公路设计和立交桥

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直线的运用—长直线的量化是一个需要研究的课题
德国和日本规定直线的最大长度为20v，苏联为8km，美国为4.83km。 我国地域辽阔，地形条件在不同的地区有很大不同，对直线最大长度很难作出统一的规定。 总的原则是：道路线形应该与地形相适应，与景观相协调，不强求长直线，也不硬性去掉直线而设置曲线。
混合式道路网
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行车道宽度包括机动车道宽度和非机动车道宽度。车道宽度主要决定于车道数和每条行车道的宽度。机动车： 每条车道宽度一般为3.0-3.75m。 大中城市主干道宜采用四车道(双向)，次干道则采用双车道(双向)； 交通量不大的小城镇：主干道可采用双车道(双向)。 根据经验，对于双车道多用7.5-8.0m;三车道用10-11m;四车道用13-15m；六车道用19-22m。非机动车： 每条车道宽度一般为1.0-2.5m。根据设计实践，非机动车车道基本宽度可采用5.0m(或4.5m)；6.5m(或6.0m)、8.0m(或7.5m)。
混合式道路网是结合城市的条件，采用几种基本形式的道路网组合而成，有的城市是因城市分段发展而成为混合式道路网。目前不少大城市在原有道路网基础上增设了多层环状路和放射形出口路、形成了混合式道路网。这种形式道路网既具有前述几种形式道路网的优点，也能避免它们的缺点。我国北京、上海、天津、沈阳、武汉、南京、合肥等城市的道路网均属于这种道路网。
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圆曲线最大半径
如前所述，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用较大的圆曲线半径，但半径大到一定程度时，其几何性质与直线已无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果。所以《公路路线设计规范》规定道路平面线形圆曲线的最大半径不宜超过10000m
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放射环形式道路网，是国内外大城市和特大城市采用较多的一种形式。它以城市为中心，环绕市中心布置若干环形干道，联系各条通往中心向四周放射的干道。优点是中心区与各区以及市区与郊区都有短捷的道路联系，道路分工明确，路线有曲有直，较易适应自然地形。缺点是容易把车流导向市中心，造成市内交通压力过重。
放射环形式道路网
缓和曲线
我国《公路工程技术标准》规定，除四级公路外，其余各级公路都应按要求设置缓和曲线，在高速公路上，有时缓和曲线总长所占路线全长的比例甚至超过了直线和圆曲线。 缓和曲线的作用：曲率连续变化，便于车辆遵循离心力逐渐变化，旅客感觉舒适超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳与圆曲线配合得当，增加线形美观
路面结构层—之基层
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位置特点一方面另一方面材料
路面结构层—之垫层
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路面等级的划分
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组成：特点：适用范围：
高级路面
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组成：特点：适用范围：
次高级路面
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组成特点适用范围
中级路面
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组成：特点：适用范围：
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圆曲线最小半径
为了行车的安全与舒适，《公路工程技术标准》及《公路路线设计规范》规定了圆曲线半径在不同情况下的最小值。
公路等级
高速公路
一级公路
二级公路
三级公路
四级公路
地形
平原微丘
重丘
山岭
平原微丘
山岭重丘
平原微丘
山岭重丘
平原微丘
山岭重丘
平原微丘
山岭重丘
设计车速
120
100
行车道宽度
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人行道宽度与道路路幅宽度之比大体上在1.7-1.5之间比较合适。 分车带最小宽度不宜小于1.0m，如果在分车带上考虑设置公共交通车辆停车站台时，其宽度不宜小于1.5m-2.0m。 为了使城市道路上及毗邻的街坊建筑物出入口的雨水能迅速排入道路两侧的街沟或雨水口、除人行道设置必要的横坡外，行车道也必须设置路拱，使路面具有一定的坡度，如混凝土路面为1.0％-1.5％。沥青路面为1.5％-2.5％。人行道坡度为1.0％-2.5％。
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纵断面设计线由：直线竖曲线两部分组成。
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直线
直线（即均匀坡度线）有上坡和下坡之分，是用坡度和坡长（水平投影长度）表示的。 直线的坡度和长度影响着汽车的行驶和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以道路上行驶的汽车类型及其行驶状况来决定的。
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四类或三类
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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快速路
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主干路
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次干路
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支路
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城市道路网
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方格式道路网
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80
60
100
60
80
40
60
30
40
20
极限最小半径
650
400
250
125
400
125
250
60
125
30
60
15
一般最小半径
1000
700
400
200
700
200
400
100
200
65
100
30
不设超高最小半径
5500
4000
2500
1500
4000
1500
2500
600
1500
350
600
150
低级路面
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按路面力学特性分类
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弯沉变形较大
柔性路面
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垂直变形极小
刚性路面
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前期柔性后期刚性
半刚性路面
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高速公路
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城市道路由以下各部分组成
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经过对不同路段、行驶车速在100km/h的驾驶人员和乘客心理反应和感受进行调查，有如下结果：位于城市附近的道路，作为城市干道的一部分，由于路旁高大建筑和多彩的城市风光，无论路基高低均被纳入视野范围，驾驶员和乘客无直线过长希望驶出的不良反应。位于乡间平原区的公路，随季节和地区不同，司乘人员有不同反应，北方的冬季，植被枯萎，景色单调，太长的直线使人情绪受到影响。夏天稍许改善一些，但驾驶人员加速、希望尽快驶完直线的心理普遍存在。位于大戈壁、大草原的公路，直线长度可达10km，司乘人员极易疲劳，车速超过设计车速很多，但在这种特殊的地形条件下，除了直线别无其它选择，人为设置弯道不但不能改善其单调，反而增加路线长度。 由此看来，直线的最大长度，在城镇附近或其它景色有变化的地点大于20v是可以接受的；在景色单调的地点最好控制在20v以内，而在特殊的地理条件下应特殊处理，机械地做某种限制是不适宜的。 必须强调的是，在任何情况下都要避免追求长直线的错误倾向。
其它要求
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城市道路横断面的基本形式：单幅路、双幅路、三幅路和四幅路
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郊区道路以货运交通为主，行人和非机动车很少。
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公路设计概况
公路是一条带状的三维空间实体，由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等工程构造物和沿线附属设施组成。路线：指道路中线的空间形态。道路的平面线形：路线在平面上的投影线道路的纵断面线形：沿中线竖直剖切再沿道路里程展开的立面投影线道路的横断面：中线上任意一点的切面
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直线的运用—直线的最小长度
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圆曲线
圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点，运用十分普遍。 行驶在平曲线上的汽车由于受离心力作用，其横向稳定性（横向滑动或横向倾覆）受到影响，而离心力的大小又与圆曲线半径密切相关，半径越小越不利，所以在选择圆曲线半径时应尽可能采用较大的值，只有在地形或其它条件受到限制时可使用较小的曲线半径。
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公路设计
路线平面设计路线纵断面设计路线横断面设计
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一、路线平面设计
公路的平面线形主要由：直线圆曲线缓和曲线组成。
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直线的特点
优点：笔直的道路给人以简捷、直达的良好印象，在美学上直线也有自身的视觉特点；汽车在直线道路上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易；从测设上看，直线只须定出两点，就可方便地测定方向和距离。因此，一般在选、定线时只要地势平坦，无大的地物、地形障碍，选、定线人员会首先考虑使用直线。缺点：过长的直线对于道路工程来说并不好，尤其对于高速公路。长直线线形大多情况下难与地物、地形相协调、吻合。另外，过长的直线容易使驾驶人员感到单调、疲倦，行驶中难以准确目测车间距离，于是产生尽快驶出直线的急躁情绪，一再加速以至超过规定车速许多，这样容易导致交通事故的发生。因此，在运用直线形并决定其长度时必须持谨慎态度，不宜采用过长直线。
40
60
30
40
20
缓和曲线最小长度
100
85
70
50
85
50
70
35
50
25
35
20
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二、路线纵断面设计
路线纵断面设计线总是一条与地面线相符合、连绵起伏的二维曲线。 纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究这条二维曲线几何构成的大小及长度，以便达到行车安全迅速、工程和运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。
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直线的运用—适宜采用直线的路段
不受地形、地物限制的平坦地区和山涧谷地，如戈壁滩、草原、大平原等。市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等。长大桥梁、隧道等构造物路段。路线交叉点及其前后路段。双车道公路提供超车的路段。
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直线的运用—直线的最大长度应有所限制
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自由式道路网往往是结合地形布置，路线弯曲，无一定的几何图形，适用于自然地形条件复杂的城市。优点是能充分利用自然地形，节省道路建设投资，形式自然活泼。缺点是不规则的街坊多，影响建筑物的布置，路线弯曲不易识别方向。我国青岛、重庆、渡口等城市的道路网即属于自由式道路网。
自由式道路网
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缓和曲线最小长度
考虑了上述三方面的因素，《公路工程技术标准》制定了各级公路缓和曲线最小长度：
公路等级
高速公路
一级公路
二级公路
三级公路
四级公路
地形
平原微丘
重丘
山岭
平原微丘
山岭重丘
平原微丘
山岭重丘
平原微丘
山岭重丘
平原微丘
山岭重丘
设计车速
120
100
80
60
100
60
80
特点 材料 结构承重层磨耗层保护层
路面结构层----之面层
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位置和结构：位于面层之下，有时分两层铺筑，上面一层称上基层，下面一层称底基层，修筑底基层所用材料的质量要求可较上基层低些。特点：主要承受由面层传来的车轮荷载，将它分布到下面的层次上，能起到减小面层厚度的作用，所以基层应具有足够的抗压强度和扩散应力的能力。车轮荷载水平力作用沿着深度递减很快，对基层影响很小。虽然车轮不直接与基层接触，基层的耐磨性可不予重视，但应有平整的表面，以保证面层厚度均匀。基层与面层应结合良好，以提高路面结构整体强度，避免面层沿基层滑移推挤。基层遭受大气因素的影响虽比面层为小，但不能阻止地下水和地表水侵入，当面层透水时，也不能阻止雨水侵入，所以基层应具有足够的水稳性。材料：一般用碎石、砾石、石灰土或各种工业废渣修筑。
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缓和曲线最小长度
由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度，以使司机能从容地操纵方向盘。这样乘客感觉舒适，道路线形美观流畅，圆曲线上的超高和加宽过渡也能在缓和曲线段内比较合理地完成。所以，必须规定缓和曲线的最小长度。 缓和曲线最小长度可由以下几方面考虑：乘客感觉舒适：汽车行驶在缓和曲线上，其离心加速度将随着缓和曲线的变化而变化，若变化过快，将会使乘客有不舒适的感觉。超高渐变率适中：一般情况下，在缓和曲线段设有超高缓和段，如果缓和曲线太短则会因路面急剧地由路拱双坡断面变为超高单坡断面而形成一种扭曲的路面，路容不美观，并且对行车产生一种横向冲击。行驶时间不过短：缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短而使司机驾驶操纵过于匆忙。一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s，即缓和曲线应保证3s行程。