位時間內(nèi)一個車道或一條車道某一路段可以通過的小客車最大數(shù)，是計算各種通行能力的基礎(chǔ)。 基本通行能力的計算可采用“車頭時距”或“車頭間距”推求。四、公路勘測設(shè)計依據(jù)（四）通行能力 四、公路勘測設(shè)計依據(jù) 2、設(shè)計通行能力 （1）公路服務(wù)水平 公路服務(wù)水平指駕駛員感受公路交通流運(yùn)行狀況的質(zhì)量指標(biāo)，通常用平均行駛速度、行駛時間、駕駛自由度和交通延誤等指標(biāo)表征。 設(shè)計通行能力由可能通行能力乘以與該路服務(wù)水

14、平相應(yīng)的交通量和基本通行能力之比（V/C）得到。 V/C是在理想條件下，各級服務(wù)水平最大服務(wù)交通量與基本通行能力之比。 V/C值小則最大服務(wù)交通量小，車流運(yùn)行條件好，服務(wù)水平就高；反之V/C值大，服務(wù)交通量也大，車流運(yùn)行條件差，服務(wù)水平也低。 當(dāng)設(shè)計小時交通量超過設(shè)計通行能力時，公路將發(fā)生堵塞。四、公路勘測設(shè)計依據(jù)（2）設(shè)計通行能力 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。 根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書，進(jìn)行一次詳細(xì)定測，編制施工圖設(shè)計和工程預(yù)算。五、勘測設(shè)計階段及任務(wù) 為公路測設(shè)一般所采用的測設(shè)程序。 其步

15、驟為： 先進(jìn)行初測、編制初步設(shè)計和工程概算；經(jīng)上級批準(zhǔn)初步設(shè)計后，再進(jìn)行定測、編制施工圖和工程預(yù)算。 也可直接進(jìn)行定測、編制初步設(shè)計；然后根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計，通過補(bǔ)充測量編制施工圖。 五、勘測設(shè)計階段及任務(wù)2、兩階段設(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。 即分初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計三個階段。技術(shù)設(shè)計階段主要是對重大、復(fù)雜的技術(shù)問題，落實技術(shù)方案，計算工程數(shù)量，提出修正的施工方案，修正設(shè)計概算。其深度和要求介于初步設(shè)計和施工圖設(shè)計之間。五、勘測設(shè)計階段及任務(wù)3、三階段設(shè)計 不論采用哪種劃分階段設(shè)計，在勘

16、測前都要進(jìn)行實地調(diào)查（或稱視察），它是勘測前不可缺少的一個步驟，也可與可行性研究結(jié)合在一起，但不作為一個階段。五、勘測設(shè)計階段及任務(wù)第二章 平面設(shè)計 公路在水平面上的投影構(gòu)成路線的平面線形，其線形設(shè)計即平面設(shè)計； 沿公路中心線豎直剖切并展開構(gòu)成縱斷面線形，其線形設(shè)計即縱斷面設(shè)計； 公路中心線上任意點的法向切面構(gòu)成橫斷面線形，其線形設(shè)計即橫斷面設(shè)計； 對公路平面線形來說：可分解為直線、圓曲線、緩和曲線。直線、圓曲線、緩和曲線稱為公路平面線形的三要素。 （1）以最短的距離連接兩目的地，即路線短捷、縮短里程和行車方向明確等； （2）視距良好、行車快速、易于排水等； （3）已知兩點就可以確定一條直線，

17、因而直線線形簡單，容易測設(shè)； （4）從行車的安全和線形美觀來看，過長的直線，線性呆板，行車單調(diào)，安全性較差； （5）直線難以與地形及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)； （6）直線型公路給人以簡捷、直達(dá)、剛勁的良好印象，在美學(xué)上有其自身的視覺特點。 一、 直線1、直線的線形特征直線的最大長度沒有限制，其總的選取原則是： 公路線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，與景觀相協(xié)調(diào)，直線的最大長度應(yīng)有所限制，當(dāng)采用長直線時，為彌補(bǔ)景觀單調(diào)的缺陷，應(yīng)結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施。 一、 直線2、直線長度限制（1）直線最大長度 同向曲線間的直線最小長度 同向曲線是指兩個轉(zhuǎn)向相同的相鄰曲線間以直線形成的平面的線形。 同向曲線間直線長度就是指前

18、一曲線的終點至后一曲線的起點之間的長度。 規(guī)范規(guī)定，當(dāng)設(shè)計速度60km/h時，同向曲線間直線最小長度（以m計）以不小于設(shè)計速度（以km/h計）的6倍為宜，當(dāng)設(shè)計速度40km/h時，可參照上述規(guī)定執(zhí)行。 一、 直線（2）直線的最小長度同向曲線 一、 直線 反向曲線間的直線最小長度 反向曲線是指兩個轉(zhuǎn)向相反的相鄰曲線間以直線形成的平面的線形。 規(guī)定規(guī)定，當(dāng)設(shè)計速度60km/h時，反向曲線直線最小長度（以m計）以不小于設(shè)計速度（以km/h計）的2倍為宜，當(dāng)設(shè)計速度40km/h時，可參照上述規(guī)定執(zhí)行。 一、 直線 一、 直線 直線長度公路等級一般值/m低限值/m二級公路200120三級公路150100

19、四級公路10080 回頭曲線是指山區(qū)公路為克服高差在同一坡面上回頭展線時所采用的曲線。 規(guī)范規(guī)定，在回頭曲線之間，前一回頭曲線的終點至后一回頭曲線起點的距離宜滿足: 回頭曲線間最小直線長度 一、 直線（3）相鄰回頭曲線間的直線最小長度 一、 直線 路線不受地形、地物限制的平原區(qū)或山間的開闊谷地； 市鎮(zhèn)及其鄰近或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線為主體的地區(qū)； 為縮短構(gòu)造物長度以便于施工的長大橋梁、隧道路段； 為爭取較好的行車和通視條件的平面交叉前后； 雙車道公路在適當(dāng)間隔內(nèi)設(shè)置一定長度的直線，以提供較好條件的超車路段。 一、 直線 3、直線設(shè)計要點 （1）適用條件 應(yīng)正確處理直線與地形的關(guān)系，并不宜采用

20、長直線； 長直線或長下坡盡頭的平面曲線，必須符合規(guī)定要求及設(shè)置標(biāo)志、增加路面抗滑能力等措施； 長直線上縱坡不宜過大以免導(dǎo)致超速行車； 長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜； 公路兩側(cè)地形過于空曠時宜采取措施改善單調(diào)的景觀； 關(guān)于“長直線”的量化問題?？偟脑瓌t是：公路線形應(yīng)該與地形相適應(yīng)，與景觀相協(xié)調(diào)，不強(qiáng)求長直線，也不硬性去掉直線而設(shè)置曲線； 直線長度亦不宜過短，特別是同向圓曲線間不得設(shè)置短的直線。 一、 直線（2）直線運(yùn)用應(yīng)注意的問題 一、 直線 一、 直線圓曲線是公路平面設(shè)計中最常用的線形之一 二、圓曲線設(shè)計 二、圓曲線設(shè)計1、圓曲線的幾何要素及計算式 二、圓曲線設(shè)計2、圓曲線半徑的計算公式與

21、影響因素 橫向力系數(shù)可近似為單位車重上受到的橫向力。 橫向力的存在對行車產(chǎn)生不利影響，而且越大越不利，主要表現(xiàn)在以下幾方面： 考慮汽車行駛的橫向穩(wěn)定性； 考慮駕駛員操作； 考慮燃料消耗和輪胎磨損； 考慮乘車的舒適性。 二、圓曲線設(shè)計 （1）關(guān)于橫向力系數(shù) 二、圓曲線設(shè)計（2）超高橫坡度 ib 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種圓曲線最小半徑，即： 圓曲線最小半徑； 不設(shè)超高最小半徑。 二、圓曲線設(shè)計 3、圓曲線最小半徑 二、圓曲線設(shè)計（1）圓曲線最小半徑 二、圓曲線設(shè)計（2）不設(shè)超高的最小半徑在地形、地物等條件許可時，優(yōu)先選用大于或等于不設(shè)超高的最小半徑;一般情況下宜采用圓曲線最小曲線半徑的48倍或超

22、高為 2%4%的圓曲線半徑；在自然條件特殊困難或受其他條件嚴(yán)格限制而不得已時，方可采用圓曲線最小半徑；規(guī)范規(guī)定圓曲線最大半徑不宜超過10000m。 二、圓曲線設(shè)計4、圓曲線半徑的選用 緩和曲線是設(shè)置在直線與圓曲線之間或大圓曲線與小圓曲線之間，由較大圓曲線向較小圓曲線過渡的線形，是道路平面線形要素之一。 緩和曲線的主要特征是曲率均勻變化。三、緩和曲線設(shè)計 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：直線與小于不設(shè)超高的圓曲線最小半徑相銜接處，應(yīng)設(shè)置緩和曲線（回旋線）； 四級公路的直線與小于不設(shè)超高的圓曲線最小半徑相銜接處，可不設(shè)置緩和曲線（回旋線），用超高、加寬緩和段徑相連接。三、緩和曲線設(shè)計（一)設(shè)置緩和曲線的目的

23、和條件 1、設(shè)置緩和曲線的條件 （1）有利于駕駛員操縱方向盤； （2）消除離心力的突變，提高舒適性； （3）完成超高和加寬的過渡； （4）與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀。三、緩和曲線設(shè)計 2、設(shè)置緩和曲線的目的三、緩和曲線設(shè)計（二）緩和曲線的性質(zhì) 1、汽車轉(zhuǎn)彎時行駛的理論軌跡方程三、緩和曲線設(shè)計2、回旋線作為緩和曲線確定緩和曲線最小長度應(yīng)從如下四個方面考慮： 1、使汽車平順地由直線段過渡到到圓曲線段，并對離心力的增長有一定的限制，即控制離心加速度增長率，滿足旅客舒適要求； 三、緩和曲線設(shè)計（三）緩和曲線最小長度三、緩和曲線設(shè)計2、從視覺上應(yīng)有平順感的要求考慮三、緩和曲線設(shè)計3、根據(jù)超高漸變率適

24、中三、緩和曲線設(shè)計4、從視覺上應(yīng)有平順感的要求考慮三、緩和曲線設(shè)計三、緩和曲線設(shè)計三、緩和曲線設(shè)計三、緩和曲線設(shè)計（四）直角坐標(biāo)與緩和曲線常數(shù)1、切線角三、緩和曲線設(shè)計2、緩和曲線直角坐標(biāo)三、緩和曲線設(shè)計3、緩和曲線常數(shù)三、緩和曲線設(shè)計三、緩和曲線設(shè)計三、緩和曲線設(shè)計三、緩和曲線設(shè)計4、設(shè)置有緩和曲線的公路平曲線要素計算三、緩和曲線設(shè)計三、緩和曲線設(shè)計三、緩和曲線設(shè)計 （1）四級公路無論圓曲線半徑的大小可不考慮設(shè)計緩和曲線； （2）在直線和圓曲線間當(dāng)圓曲線半徑大于或等于 “不設(shè)超高最小半徑”時，緩和曲線無條件省略； （3）半徑不同的圓曲線徑相連接處，應(yīng)設(shè)置緩和曲線，但符合下述條件時可以省略不設(shè)

25、緩和曲線： 小圓半徑大于所列“不設(shè)超高最小半徑”時；三、緩和曲線設(shè)計 （五）緩和曲線省略條件 1、緩和曲線的省略條件三、緩和曲線設(shè)計 設(shè)置緩和曲線的作用是緩和人體感到的離心加速度的急劇變化，且使駕駛員容易做到勻順地操縱方向盤，提高視覺的平順度，保持線形的連續(xù)性。 在運(yùn)用回旋線時應(yīng)注意： （1）當(dāng)圓曲線半徑 R 較大或接近于100m 時，回旋線參數(shù)應(yīng)取等于R；當(dāng) R小于100m時，則取 A 等于或大于R。 （2）當(dāng)圓曲線半徑 R 較大或接近于3000m 時，回旋線參數(shù) A 應(yīng)取等于R/3；當(dāng)R 大于3000m 時，則取 A 小于R/3。三、緩和曲線設(shè)計2、緩和曲線的運(yùn)用實操訓(xùn)練：編制直線、曲線及

26、轉(zhuǎn)角一覽表，資料如下：三、緩和曲線設(shè)計四、公路橫斷面上的超高設(shè)計1、超高值定義 指設(shè)置超高后路中線、路面邊緣及路肩邊緣等計算點的標(biāo)高與路基設(shè)計標(biāo)高的差值。2、新建公路的路基設(shè)計標(biāo)高位置 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。3、橫斷面超高值的計算公式與超高方式有關(guān)四、公路橫斷面上的超高設(shè)計 4、直線段與未設(shè)超高的圓曲線段超高值計算路面路面路肩路肩四、公路橫斷面上的超高設(shè)計5、設(shè)有緩和曲線的平曲線ZH（或HZ）點超高值計算四、公路橫斷面上的超高設(shè)計6、繞內(nèi)邊軸旋轉(zhuǎn)時HY至YH段超高值計算（即圓曲線段的

27、全超高值）四、公路橫斷面上的超高設(shè)計7、繞內(nèi)邊軸旋轉(zhuǎn)時ZH至HY(或YH至HZ)段超高值計算先算出由雙向路拱旋轉(zhuǎn)至單向路拱所需的長度： 再根據(jù)比例或相應(yīng)斷面位置計算超高值如下：四、公路橫斷面上的超高設(shè)計8、繞中軸旋轉(zhuǎn)時HY至YH段超高值計算（即圓曲線段全超高值）四、公路橫斷面上的超高設(shè)計9、繞中軸旋轉(zhuǎn)時ZH至HY(或YH至HZ)段超高值計算先算出由雙向路拱旋轉(zhuǎn)至單向路拱所需的長度： 再根據(jù)比例或相應(yīng)斷面位置計算超高值如下：四、公路橫斷面上的超高設(shè)計10、橫斷面超高值計算公式綜合如下：四、公路橫斷面上的超高設(shè)計四、公路橫斷面上的超高設(shè)計四、公路橫斷面上的超高設(shè)計【案例】 某二級公路設(shè)計資料如下：

28、請完善如下路基設(shè)計表中11、12、13縱欄。四、公路橫斷面上的超高設(shè)計四、公路橫斷面上的超高設(shè)計（1）直線段超高值計算如下：四、公路橫斷面上的超高設(shè)計（2）ZH(HZ)斷面超高值計算如下：四、公路橫斷面上的超高設(shè)計（3）圓曲線段-路基外邊緣超高值計算如下：四、公路橫斷面上的超高設(shè)計（4）圓曲線段-路中心超高值計算如下：四、公路橫斷面上的超高設(shè)計（5）圓曲線段-路基內(nèi)邊緣超高值計算如下：四、公路橫斷面上的超高設(shè)計（6）緩和曲線段-如K2+740.000斷面超高值的計算如下：四、公路橫斷面上的超高設(shè)計（7）緩和曲線段-如K2+920.000斷面超高值計算如下：四、公路橫斷面上的超高設(shè)計四、公路橫斷

29、面上的超高設(shè)計五、公路橫斷面加寬設(shè)計 汽車在曲線上行駛時需要比在直線上行車更寬的路面以利安全，這種適當(dāng)拓寬的路面形式即稱為平曲線加寬。五、公路橫斷面加寬設(shè)計（一）平曲線上的加寬1、平曲線加寬 汽車進(jìn)入圓曲線后，其行駛的車輪轉(zhuǎn)角保持不變時，其圓曲線起點至圓曲線終點的路面加寬值也保持一個定值，這個定值稱為圓曲線上的全加寬值。五、公路橫斷面加寬設(shè)計2、圓曲線上的全加寬值 （1）會車時兩輛汽車之間的距離； （2）汽車與路面邊緣之間的間距； （3）圓曲線的半徑、車型、行車速度。五、公路橫斷面加寬設(shè)計3、確定全加寬值的因素 （1）汽車在曲線上行駛時，在車道內(nèi)側(cè)需要更寬一些的行車道以供后軸內(nèi)側(cè)車輪的行駛軌跡

30、要求，所以需要加寬曲線上的行車道； （2）汽車在曲線上行駛時，前軸中心的軌跡并不完全符合理論軌跡而是有較大的擺動偏移，所以也需要加寬曲線上的行車道，以利車輛擺動偏移時的安全。五、公路橫斷面加寬設(shè)計4、圓曲線上設(shè)置加寬的原因5、 園曲線上設(shè)置加寬的條件 我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)平曲線半徑小于或等于250 m 時，應(yīng)在平曲線內(nèi)側(cè)設(shè)置加寬。6、 全加寬值的確定 （1）根據(jù)汽車交會時相對位置所需的加寬值 設(shè)汽車后軸至前保險杠之距為 d，圓曲線半徑 R，有雙車道上的加寬值為：五、公路橫斷面加寬設(shè)計 （2）根據(jù)不同車速擺動偏移所需的加寬值 根據(jù)試驗和行車調(diào)查，行駛速度引起的汽車擺動幅度的變化值為： （3）圓曲線上

31、的全加寬值: 五、公路橫斷面加寬設(shè)計（4）對于有半掛車的汽車，對行車道的加寬要求由牽引車、拖車、汽車擺動幅度的變化值三部分組成，即： 其中： 牽引車后軸至保險杠前緣之距離； 拖車后軸至牽引車后軸之距離。 五、公路橫斷面加寬設(shè)計7、加寬的規(guī)定與要求 （1）平曲線半徑等于或小于250米時，統(tǒng)一在平曲線內(nèi)側(cè)加寬； （2）四級公路和山嶺重丘區(qū)的三級公路采用第一類加寬值，其余各級公路采用第三類加寬值；對于不經(jīng)常通行集裝箱運(yùn)輸半掛車的公路，可采用第二類加寬值； （3）加寬應(yīng)設(shè)置在圓曲線內(nèi)側(cè)且路面和路基一起加寬；五、公路橫斷面加寬設(shè)計 （4）由三條以上車道構(gòu)成的行車道，其加寬值應(yīng)另行計算。 （5）四級公路路

32、基采用6.5m 以上寬度時，當(dāng)路面加寬后剩余的路肩寬度不小于0.5m 時則路基可不予加寬； （6）小于0.5m 時則應(yīng)加寬路基以保證路肩寬度不小于0.5m 。五、公路橫斷面加寬設(shè)計 （1）當(dāng)圓曲線段設(shè)置全加寬時，為了使路面由直線段正常寬度斷面過渡到圓曲線段全加寬斷面，需要在直線和圓曲線之間設(shè)置加寬緩和段。五、公路橫斷面加寬設(shè)計（二）加寬緩和段1、加寬緩和段設(shè)置原因2、 加寬緩和段形式 （1） 比例過渡 對于二、三、四級公路，采用在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成正比例增加的方法,即： 緩和段上加寬值； 緩和段上任意點至緩和段起點之間的距離； 加寬緩和段長度； 全加寬值。 五、公路橫斷面加寬設(shè)計（

33、2）高次拋物線過渡對于高等級公路，采用高次拋物線過渡形式,即：式中： 加寬值參數(shù) ，五、公路橫斷面加寬設(shè)計 3、加寬緩和段長度 （1）對于設(shè)置有緩和曲線的平曲線，加寬緩和段應(yīng)采用緩和曲線相同的長度。 （2）對于不設(shè)緩和曲線的平曲線，但設(shè)置有超高緩和段的平曲線，可采用于超高緩和段相同的長度。 （3）對于不設(shè)緩和曲線的平曲線，又不設(shè)置超高緩和段的平曲線時，其加寬和段長度應(yīng)按漸變率為1：15 且長度不小于10 m 的要求設(shè)置。五、公路橫斷面加寬設(shè)計五、公路橫斷面加寬設(shè)計 即：地面點在地球表面上的投影位置用大地經(jīng)度和大地緯度來表示，由大地坐標(biāo)原點推算而得。 我國大地坐標(biāo)原點位于陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)境內(nèi)，在

34、西安市以北約40Km 處。六、路線中樁坐標(biāo)的計算(一)測量坐標(biāo)系統(tǒng) 1、大地坐標(biāo)系統(tǒng) 即：以高斯投影的方法建立高斯直角坐標(biāo)系統(tǒng)。 高速公路的勘測設(shè)計和施工放樣都采用高斯平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行的。六、路線中樁坐標(biāo)的計算2、高斯3平面直角坐標(biāo)系統(tǒng) 在測量范圍較小、三級和三級以下公路、獨立橋梁隧道及其它構(gòu)造物，可以把該測區(qū)的球面當(dāng)作平面看待進(jìn)行直接投影，采用平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。六、路線中樁坐標(biāo)的計算3、平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)六、路線中樁坐標(biāo)的計算 (二)中樁坐標(biāo)計算 1、計算導(dǎo)線點的坐標(biāo) （2）坐標(biāo)計算： Xi+1 = Xi + D CosAi Yi+1 = Yi + D SinAi (D：兩導(dǎo)線點間的水平距

35、離)六、路線中樁坐標(biāo)的計算 （1）未設(shè)緩和曲線的單圓曲線坐標(biāo)計算 圓曲線起、終點坐標(biāo)計算 JDi的坐標(biāo)為（XJDi、YJDi ），交點前后直線邊的方位角分別為Ai-1、Ai，圓曲線的半徑為R，平曲線切線長為Ti,曲線起、終點的坐標(biāo)可用下式計算： 圓曲線起點的坐標(biāo)： XZYi = XJDiTi CosAi-1 YZYi = YJDiTi SinAi-1 圓曲線終點的坐標(biāo)： XYZi = XJdi+ Ti CosAi YYZi = YJdi+ Ti SinAi 六、路線中樁坐標(biāo)的計算2、計算中樁坐標(biāo) 六、路線中樁坐標(biāo)的計算六、路線中樁坐標(biāo)的計算六、路線中樁坐標(biāo)的計算（2）設(shè)緩和曲線的單圓曲線坐標(biāo)計

36、算六、路線中樁坐標(biāo)的計算六、路線中樁坐標(biāo)的計算六、路線中樁坐標(biāo)的計算（3）直線段中樁坐標(biāo)的計算 位于ZH之前或HZ 點之后的直線段可利用 JD 點的坐標(biāo)或ZH、HZ點的坐標(biāo)與該點的距離計算出該點的標(biāo)坐。 N六、路線中樁坐標(biāo)的計算（1）計算路線轉(zhuǎn)角：六、路線中樁坐標(biāo)的計算（2）計算緩和曲線常數(shù)六、路線中樁坐標(biāo)的計算（3）計算平曲線要素六、路線中樁坐標(biāo)的計算（4）計算主點樁樁號六、路線中樁坐標(biāo)的計算（5）中樁坐標(biāo)及方位角：六、路線中樁坐標(biāo)的計算六、路線中樁坐標(biāo)的計算六、路線中樁坐標(biāo)的計算六、路線中樁坐標(biāo)的計算六、路線中樁坐標(biāo)的計算 實操訓(xùn)練：完善直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表，資料如下：QD坐標(biāo)為：X=1

37、0000.000；Y=10000.00 QDJD1的方位角：A01=450000六、路線中樁坐標(biāo)的計算 （1）平面形應(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）保持平面線形的均衡與連貫； （3）應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形； 七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果(一)平面線形設(shè)計要點 1、平面線形設(shè)計一般原則 （4）平曲線應(yīng)有足夠的長度。規(guī)范規(guī)定了平曲線最小長度如下表所示。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 當(dāng)路線轉(zhuǎn)角7時，應(yīng)設(shè)置較長的平曲線，其長度規(guī)定如下：七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 可根據(jù)具體情況選用下述幾種線形組合形式： （1）基本型 基本型是按“直線 回旋線

38、圓曲線回旋線直線”的順序組合的。 七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果2、平面線形組合類型 兩個回旋線的參數(shù)值可以根據(jù)地形條件設(shè)計成對稱型（A1 = A2 ）或非對稱型（A1 A2 ）曲線； 為使線形連續(xù)協(xié)調(diào)，回旋線圓曲線回旋線的長度之比宜為111左右； 設(shè)置基本型的幾何條件：20 （為圓曲線轉(zhuǎn)角，0為緩和曲線角） 七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 （2）S 型 兩個反向圓曲線用回旋線連接起來的組合線形為S型。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 S 型相鄰兩個回旋線參數(shù)A1與A2 宜相等，當(dāng)采用不同的參數(shù)時，A1與A2 之比應(yīng)小于2.0，有條件時宜小于1.5。 當(dāng)條件受限時S型的兩個反向

39、回旋線間可以用直線或回旋線部分重合，但長度應(yīng)符合：L(A1+A2)/40 式中：L反向回旋線間短直線或重合段的長度，m； A1、A2 回旋線參數(shù) 兩圓曲線半徑之比不宜過大，以 1-1/3 為宜。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 （3）復(fù)曲線 直線與兩同向圓曲線直接相連形式（lF=0 ，ls=0） ： 直線圓曲線R1 圓曲線R2 直線七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 兩同向圓曲線兩端設(shè)置緩和曲線形式（lF=0 ，ls0）： 直線回旋線A1圓曲線R1圓曲線R2回旋線A2直線七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 卵型 用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合形式。 直線回旋線A1圓曲線R1回旋線

40、圓曲線R2回旋線A2直線七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 卵型組合的回旋線參數(shù)宜符合： R2/2 A R2 式中：A 回旋線參數(shù)；R2 小圓曲線半徑，(m)； 兩圓曲線半徑之比，以0.2- 0.8 為宜。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 （4）凸型 兩個同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的線形稱為凸型。有：=20 （為圓曲線轉(zhuǎn)角，0為緩和曲線角）七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 （5）復(fù)合型 兩個及兩個以上同向回旋線，在曲率相等處相互連接的形式稱為復(fù)合型。 復(fù)合型的兩個回旋線參數(shù)之比以小于11.5為宜。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 （6）C 型 同向曲線的兩個回旋線在曲率為

41、零處徑相銜接（即連接處曲率為0，R=）的形式稱為 C 型。 C型的線形組合方式只有在特殊地形條件下方可采用。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 “直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表”全面反映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。完成該表后才能計算“逐樁坐標(biāo)表”和繪制“路線平面設(shè)計圖” 。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 （二）公路平面設(shè)計成果 1、直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表 高速、一級公路的線形指標(biāo)高，在測設(shè)和放線時需采用坐標(biāo)法才能保證測設(shè)精度。所以平面設(shè)計成果必須提供一份“逐樁坐標(biāo)表”。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 2、逐樁坐標(biāo)表 路線平面圖是公路設(shè)計文件的重要組

42、成部分，該圖全面、清晰地反映公路平面位置和經(jīng)過地區(qū)的地形、地物等，它是平面設(shè)計的重要成果之一。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 3、路線平面設(shè)計圖 (1)平面圖的比例尺和測繪范圍 路線平面圖指包括公路中線在內(nèi)的有一定寬度帶狀地形。 比例尺的采用 工程可行性研究采用110000 的比例尺測繪； 初步設(shè)計、施工圖設(shè)計用12000； 地形復(fù)雜的路線初步設(shè)計、施工圖設(shè)計可采用1500 或 11000 。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 測繪范圍 路線帶狀地形圖的測繪寬度，一般路中線兩側(cè)各100- 200m；對 15000 的地形圖，測繪寬度每側(cè)應(yīng)不小于250m， 若有比較線，測繪寬度應(yīng)將比較線

43、包括進(jìn)去。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 路線平面圖的內(nèi)容 應(yīng)示出地形、地物、路線位置及樁號、斷鏈、平曲線主要樁位與其他主要交通路線的關(guān)系、縣以上境界，標(biāo)注水準(zhǔn)點、導(dǎo)線點及坐標(biāo)格網(wǎng)或指北圖式、示出特大橋、大橋、中橋、隧道、路線交叉位置等，圖中還應(yīng)列出平曲線要素表。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 (2)路線平面圖的展繪 導(dǎo)線或路中線的展繪 初測階段時，應(yīng)先沿著路線走廊布設(shè)附和導(dǎo)線，將導(dǎo)線點按其坐標(biāo) X、Y 準(zhǔn)確地展繪到繪有坐標(biāo)方格網(wǎng)的圖紙上，以導(dǎo)線為基線，作為測繪地形圖的依據(jù)。 定測階段時，先將交點按其坐標(biāo) X、Y 準(zhǔn)確的展繪到繪有坐標(biāo)方格網(wǎng)的圖紙上，再按“逐樁坐標(biāo)表”所提供得數(shù)據(jù)，

44、展繪曲線，并注明百米樁、公里樁；以路線為基線，測繪地形。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 控制點的展繪 各種比例尺的地形圖，均應(yīng)展繪出測繪寬度內(nèi)的各等級三角點、導(dǎo)線點、圖根點、水準(zhǔn)點等，并按規(guī)定的符號表示。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 各種構(gòu)造物的測繪 各種比例尺的地形圖，各類構(gòu)造物、建筑物及其主要附屬設(shè)施應(yīng)按公路勘測規(guī)范的規(guī)定測繪和表示。各種線狀地物，如管線、高、低壓電線等應(yīng)實測其支架或電桿的位置。對穿越路線的高壓線應(yīng)實測其懸垂線距地面的高度并注明伏安。地下管線等應(yīng)詳細(xì)測定其位置。道路及其附屬物應(yīng)按實際形狀測繪。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 水系及其附屬物的測繪 各種比例

45、尺的地形圖，均應(yīng)展繪出測繪寬度內(nèi)的海洋的海岸線位置；水渠頂邊及底邊高程；堤壩頂部及坡腳的高程；水井井臺高程；水塘塘頂邊及塘底的高程。河流、水溝等應(yīng)注明水流流向。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果 地形、地貌的測繪 各種比例尺的地形圖，地形、地貌、植被、不良地質(zhì)地帶等均應(yīng)詳細(xì)測繪并用等高線和國家測繪局制定的“地形圖圖式”符號及數(shù)字注明。七、平面線形的組合設(shè)計與平面設(shè)計成果第三章 縱斷面設(shè)計 1、路線縱斷面圖： 沿著公路中線豎直剖切然后展開即為公路的縱斷面。 2、縱斷面圖是公路縱斷面設(shè)計的主要成果，也是公路設(shè)計的重要技術(shù)文件之一。 把公路的縱斷面圖與平面圖結(jié)合起來，就能準(zhǔn)確地定出公路的空間位置。

46、 一、縱斷面設(shè)計認(rèn)知 3、縱斷面設(shè)計 在路線縱斷面圖上研究路線線位高度及坡度變化情況的過程。 縱斷面設(shè)計內(nèi)容：確定公路縱坡坡度及坡長，設(shè)置豎曲線。 一、縱斷面設(shè)計認(rèn)知 4、縱斷面設(shè)計的主要任務(wù) 根據(jù)汽車的動力特性、公路等級、地形、地物、水文地質(zhì)，綜合考慮路基穩(wěn)定、排水以及工程經(jīng)濟(jì)性等，研究縱坡的大小、長短、豎曲線半徑以及與平面線形的組合關(guān)系，以便達(dá)到行車安全迅速、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺舒適的目的。 一、縱斷面設(shè)計認(rèn)知 5、路線縱斷面圖的構(gòu)成： 縱斷面圖上由兩條主要的線和文字資料兩部分構(gòu)成； （1）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； （

47、2）設(shè)計線：路線上各點路基設(shè)計高程的連續(xù)線，是經(jīng)過技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上以及美學(xué)上等多方面比較后定出的一條具有規(guī)則形狀的幾何線，反映了公路路線的起伏變化情況； 一、縱斷面設(shè)計認(rèn)知 縱斷面設(shè)計線的組成：直線（均坡度線）和豎曲線。其中： 直線（即均坡度線）有上坡和下坡，是用水平長度及縱坡度表示的。 縱坡度表征勻坡路段坡度的大小，用高差與水平長度之比量度，即： 一、縱斷面設(shè)計認(rèn)知 轉(zhuǎn)坡點（變坡點）：兩相臨坡度不同的縱坡線的交點； 高差（h）：相臨兩變坡點間的高程差； 坡長（L）：相臨兩變坡點間的水平距離。 一、縱斷面設(shè)計認(rèn)知【示例】變坡點1的里程樁號為：K0+600；設(shè)計高程：36.500m 變坡點2的里程

48、樁號為：K1+360；設(shè)計高程：48.000m 變坡點3的里程樁號為：K1+900；設(shè)計高程：35.500m 則： 一、縱斷面設(shè)計認(rèn)知 豎曲線：采用二次拋物線方程。 其方程式為： 式中：p決定二次拋物線的開口，用R代替，表示豎曲線的半徑。 豎曲線的表征：豎曲線半徑R和豎曲線長度L。 一、縱斷面設(shè)計認(rèn)知 6、路線縱斷面圖上的標(biāo)高： （1）設(shè)計標(biāo)高，即路基設(shè)計標(biāo)高，規(guī)范規(guī)定如下： 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。 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

49、情況而采用行車道中線處的標(biāo)高。 一、縱斷面設(shè)計認(rèn)知 （2）地面高程：中線上地面點高程。 （3）路基高度：橫斷面上設(shè)計高程與地面高程之高差。 一、縱斷面設(shè)計認(rèn)知 (1) 汽車在公路上行駛的阻力 空氣阻力 滾動阻力 坡度阻力 慣性阻力二、縱坡及坡長設(shè)計1、汽車行駛與公路縱坡的關(guān)系 （2）汽車行駛的條件 必要條件：牽引力必須大于或等于各項阻力之和。 充分條件：牽引力必須小于或等于輪胎與路面之間的附著力。 充要條件：各阻力之和牽引力輪胎與路面之間的附著力 二、縱坡及坡長設(shè)計 (3)汽車在坡道上的行駛要求 縱坡度力求平緩； 陡坡宜短，長坡道的縱坡度應(yīng)加以嚴(yán)格限制； 縱坡度的變化不宜太多，尤其應(yīng)避免急劇起

50、伏變化，力求縱坡均勻。二、縱坡及坡長設(shè)計 2、最大縱坡、最小縱坡和坡長限制 （1）最大縱坡 最大縱坡是指在縱坡設(shè)計時各級道路允許使用的最大坡度值。 確定最大縱坡應(yīng)考慮的因素 （）汽車的動力性能； （）公路等級； （）自然因素。二、縱坡及坡長設(shè)計 最大縱坡的確定 最大縱坡是公路縱斷面設(shè)計的重要控制指標(biāo)。 最大縱坡是各級公路縱坡限制值，只有在山嶺區(qū)路線特別困難時采用。 各級公路規(guī)定的最大縱坡值如下： 二、縱坡及坡長設(shè)計 最大縱坡應(yīng)符合下列規(guī)定 設(shè)計速度為120km/h、 100km/h、 80km/h的高速公路受地形條件或其他特殊情況限制時，經(jīng)技術(shù)論證、最大縱坡值可增加1%。 公路改擴(kuò)建中，設(shè)計速

51、度為40km/h、 30km/h、 20km/h的利用原有公路的路段，經(jīng)技術(shù)論證經(jīng)濟(jì)論證、最大縱坡值可增加1%。 大、中橋不宜大于4%，橋頭引道不宜大于5%；位于市鎮(zhèn)附近非汽車交通量較大的地段，橋上及橋頭引道均不得大于3%；小橋涵縱坡隨路線。 隧道內(nèi)縱坡應(yīng)小于3%，大于0.3%，但短于100m的隧道可不受此限，高速公路、一級公路的中短隧道，當(dāng)條件受限制時，最大縱坡可適當(dāng)加大，但不宜大于4%。 二、縱坡及坡長設(shè)計 (2)最小縱坡 為使公路在長路塹低填方以及其它橫向排水不暢通的地段，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定，規(guī)定各級公路的長路塹路段、以及其他橫向排水不暢的路段，均應(yīng)采用不小于0.3%的縱坡。

52、當(dāng)必須設(shè)計水平坡（0%）或小于0.3%的縱坡時，邊溝排水設(shè)計應(yīng)與縱坡設(shè)計一起綜合考慮，其邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計。二、縱坡及坡長設(shè)計 (3)坡長限制 最大坡長的限制 最大坡長限制是指控制汽車在坡道上行駛，當(dāng)車速下降到最低容許速度時所行駛的距離。二、縱坡及坡長設(shè)計 陡坡組合坡長 當(dāng)連續(xù)陡坡是由幾個不同受限坡度值的坡段組合而成時，應(yīng)按不同坡度的坡長限制折算確定；其連續(xù)陡坡最短坡長應(yīng)大于規(guī)范規(guī)定最小坡長。 【示例】：某三級公路如下圖示：若第三坡段采用4%的坡度，其坡長最多可設(shè)多長？二、縱坡及坡長設(shè)計 最小坡長限制 最小坡長的限制是從汽車行駛的平順性的要求考慮； 最小坡長通常取設(shè)計行車速度9-15s的行程

53、為規(guī)定值； 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，各級公路最短坡長如下表：二、縱坡及坡長設(shè)計 3、緩和坡段 當(dāng)陡坡長度達(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。 緩和坡段的作用主要是為了改善汽車在連續(xù)陡坡上行駛的緊張狀況，避免汽車長時間低速行駛或汽車下坡產(chǎn)生不安全因素。 不同等級的公路其緩和坡度不同，對于越嶺公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于3%，其長度應(yīng)不得小于最小坡長要求。 二、縱坡及坡長設(shè)計 4、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該路段長度的比。 平均縱坡是衡量路線線形設(shè)計質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。 平均縱坡與坡道長度有關(guān)，還與相對高差有關(guān)。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定二、三、四級公路越嶺路線連續(xù)上坡

54、（或下坡）路段，相對高差為200m-500m時，平均縱坡不應(yīng)大于5.5%；相對高差大于500m時，平均縱坡不應(yīng)大于5%。并注意任意連續(xù)3km 路段的平均縱坡不宜大于5.5% 。二、縱坡及坡長設(shè)計 5、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，其方向即流水線方向。 合成坡度可按矢量關(guān)系或勾股定理關(guān)系導(dǎo)出： 式中：i合 合成坡度%； i縱 公路平曲線處的縱坡%； i超 公路平曲線處的超高橫坡度% 。 二、縱坡及坡長設(shè)計 公路合成坡度的最大容許值如下： 在下述情況的合成坡度必須小于8% ： （1）冬季路面有積雪、結(jié)冰地區(qū)；（2）自然橫坡較陡峻的傍山路段；（3）非汽車交通

55、量比率高的路段。 各級公路的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)計成0% 。當(dāng)合成坡度小于0.5% 時，則應(yīng)采取綜合排水措施，以保證路面排水暢通。二、縱坡及坡長設(shè)計 1、縱斷面上相鄰兩條縱坡線相交的轉(zhuǎn)折處，為了行車平順用一段曲線來緩和，這條連接兩縱坡線的曲線叫豎曲線。 2、為方便設(shè)計和計算，豎曲線的形狀一般采用二次拋物線形式。三、公路豎曲線設(shè)計(一)豎曲線設(shè)計基本知識 3、轉(zhuǎn)坡角 縱斷面上相鄰兩條縱坡線相交形成轉(zhuǎn)坡點，其相交角用轉(zhuǎn)坡角表示。 設(shè)相鄰兩縱坡坡度分別為i1 和i2，則相鄰兩坡度的代數(shù)差即轉(zhuǎn)坡角為= i1-i2 ，其中i1、i2為本身之值。 上坡時 i

56、取正值，例如：i1=+3.5%表示是“上坡坡度為3.5%”； 下坡時 i 取負(fù)值, 例如：i2=-2.5%表示是“下坡坡度為205%”。 三、公路豎曲線設(shè)計4、豎曲線的凸、凹及判斷： 當(dāng)豎曲線轉(zhuǎn)坡點在曲線上方時為凸形豎曲線，反之為凹形豎曲線。三、公路豎曲線設(shè)計 當(dāng) i1- i2為正值時，則為凸形豎曲線； 三、公路豎曲線設(shè)計 當(dāng) i1 - i2 為負(fù)值時，則為凹形豎曲線。三、公路豎曲線設(shè)計5、豎曲線基本方程式 我國采用的是二次拋物線形作為豎曲線的常用形式。其基本方程為： 若取拋物線參數(shù)為豎曲線的半徑 ，則有：三、公路豎曲線設(shè)計 (二)豎曲線要素計算公式三、公路豎曲線設(shè)計三、公路豎曲線設(shè)計（1）

57、凸形豎曲線極限最小半徑確定考慮因素： 緩和沖擊； 經(jīng)行時間不宜過短； 滿足視距的要求。 三、公路豎曲線設(shè)計 (三)豎曲線的最小半徑1、豎曲線最小半徑的確定（2）凹形豎曲線極限最小半徑確定考慮因素 緩和沖擊； 前燈照射距離要求； 跨線橋下視距要求； 經(jīng)行時間不宜過短。 三、公路豎曲線設(shè)計 凸、凹形豎曲線都要受到上述緩和沖擊、視距及行駛時間三種因素控制。 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須的豎曲線半徑的最小值。 設(shè)計時多采用大于極限最小半徑1.5-2.0倍，該值為豎曲線一般最小值。我國按照汽車在豎曲線上以設(shè)計速度行駛3s行程時間控制豎曲線最小長度。 三、公路豎曲線設(shè)計三、公路豎曲

58、線設(shè)計設(shè)計速度（km/h)1201008060403020凸形豎曲線半徑（m)11000650030001400450250100凹形豎曲線半徑（m)4000300020001000450250100豎曲線最小半徑（m)100857050352520公路豎曲線最小半徑和豎曲線最小長度 豎曲線設(shè)計，首先應(yīng)確定合適的半徑。 在不過分增加工程量的情況下，宜選擇大于或等于下表的豎曲線半徑；三、公路豎曲線設(shè)計 三、豎曲線的設(shè)計和計算 1、豎曲線設(shè)計相鄰豎曲線銜接時應(yīng)注意： （1）同向豎曲線：特別是兩同向凹形豎曲線間，如果直坡段接近或達(dá)到最小坡長時，宜合并為單曲線或復(fù)曲線形式的豎曲線。 （2）反向豎曲線：

59、反向豎曲線間應(yīng)設(shè)置一段直線坡段，直線坡段的長度一般不小于設(shè)計速度的3秒行程； （3）豎曲線設(shè)置應(yīng)滿足排水需要。三、公路豎曲線設(shè)計 豎曲線計算的目的是確定設(shè)計縱坡上指定樁號的路基設(shè)計標(biāo)高。計算步驟如下： （1）計算豎曲線的基本要素： 豎曲線長：L；切線長：T；外距：E。 （2）計算豎曲線起終點的樁號： 豎曲線起點的樁號 = 變坡點的樁號T 豎曲線終點的樁號 = 變坡點的樁號+T三、公路豎曲線設(shè)計 2、豎曲線計算 （3）計算豎曲線上任意點切線標(biāo)高及改正值： 切線標(biāo)高 = 變坡點的標(biāo)高（ ） i； 改正值：y= （4）計算豎曲線上任意點設(shè)計標(biāo)高 某樁號在凸形豎曲線的設(shè)計標(biāo)高 =該樁號在切線上的設(shè)計標(biāo)

60、高y 某樁號在凹形豎曲線的設(shè)計標(biāo)高 =該樁號在切線上的設(shè)計標(biāo)高+y三、公路豎曲線設(shè)計 【案例】：某山嶺區(qū)二級公路，變坡點樁號為 K3+030.00，高程為427.68 ，前坡為上坡，i1=+5%，后坡為下坡，i2 =4%，豎曲線半徑 R=2000m。 試計算豎曲線諸要素以及樁號為 K3+000.00 和K3+100.00處的設(shè)計標(biāo)高。 三、公路豎曲線設(shè)計 1、計算豎曲線要素 = i1 - i2 = 5% (4%) =0.09 所以該豎曲線為凸形豎曲線 曲線長：L = R =2000 0.09 = 180 m 切線長：T = L/2 =180 / 2 = 90 m 外 距：E = m 三、公路豎