1、跳轉到第一頁n豎曲線設計限制因素豎曲線設計限制因素n （一）（一） 汽車行駛的緩和沖擊汽車行駛的緩和沖擊n 汽車在豎曲線上行駛時其離心加速度為汽車在豎曲線上行駛時其離心加速度為: : 二、豎曲線的最小半徑二、豎曲線的最小半徑 ,R13VRva22a13VR2n根據試驗，認為離心加速度應限制在根據試驗，認為離心加速度應限制在0.50.7m/s2比較比較合適。我國合適。我國標準標準規定的豎曲線最小半徑值，相當規定的豎曲線最小半徑值，相當于于a=0.25 m/s2。 22minmin,3.23.2VVRL或跳轉到第一頁n (二二)行駛時間行駛時間不宜過短不宜過短n 最短應最短應滿足滿足3s3s行程。

2、行程。2 . 12 . 16 . 3minminminVLRVtVL則(三三)滿足視距的要求：滿足視距的要求： 凸形豎曲線：坡頂視線受阻 凹形豎曲線：下穿立交 凸形豎曲線主要控制因素：行車視距。 凹形豎曲線的主要控制因素：緩和沖擊力。跳轉到第一頁1.凸形豎曲線最小半徑和最小長度n 凸形豎曲線最小長度凸形豎曲線最小長度應以滿足視距要求為主應以滿足視距要求為主。n按豎曲線長度按豎曲線長度L和停車視距和停車視距ST的關系分為兩種情況。的關系分為兩種情況。n (1)當當LST: 1121122RhdRdh，則2222222RhdRdh，則)(22121hhRddST4)(222212minTTShhS

3、L)(2212hhSRT跳轉到第一頁凸形豎曲線最小半徑和最小長度凸形豎曲線最小半徑和最小長度 :n豎曲線最小長度相當于各級道路計算行車速度的豎曲線最小長度相當于各級道路計算行車速度的3秒行程秒行程 。跳轉到第一頁n設置凹豎曲線的主要目的是緩和行車時的離心力，確定凹設置凹豎曲線的主要目的是緩和行車時的離心力，確定凹豎曲線半徑時，應以離心加速度為控制指標豎曲線半徑時，應以離心加速度為控制指標 。 2 2 凹形豎曲線最小半徑和最小長度凹形豎曲線最小半徑和最小長度n凹形豎曲線的最小半徑、長度，除滿足緩和離心凹形豎曲線的最小半徑、長度，除滿足緩和離心力要求外，還應考慮兩種視距的要求：一是保證力要求外，還

4、應考慮兩種視距的要求：一是保證夜間行車安全，前燈照明應有足夠的距離；二是夜間行車安全，前燈照明應有足夠的距離；二是保證跨線橋下行車有足夠的視距。保證跨線橋下行車有足夠的視距。n標準標準規定豎曲線的最小長度應滿足規定豎曲線的最小長度應滿足3s行程要行程要求求 。6 . 36 . 3132min22VLVaVR或跳轉到第一頁 2 2 凹形豎曲線最小半徑和最小長度凹形豎曲線最小半徑和最小長度n凹形凹形豎曲線最小長度相當于各級道路計算行車速度豎曲線最小長度相當于各級道路計算行車速度的的3秒行程秒行程 。跳轉到第一頁三、逐樁設計高程計算 變坡點樁號變坡點樁號 BPDBPD變坡點設計高程變坡點設計高程 H

5、 H豎曲線半徑豎曲線半徑 R R1 1縱斷面設計成果：縱斷面設計成果：HR跳轉到第一頁2 2豎曲線要素的計算公式：豎曲線要素的計算公式：n 變坡角變坡角= i2- i1n 曲線長：曲線長：L=Rn 切線長：切線長：T=L/2= R/2n 外外 距：距： R2TE2xn 豎曲線起點樁號豎曲線起點樁號: QD=BPD - Tn 豎曲線終點樁號豎曲線終點樁號: ZD=BPD + TyxRxy22縱縱 距：距：跳轉到第一頁H HT TH HS Sy yHnBPDBPDn nBPDn-1-1Hn-1-1i in ni in-1n-1i in+1n+1LczLcz1 1Lcz-BPDLcz-BPDn-1n

6、-13. 逐樁設計高程計算 切線高程：切線高程：)(11nnnTBPDLcziHHLczLcz2 2H HT T)(nnnTBPDLcziHH跳轉到第一頁 直坡段上，直坡段上，y=0。 x豎曲線上任一點離開起（終）點距離；豎曲線上任一點離開起（終）點距離； Rxy22其中：其中： y豎曲線上任一點豎距豎曲線上任一點豎距；設計高程：設計高程： HS = HT y （凸豎曲線取（凸豎曲線取“-”，凹豎曲線取，凹豎曲線取“+”） 3. 3. 逐樁設計高程計算逐樁設計高程計算切線高程：切線高程：)(11nnnTBPDLcziHH)(nnnTBPDLcziHH以變坡點為分界計算：以變坡點為分界計算： 上

7、半支曲線上半支曲線 x = Lcz - QD 下半支曲線下半支曲線 x = ZD - Lcz以豎曲線終點為分界計算：以豎曲線終點為分界計算： 全部曲線全部曲線 x = Lcz - QD跳轉到第一頁n例例4-3：某山嶺區一般二級公路，變坡點樁號為：某山嶺區一般二級公路，變坡點樁號為k5+030.00，高程高程H1=427.68m，i1=+5%，i2=- -4%，豎曲線半徑，豎曲線半徑R=2000m。n試計算豎曲線諸要素以及樁號為試計算豎曲線諸要素以及樁號為k5+000.00和和k5+100.00處處的設計高程。的設計高程。n解：解：1計算豎曲線要素計算豎曲線要素n =i2- - i1= - -

8、0.04- -0.05= - - 0.090，為凸形。，為凸形。n 曲線長曲線長 L = R=20000.09=180mn 切線長切線長 9021802LTn 外外 距距 03. 22000290222RTEn 豎曲線起點豎曲線起點QD（K5+030.00）- - 90 = K4+940.00n 豎曲線終點豎曲線終點ZD（K5+030.00）+ + 90 = K5+120.00跳轉到第一頁2計算設計高程n K5+000.00：位于上半支：位于上半支n 橫距橫距x1= Lcz QD = 5000.00 4940.0060mn 豎距豎距 90. 0200026022211Rxyn切線高程切線高程

9、HT = H1 + + i1（ Lcz - - BPD）n = 427.68 + 0.05(5000.00 - - 5030.00)n = 426.18m n設計高程設計高程 HS = HT - - y1 = 426.18 - - 0.90=425.18m n （凸豎曲線應減去改正值）（凸豎曲線應減去改正值） 跳轉到第一頁K5+100.00：位于下半支n按豎曲線終點分界計算：按豎曲線終點分界計算：n 橫距橫距x2= Lcz QD = 5100.00 4940.00160mn 豎距豎距 40. 62000216022222Rxyn 切線高程切線高程 HT = H1 + + i1（ Lcz - -

10、 BPD）n = 427.68 + 0.05(5100.00 - - 5030.00)n = 431.18m n 設計高程設計高程 HS = HT y2 = 431.18 6.40 = 424.78m 跳轉到第一頁K5+100.00：位于下半支n按變坡點分界計算：按變坡點分界計算：n 橫距橫距x2= ZD Lcz = 5120.00 5100.00 20mn 豎距豎距 10. 02000220R2xy2222n 切線高程切線高程 HT = H1 + + i2（ Lcz - - BPD）n = 427.68 - - 0.04(5100.00 - - 5030.00)n = 424.88m n 設

11、計高程設計高程 HS = HT y2 = 424.88 0.10 = 424.78m 跳轉到第一頁n作業：作業：n某二級公路一路段有三個變坡點，詳細資料如下：某二級公路一路段有三個變坡點，詳細資料如下：n 變坡點樁號變坡點樁號 設計高程設計高程 豎曲線半徑豎曲線半徑 n K12+450 172.513 5000n +950 190.013 4000n K13+550 173.513 3000n試計算試計算K12+700K13+300段段50m間隔的整樁號的設計高程值。間隔的整樁號的設計高程值。 跳轉到第一頁n 1 1視覺分析的意義視覺分析的意義n 視覺分析：視覺分析：從視覺心理出發，對道路的空

12、間線形及其與周從視覺心理出發，對道路的空間線形及其與周圍自然景觀和沿線建筑的協調等進行研究分析，以保持視覺的圍自然景觀和沿線建筑的協調等進行研究分析，以保持視覺的連續性，使行車具有足夠的舒適感和安全感的綜合設計稱為視連續性，使行車具有足夠的舒適感和安全感的綜合設計稱為視覺分析。覺分析。一、視覺分析一、視覺分析 第五節第五節 道路平縱線形組合設計道路平縱線形組合設計 跳轉到第一頁2 2視覺與車速的動態規律視覺與車速的動態規律n( (1)1)駕駛員的注意力集中和心理緊張的程度隨著車速的增加而駕駛員的注意力集中和心理緊張的程度隨著車速的增加而增加。增加。n(2)(2)駕駛員的注意力集中點隨著車速增加

13、而向遠方移動。當車駕駛員的注意力集中點隨著車速增加而向遠方移動。當車速增加速增加97km97kmh h時，他的注意力集中點在前方時，他的注意力集中點在前方600m600m以外的某一以外的某一點。點。n(3)(3)當車速超過當車速超過97km97kmh h時，對前景細節的視覺開始模糊起來。時，對前景細節的視覺開始模糊起來。n(4)(4)駕駛者的周界感隨車速的增加而減少。當車速達到駕駛者的周界感隨車速的增加而減少。當車速達到72km/h72km/h時，駕駛者可以看到公路兩側視角時，駕駛者可以看到公路兩側視角30304040的范圍，而當車速的范圍，而當車速增加到增加到97km/h97km/h時，視角

14、減至時，視角減至2020以下。當車速再增加，駕駛者以下。當車速再增加，駕駛者的注意力隨之引向景象中心而置兩側于不顧。的注意力隨之引向景象中心而置兩側于不顧。跳轉到第一頁二、道路平、縱線形組合設計 n 適用條件：適用條件：n （1）當設計速度大于或等于）當設計速度大于或等于60km/h時，必須注重平、縱的時，必須注重平、縱的合理組合；合理組合；n （2）當設計速度小于或等于）當設計速度小于或等于40km/h時，在條件允許情況下時，在條件允許情況下力求做到各種線于要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利力求做到各種線于要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利組合。組合。n （一）平、縱組合的設計原則（一）

15、平、縱組合的設計原則n 1應在視覺上能自然地引導駕駛員的視線，并保持視覺的應在視覺上能自然地引導駕駛員的視線，并保持視覺的連續性。連續性。n 2注意保持平、縱線形的技術指標大小應均衡注意保持平、縱線形的技術指標大小應均衡,使線形在視使線形在視覺上、心理上保持協調。覺上、心理上保持協調。n 3選擇組合得當的合成坡度，以利于路面排水和行車安全。選擇組合得當的合成坡度，以利于路面排水和行車安全。n 4應注意線形與自然環境和景觀的配合與協調。應注意線形與自然環境和景觀的配合與協調。跳轉到第一頁n(二二)平、縱線形組合的基本要求平、縱線形組合的基本要求n（1）平曲線與豎曲線組合宜相互對應，且稍長）平曲線

16、與豎曲線組合宜相互對應，且稍長于豎曲線。于豎曲線。n（2）合成趕坡度的設計應與線型組合設計相結）合成趕坡度的設計應與線型組合設計相結合。有條件時，最大合成坡度不宜大于合。有條件時，最大合成坡度不宜大于8%，最，最小合成坡度不小于小合成坡度不小于0.5 %。n（3）平、縱面線形組合設計應與自然環境和景）平、縱面線形組合設計應與自然環境和景觀相配合、協調。觀相配合、協調。n（4）平曲線緩而長，且豎曲線坡差小于）平曲線緩而長，且豎曲線坡差小于1 %時，時，平曲線中可包含多個豎曲線。平曲線中可包含多個豎曲線。n（5）豎曲線半徑宜大于平曲線半徑的）豎曲線半徑宜大于平曲線半徑的1020倍。倍。隨著平曲線半

17、徑的增大，豎曲線半徑的增大倍數隨著平曲線半徑的增大，豎曲線半徑的增大倍數也宜增加。也宜增加。跳轉到第一頁平、縱線形組合設計要點：平、縱線形組合設計要點：跳轉到第一頁（三）平、縱線形組合要點：（三）平、縱線形組合要點：跳轉到第一頁（三）、 平曲線與豎曲線的組合 n（1）平曲線與縱面直線組合）平曲線與縱面直線組合n 組合時要注意平曲線半徑與縱坡度協調，要避免急彎與陡坡相重合。組合時要注意平曲線半徑與縱坡度協調，要避免急彎與陡坡相重合。n（2）平曲線與豎曲線的組合）平曲線與豎曲線的組合 n）平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線。平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線。n平豎曲線

18、頂點重合，且平包豎。豎曲線的起終點最好分別放在平曲線的平豎曲線頂點重合，且平包豎。豎曲線的起終點最好分別放在平曲線的兩個緩和曲線內，即兩個緩和曲線內，即“平包豎平包豎”，其中任一點都不要放在緩和曲線以外，其中任一點都不要放在緩和曲線以外的直線上，也不要放在圓弧段之內。的直線上，也不要放在圓弧段之內。 跳轉到第一頁n 平、豎曲線重合如果平曲線的中點與豎曲線的頂（底）點位平、豎曲線重合如果平曲線的中點與豎曲線的頂（底）點位置錯開不超過平曲線長度的四分之一時，仍然可以獲得比較滿置錯開不超過平曲線長度的四分之一時，仍然可以獲得比較滿意的外觀。意的外觀。跳轉到第一頁n平曲線和豎曲線其中一方大而平緩，那么

19、另一方就不要形成平曲線和豎曲線其中一方大而平緩，那么另一方就不要形成多而小。一個長的平曲線內有兩個以上豎曲線，或一個大的多而小。一個長的平曲線內有兩個以上豎曲線，或一個大的豎曲線含有兩個以上平曲線，看上去非常別扭。豎曲線含有兩個以上平曲線，看上去非常別扭。 ）平曲線與豎曲線大小應保持均衡）平曲線與豎曲線大小應保持均衡n半徑：豎曲線半徑大約為平曲線半徑的半徑：豎曲線半徑大約為平曲線半徑的1020倍時倍時n長度：平曲線應稍長于豎曲線長度：平曲線應稍長于豎曲線跳轉到第一頁n平曲線和豎曲線其中一方大而平緩，那么另一方就不要形成平曲線和豎曲線其中一方大而平緩，那么另一方就不要形成多而小。一個長的平曲線內

20、有兩個以上豎曲線，或一個大的多而小。一個長的平曲線內有兩個以上豎曲線，或一個大的豎曲線含有兩個以上平曲線，看上去非常別扭。豎曲線含有兩個以上平曲線，看上去非常別扭。 ）平曲線與豎曲線大小應保持均衡）平曲線與豎曲線大小應保持均衡n半徑：豎曲線半徑大約為平曲線半徑的半徑：豎曲線半徑大約為平曲線半徑的1020倍時倍時n長度：平曲線應稍長于豎曲線長度：平曲線應稍長于豎曲線跳轉到第一頁）暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合n暗彎與凸形豎曲線及明彎與凹形豎曲線的組合是合理的，是暗彎與凸形豎曲線及明彎與凹形豎曲線的組合是合理的，是比較符合駕駛員的心理反應和視覺反應。比較符合駕駛員的心理反應和視覺反應。跳轉到第一頁）

21、暗、明彎與凸暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合、凹豎曲線的組合n對于明彎與凹形豎曲線的組合與暗彎凸形豎曲線的組合，當對于明彎與凹形豎曲線的組合與暗彎凸形豎曲線的組合，當坡度差較大時，一般給人留下舍坦坡，近路不走，而故意繞坡度差較大時，一般給人留下舍坦坡，近路不走，而故意繞坡的的感覺搞山區公路設計，有時難以避免這種情況，但坡的的感覺搞山區公路設計，有時難以避免這種情況，但只要坡度不大，對行車的影響也不是太大。只要坡度不大，對行車的影響也不是太大。跳轉到第一頁2 2、平、縱曲線應避免、平、縱曲線應避免的組合的組合n 要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線

22、的底部與反向平曲線的拐點重合。線的拐點重合。凸形豎曲線與反向平曲線拐點重合凸形豎曲線與反向平曲線拐點重合 跳轉到第一頁2、平、縱曲線應避免的組合、平、縱曲線應避免的組合n 要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合。線的拐點重合。跳跳 躍躍跳轉到第一頁2、平、縱曲線應避免的組合、平、縱曲線應避免的組合n 小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。n 計算行車速度計算行車速度40km/h的道路，應避免在凸形豎曲線頂部或的道路，應避免在凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。凹形豎曲線底部

23、插入小半徑的平曲線。 n 要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合。線的拐點重合。跳轉到第一頁2、平、縱曲線應避免的組合、平、縱曲線應避免的組合n 小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。n 計算行車速度計算行車速度40km/h的道路，應避免在凸形豎曲線頂部或的道路，應避免在凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。 n 要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合。線的拐點重合

24、。 在長平曲線內，要盡量設計成直坡線，避免設置短的、半徑在長平曲線內，要盡量設計成直坡線，避免設置短的、半徑小的豎曲線。避免在一個平曲線上連續出現多個凹、凸豎曲線。小的豎曲線。避免在一個平曲線上連續出現多個凹、凸豎曲線。 跳轉到第一頁2、平、縱曲線應避免的組合、平、縱曲線應避免的組合n 小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。n 計算行車速度計算行車速度40km/h的道路，應避免在凸形豎曲線頂部或的道路，應避免在凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。 n 要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲要避免使凸形豎

25、曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合。線的拐點重合。 在長平曲線內，要盡量設計成直坡線，避免設置短的、半徑在長平曲線內，要盡量設計成直坡線，避免設置短的、半徑小的豎曲線。避免在一個平曲線上連續出現多個凹、凸豎曲線。小的豎曲線。避免在一個平曲線上連續出現多個凹、凸豎曲線。 平、豎曲線半徑都很小時不宜重合；此時應將兩者分開，把平、豎曲線半徑都很小時不宜重合；此時應將兩者分開，把二者拉開相當距離，使平曲線位于直坡段或豎曲線位于直線上。二者拉開相當距離，使平曲線位于直坡段或豎曲線位于直線上。 跳轉到第一頁（四） 直線與縱斷面的組合 （1）平面直線與縱面直線組合（縱坡不變的直線） （2）平面直線與豎曲線組合要素）平面直線與豎曲線組合要素 （凸型直線、凹型直線）（凸型直線、凹型直線） 直線上一次變坡是很好的平、縱組合，從美學觀點講以包括直線上一次變坡是很好的平、縱組合，從美學觀點講以包括一個凸型豎曲線為好，而包括一個凹型線次之；一個凸型豎曲線為好，而包括一個凹型線次之；直線中短距離內二次以上變坡會形成反復凸凹的直線中短距離內二次以上變坡會形成反復凸凹的“駝峰駝峰”和和“凹陷