平面线形要素组合计算(基本型)

道路勘测设计复习第一章绪论1.交通运输方式哪些，优缺点P1方式：铁路，道路，水运，航空，管道优缺点;❶铁路优点运程远，运量大，连续性强，成本较低，速度较高缺点建设周期长，投资大❷水运优点通过能力高，运量大，耗能少，成本低，投资少缺点受自然条件限制大，连续性较差，速度慢❸航空运输优点速度快，运距短缺点运量小成本高❹管道运输优点连续性强，成本低，安全性好，损耗少，限制少缺点仅限于油，气，水等货物❺道路运输优点运输机动灵活，中转少，受固定交通设施限制少，批量不限，货物送达速度快，覆盖面广2、道路运输的特点，优缺点各是什么？优点：❶机动灵活❷直达，减少货损❸投资较灵活，社会效益高❹适用性强缺点：❶运输成本偏高❷环境较大污染，治理相对困难❸事故多，损失大3、我国公路建设与发达国家相比，差距表现在哪些方面？差距体现在：❶公路数量少，网络化程度低❷质量差，等级低❸公路测设与施工技术水平落后❹交通及运输经营管理技术落后❺社会整体素质有待进一步提高4、7918公路网，什么意思？7条首都放射线，9条南北纵向高速公路线，18条东西横向告诉公路线第2章道路技术标准与设计依据1、公路分级依据是什么？满足经济发展，规划交通量，路网建设及功能2、城市道路分为哪四类？❶快速路❷主干路❸次干路❹支路3、道路工程基本建设程序的三个阶段是什么？规划与研究阶段，设计及建设阶段，生产运营阶段4、可行性研究的任务是什么？在充分调查研究，评价预测和必要的勘测工作基础上，对项目建设的必要性，经济合理性，技术可行性，实施可能性，提出综合的研究论证报告5、公路工程基本建设项目包括哪三个阶段？各个阶段的目的分别是什么？❶初步设计目的：确定设计方案❷技术设计目的：对重大，复杂的技术问题进一步落实设计方案❸施工图设计目的：对批准的推荐方案进行详细设计以满足施工的要求6、影响道路设计的自然因素有哪些？简述这些自然因素分别对道路设计有什么影响。

自然因素：地形，气候，水文，水文地质，地质，土壤，植被地形影响道路技术标准和指标气候影响地面水数量，地下水位高度，路基水温状况，及泥泞期，冬季积雪和冰冻期路面使用质量水文影响排水结构物数量大小水文地质情况决定含水层厚度，位置，地基边坡稳定性地质构造决定地基和附近岩层稳定性，有无坍塌，碎落崩塌可能，施工难易程度，筑路材料质量土壤影响地基尺寸形状，路面类型结构确定植被影响暴雨径流，水土流失程度，路线布设7、作为道路设计依据的车辆分为哪三类？❶小客车❷载重汽车❸鞍式列车8、什么是设计速度，设计速度影响哪些道路设计指标的确定？设计速度定义：当气候条件良好，交通密度小，汽车运行只受道路本身条件影时，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度影响指标：道路曲线半径，超高，视距，也影响车道宽度，中间带宽度，路肩宽度9、什么是道路通行能力，什么是设计通行能力？P15道路通行能力：某一路段所能承受的最大交通量，也称道路容量，单位（辆/小时）设计通行能力：道路交通运行状态保持某一设计服务水平时，单位时间内道路上某一路段可以通过最大车辆数10、什么是公路网，公路网的主要功能是什么，城市道路网的主要功能是什么？公路网：按一定要求或规律连接区域内诸点间公路连线的集合，形成一个有机整体的公路系统主要功能：满足区域内外交通需求，承担城市间运输联系；维持区域内交通的通畅，保证交通运输的快速和高效益；确保交通安全和提供优质运输服务；维护生态平衡，防止水土流失，注意环境保护，方便人民生活第3章平面设计1、什么是路线，汽车行驶对路线的要求分为哪几个方面？P23路线：道路中线的空间位置要求：❶保证汽车在道路上行驶的稳定性❷尽可能提高汽车速度❸保证道路上行车连续❹尽量满足行车舒适2、*平面线形三要素是什么？为什么平面设计要引入“缓和曲线”？P25三要素：直线，圆曲线，缓和曲线引入缓和曲线原因：❶线形曲率连续❷符合行驶轨迹特性和高速行驶要求❸视觉上显性平顺，诱导驾驶员视线，路线更容易识别3、*道路平面线形设计的内容是什么？P28合理确定各线形要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，是直线和曲线合理搭配，注意使线形与地形，地物，环境和景观等协调4、采用直线设计的优缺点分别是什么？P28优点：❶两点间直线最短，造价低❷笔直道路给人短捷，直达的良好印象❸汽车行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易❹方便测定方向距离缺点：❶地形较大起伏地区，直线线形难以与地形相协调❷过长直线易使驾驶员单调疲倦，目测汽车距离困难，产生急躁情绪，时间感速度感钝化，易引发事故5、直线最大长度怎么确定？P29❶长直线最大长度：日德：20V（V设计车速单位KM/H），前苏联8KM,美国3MILE，我国：城镇附近大于20V可接受，景色单调地点控制在20V以内❷短直线最大长度：L≤（A1+A2）/40（M），两圆曲线半径只比不宜过大R1/R2=1-1/3(R1,R2大小圆半径，A1,A2大小圆缓和曲线参数)6、*在什么情况下要考虑直线的最小长度，关于直线最小长度，规范是如何规定的？P29，30❶同向曲线中间直线较短时，易引起反弯错觉，形成断背曲线；❷反向曲线考虑转弯方向相反，超高和加宽缓和需要，驾驶人员操作方便；规范中：❶同向曲线设计速度大于60KM/H时，L≥6V,低速路放宽条件，条件受限时同向曲线改为大半径曲线或C形曲线，卵形曲线，复曲线❷反向曲线V≥60KM/H时，L≥2V，不满足条件时，直接连接S形曲线7、运用直线线形有哪些注意事项？P30,P31❶平坦地区，宽阔河谷地带；城镇及近郊道路；长大桥梁隧道路段；路线交叉点附近；双车道公路超车地段用直线❷考虑地形，地貌，地物，驾驶人员心理感受❸避免长直线，不得已时变化纵断面，改变路测环境避免疲劳❹长直线尽头不应布设小半径平曲线，条件限制时进行理论验算❺将直线视为圆曲线缓和曲线同等线元❻高速公路对长直线宜有意设置曲线代替，双车道公路维持直线设计❼不得已采用长直线时，对应纵坡不宜过大，改善两侧风景；设置标志，增大路面抗滑力确保行车安全8、圆曲线特点P31❶任一点曲率半径R=常数，曲率1/R=常数❷任一点在不断改变方向❸有利于司机集中精力驾驶，不易疲劳❹汽车受离心力作用❺视距条件较差，易发生事故9、*横向力过大对于行车的不利影响P32❶危及行车安全❷增加驾驶操作困难❸增加燃料消耗和轮胎磨损❹旅行不舒适10、*公式（3-7）、（3-10）计算R=V*V/（127（μ±ih））（3-7）R-圆曲线半径V-行车速度μ-横向力系数ih-超高横坡度R=V*V/（127（φh±ih））（3-10）R-圆曲线半径V-行车速度φh-路面与轮胎之间的横向摩阻系数ih-超高横坡度11、什么是极限最小半径？P33,不设超高的最小半径原因是什么？P34极限最小半径：各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系数情况下，能保证汽车安全行驶的最小半径原因：当平曲线半径较大时，离心力的影响就较小，路面摩阻力就可以保证汽车有足够的稳定性，可以不设超高12、设计圆曲线时，确定圆曲线半径应遵循的原则。

一、问答题1．缓和曲线的作用：线形缓和、行车缓和、超高和加宽缓和。

（2分）（1)从控制方向操作的最短时间考虑 3s。

（2分）（2)离心加速度变化率应限制在一定范围内。

（2分）2．在公路设计中，加宽缓和段长度应考虑：(1)加宽所需的最小长度。

在不设缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段长度应按渐变率1：15且不小于10m的要求设置；（2分）；（2分）(2)超高缓和段长度Lc(3)缓和曲线长度l。

（2分）S3．(1)准备工作(2)标注控制点(3)试坡(4)调坡(5)核对(6)定坡(7)设计竖曲线(8)高程计算（答对1点1分，满分6分）4．（１）先横后纵。

（２）纵向调运的在远距离一般应小于经济运距。

（３）借方、弃土方应与借土还田、整地建田相结合。

（４）土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响。

（５）不同性质的土石方应分别调配，以做到分层填筑。

可以以石代土，但不能以土代石。

（６）回头曲线部分应先作上下线调配。

（７）土石方工程集中的路段，因开挖、运输的施工作业方案与一般路段有所不同，可单独进行调配。

（答对1点1分，满分6分）5．在越岭展线布局时，一般应首先考虑采用基本形式中的自然展线，其特点是：平面线形较好，里程短，纵坡均匀，（3分）但由于路线较早地离开河谷升坡，对沿河居民服务性差，路线避让艰巨工程和不良地质的自由度不大。

（3分）二、问答题1. 现代交通运输的方式有哪些？公路是如何分级的？公路分级的基本依据是什么？城市道路是如何分类的？城市道路分类的依据是什么？交通方式有：铁路，公路，水运，航空，管道；根据交通部2004—03—01实施的《公路工程技术标准》JTG B01—2003(以后简称《标准》)将公路根据使用任务、功能和适应的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级：（1）高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的多车道公路。

（2）一级公路为专供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。

平面设计-缓和曲线、平面线形组合设计缓和曲线缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间，由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线形，是道路平面线形要素之一。

缓和曲线的主要特征是曲率均匀变化。

一、设置缓和曲线的目的和条件（一）设置缓和曲线的条件《公路工程技术标准》规定：直线与小于不设超高的圆曲线最小半径相衔接处，应设置缓和曲线（回旋线）；四级公路的直线与小于不设超高的圆曲线最小半径相衔接处，可不设置缓和曲线（回旋线），用超高、加宽缓和段径相连接。

（二）设置缓和曲线的目的1．有利于驾驶员操纵方向盘2．消除离心力的突变，提高舒适性3．完成超高和加宽的过渡4．与圆曲线配合得当，增加线形美观二、缓和曲线的性质（一）汽车转弯时行驶的理论轨迹方程图2—4 汽车进入曲线行驶轨迹图假定汽车是等速行驶，驾驶员匀速转动方向盘，当方向盘转动角度为φ 时，前轮相应转动角度为φ，通过理论推导得出弧长和曲率半径的关系有:=式中：K为小于1的系数；ω—方向盘转动的角速度（rad /s）；t —行驶时间（s）； d —汽车前后轴轮距；－汽车匀速行驶的速度（m/s）。

鉴于、d 、K、ω均为常数，可令C= ，则有：= ；此为汽车车轮行驶的轨迹方程。

式中：—汽车自直线终点进入曲线经t 时间后行驶的弧长，m；ρ—汽车行驶经t 时间后行驶的弧长处相对应的曲率半径，m；C—常数（二）回旋线作为缓和曲线根据回旋线的数学定义：其曲率半径随曲线上某一点至该曲线起点之距离成反比。

即：ρ=A2式中A为曲率与曲线长度的比例常数；若令，通过对汽车行驶理论方程与回旋线基本方程的比较可知，它们的形式是相符的，因此《标准》规定缓和曲线采用回旋线。

回旋线参数A 的确定：R LS = A2 A=式中：R—圆曲线半径 m ；LS—缓和曲线长度m ；三、缓和曲线最小长度缓和曲线最小长度应满足：（1）使汽车平顺地由直线段过渡到到圆曲线段，并对离心力的增长有一定的限制；（2）驾驶员操纵方向盘所需的必要时间以利驾驶员顺适地操纵放向盘；（3）满足道路设置超高与加宽过渡的要求。

七、叙述公路平面线形要素组合类型及设计要点。

（道路勘测设计第三章P61）答：公路平面线型要素的组合类型有基本型、S型、卵型、凸型、C型和复合型等六种。

基本型是指平曲线按直线—回旋线（A1）—圆曲线—回旋线（A2）—直线的顺序组合而成的线型，设计时，为使线形协调，A值的选择最好使回旋线、圆曲线、回旋线的长度之比为1：1：1~1：2：1，并注意满足设置基本型曲线的几何条件：2β≤α。

S型是指两个反向圆曲线用两段反向回旋线连接的组合形式，设计时S型曲线相邻两回旋线参数A1和A2值最好相等，当采用不同的参数时，A1与A2之比应小于2，有条件时以小于1.5为宜。

卵型是指两同向的平曲线，按直线—缓和曲线（A1）—圆曲线（R1）—缓和曲线（A）—圆曲线（R2）—缓和曲线（A2）—直线的顺序组合而成的线形。

设计时其两圆曲线的公共缓和曲线的参数A最好在R2/2≤A≤R2范围内（R2为小圆半径），两圆的半径之比以满足0.2~0.8为宜。

如用一个回旋线连接两个圆曲线而构成卵型，要求大圆能完全包住小圆。

凸型是指两段同向缓和曲线之间不插入圆曲线而径相衔接的组合形式。

凸型的回旋线最小参数及其连接点处的半径值，应分别符合容许最小回旋线参数和圆曲线一般最小半径的规定。

复合型是将两个以上的同向回旋线在曲率相等处相互连接的线形。

复合型的相邻两个回旋线参数之比以小于1：1.5为宜。

C型是指同向回旋线在曲率为零处径相连接的组合形式。

C型只有在特殊地形条件下方可采用。

两个回旋线的参数可相等也可不等。

八、叙述越岭线布局应解决的主要问题。

（道路勘测设计第六章P156）答：越岭线布局应解决的主要问题是：垭口选择、过岭标高选择和垭口两侧路线展线的拟定。

它们是相互联系，相互影响的，布局时应综合处理。

1、垭口的选择应在基本符合路线走向的较大范围内选择，要全面考虑垭口的位置、标高、地形地质条件和展线条件等。

垭口位置应定在高差小，接线顺，不需无效延长路线或稍微偏离路线方向，但接线顺的地方。

一、填空1、物种运输方式：铁路、公路、水运、航空、管道。

2、道路分级：根据功能和适应交通量分五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。

3、技术指标分类：大城市采用各类道路中的一级标准，中等城市采用二级标准，小城市采用三级标准。

4、平面线形三要素：直线、圆曲线、缓和曲线。

5、三个最小半径：极限最小半径、一般最小半径、不设超高的最小半径。

6、缓和曲线的布设条件r>=2βo。

7、行驶阻力分类：空气阻力、道路阻力（滚动阻力、坡度阻力）、惯性阻力。

8、土石方调配原则：先横、后纵、选用适当运输方式、确定合理经济运距。

9、平面线形要素组合：基本型曲线、S形曲线、卵形曲线、凸形曲线、复合型曲线、C形曲线、回头形曲线。

10、选线步骤：路线方案选择、路线带选择、具体定线。

11、展线方式：自然展线、回头展线、螺旋展线。

12、行车视距种类：停车视距、会车视距、错车视距、超车视距。

二、名词解释1、交通量：单位时间内通过道路某一断面的车辆数。

（计量单位常用平均日交通量或小时交通量）2、通行能力：在一定的道路、环境和交通条件下，单位时间内道路某个断面上所能通过的最大车辆数，是特定条件下道路能承担车辆数的极限值。

3、第三十位小时交通量：将一年内所有小时交通量，按从大到小的顺序排列，序号第30位的小时交通量。

4、道路建筑限界：为保证车辆和行人正常通行，规定在道路的一定高度和宽度范围内不允许有任何设施及障碍物侵入的空间范围。

5、断背曲线：同向曲线中用直线连接时，当直线过短甚至把两个曲线看成是一个曲线，破坏了线形的连续性，形成断背曲线。

（解决方法：1净接2直线足够长3变一个曲线）6、动力因数：某型汽车在海平面高程上，满载情况下，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。

7、平均纵坡：一定长度路段两端点的角差与该路段长度的比值，它是衡量纵断面线形质量的一个重要指标。

8、合成纵坡：道路纵坡和横坡的矢量和。

9、爬坡车道：设置在陡坡路段上坡方向右侧供慢速车行驶的附加车道。