《道路工程》讲义第一篇第4章-道路线形设计(第2部分)

s2
式中：
S2
V 3.6
t2
V—— 超车汽车的速度，一般都按设计速度行驶， km／h；
t2 —— 在对向车道上行驶的时间，s。
3．超车完成时，超车汽车与对向汽车之间的安全距离
S3 15～60ｍ
4．超车汽车从开始加速到超车完成的时间内，对向汽 车的行驶距离
S4
V 3.6
(t1
t2 )
以上四个距离的总和称为全超车视距。其大小为：
补救措施：限速、设反光镜等
确定开挖视距台的步骤：
• 1 绘制需开挖视距台的横断面，确定视点位置 • 2 确定视点至边坡的距离及最大横净距 • 3 确定视距台开挖的宽度 • 4 确定视距台开挖的范围。
n
h m
第一篇 道路路线 第四章 道路线形设计
§4-4 道路纵断线形
目的要求
通过本次课的学习，应重点掌握：道路纵断的 相关概念与规定、竖曲线的设计方法与步骤。了
（2）最大横净距计算方法：
▪ 1）不设回旋线的横净距计算：
▪ ①曲线长L>视距S：
h
Rs
Rs
cos
2
Rs (1
cos )
2
180 S Rs
视点轨迹线
▪式中：Rs——驾驶员视点轨迹线半径， Rs
R
B 2
1.5
②曲线长L<视距S：
h1
Rs
Rs
cos
2
Rs (1
cos )
2
h2
S
2
L'
sin
道路工程
第一篇 道路路线 第四章 道路线形设计
§4-3 行车视距
目的要求
通过本次课的学习，应重点掌握：行车视距的 定义、分类与使用标准，视距的确定与保证。熟 悉行车视距的组成及其长度计算。了解保证行车 视距的工程措施。
• 重点：视距的定义、分类与使用要求，视距包
重点与难点
络图的绘制方法。停车视距的三个组成部分及 其计算。
1 2
0
s
4 3
1
23
2
4
1 4 3 2 1
1 2 3 4 1 2
0
s
41 3 2
1
4
3
h
2
1
0
23 4 1 2 3 4 1 2
s
3. 保证行车视距的工程措施：
（1）清除障碍物： ①清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。 适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。
3. 保证行车视距的工程措施： （1）清除障碍物： ①清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。 适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。
550
350
200
150
100
最小必要超车视距 （m）
350
250
150
100
70
行车视距的使用要求
1．高速公路和一级公路的视距采用停车视距 高速公路和一级公路均设置了中间带，没有对向行车，也
就不存在同一车道上会车问题；高速公路和一级公路均有4 个以上的行车道，而且划有分车道线，设有专门的超车道， 也不存在到对向车道超车的问题。
1.2
路面加宽
1. 最大横净距法 ▪ （1）基本概念 ▪ 横净距：在弯道各点的横断面上，驾驶员视点轨迹线与视
距线之间的最大距离叫横净距。
驾驶员视点位置：
视线高度：1.2m 平面位置：距未设加宽的路面外边缘1.5m，或距路中线 B 1.5(m)
2
最大横净距：在弯道内所有横净距中的最大值，称为最大 横净距，用h表示。 其值可根据视距S和曲线长L、行车轨迹曲线半径RS算出。
（三）超车视距
汽车行驶时为超越前车所必须的行车视距称作超车视距。 超车视距适用于双车道公路。
超车视距计算如下：
1．加速行驶距离
S1
V0 3.6
t1
1 2
at12
式中：
V0—— 被超汽车的速度，一般认为较设计速度低 10～20km／h。；
t1—— 加速时间，s； a—— 平均加速度，m／s2。
2．超车汽车在对向车道上行驶的距离
2
S L'
h
h1
h2
Rs (1 cos
) 2
2
sin 2
式中：
L’——曲线内侧视点轨迹线长度。L'
180
Rs
Rs R
L
（2）最大横净距计算方法：
2）设回旋线的横净距计算：
▪ ▪
①圆曲线长LY＞S:
②曲线总长L>S>LY
h
Rs
(1
cos
2
)
h
Rs
(1
cos
2
2
)
(Ls
'l) sin(
K—— 制动系数，一般在1.2～1.4之间；
—— 纵向摩阻系数，一般按潮湿状态考虑；
i —— 路段的纵坡度，上坡取＋，下坡取－。
3. 安全距离l安
以保证汽车有一定的安全距离，在障碍物前停车而不致撞 击到障碍物上。一般可取3～5m。
综上所述，停车视距的计算公式为：
ST
l反
S制
l安
V 3
KV 2
②清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。 适用：分散障碍物，如独立建筑物等 。
Z1
Z2
Z3
3. 保证行车视距的工程措施： （1）清除障碍物：
①清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。 适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。
②清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。 适用：分散障碍物，如独立建筑物等 。 （2）分道行驶： 二、三、四级公路，受地形条件或其它特殊情况限制路段 ， 若不能保证会车视距——2倍的停车视距，则必须满足停车视 距，同时应采用严格的分道行驶措施。 如设分道线、分隔带、分隔桩，抑或设成两条分离的单车道。
比较后定出的、由直坡线和竖曲线组成的一条具有规则形状的 几何线形，反映了道路路线纵断面上的起伏变化情况。
设计线上各点的高程，称之为设计标高。 填挖高度：同一桩号的设计标高与地面标高的差值。
设计线高于地面线的各桩点需要填方，反之需要挖方。
3．纵坡度 路线纵向坡度，简称纵坡度。是同一坡段上两点间的高差
距线，视距线相互交叉而形成的外边缘线作为清除障碍的界限的方法。
横净距
视距包络图
图3.6.7 视距包络图
视距包络图的绘制步骤与方法：
（1）按一定的比例尺绘出弯道平面图，绘出路基、路面边缘和路中心 线，并根据路面宽度绘出驾驶员的视点轨迹线。
• （2）在视点轨迹线上按一定的距离进行量距分点。在轨迹线上从弯 道两端相连的直线上距曲线的起点（或终点）为一个视距长S处开始， 量距步长为S/n进行布点。把起点定为0，然后用1，2，……，n的数 字连续编号，使相同两个号码间的轨迹线长度等于S，直到曲线结束 后一个视距长S处为止。
• 难点：行车视距的计算方法与保证方法。
第4章 道路线形设计
§4-3 行车视距
定义：为了保证行车安全，驾驶员应能随时看到前方一定距 离的公路、以及公路上的障碍物或迎面来车，以便于及时刹 车或绕过。汽车在这段时间里沿公路路面行驶过的必要安全 距离就是行车视距。
存在行车视距问题的情况： 平面上：平曲线（暗弯）
式中，以V1和V2分别表示汽车1和汽车2的车速，而且 它们分别是在 i1 和 i2 的纵坡上行驶。
如果两汽车车速相同，均为V（km／h），并在同—纵坡 i 上行驶（即一辆车上坡、一辆车下坡），则有：
SH
V 1.5
KV 2 127( 2
i2
)
l安
由上面的计算式可知，该距离约为停车视距的两倍，即
SH 2ST
与水平距离的比值。 纵坡有上坡和下坡之分。 坡线的坡度值为
平面上的视距问题
平面交叉处 纵断面：凸竖曲线
纵断面上的视距问题
凹竖曲线 (下穿式立体交叉)
一、 视距的分类与大小
行车视距根据通视要求的不同，可分为：停车视距、会车 视距和超车视距。 （一）停车视距
汽车行驶时，当驾驶员发现前方障碍物后，立即采取制动 措施，至汽车在障碍物前安全停下来所需要的最短距离，称 为停车视距。
解竖曲线最小长度和最小半径的相关规定。
• 重点：道路的最大纵坡和最小纵坡、缓和坡段
重点与难点 等概念，竖曲线设计方法与步骤。 • 难点：竖曲线设计与计算。
第一篇 道路路线 第四章 道路线形设计
§4-4 道路纵断线形
一、基本概念
1．路线纵断面图及纵断面线形 沿着路中线竖向剖切、再行展开即得到了路线的纵断面图。
Sc S1 S2 S3 S4 （m）
考虑到值较大，不太容易满足，而且实际行车中只需要考 虑超车汽车从完全进入对向车道到超车完成时所行驶的时间 就很安全了。
最小必要超车视距为：
Sc min
2 3
S2
S3
S4
二、行车视距标准
我国《标准》将各级公路的行车视距进行了计算和取值， 并列表如下，设计中应满足相应的要求。
行车视距的相关规定如下：
高速公路、一级公路停车视距
设计速度（km/h） 120
100
80
60
停车视距（m）
210
160
110
75
二、三、四级公路的停车视距、 会车视距与超车视距
设计速度（km/h） 80
60
40
30
20
停车视距（m）
110
75
40
30
20
会车视距（m）
220
150
80
60
40
超车视距（m）
• （3）分别用直线连接相邻近的、编号相同的各点，得到一系列的视 距线。视距线相互交叉，形成一条外切边缘轮廓线——视距包络线。
• （4）根据中线上各中桩的位置，在其横断面方向上量出视点轨迹线 到视距包络线距离，该值即为本断面上所需要的横净距值。
4 3
1
23
2
4
1
4
3
2 1
曲线起点
1 2
3 4
曲线终点
感觉时间一般为1.5s； 制动生效时间一般为1.0s。 感觉和制动生效的总时间t=2.5s，我国采用1.2s
▪在1.2s时间内汽车行驶的距离为：
l反
1.2v
1.2 V t 3.6
V 3
2．制动距离 S制
取决于制动力和车速的大小，其计算公式可以表示为：
S制
KV 2
254( i)
式中：
V —— 计算行车速度，km/h；
2．二、三、四级公路的视距 应满足会车视距的要求，其长度不应小于停车视距的两倍。
受地形条件或其他特殊情况限制，而采取分道行驶的措施 的地段，可以采用停车视距。
3．高速公路、一级公路，以及大型车比例高的二、三级公 路的下坡路段，应采用下坡段货车停车视距对相关路段进行 检验。
4．具有干线功能的二级公路，宜在3min 的行驶时间内，提 供一次满足超车视距要求得的超车路段。
路线纵断面线形一般情况下是一条在竖向上有起伏的空间线 形。
它反映路线的线形（起伏及其大小）、线位（高程）和竖 向填挖等情况。
JD5 R= Ls=
JD6 R= Ls=
JD5 R= Ls=
2．图中的两种主要线条 地线：是根据中线上各中桩点的地面高程点绘出的一条不
规则的折线，反映了沿路中线地面的起伏变化情况。 地面线上各点的高程，称之为地面标高。 设计线：是经过技术上、经济上以及美学上等多方面的综合
254( i) l安
（二）会车视距 是指两辆对向行驶的汽车在同一车道上相遇，及时刹车所
必需的最短行车距离。 会车视距由三个部分组成：
（1）双方驾驶员反应时间所行驶的距离； （2）双方汽车的制动距离； （3）安全距离。
SH
V1 V2 3
KV12
254( i)
KV22
254( i)
l安
)
arctan{LS' [1 l ( l )2 ]} 6RS LS' LS'
l
1 2
(Ls
'S )
Ls '
Rs R
Ls
LY
L'
▪ ③曲线总长L<S:
h
Rs
(1
cos
2
2
0)
Ls
'sin(
2
)
S
2
L'
sin
2
arctan LS'
6RS
2. 视距包络图法 ▪ 视距包络图就是在驾驶员的视点轨迹线上每隔一定间隔绘出一系列的视
5．平曲线内侧设置的人工构造物，或平曲线内侧的挖方边 坡妨碍视线，或中间带设置防眩设施时，应对视距予以检查 与验算，不符合要求时，应采取一定的措施。
三、平面视距的保证
平曲线视距检查方法： ①最大横净距法
1. 最大横净距法
②视距包络曲线法
▪ （1）基本概念
▪ 横净距：在弯道各点的横断面上，驾驶员视点轨迹线与视 距线之间的最大距离叫横净距。
停车视距由三部分组成：
ST l反 S制 l安
l安
ST l反 S制 l安
式中：l反 —— 司机反应时间内行驶的距离，m； S制 —— 从司机制动生效开始到完全停止时间内
行驶的距离，即“制动距离”，m；
l安 —— 安全距离， m 。
1. 反应距离：l反
是当驾驶人员发现前方的阻碍物后，经过判断决定采取制 动措施，到制动器真正开始起作用的那一瞬间汽车所行驶的 距离。
S
h B
A
1. 最大横净距法
▪ （1）基本概念
▪ 横净距：在弯道各点的横断面上，驾驶员视点轨迹线与视 距线之间的最大距离叫横净距。
▪ 驾驶员视点位置：
➢ 视线高度：1.2m
➢
平面位置：距未设加宽的路面外边缘1.5m，或距路中线
B 1.5(m) 2
B2BB2/211-.5.15(.m5()m) 1.5m b
2
)
arctan{LS' [1 l ( l )2 ]}
6RS LS' LS'
LY
l
1 2
(Lh
'
S)
Lh
'
Rs R
Lh
（2）最大横净距计算方法：
2）设回旋线的横净距计算：
▪ ①圆曲线长LY>S:
h Rs (1 cos 2 )
▪ ②曲线总长L>S>LY
h
Rs
(1
cos
2 2
)
(Ls
'l) sin( 2