第2章人、車輛、道路的交通特性

交通工程學

第二章人、車輛、道路的交通特性架構駕駛員的交通特性行人的交通特性乘客的交通特性車輛的交通特性道路的交通特性1駕駛員的交通特性1.1感覺、知覺與信息處理1.2視覺1.3聽覺1.4反應1.5注意1.6駕駛疲勞1.7飲酒與駕駛1.8動態(tài)判斷

1.9駕駛員的差異1.10影響駕駛員特性的外界因素1.11駕駛員的職業(yè)特點1.1感覺、知覺與信息處理感覺是對客觀物體個別屬性的反應人體感覺包括：視覺、聽覺、味覺、觸覺、動覺和平衡覺視覺給駕駛員提供80%的交通信息聽覺使駕駛員根據(jù)聲音信息區(qū)分汽車機件的故障根據(jù)上述各種感覺，駕駛員可以判斷車速、前進方向、加速和減速感覺

知覺是對整個物體的認識，只有知覺才能斷定物體的性質。知覺的過程是可以理解物體和現(xiàn)象之間聯(lián)系的過程，在知覺的基礎上，形成所謂“深度知覺”。如目測距離、估計時間。知覺

駕駛員通過感覺器官感知各種行車信息，一部分通過注意的選擇進入大腦神經中樞，并結合駕駛員已往的經驗進行加工做出判斷和決策，最后通過效果器（手、腳等）操縱車輛。信息處理駕駛員的信息處理過程判斷決策

駕駛員的行車過程

感知

操縱

外界刺激經過視覺器官在大腦中所引起的生理反應，叫做視覺。正常的眼睛注視目標時，由目標反射出來的光進入眼內，經過眼中間物質的屈光和折射，投射于黃斑中心窩，形成物象，再由視神經經過視路傳至大腦的枕葉視中樞，激起心理反應，形成視覺。1.2視覺

視覺器官

人眼結構示意圖視力

視力：眼睛分辨物體之間最小距離的能力。靜視力：待檢人員站在視力圖表前面，距視力表5m，依次辨認視標測定的視力。動視力：駕駛員在行車過程中的視力隨著汽車速度的提高，視力明顯下降。動視力與目標移動速度的關系夜間駕駛員辨認距離

67.636.417.866.336.417.067.847.224.076.632.113.242.818.89.682.542.919.0能發(fā)現(xiàn)某種顏色的距離（m）能確認是某種物體的距離（m）能斷定其移動方向的距離（m）綠灰紅乳白黑白衣物的顏色視力適應

暗適應：由明處到暗處，眼睛習慣，視力恢復。明適應：由暗處到明處，眼睛習慣，視力恢復，

暗適應通常較明適應所需時間長。一般由隧道外面進入隧道，大約發(fā)生10s的視覺障礙，因此在隧道入口處應設有緩和照明，以減少視覺障礙，或設立“隧道內注意開燈”標志。暗適應曲線晃眼

晃眼：視野內有強光照射，顏色不均勻，使人的眼睛產生不舒適感，形成視覺障礙?；窝凼怯裳９庖鸬?。

為了避免眩光影響，可采取交通工程措施。如改善道路照明，設防眩網等。此外，正在研究用偏光玻璃做汽車前燈燈罩、防眩眼鏡、駕駛員內服藥物等。色視覺

色相——反應各種具體色彩面貌的屬性

明度——彩色的明暗程度

彩度——指顏色的純度不同的顏色對駕駛員產生不同的生理心理作用。如紅色顯近，青色顯遠;明度高的物體似大，顯輕;明度低者，視之似小，顯重等。交通標志顏色的設定視野

視野：兩眼注視某一目標，注視點兩側可以看到的范圍。靜視野：要求頭部與眼球固定，同時能看到的范圍。動視野：將頭部固定，眼球自由轉，同時看到的范圍。動視野大于靜視野。

駕駛員的視野與行車速度有密切關系，隨著汽車行駛速度的提高，注視點前移，視野變窄，周界感減少，見右圖。

不同車速時視野和注視點的關系

行車速度越高，駕駛員越注視遠方，視野越窄，注意力隨之引向景象的中心而置兩側于不顧，形成隧洞視。

因此，設計道路時應限制道路直線段的長度，強制地促使駕駛員變換注視點的方向。視覺敏銳條件

視覺可以感知視野范圍內的所有物體，但不同部位的物體被感知的程度不同。3-5°最敏銳；5-6°十分敏銳；10-12°視覺清晰；20°以內視覺滿意。

辨認道路路標上的字母的能力，隨著眼的光軸與到字體方向間夾角的增大迅速降低。該夾角在5-8°以下時，98%的駕駛員能準確地分辨分母；夾角增大到16°時，僅有66%的駕駛員能準確辨認出字母。錯覺

錯覺是對外界事物的不正確的知覺。錯覺可能是生理和心理原因引起的。

產生錯覺的圖例1.3聽覺

聽覺:物體振動發(fā)出音波，音波作用于聽分析器而引起的反應。聽覺有音高、響度、音色的區(qū)別。音高基本上決定于音波每秒振動的次數(shù)，即聲音的頻率。響度是與聲音的物理強度相對應的，計量單位為分貝（dB）。音色是把基本頻率與強度相同、但附加振動的成分不同的聲音彼此分開來的特殊品質。

反應是回答某種刺激所產生的動作。簡單反應是以某一種動作對單一信號的反應。復雜反應是對幾種信號中的某一種信號做出反應。根據(jù)選擇出的信號，做出回答動作。

1.4反應

實驗室條件下反應時間測量值0.380.560.390.59按喇叭，手的起始位置在喇叭按蓋上按喇叭，手的起始位置在方向盤上踩剎車，右腳的起始位置在剎在踏板上踩剎車，右腳的起始位置在壓下的加速器上平均時間（s）工作反應時間與性別、年齡之間的關系

注意：對既定目標產生方向性意識，即在操縱汽車時，對行將出現(xiàn)的交通情況產生方向性的意識。1.5注意

無意注意：人對周圍事物無自覺地預先未加關心的注意。有意注意：自覺的、有預定目的的、需要付出一定努力的注意。

駕駛疲勞：由于駕駛作業(yè)引起的身體上的變化、心理上的疲勞及客觀測定駕駛機能低落的現(xiàn)象。駕駛員生活情況、車內外環(huán)境、駕駛員自身特性等多方面因素均會導致駕駛疲勞，進而大大降低行車安全性。目前對疲勞的檢查方法一般有生化法、生理心理測試法和他覺觀察及主訴癥狀調查法。1.6駕駛疲勞

1.7飲酒與駕駛

血中酒精濃度表

1.771.902.042.192.352.522.712.913.333.874.505.236.087.078.219.554.425.326.407.719.2911.1813.4616.210.80.91.01.11.21.31.41.51.001.071.151.241.331.431.531.651.001.161.301.571.832.122.472.871.001.201.451.752.102.533.053.670.00.10.20.30.40.50.60.7損傷死亡損傷死亡行車事故血中酒精濃度‰行車事故血中酒精濃度‰酒類飲量（mL）.體重（kg）50607080淡啤酒淡葡萄酒濃葡萄酒苦文酒利久酒甜酒啤酒白酒威士忌白蘭地300250250200202063318025250.290.580.720.700.120.240.810.820.310.290.240.480.600.580.100.200.680.690.260.240.210.410.510.500.090.170.580.590.220.200.180.360.450.440.080.150.510.510.190.18飲酒量與血中酒精濃度（‰）飲酒對人的影響

酒精對人體的麻醉作用會造成記憶障礙。飲酒者的記憶和認知能力低落，往往對飲酒時自己的言行健忘。習慣飲酒者在飲酒后30分鐘，體內血液酒精濃度達到頂點。不大習慣飲酒者和禁酒者，要在60-90分鐘才能達到頂點。

泥醉血中酒精含量為4-5mg/ml，隨處倒臥，陷入昏睡，四肢無力，大小便失禁，呼吸困難，若失去醫(yī)護有死亡危險深醉血中酒精含量為3-4mg/ml，動作失調，腿軟不能走路，言語不清，反應顯著低落，陷入麻痹狀態(tài)。輕醉血中酒精含量為2-3mg/ml，興奮，多話，語言不清，酒言酒語，有時哭笑。微醉血中酒精含量為0.5-2mg/ml，臉紅話多，心神不定，對外來剌激反應遲鈍，胡鬧，但尚未忘記自己.不醉血液中酒精含量小于0.5mg/ml，檢查不出是否帶有酒氣，外觀無異常，有時愉快地哼歌。人體內酒精含量不同，其心理活動和外觀表現(xiàn)不一樣:

日本學者認為，當血液中酒精含量達到0.5mg/ml時，駕駛機能受到影響，辨色力降低，選擇反應時間增加，錯誤反應增加46%。飲酒對駕駛機能的影響

美國Loomis認為，體內血中酒精濃度為0.03%時，駕駛能力就有低落；為0.1%時，低落15%；為0.15%時，低落30%。向靜止物體（如電桿、樹等）撞擊；向停駐的車輛沖撞；夜間與對向車迎面撞擊；因看錯路而引起的各種翻車；重大事故和惡性事故多，致死率高。酒后開車的事故特點

觀察駕駛狀態(tài)：行駛緩慢，該快不快，該慢不慢，該停不停；過路口時停車時間過長，綠燈后遲遲不起動，超車時跨越中線過度；換擋有聲響；駕駛員態(tài)度異常等。飲酒鑒別

心理生理試驗：檢核駕駛員的行動靈敏度：平衡試驗、步行及回轉試驗、指鼻試驗等。直接檢查酒精含量：用儀器檢查駕駛員呼氣中的酒精含量或直接檢驗血液中的酒精含量。動態(tài)判斷：動態(tài)條件下對距離和速度的知覺。視線的移動占據(jù)一定的時間。例如，在交叉口駕駛員確定目標所需要的時間：視線向左移用0.15-0.23s，眼睛在左側確定目標用0.10-0.30s，視線向右移用0.15-0.23s，眼睛在右側確定目標用0.10-0.30s，充分觀察所用時間為0.5-1.06s視線移動速度和方向1.8動態(tài)判斷判斷距離的能力使駕駛員能正確估計道路寬度、超車距離、選擇可插間隙等。周圍條件對判斷速度也有影響。駕駛員通過動態(tài)目測可正確估計駛向交叉口車輛的速度及其距離交叉口的距離。對運動速度和方向的知覺，是動態(tài)目測的基礎。判斷行車速度

1.9駕駛員的差異

性別差異

年齡差異氣質差異

古希臘醫(yī)生希波克拉特認為人體內有四種體液：血液、粘液、黃膽汁和黑膽汁。由此而產生多血質、膽汁質、粘液質、抑郁質四種氣質，并各具特征。1.10影響駕駛員特性的外界因素

道路線形設計欠周，可能使視線失去誘導，使駕駛員產生錯覺，增加駕駛員的心理緊張程度和駕駛疲勞；車輛的結構尺寸、儀表位置、操縱系統(tǒng)、安全設備等都對駕駛有影響；腳由加速器移到剎車踏板的時間

座位高度（cm）剎車與加速踏板15cm齊平43300.309s0.337s0.194s0.183s

環(huán)境的影響

交通標志的布設會約束駕駛員的行動；道路周圍若有吸引人注意的干擾點，駕駛員的注意力受到分散；若沿途播放輕音樂，可加快車速；路上行人過多，會增加駕駛員的心理緊張等。身體健康能從危險之中選擇出最危險的情況正確、冷靜、迅速而恒定地做出反應在黃昏時有必要的視力對眩光不敏感有判斷速度、距離的能力對方向盤和踏板能施加不同力1.11駕駛員應具備的職業(yè)特點

能辨別不同顏色準確行車技術機敏對工作有興趣對同志態(tài)度和藹遵守交通法規(guī)。。。2行人交通特性2.3兒童交通特點2.2行人交通特性2.1行人交通事故2.1行人交通事故

交通事故所占比例

部分國家行人交通事故死亡率

國家年份前聯(lián)邦德國法國意大利荷蘭英國奧地利挪威比利時美國日本加拿大平均197132.123.025.620.340.629.932.424.717.928.424197626.919.424.116.635.515.323.717.223.6行人交通事故狀態(tài)

從事故地點來看，多發(fā)生在行人較集中的地方。如過街道出入巷口交叉和轉向等交通情況比較復雜的路段或交叉口附近。從事故時間上看，行人交通事故一般多發(fā)生在交通最擁擠的時候。如上、下班人流、車流的高峰期。

統(tǒng)計規(guī)律顯示，65歲的老人占死亡率最大，其次為14歲以下的兒童和45歲至64歲的人。 老年人心身機能已呈衰退。而兒童因身心機能尚未成熟，事故死亡率大。事故按年齡的分布2.2行人交通特性

基本參數(shù)特征

步頻為行人在單位時間內行走時跨步的次數(shù)。常用單位為步數(shù)/min，行人每分鐘行走步數(shù)在80-150次之間。

步幅是指行人行走時每跨出一步的長度，單位為cm或m。我國行人步幅平均值約為63.7cm。步速為行人在單位時間內所行進的距離，一般采用m/s、m/min或km/h表示。設計時一般采用1-1.2m/s的步速。行人過街狀況行人過街的危險性過街等候時間使用人行過街橫道的情況使用過街天橋和過街地道的情況

六歲以下的兒童，活動半徑小，但倘若看護不到，也有可能肇事。幼兒園的兒童及小學低年級學生，智力發(fā)育不健全，思想簡單，缺少交通知識，易釀成事故。小學高年級學生及初中學生，活動范圍增大，騎車上學，可能因騎車技術不熟練或速度過快而發(fā)生交通事故。

2.3兒童交通特點

3乘客的特性

乘客旅行的共同要求是安全、迅速、舒適。因此，線形設計、交通工具配備、交通設施布設都應考慮到這些要求，例如道路的平縱曲線半徑護欄邊坡的設計道路美學乘車時間4.車輛的交通特性4.1汽車的基本特性4.2自行車流的交通特性4.1車輛特性1.汽車的發(fā)展與保有量2.汽車的主要技術參數(shù)3.汽車的動力性指標4.汽車的行駛方程式5.汽車的動力因數(shù)和動力特性圖6.汽車的制動性1.汽車的發(fā)展與保有量

按照國家標準，汽車可劃分為七類：轎車、客車、貨車、越野汽車自卸汽車、牽引汽車、專用汽車

1901年袁世凱為慈禧買了一輛汽車1949年，全國汽車保有量約為5萬輛2004年，僅北京市汽車保有量即為220萬輛2007年，北京近300萬輛車輛外廓的長、寬、高，它影響道路建設的凈空和車內容量外廓尺寸汽車前、后輪軸之間的距離軸距汽車橫向兩輪間的距離，它能使車內寬度、車輛最小轉彎半徑等發(fā)生變化輪距分別是汽車前、后軸中心到汽車最前端和最后端之間的距離前懸、后懸2.汽車的主要技術參數(shù)

尺寸參數(shù)車上帶有全部裝備，加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時的整車質量整車整備質量

載客量是指轎車和客車的座位數(shù)；裝載質量是指汽車在硬質良好路面上行使時所允許的額定裝載量載客量裝載質量汽車裝載質量與整車整備質量的比值自身質量利用系數(shù)

汽車在空載或滿載靜止狀態(tài)下，各車軸對支承平面的垂直載荷軸荷分配

質量參數(shù)

制動性燃油經濟性通過性最小轉彎半徑動力性

汽車的性能參數(shù)操縱穩(wěn)定性

原地起步加速時間指汽車由第I檔起步，以最大的加速強度逐步換至高檔后達到某一預定的距離或車速需要的時間。超車加速時間用高檔或次高檔由30km/h或40km/h全力加速至某一高速度所需的時間。3.汽車的動力性指標

最高車速Km/h在良好的氣候和水平良好的水泥混凝土或瀝青路面上，汽車能達到的最高行駛速度。

加速時間t（s）汽車爬坡能力小客車的最高車速大，加速時間短，又在較好的平坦路面上行駛，所以一般不強調它的爬坡能力。貨車經常要在各種路面上行駛，所以要求它具有足夠的爬坡能力，一般為30%（16.5°）左右。

汽車爬坡能力用汽車滿載時I檔在良好路面上的最大爬坡度（%）來表示。

根據(jù)力的平衡關系，建立汽車行駛方程式，從而可以估算汽車的最大車速、加速度和最大爬坡度。汽車的行駛方程式為

式中：——汽車的驅動力，kg；

——行駛阻力之和，kg。4.汽車的行駛方程式

汽車的驅動力——汽車驅動力，kg；

——發(fā)動機的最大有效功率，馬力；

——一個排檔下的最大車速，km/h；

——車速，km/h；

——傳力系統(tǒng)的機械效率，%。

滾動阻力坡度阻力

空氣阻力慣性阻力

——滾動阻力，kg；G——車輛總重，kg；f——滾動阻力系數(shù).

——滾動阻力，kg；G——車輛總重，kg；i——縱坡.

——阻力，kg；

V——速度，km/h；

f——車輛的迎面面積，m2

；

k

——阻力系數(shù)，kg*s2/m4.

行駛阻力——加速阻力，kg；——重力加速度，m/s2；——加速度，m/s2；——旋轉物體的影響系數(shù)。驅動力必須大于各項阻力，T>∑R驅動力不能大于輪胎與路面間的附著力，T＜Gkφ

汽車行駛條件從汽車行駛條件出發(fā)，路面既要平整又要粗糙：路面平整，降低滾動阻力路面粗糙，提高附著力，且利于制動5.汽車的動力因數(shù)和動力特性圖

D——動力因數(shù)；

Ψ——道路阻力系數(shù)；其他符號意義同前。CA10B動力特性圖小客車動力特性圖

6.汽車的制動性

制動效能式中：

V

——

汽車制動開始時的速度，km/h；I——

道路縱坡度，%，上坡為正，下坡為負；ф——

輪胎與路面間的附著系數(shù)。制動效能的恒定性制動時汽車的方向穩(wěn)定性潮汐性群體性離散性靈便性趕超性不易控制性4.2自行車流的交通特性道路交通系統(tǒng)的設計應考慮機非分離解決方案：進口道處分流向行駛解決方案：左轉自行車兩次過街解決方案：適用于自行車流量大的交叉口渠化島方案5.道路的交通特性

一、道路的分類與等級二、路網密度三、道路網布局四、公路主線的幾何特征五、城市道路特性六、道路交叉一、道路的分類與等級道路的概念道路的分類公路的技術等級公路的行政等級城市道路的分類城市道路的等級1.道路的概念道路是汽車交通的基礎、支撐物。道路必須符合其服務對象－人、貨、車的交通特性，滿足其交通需求。道路服務性能的好壞體現(xiàn)在量、質、形三個方面，即道路建設數(shù)量是否充分，道路結構能否保證安全，路網布局、道路線形是否合理。另外，還有附屬設施、管理水平是否配套等。2.道路的分類公路、城市道路、廠礦道路、林區(qū)道路、鄉(xiāng)村道路按其交通性質和所在位置分為公路和城市道路（1）公路是連接城市、鄉(xiāng)村、工礦和林區(qū)的道路，主要供汽車行駛并具備一定技術條件的交通設施。（2）城市道路是城市范圍內的道路，供各種車輛和行人通行并具備一定技術條件的交通設施，并有形成和促進城市結構布局、提供通風、采光空間，作為上下水道和煤氣、電力、通信設施埋設通道的功能。3.公路的分級與分類（1）公路的分級高速公路、一級、二級、三級、四級①高速公路

a.專供汽車分向、分道行駛；

b.全部控制出入；

c.具有4個或4個以上車道；

d.設有中央分隔帶；

e.全部立體交叉；

f.具有完善的交通安全設施、管理設施、服務設施；

g.四車道能適應Q=25000～55000輛；

h.六車道能適應Q=45000～80000輛；

i.八車道能適應Q=60000～100000輛。②一級公路

a.供汽車分向、分道行駛；

b.部分控制出入；

c.設施與高速公路基本相同；

d.四車道能適應Q=15000～30000輛；③二級公路

a.是連接中等以上城市的干線公路；

b.能適應Q=3000～7500輛。（Q為各種汽車折合成小客車的遠景設計年限年平均日交通量(AADT)。）

④三級公路

a.溝通縣、城鎮(zhèn)之間的集散公路；

b.能適應Q=1000～4000輛。⑤四級公路

a.溝通鄉(xiāng)、村等地的地方公路；

b.能適應Q≤1500輛(雙車道);Q≤200輛(單車道)。（Q為各種汽車折合成中型載貨汽車的遠景設計年限（t）年平均日交通量(AADT)。）（2）公路的分類公路的行政等級:

國道省道縣道鄉(xiāng)道專用道路①國道國道是指具有全國性政治、經濟意義的主要干線公路，包括重要的國際公路、國防公路、連接首都與各省、自治區(qū)首府和直轄市的公路，連接各大經濟中心、港站、樞紐、商品生產基地和戰(zhàn)略要地的公路。②省道省道是指具有全省性(自治區(qū)、直轄市)政治、經濟意義，連接省內中心城市和主要經濟區(qū)的公路，以及不屬于國道的省際間的重要公路。③縣道縣道是指具有全縣性(旗、縣級市)政治、經濟意義，連接縣城和縣內主要鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、主要商品生產和集散地的公路，以及不屬于國道、省道的縣際間的公路。④鄉(xiāng)道鄉(xiāng)道是指主要為鄉(xiāng)(鎮(zhèn))內經濟、文化、行政服務的公路，以及不屬于縣道的鄉(xiāng)與鄉(xiāng)之間及鄉(xiāng)與外部聯(lián)絡的公路。⑤專用公路專用公路是指專供或主要供廠礦、林區(qū)、油田、農場、旅游區(qū)、軍事要地等與外部聯(lián)絡的公路。4.城市道路的分類與分級（1）城市道路的分類快速路主干路次干路支路①快速路

a.為城市長距離、快速交通服務；

b.有4個以上車道，中間設分車帶；

c.全部或部分控制出入。②主干路

a.連接城市各主要分區(qū)、車站、港口；

b.以交通功能為主；

c.機非分行。③次干路

a.連接主干路的輔助性干道；

b.兼有交通、服務功能。④支路

a.連接次干路與街區(qū)路；

b.解決局部交通，以服務為主。

除快速路外，每類路按所在城市規(guī)模、設計交通量、地形分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ級。①Ⅰ級——大城市采用；②Ⅱ級——中城市采用；③Ⅳ級——小城市有用。（2）城市道路的等級5.2道路交叉口的交通特性

交叉口的類型：平交（十字型交叉、T型交叉、Y型交叉、錯位交叉、環(huán)形交叉）；立交（簡單立交、互通式立交）。沖突點和交織點：沖突合流與分流如何減少沖突點的個數(shù)？二、路網密度

路網密度的定義：區(qū)域的道路總長比該區(qū)域的總面積。路網密度的設置依據(jù)：道路網密度的大小應與一定的經濟發(fā)展水平相當，與所在區(qū)域內的交通需求相適應，應使道路建設的經濟性和服務水平，道路系統(tǒng)的社會效益、經濟效益、環(huán)境效益得到兼顧和平衡。城市道路網密度、間距的選取原則:①道路網密度、間距與不同等級道路的功能、要求相匹配；②道路網密度、間距與城市不同區(qū)域的性質、人口密度、就業(yè)率相匹配。各國的高速公路發(fā)展狀況（2002年）類別快速路主干路次干路支路合計規(guī)劃指標（大城市）0.4～0.50.8～1.21.2～1.43～4重慶城區(qū)（2001年）0.571.101.001.984.65重慶城區(qū)的道路網指標單位：（km/km2）城市年度面積（平方公里）道路總長（公里）道路面積（平方公里）路網密度（公里/平方公里）道路用地率（%）倫敦1991年157914693210.119.3113.31%紐約1992年78010200198.1213.0825.40%東京1992年6181154692.2618.6814.93%大阪1992年220389938.8117.7217.64%北京1998年650110433.831.75.20%國際大都市的城區(qū)道路網指標對比我國道路網現(xiàn)狀存在如下幾方面的問題：1．數(shù)量少（1）公路通車總里程少目前通車里程雖己達175.8萬公里，但與發(fā)達國家相比，仍然相差較大。如美國為630萬公里，日本140萬公里，印度160萬公里。每萬人擁有公路長度，美國為242公里，英國為63公里，法國為140公里，日本為91.5公里，印度為22公里，而我國只有11公里。

（2）公路網密度低公路網密度一般用每百平方公里國土面積擁有的公路里程數(shù)表示。從總體上講，我國公路基礎設施總量不足，密度偏低。美國公路密度每百平方公里為67公里，英國為160公里，法國為147公里，日本為303公里，印度為61公里，而我國只有17.5公里。

2．公路網等級低、高等級公路少、路面質量差、標準低在通車里程中，二級以上的公路，只占公路總里程的13.1%多，等級以上公路所占比重為78.3%，還有達不到技術標準的等外公路36.4萬公里，占22％左右。高級、次高級路面里程占公路總里程的38.9%。無路面里程15.4萬公里,占9％。3．發(fā)展不平衡東西部差距較大，平原區(qū)與山區(qū)差別大。到2000年底全國仍有353個鄉(xiāng)（0.8%），6.9萬個村（9.2%）不通公路。公路密度各省市差距大。上海95.4km，天津85.1km，北京81.0km，海南61km，廣東58km，江蘇56.6km。10km以下的省有5個：西藏、青海、新疆、內蒙古、甘肅，黑龍江省13.8km，排位倒數(shù)六。4．通行能力低通行能力大、運營效益高的公路主骨架未形成。5．服務水平低公路運輸服務不滿足要求。三、道路網布局道路網布局的意義：路網布局的好壞對整個運輸系統(tǒng)的效率有很大影響，良好的路網布局可以大大提高運輸系統(tǒng)的效率，增加路網的可達性，節(jié)約大量的投資，節(jié)省運輸時間和運輸費用達到良好的經濟效益、社會效益與環(huán)境效益。公路網布局形式：三角形、棋盤形、并列形、放射形、扇形、樹叉形、條形等。城市道路網布局形式：棋盤形(方格形)、帶形、放射形、放射環(huán)形、混合形等。公路網的布局形式三角形放射形并列形樹叉形公路網的布局形式（北京市）公路網的布局形式（重慶市）公路網的布局形式（四川省）公路網的布局形式（德州）公路網的布局形式（煙臺市）公路網的布局形式（廣東）公路網的布局形式（西藏）城市道路網的布局形式環(huán)加放射狀網絡棋盤狀網絡帶型城市道路網的布局形式（休斯敦）城市道路網的布局形式（西安）城市道路網的布局形式（鄭州）城市道路網的布局形式（蘭州和銀川）城市道路網的布局形式（西寧）城市道路網的布局形式（承德）城市道路網的布局形式（成都）城市道路網的布局形式（北京）我國國道網布局形式國道70條，全長10.92萬km，布局分三類：第一類由首都向四周各省放射，共12條，編號為101，102，……，112；第二類由南北走向的縱線組成，共28條，編號為201，202，……，228；第三類由東西走向的橫線組成，共30條，編號為301，302，……，330。四、公路主線的幾何特征

道路：是一條三維空間的實體，由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道等組成的空間帶狀構造物。路線：道路中線的空間位置。線形：道路中心線的立體形狀。公路的組成:包括幾何線形、路基路面、橋梁隧道、排水系統(tǒng)、防護工程、附屬設施等。公路主線：除交叉口以外的公路路段。

公路主線幾何線形:

包括平面線形、縱斷面線形、橫斷面線形。

平面線形：路線在水平面上的投影。縱斷面線形：沿中線豎直剖切再行展開的斷面（展開是指展開平面、縱坡不變）。橫斷面線形：中線上任一點的法向切面。

1．平面線性將公路的中心線投影在大地水平面上所得線形稱為平面線形。平面線性的組成：直線平面線性圓曲線平曲線緩和曲線內容提要汽車行駛軌跡特性；直線的特點和運用、最大長度和最小長度；圓曲線的特點、半徑大小及其長度；緩和曲線的性質、形式及最小長度和參數(shù)；平面線形設計原則和線形要素組合類型。

行駛中的汽車其重心的軌跡在幾何性質上有以下特征：

①軌跡是連續(xù)的、圓滑的，任一點不出現(xiàn)錯頭和破折。②曲率是連續(xù)的，任一點不出現(xiàn)兩個曲率值。③曲率變化是連續(xù)的，任一點不出現(xiàn)兩個曲率變化率值。

（1）汽車行駛軌跡特性①直線的特點優(yōu)點兩點之間距離最短。具有短捷、直達的印象。行駛受力簡單，方向明確，駕駛操作簡易。測設簡單方便（用簡單的就可以精確量距、放樣等）。在直線上設構造物更具經濟性。（2）直線的特點和運用、最大長度和最小長度缺點直線單一無變化，與地形及線形自身難協(xié)調；過長的直線在交通量不大且景觀缺乏變化時，易使駕駛人員感到單調、疲倦；在直線縱坡路段，易錯誤估計車間距離、行車速度及上坡坡度；易對長直線估計得過短或產生急躁情緒，超速行駛。

采用直線線形時必須注意線形與地形的關系，在運用直線線形并決定其長度時，必須慎重考慮，一般不宜采用長直線。路線完全不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的寬闊河谷地帶；

城鎮(zhèn)及其近郊道路，或以直線為主體進行規(guī)劃的地區(qū)；

長大橋梁、隧道等構造物路段；

路線交叉點及其附近；雙車道公路提供超車的路段。②直線的運用直線的最長距離Smax(m)：一般規(guī)定，在公路上直線行駛的最長時間為70s左右，或者說直線的最長距離Smax(m)為：

Smax=20v式中：V——計算行車速度(km／h)。例如高速公路V=120km／h，則Smax=20x120=2400(m)直線的最小長度相鄰兩曲線之間應有一定長度的直線，這個直線是指前一曲線的終點到后一曲線的起點之間的長度。（1）同向曲線間的直線最小長度同向曲線：是指兩個轉向相同的相鄰曲線之間連以直線而形成的平面線形。斷背曲線：反向曲線間連以短的直線。《規(guī)范》規(guī)定：當設計速度≥60km/h時，反向曲線間直線最小長度（以m計）以不小于設計速度（以km/h計）的2倍為宜。

S=2V當設計速度≤40km/h時，可參照上述規(guī)定執(zhí)行。當直線兩端設置有緩和曲線時，也可以直接相連，構成S型曲線。

直線不容易與周圍地形相配合，所以在現(xiàn)代高等級公路設計中，直線部分所占的比例越來越少。據(jù)統(tǒng)計，國外高速公路直線只占30％左右，其余的70％都是平順圓滑、與周圍環(huán)境相協(xié)調的空間曲線，使其達到最佳的視覺效果。

在寬闊的平原微丘區(qū)，路線應直捷順暢。

在起伏的山嶺和丘陵地區(qū)，線形以曲線為主。

（3）圓曲線

圓曲線半徑越小，曲率越大，方向變化越快，車輛越可能產生橫向失穩(wěn)。

u2u2μ=————-iR=—————127R127(μ+i)為了確保行車安全及乘客的舒適性，圓曲線半徑不能太小，所以在《技術標準》中對最小半徑作了規(guī)定。針對各級公路不同的計算行車速度，可得各級公路相應的圓曲線最小半徑。（34頁表2-11）（4）緩和曲線在直線與圓曲線之間應插入緩和曲線，這是因為：(1)滿足離心力逐漸變化的需求直線段曲率為零，半徑為無窮大，而圓曲線的曲率半徑R為常數(shù)。從直線到圓曲線(或者相反)需要有一段曲率和曲率半徑逐漸變化的路段，使離心力逐漸變化，滿足舒適性的要求。(2)滿足車輪軌跡逐漸變化的需求從直線到圓曲線(或者相反)，車輛前輪需要轉過相當?shù)慕嵌龋藭r駕駛員轉動轉向盤需要逐步進行，與此相對應的車輪軌跡的曲率是逐漸變化的。(3)滿足由拱高過渡到超高的需求在圓曲線上，路面需要橫向外側超高，而直線段設置拱高，因此在直線與圓曲線之間需要有由拱高過度到超高的過渡段。以上三點都說明在直線和圓曲線之間需要有一段過渡曲線，這就是緩和曲線。這樣平面曲線的基本形式應為：直線——緩和曲線——圓曲線——緩和曲線——直線。超高：為了減少離心力的作用，保證汽車在平曲線上穩(wěn)定行駛，必須使平曲線上的路面做成外側高、內側低呈單向橫披的形式，稱為橫向超高。拱高：為了直線段的橫向排水而做成中間高兩側低形成拱高。直－緩－圓－緩－直:

為滿足第二條要求，在直線與圓曲線間引入了一條曲率逐漸變化的“緩和曲線”，使整條線形符合汽車行駛軌跡特性的第一條和二條，保持了線形的曲率連續(xù)。它不滿足第三條要求，不是最理想的，但與汽車行駛軌跡接近，國內外普遍采用。

直線－圓－直線:

不滿足第二、三條性質，但滿足第一條要求，滿足了車輛的直行和轉向要求，可作為低等級山區(qū)道路采用。

平面線形三要素：直線、圓曲線和緩和曲線。道路平面線形設計，是根據(jù)汽車行駛的力學性質和行駛軌跡要求，合理地確定各線形要素的幾何參數(shù)，保持線形的連續(xù)性和均衡性，避免采用長直線，并注意使線形與地形、地物、環(huán)境和景觀等協(xié)調。對于車速較高的道路，線形設計還應考慮汽車行駛美學及駕駛員視覺和心理上的要求。(5)平面線形要素2．縱斷面線形沿公路中線作豎直剖面，并將此空間曲面展成平面，便得到公路的縱斷面。縱斷面的組成直線縱斷面最大縱坡度豎曲線豎曲線（1）最大縱坡度縱斷面上直線的斜率稱為縱坡度?？v坡度大一些，對翻山越嶺克服高差有利，它使山區(qū)路線短一些，工程量少一些。但是，縱坡太大會影響車輛的加速性能及爬坡能力，且下坡時制動距離不能保證，甚至產生側滑現(xiàn)象。所以對于縱坡度必須加以限制。各級公路的最大縱坡度見34頁表2-11。對于縱坡長度也要有一定限制，既不能太長，也不能太短?！豆饭こ碳夹g標準》中對各級公路的最大坡長和最小坡長都有具體規(guī)定。當二、三、四級公路連續(xù)縱坡大于5％時，應在最大坡長處設置緩和坡段。緩和坡段的坡度應不大于3%，長度不小于100m，但四級公路可減至60m。（2）豎曲線在縱坡變化的地方不能突然俯仰，必須逐步過渡，這就需要設置豎曲線。豎曲線一般采用圓曲線，也可采用拋物線。凹曲線豎曲線分為凸曲線豎曲線的最小半徑主要決定于停車視距的需要。3．橫斷面線形公路橫斷面由車行道、路肩、中間分隔帶、邊坡、邊溝等組成。對于高速公路和一級公路，還設有變速車道、爬坡車道、緊急停車帶及路上設施等。二、三級公路只有雙車道，不能分道單向行駛，中間不設分隔帶。四級公路為單車道，當路基寬度只有4.5m時需要設置錯車道。(1)路基、路面及車行道寬度

車行道寬度b等于車道的寬度乘車道數(shù)。車道的寬度根據(jù)車速不同分為兩種情況，當計算行車速度v>60km／h時，車道寬度采用3.5-3.75m；當v≤60km／h時，采用3.0—3.5m。路面寬度包括車行道、路緣帶、硬路肩及變速車道、爬坡車道、緊急停車帶等，但對二級以下的一般公路，路面寬度也就是車行道寬度。一般公路的路基寬度等于車行道與兩側路肩寬度之和，但對高速公路和一級公路，還應包括中間分隔帶、變速車道、爬坡車道、緊急停車帶的寬度等。

(2)彎道的外側超高在直線路段為了橫向排水，將路面鋪筑成中間高兩側低，形成路拱。向兩側傾斜的路拱坡度一般為1％—2％。當車輛行駛在彎道路段時，如果路面仍然是向兩側傾斜，彎道外側的路面向外傾斜，則重力橫向分力的方向與離心力方向一致，加大了側翻與側滑的危險性。為了利用重力的橫向分力抵消離心力的作用，彎道上的路面需整體向內側傾斜，這就是外側超高。彎道路段不僅需要外側超高，而且需要內側加寬，這是因為前輪轉向，后輪不能同時轉向，使前后輪在彎道上的軌跡不重合，所需寬度比直線行駛時要寬一些.《公路工程技術標準》中對半徑小于250m的彎道的加寬作了具體規(guī)定。當半徑大于250m時，可以不必加寬，利用路寬的富余部分就夠了。4．行車視距

停車視距行車視距會車視距超車視距其中主要的是停車視距。(1)停車視距

當駕駛員突然發(fā)現(xiàn)前方路上有障礙不能繞過，而能安全地停止在障礙物前所需的距離，稱為停車視距。(2)會車視距會車視距是指兩輛對向行駛的汽車，能在同一車道上及時制動而不碰撞所需的最小距離。它近似地等于一輛汽車停車視距的兩倍。所以在《公路工程技術標準》中。規(guī)定：“高速公路、一級公路應滿足停車視距的要求；其他各級公路一般應滿足會車視距的要求，會車視距的長度應不小于停車視距的兩倍。”(3)超車視距

《公路工程技術標準》中還規(guī)定：“對向行駛的雙車道公路，應根據(jù)需要并結合地形，在適當?shù)木嚯x內設置具有超車視距的路段?！背囈暰嗍菫榱顺角败嚕栌脤ο蜍嚨蓝恢僚c對向來車相撞所需的最小距離。高速公路和一級公路由于單向行駛，不存在超車視距問題。其他各級公路的超車視距見表2—11。5．平面視距的保證車輛在平曲線或交叉口上轉彎時，曲線內側的樹木、建筑物及路塹邊坡等可能會妨礙駕駛員所需的視距。圖2-21所示內側車道的行車軌跡上，從A到B的曲線弧長等于視距S，它的中點AB連線的最大距離z稱為橫凈距。行車軌跡上不同AB段有不同的橫凈距，依次把各段橫凈距的內端點連起來稱為橫凈距的包絡線。橫凈距包絡線內高于1.2m的障礙物必須清除，以確保行車視距。五、城市道路的特性城市道路的特性包括：１．城市道路的功能和特點２．城市道路系統(tǒng)及其組成３．城市道路橫斷面布置的形式１．城市道路的功能和特點

道路在城市生活中具有它獨特的重要作用。（1）城市道路的功能

連接功能運輸功能環(huán)保和防火功能布置管線和排水功能環(huán)境景觀與建筑風格1）連接功能城市里不同功能的組成部分，例如：市中心區(qū)、工業(yè)區(qū)、居住區(qū)、機場、港口、碼頭、車站、倉庫、公園、體育場等等，都必須通過道路來連接。2）運輸功能城市的四大活動(工作、學習、生活、旅游)也都離不開道路交通運輸。3）環(huán)保和防火功能城市用地緊湊，居民集中，建筑物多，它要求各建筑物之間既要有合理的空間組合，又要有一定的空間距離，以保證良好的城市環(huán)境、公共衛(wèi)生(適當?shù)娜照?、空氣的流通、氣溫和濕度的調節(jié)等)和防火安全。4）布置管線和排水功能利用道路空間作為城市排水和布置地上、地下管線的通道。

5）環(huán)境景觀與建筑風格城市的各個功能組成部分，通過道路的連接，構成統(tǒng)一的有機體，并配合道路表現(xiàn)城市建筑各個方位的立面，以及建筑群體之間組合的藝術。因為人在道路上的視點是移動的，并隨道路的轉向而轉移視點方位，由此可以使人獲得豐富而生動的環(huán)境景象。因此，城市道路在承擔最基本的交通運輸任務以外，同時還成為反映城市面貌與建筑風格的手段之一。（2）城市道路的特點

與公路相比較，城市道路具有如下特點：①功能多樣；②組成復雜；③行人交通量大；④車輛多、類型雜、車速差異大；⑤交叉口多；⑥沿路兩側建筑密集；⑦道路交通量分布不均衡；⑧政策性強。2．城市道路系統(tǒng)及其組成道路系統(tǒng)城市道路系統(tǒng)的組成城市道路系統(tǒng)的功能城市道路系統(tǒng)規(guī)劃的意義城市道路用地（1）城市道路系統(tǒng)城市道路系統(tǒng)是由城市轄區(qū)范圍內各種不同功能的道路(包括附屬設施)有機組成的道路體系。城市道路網通常是指城市中各種道路在城市的總平面圖中的布局。（2）城市道路系統(tǒng)的組成干道系統(tǒng)生活服務性道路系統(tǒng)道路網形式路幅寬度停車場（3）城市道路系統(tǒng)的功能城市道路系統(tǒng)的功能不僅是把城市中各個組成部分有機地連接起來，使城市各部分之間有便捷、安全、經濟的交通聯(lián)系，同時它也是城市總平面的骨架，對城市建設發(fā)展是否經濟合理起著重要作用。（4）城市道路系統(tǒng)規(guī)劃的意義城市道路系統(tǒng)，特別是干道網的規(guī)劃合理與否，直接影響到城市交通運輸、生產與生活，同時也影響建筑布置和戰(zhàn)備工作。城市干道走向一旦確定，路網一經形成，所有地上、地下管線都將沿著道路用地敷設，沿街建筑均將沿道路用地控制線兩側興建，事后很難改變，因此，城市道路系統(tǒng)規(guī)劃必須結合城市的性質與規(guī)模、用地功能的分區(qū)布置、交通運輸、自然地形、城市現(xiàn)狀、以及工程地質、水文條件、城市環(huán)境保護和建筑布局要求等進行綜合分析，使不同功能的干道、支路組成一個系統(tǒng)完整、功能明確、線形平順、交通便捷、布局經濟合理的城市道路網。（5）城市道路用地城市道路用地：在城市里，沿街兩側建筑紅線之間的空間范圍。城市道路用地由以下各個不同功能部分組成：①車行道②人行道③綠化帶④排水系統(tǒng)：如街溝或邊溝、雨水口、窨井、雨水管等⑤輔助性交通設備：如交通信號燈、交通標志、交通島、護欄等⑥交叉口⑦停車場和公共汽車?？空军c⑧沿街的地上設備：如照明燈柱、架空電線桿、郵筒、清潔箱⑨地下的各種管線：如電纜、煤氣管、給水管、污水管等⑩在交通高度發(fā)達的現(xiàn)代城市，還建有高架高速路、人行過街天橋、地下通道、地下人行道、輕軌交通和地下鐵道等。

3．城市道路橫斷面布置的形式

（１）單幅路(一塊板)單幅路上機動車與非機動車混合行駛，適用于支路和次干路。機動車在中間，非機動車在兩側。有條件時用分道線將它們分成快車道(機動車道)和慢車道(非機動車道)，不過在不影響交通安全的條件下，允許臨時超越分道線，調劑使用。（２）雙幅路(二塊板)

雙幅路是利用中央分隔帶把車行道一分為二，分向行駛，適用于次干路或主干路。每一側車行道上可以再用分道線劃分出快車道和慢車道。當旁側有輔道可供非機動車行駛時，雙幅路可作為快速路。例如特大城市的高架路就是雙幅路，專供機動車快速行駛。（３）三幅路(三塊板)

三幅路中間一幅為雙向行駛的機動車道，兩側為