公路竖曲线计算
纵坡、竖曲线
2.竖曲线的最小半径和最小长度
各级公路竖曲线的最小半径和最小长度
单位：m
设计速度（km/h）
120 100 80 60 40 30 20
凸形竖曲线 极限最小值 11000 6500 3000 1400 450 250 100
半径
一般最小值 17000 10000 4500 2000 700 400 200
（2）最小纵坡 定义：最小纵坡是指在纵坡设计时各级公路允许采用 的最小坡度值。
模块二 公路路线
4.坡长限制
（1）最大坡长限制 定义：最大坡长是指控制汽车在坡道上行驶，当车速 下降到最低容许速度时所行驶的距离。 规定：当公路连续纵坡大于5%时，其纵坡坡长应加以 限制，并在最大坡长所规定的范围内设置缓和坡段，缓和 坡段的纵坡坡度应不大于3%。
模块二 公路路线 变坡角计算公式： i1 i2
i1、i2 — 变坡点前、后坡线的纵坡坡度，用小数表示， 上坡取“+”，下坡取“-”。 ω为正时为凸形竖曲线， 反之，为凹形竖曲线。
竖曲线示意图
模块二 公路路线
1. 竖曲线的要素
要素：竖曲线长度L、切线长T和外距E。
竖曲线要素
模块二 公路路线
纵坡竖曲线纵坡竖曲线表纵坡竖曲线表怎么看竖曲线变坡点竖曲线坡度竖曲线坡长道路竖曲线变坡点竖曲线坡度计算纵断面竖曲线竖曲线
模块二 公路路线
一、纵坡
1.纵断面线型组成
组成：地面线和设计线。 设计线组成：直线和竖曲线。
模块二 公路路线
2.纵坡
定义：纵坡是指公路沿线的纵向坡度，包括上坡 和下坡，用符号і表示，上坡i为正，下坡i为负。
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- 500 500 600
道路勘探设计竖曲线设计.pptx
• 试计算K12+700～K13+300段50m间隔的整桩号的设 计高程值。
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当x=L时，
ip
L k
i1
i2
则
k L L
R L
i2 i1
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2．竖曲线诸要素计算公式
（1）竖曲线长度L或竖曲线半径R
L = xA - xB
L R , R L
（2）竖曲线切线长T
因为T = T1 = T2，则
B
T L R
i
22
2
（3）竖曲线外距E
E T 2 ，E L T A
竖曲线最小长度相当于各级道路计算行车速度的 3秒行程 。
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（三）凹形竖曲线最小半径和最小长度
• 设置凹竖曲线的主要目的是缓和行车时的离心力，
确定凹竖曲线半径时，应以离心加速度为控制指
标 。 R V2 V2
13a 3.6
或
Lmin
V 2
3.6
凹形竖曲线的最小半径、长度，除满足缓和离心
1．纵断面设计成果 变坡点桩号BPD 变坡点设计高程H 竖曲线半径R
R
H
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三、逐桩设计高程计算
2．竖曲线要素的计算公式：
• 变坡角ω= i2- i1
• 曲线长：L=Rω
x
• 切 线 长 ： T=L/2=
Rω/2
E T2
• 外 距： 2R
纵 距： y x2
2R
y x
竖曲线起点桩号: QD=BPD - T
h1
d12 2R
t12 2R
，则d1
道路曲线高程计算公式
高速公路的一些线路坐标、高程计算公式(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道) 一、缓和曲线上的点坐标计算已知：①缓和曲线上任一点离ZH点的长度：l②圆曲线的半径：R③缓和曲线的长度：l0④转向角系数：K(1或－1)⑤过ZH点的切线方位角：α⑥点ZH的坐标：xZ，yZ计算过程：说明：当曲线为左转向时，K=1，为右转向时，K=-1，公式中n的取值如下：当计算第二缓和曲线上的点坐标时，则：l为到点HZ的长度α为过点HZ的切线方位角再加上180°K值与计算第一缓和曲线时相反xZ，yZ为点HZ的坐标切线角计算公式：二、圆曲线上的点坐标计算已知：①圆曲线上任一点离ZH点的长度：l②圆曲线的半径：R③缓和曲线的长度：l0④转向角系数：K(1或－1)⑤过ZH点的切线方位角：α⑥点ZH的坐标：xZ，yZ计算过程：说明：当曲线为左转向时，K=1，为右转向时，K=-1，公式中n的取值如下：当只知道HZ点的坐标时，则：l为到点HZ的长度α为过点HZ的切线方位角再加上180°K值与知道ZH点坐标时相反xZ，yZ为点HZ的坐标三、曲线要素计算公式公式中各符号说明：l——任意点到起点的曲线长度（或缓曲上任意点到缓曲起点的长度）l1——第一缓和曲线长度l2——第二缓和曲线长度l0——对应的缓和曲线长度R——圆曲线半径R1——曲线起点处的半径R2——曲线终点处的半径P1——曲线起点处的曲率P2——曲线终点处的曲率α——曲线转角值四、竖曲线上高程计算已知：①第一坡度：i1(上坡为“＋”，下坡为“－”)②第二坡度：i2(上坡为“＋”，下坡为“－”)③变坡点桩号：SZ④变坡点高程：HZ⑤竖曲线的切线长度：T⑥待求点桩号：S计算过程：五、超高缓和过渡段的横坡计算已知：如图，第一横坡：i1第二横坡：i2过渡段长度：L待求处离第二横坡点（过渡段终点）的距离：x 求：待求处的横坡：i解：d=x/Li=(i2-i1)(1-3d2+2d3)+i1六、匝道坐标计算已知：①待求点桩号：K②曲线起点桩号：K0③曲线终点桩号：K1④曲线起点坐标：x0，y0⑤曲线起点切线方位角：α0⑥曲线起点处曲率：P0(左转为“－”，右转为“＋”)⑦曲线终点处曲率：P1(左转为“－”，右转为“＋”)求：①线路匝道上点的坐标：x,y②待求点的切线方位角：αT计算过程：。
竖曲线
竖曲线是在变坡点处，为了行车平顺的需要而设置的一段曲线。
竖曲线的形状，通常采用圆曲线或二次抛物线两种。
在设计和计算上抛物线比圆曲线更为方便，故一般采用二次抛物线。
在纵坡设计时，由于纵断面上只反映水平距离和竖直高度，因此竖曲线的切线长与弧长是其在水平面上的投影，切线支距是竖直的高程差，相邻两条纵坡线相交角用坡度差表示。
一、竖曲线要素计算如图3-3所示，设变坡处相邻两纵坡度分别为i1和i2，坡度差以ω表示，则坡度差ω为i1和i2的代数差，即ω= i1-i2：当ω>0时，则为凸形竖曲线；当ω<0时，则为凹形竖曲线。
图3-3竖曲线示意图1、竖曲线的基本方程二次抛物线作为竖曲线的基本形式是我国目前常用的一种形式。
如图3-4所示，用二次抛物线作为竖曲线的基本方程：3-4 竖曲线要素示意图竖曲线上任意一点的斜率为：当x=0时：k= i1,则b= i1；当x=L，r=R时：，则：因此，竖曲线的基本方程式为：或 (3-19)2、竖曲线的要素计算曲线长：（3-20）切线长：（3-21）外距：（3-22）曲线上任意一点的竖距（改正值）：（3-23）二、竖曲线设计标准竖曲线的设计标准包括竖曲线的最小半径和最小长度。
1、竖曲线设计的限制因素（1）缓和冲击汽车在竖曲线上行驶时会产生径向离心力，在凸形竖曲线上行驶会减重，在凹形竖曲线上行驶会增重，如果这种离心力达到某种程度时，乘客就会有不舒适的感觉，同时对汽车的悬挂系统也有不利影响，故应对径向离心力加速度加以控制。
根据试验得知，离心加速度a限制在0.5～0.7m/s2比较合适。
汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度为：（3-24）《标准》中确定竖曲线半径时取a=0.278 m/s2。
或（3-25）（2）行程时间不宜过短汽车从直坡段驶入竖曲线时，如果其竖曲线长度过短，汽车倏忽而过，冲击力大，旅客会感到不舒适，太短的竖曲线长度从视觉上也会感到线形突然转折。
因此，应限制汽车在竖曲线上的行程时间，一般不宜小于3s。
各种曲线计算公式
一、公路平曲线坐标计算公式1、缓和曲线：Lb1 0{K,D}①T=A2/R ②L=J（K-O）+T ③B=T2 /2/A2 *180/π④M=（L-T）-（L5-T5）/40/A4+（L9-T9）/3456/A8-（L13-T13）/599040/A12+（L17-T17）/17542600/A165.N=(L3-T3)/6/A2-(L7-T7)/336/A6+(L11-T11)/42240/A10-(L15-T15) /9676800/A14+(L19-T19)/3530097000/A18⑥I=(L2-T2)*180/2/A2/π⑦X=C+Mcos(Q-ZB)-ZNsin(Q-ZB)+Dcon(Q+ZI+S)◢⑧Y=F+Msin(Q-ZB)+ZNcos(Q-ZB)+Dsin(Q+ZI+S)◢Goto 0注：A：缘和曲线参数 R：起点半径 J：曲率半径判定值（当曲率半径由小到大取1,否则取-1）（当起点半径到终点半径是由大或无穷大到小取+1，反之则取-1） K：欲求点里程 O：缘和曲线起点里程 C：缘和曲线起点X坐标Q：起始方位角（当J=-1时，方位角应+180。
） Z：偏角判定值(当J=1时，左偏为-1，右偏为1；当J=-1时，左偏为1，右偏为-1) D：距中桩的距离 S：斜交角度 F：缘和曲线起点Y坐标2、圆曲线Lb1 0{K,D}①L=K-0②X=C+R[sin(Q+L/R*180/π)-sinQ]+Dcos(Q+L/R*180/π+S)◢③Y=F-R[cos(Q+L/R*180/π)-cosQ]+Dsin(Q+L/R*180/π+S)◢ Goto 0注：K：欲求点里程 O：圆曲线起点里程 C：圆曲线起点X坐标 R：圆曲线半径 (左偏为负) Q：起始方位角 D：距中桩的距离 S：斜交角度 F：圆曲线起点Y坐标3、直线Lb1 0{K,D}①L=K-0②X=C+LcosQ+Dcos(Q+S)◢③Y=F+LsinQ+Dsin(Q+S)◢Goto 0注：K：欲求点里程 O：直线起点里程 C：直线起点X坐标 Q：起始方位角 D：距中桩的距离 S：斜交角度 F：直线起点Y坐标二、竖曲线计算公式Lb1 0①{K} ②L=K-（0-T）③H=M-IT+LI-ZL2 /2/R◢ Goto 0 注：K：欲求点里程;O：顶点里程;T：切线长;M：顶点高程;I：坡度;Z：竖曲线判定值三、预拱度计算公式Lb1 0①{K} ②H=D-(4D÷B2)×(B/2-(K-O)) 2◢ Goto 0注：D：跨中最大设计预拱度 H：要计算的预拱度 K：欲求点里程桩号（距支座的距离） O：起点桩号 B：本跨净长。
[Word]高速公路线路(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道)坐标计算公式word版本
![[Word]高速公路线路(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道)坐标计算公式word版本](https://img.taocdn.com/s3/m/2f4e2a3451e79b89680226e0.png)
高速公路线路（缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道）坐标计算公式未知2009-12-27 21:40:34 本站高速公路的一些线路坐标、高程计算公式（缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道）一、缓和曲线上的点坐标计算已知：①缓和曲线上任一点离ZH点的长度：I②圆曲线的半径：R③缓和曲线的长度：I o④转向角系数：K（1或一1）⑤过ZH点的切线方位角：a⑥点ZH的坐标：x z, y z计算过程：SJ Q , = — + n 180I4)S= j£*y ：⑸ q 二 4+4-90(6)K J = ScosC^⑺比=SsinOjI0]x F + XZl9]y = y L + y E公式中n 的取值如下:当计算第二缓和曲线上的点坐标时，则:I 为到点HZ 的长度 a 为过点HZ 的切线方位角再加上180 °K 值与计算第一缓和曲线时相反x z , y z 为点HZ 的坐标切线角计算公式：二、圆曲线上的点坐标计算6R1,说明：当曲线为左转向时， K=1，为右转向时,K=-1,此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除已知：①圆曲线上任一点离ZH点的长度：I②圆曲线的半径：R③缓和曲线的长度：I o④转向角系数：K（1或一1）⑤过ZH点的切线方位角：a⑥点ZH的坐标：x z, y z计算过程：j I JQ J_ 90 （21■亠h）_ ~~1绯=卫_^—24R 2683R H ⑶珀二丄--+―—} 2240E! 34560R'= [Rd-cos^'）+p]K 旧）叭=Rain0 J+ID（0]q, = arctg —+n- 1E0XoJ盖亠犹侣]4 = 4+』—90[9）Xi= ScosCLj（10]y i = SsinC^II l）X= Ix+Xj11旳二咒+y.说明：当曲线为左转向时，K=1，为右转向时,K=-1 , 公式中n的取值如下：此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除Q > 0<0Zo >0'y t > 0n = 0n = 2n = 1n= 1当只知道HZ点的坐标时，则:I为到点HZ的长度a为过点HZ的切线方位角再加上180 °K值与知道ZH点坐标时相反x z, y z为点HZ的坐标三、曲线要素计算公式⑴緩曲段任意点转角値】6-：2Rlo⑵曲缠段任意虐转角值’ B 二空空I M ZC PCP JI2 ⑶第-缓曲段总转角值吩寻⑷第二缓曲段总转角值鳴.繁⑻第二曲线平移重,Pz =空--亠百2跟 26SSR 3⑸第一切蛙长| T1 -聖二邑十士虫十鹿十2R ） tg-t ril-U 2.2 2tg- 2QD 曲线全扶虧L = R 如乜）2曲圆曲线扶度:L 0 = Ra--(lj + 12)2⑬曲绕段长虧［=丄丄』空邛 ⑭偏窝愛曲D 的边线曲线按度：1=M + D|i公式中各符号说明:I ——任意点到起点的曲线长度（或缓曲上任意点到缓曲起点的长度） I i ――第一缓和曲线长度I 2――第二缓和曲线长度I 0――对应的缓和曲线长度2R1F2⑸第一曲线価移E ）mi -h2 240R Z 34560R'⑹第二曲块顺移藝服=旦2 240^*54 西OR ⑺第一曲統平移董;P1 24R 26881^^2 /%侧第二切线长;廿比晋十;山十现衣叭斤十恥R――圆曲线半径R——曲线起点处的半径F2——曲线终点处的半径P i――曲线起点处的曲率P2――曲线终点处的曲率a――曲线转角值四、竖曲线上高程计算已知：①第一坡度：i i（上坡为“ + ”，下坡为“一”）②第二坡度：i2（上坡为“ + ”，下坡为“―”）③变坡点桩号：S Z④变坡点高程：H Z⑤竖曲线的切线长度：T⑥待求点桩号：S计算过程：sH带有符号）I21R =-------ir _ ii_ 1 ~l f⑶H上也+ ——-_丄--RiA,五、超高缓和过渡段的横坡计算已知：如图，第一横坡：i i第二横坡：i 2过渡段长度：L待求处离第二横坡点（过渡段终点）的距离：x求：待求处的横坡：i解：d=x/L23i=(i 2-i 1)(1-3d 2+2d3)+i 1六、匝道坐标计算已知：①待求点桩号：K②曲线起点桩号：K0③曲线终点桩号：K1④曲线起点坐标：x0，y0⑤曲线起点切线方位角：a 0⑥曲线起点处曲率：P0( 左转为“－”，右转为“＋”)⑦曲线终点处曲率：P1( 左转为“－”，右转为“＋”)求：①线路匝道上点的坐标：X,y②待求点的切线方位角：a T 计算过程：S=K-K,[H 当 p ( = Pt=0 时 1x=xa+Scos J y^y (j+SsinCU⑵当R = p 冲附Cli = SF'i+OtiX 二比十-sin 4)厲 y=y.-tcos cos CU ) /F\ cir=a[3]当 P^PM=4 SO (P±-P J—Kflt=Nl s R/(P l -R )1=1.+SNC =Ck=S (14-lJ/2/CT-a-NlJ/2Cr —£ i f -ii l 11- ir----- — ---- 十 -------此 S36C 3 42240C 1x=i (>4 NAcosT- BsinTy=y il -F N^sirLT-bBcos注：sgn(x)函数是取符号函数，当x<0时sgn(x)=-1 ,当x>0时sgn(x)=1 ,当x=0时sgn(x)=0 。
公路测量曲线和竖曲线要素计算方法
1.某山岭区一般二级公路，变坡点桩号为K5＋030，高程为427.68m ，%51=i ，%42-=i ，竖曲线半径R ＝2000m 。
试计算竖曲线各要素以及桩号为k5＋000和K5＋100处的设计高程。
解：⑴计算竖曲线要素09.005.004.012-=--=-=i i ω，为凸形竖曲线。
曲线长20000.09180L R m ω==⨯=切线长m L T 9021802=== 外距2290 2.03222000T E m R ===⨯ ⑵计算设计高程竖曲线起点桩号＝（K5+30）－90=K4+940竖曲线起点高程＝427.68－90×0.05＝423.18m桩号K5+000处：横距m K K x 60)9404()0005(1=+-+= 竖距m R x h 9.040006022211=== 切线高程＝423.18＋60×0.5＝426.18m设计高程＝426.18－0.9＝425.28m桩号K5＋100处：横距m K K x 160)9404()1005(2=+-+= 竖距m R x h 4.6400016022222=== 切线高程＝423.18＋160×0.05＝431.18m设计高程＝431.18－6.4＝424.78m2．某山岭区二级公路，已知JD1、JD2、JD3的坐标分别为（40961.914,91066.103）、（40433.528,91250.097）、（40547.416,91810.392），并设JD2的R=150m ，Ls=40m ，求JD2的曲线要素。
解：⑴计算出JD2、JD3形成的方位角fwj2，︒=--=48966.11528.40433416.40547097.91250392.91810arctan 2fwj 计算出JD1、JD2形成的方位角fwj1， ︒=--=19908.289914.40961528.40433103.91066097.91250arctan1fwj 曲线的转角为α＝360＋fwj2－fwj1＝82.29058°⑵由曲线的转角，计算出曲线的切线长T ，曲线长L 及超距J3322402019.9882240240150s s L L q R =-=-=⨯ 24243340400.444242384241502384150s s L L p R R =-=-=⨯⨯ ︒===639.7150406479.286479.280R L s β 438.151988.19229058.82tan )444.0150(2tan )(=++=++=q p R T α 0150(2)2(82.2905827.639)240290.526180180s RL L ππαβ⨯=-+=-⨯+⨯= 781.49150229058.82sec )444.0150(2sec )(=-+=-+=R p R E α下面总结范文为赠送的资料不需要的朋友，下载后可以编辑删除！祝各位朋友生活愉快！员工年终工作总结【范文一】201x年就快结束，回首201x年的工作，有硕果累累的喜悦，有与同事协同攻关的艰辛，也有遇到困难和挫折时惆怅，时光过得飞快，不知不觉中，充满希望的201x年就伴随着新年伊始即将临近。
高速公路的一些线路坐标、高程计算公式
高速公路的一些线路坐标、高程计算公式(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道)一、缓和曲线上的点坐标计算已知：①缓和曲线上任一点离ZH点的长度：l②圆曲线的半径：R③缓和曲线的长度：l0④转向角系数：K(1或－1)⑤过ZH点的切线方位角：α⑥点ZH的坐标：xZ，yZ计算过程：说明：当曲线为左转向时，K=1，为右转向时，K=-1，公式中n的取值如下：当计算第二缓和曲线上的点坐标时，则：l为到点HZ的长度α为过点HZ的切线方位角再加上180°K值与计算第一缓和曲线时相反xZ，yZ为点HZ的坐标切线角计算公式：二、圆曲线上的点坐标计算已知：①圆曲线上任一点离ZH点的长度：l②圆曲线的半径：R③缓和曲线的长度：l0④转向角系数：K(1或－1)⑤过ZH点的切线方位角：α⑥点ZH的坐标：xZ，yZ计算过程：说明：当曲线为左转向时，K=1，为右转向时，K=-1，公式中n的取值如下：当只知道HZ点的坐标时，则：l为到点HZ的长度α为过点HZ的切线方位角再加上180°K值与知道ZH点坐标时相反xZ，yZ为点HZ的坐标三、曲线要素计算公式公式中各符号说明：l——任意点到起点的曲线长度（或缓曲上任意点到缓曲起点的长度）l1——第一缓和曲线长度l2——第二缓和曲线长度l0——对应的缓和曲线长度R——圆曲线半径R1——曲线起点处的半径R2——曲线终点处的半径P1——曲线起点处的曲率P2——曲线终点处的曲率α——曲线转角值四、竖曲线上高程计算已知：①第一坡度：i1(上坡为“＋”，下坡为“－”)②第二坡度：i2(上坡为“＋”，下坡为“－”)③变坡点桩号：SZ④变坡点高程：HZ⑤竖曲线的切线长度：T⑥待求点桩号：S计算过程：五、超高缓和过渡段的横坡计算已知：如图，第一横坡：i1第二横坡：i2过渡段长度：L待求处离第二横坡点（过渡段终点）的距离：x 求：待求处的横坡：i解：d=x/Li=(i2-i1)(1-3d2+2d3)+i1六、匝道坐标计算已知：①待求点桩号：K②曲线起点桩号：K0③曲线终点桩号：K1④曲线起点坐标：x0，y0⑤曲线起点切线方位角：α0⑥曲线起点处曲率：P0(左转为“－”，右转为“＋”)⑦曲线终点处曲率：P1(左转为“－”，右转为“＋”)求：①线路匝道上点的坐标：x,y②待求点的切线方位角：αT计算过程：注：sgn(x)函数是取符号函数，当x<0时sgn(x)=-1，当x>0时sgn(x)=1，当x=0时sgn(x)=0。
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公路竖曲线计算————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:课 题：第三节 竖曲线 第四节 公路平、纵线形组合设计教学内容：理解竖曲线最小半径的确定；能正确设置竖曲线；掌握竖曲线的要素计算、竖曲线与路基设计标高的计算；能正确进行平、纵线形的组合设计。
重 点：１、竖曲线最小半径与最小长度的确定；２、竖曲线的设置； 3、平、纵线形的组合设计。
难 点：竖曲线与路基设计标高的计算;平、纵线形的组合设计。
第三节 竖曲线设计纵断面上相邻两条纵坡线相交的转折处，为了行车平顺用一段曲线来缓和,这条连接两纵坡线的曲线叫竖曲线。
竖曲线的形状,通常采用平曲线或二次抛物线两种。
在设计和计算上为方便一般采用二次抛物线形式。
纵断面上相邻两条纵坡线相交形成转坡点，其相交角用转坡角表示。
当竖曲线转坡点在曲线上方时为凸形竖曲线,反之为凹形竖曲线。
一、竖曲线如图所示,设相邻两纵坡坡度分别为i 1 和i 2,则相邻两坡度的代数差即转坡角为ω= i 1-i ２ ,其中i 1、i 2为本身之值，当上坡时取正值，下坡时取负值。
当 i １- i 2为正值时,则为凸形竖曲线。
当 i １ - i 2 为负值时，则为凹形竖曲线。
(一)竖曲线基本方程式我国采用的是二次抛物线形作为竖曲线的常用形式。
其基本方程为:Py x 22=若取抛物线参数P 为竖曲线的半径 R ，则有：Ry x 22= Rx y 22= （二)竖曲线要素计算公式竖曲线计算图示１、切线上任意点与竖曲线间的竖距h 通过推导可得:==PQ h )()(2112li y l x R y y A A q p ---=-Rl 22=2、竖曲线曲线长: L = Rω ３、竖曲线切线长： T= T A =T Ｂ ≈ L/２ =2ωR ４、竖曲线的外距： Ｅ =R T 22⑤竖曲线上任意点至相应切线的距离：Rx y 22= 式中：ｘ —为竖曲任意点至竖曲线起点（终点)的距离, m;R —为竖曲线的半径，m 。
二、竖曲线的最小半径(一)竖曲线最小半径的确定1．凸形竖曲线极限最小半径确定考虑因素(1)缓和冲击汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力，使汽车在凸形竖曲线上重量减小，所以确定竖曲线半径时，对离心力要加以控制。
（２)经行时间不宜过短当竖曲线两端直线坡段的坡度差很小时,即使竖曲线半径较大，竖曲线长度也有可能较短，此时汽车在竖曲线段倏忽而过,冲击增大,乘客不适；从视觉上考虑也会感到线形突然转折。
因此,汽车在凸形竖曲线上行驶的时间不能太短，通常控制汽车在凸形竖曲线上行驶时间不得小于3秒钟。
（3）满足视距的要求汽车行驶在凸形竖曲线上,如果竖曲线半径太小,会阻挡司机的视线。
为了行车安全,对凸形竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。
2.凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素（1)缓和冲击:在凹形竖曲线上行驶重量增大；半径越小,离心力越大;当重量变化程度达到一定时,就会影响到旅客的舒适性，同时也会影响到汽车的悬挂系统。
(2）前灯照射距离要求对地形起伏较大地区的路段,在夜间行车时,若半径过小,前灯照射距离过短,影响行车安全和速度;在高速公路及城市道路上有许多跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等,如果它们正好处在凹形竖曲线上方，也会影响驾驶员的视线。
（3）跨线桥下视距要求为保证汽车穿过跨线桥时有足够的视距，汽车行驶在凹形竖曲线上时，应对竖曲线最小半径加以限制。
（4)经行时间不宜过短汽车在凹形竖曲线上行驶的时间不能太短,通常控制汽车在凹形竖曲线上行驶时间不得小于３秒钟。
a凸、凹形竖曲线都要受到上述缓和冲击、视距及行驶时间三种因素控制。
b竖曲线极限最小半径是缓和行车冲击和保证行车视距所必须的竖曲线半径的最小值,该值只有在地形受限制迫不得已时采用。
c通常为了使行车有较好的舒适条件,设计时多采用大于极限最小半径１.5～2.0倍，该值为竖曲线一般最小值。
我国按照汽车在竖曲线上以设计速度行驶3ｓ行程时间控制竖曲线最小长度。
d各级公路的竖曲线最小长度和半径规定见教材表３-6所列,在竖曲线设计时，不但保证竖曲线半径要求，还必须满足竖曲线最小长度规定。
公路竖曲线最小半径和竖曲线最小长度表3—6设计速度（Km／ｈ)12020凸形竖曲线半径（ｍ）极限最小值1114一般最小值172０0凹形竖曲极限最小值410线半径(m)一般最小值6 0 竖曲线最小长度（m)１520三、竖曲线的设计和计算 （一)竖曲线设计竖曲线设计,首先应确定合适的半径。
在不过分增加工程量的情况下，宜选择较大的竖曲线半径；只有当地形限制或其它特殊困难时，才选用极限最小半径。
从视觉观点考虑，竖曲线半径通常选用表3-6所列一般最小值的1.5~4．０倍，即如下表所示(见教材表3-7）:设计速度 (km/h ） 竖曲线半径(m ） 凸形 凹形 1２ 1 0 80 1２00０ 8000 ６０ 900０ ６０00 40300０２0０0相邻竖曲线衔接时应注意：１．同向竖曲线：特别是两同向凹形竖曲线间如果直线坡段不长,应合并为单曲线或复曲线形式的竖曲线,避免出现断背曲线。
２.反向竖曲线：反向竖曲线间应设置一段直线坡段,直线坡段的长度一般不小于设计速度的3秒行程。
3．竖曲线设置应满足排水需要。
(二)竖曲线计算竖曲线计算的目的是确定设计纵坡上指定桩号的路基设计标高，其计算步骤如下： （１）计算竖曲线的基本要素:竖曲线长:L;切线长:T;外距：E 。
(2）计算竖曲线起终点的桩号:竖曲线起点的桩号 = 变坡点的桩号－T竖曲线终点的桩号 = 变坡点的桩号+T（3）计算竖曲线上任意点切线标高及改正值:切线标高 = 变坡点的标高±（x T -)⨯ｉ ;改正值:y=Rx22(4)计算竖曲线上任意点设计标高 某桩号在凸形竖曲线的设计标高 = 该桩号在切线上的设计标高- y 某桩号在凹形竖曲线的设计标高 = 该桩号在切线上的设计标高 ＋ y〔例4-１〕:某山岭区二级公路，变坡点桩号为 K ３+030 ．00,高程为42７ .68 ，前坡为上坡，i 1= +5%，后坡为下坡，ｉ２ = － ４%,竖曲线半径 R ＝2000m 。
试计算竖曲线诸要素以及桩号为 K3+000.00 和Ｋ3＋100．00处的设计标高。
（1)计算竖曲线要素ω= i １ - ｉ２ = 5% － （-4％） =０.09 所以该竖曲线为凸形竖曲线 曲线长：Ｌ = R ω=2000 ×０.0９ = １８０ ｍ 切线长：Ｔ ＝ L/２ =18０ ／ ２ = 90m外距 : Ｅ ＝03.22000290222=⨯=R T m(2)竖曲线起、终点桩号竖曲线起点桩号＝(K ３＋030.0０）- 90 ＝ K ２＋940.０0 竖曲线终点桩号= (K3＋03０.０0) + 9０ = Ｋ３ +120．0０ (3)K ３+００0.００、K ３+1００.00的切线标高和改正值K3+0０0.０0的切线标高= 427.68 －(Ｋ3+030.00-Ｋ３+0０0．00）×5%= ４26.1８mＫ３+000.0０的改正值 =m K K 90.020002)00.940200.0003(2=⨯+-+K3+10０.00的切线标高=4２7．68 -（Ｋ3+１00．００- K3＋030.00)×4%= 424.88mK ３+10０.０0的改正值=m K K 10.020002)00.100300.1203(2=⨯+-+4)K3+０００.0０和K ３+1０0.０0的设计标高K3+000．0０的设计标高= 426.18 － 0.9 = ４２5.28m K ３+100.00的设计标高＝ ４24.8８ － ０.１ =424.78 m第四节 平、纵面线形组合设计公路平面与纵断面的线形组合是指在满足汽车运动学和力学要求的前提下,研究如何满足视觉和心理方面的连续性、舒适感,研究与周围环境的协调和良好的排水条件,以保证汽车行驶的安全、舒适与经济。
一、视觉分析 (一 )视觉分析的意义公路设计除应考虑自然条件、汽车行驶力学的要求外，还要把驾驶员在心理和视觉上的反应作为重要因素考虑。
汽车在公路上行驶时，驾驶员是通过视觉、运动感觉和时间的变化来判断线形。
公路的线形、周围景观、标志及其他有关信息，驾驶员几乎都是通过的视觉感受到的。
从视觉心理出发，对公路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调,保持视觉的连续性,使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。
(二)视觉与车速的动态规律驾驶员的视觉判断能力与车速密切相关，车速越高,其注意前方越远，而视角逐渐变小。
驾驶员的注意力集中和心里紧张程度随车速的增加而增加,注意力集中点和视野距离随车速提高而增大，当汽车高速行驶时,驾驶员对前景细节的视觉开始变的模糊不清，而视角随车速逐渐变窄,已不能顾及两侧景象了。
由此可见，对于快速公路来说,必须使驾驶员明白无误地了解线形,尽量避免由于判断错误而导致驾驶失误。
(三）视觉评价方法所谓线形状况是指公路平面和纵断面线形所组成的立体形状，在汽车快速行驶中给驾驶员提供的连续不断的视觉印象。
设计者通过公路透视图评价线形组合是否顺势流畅,对易产生判断失误和茫然的地方,必须在设计阶段进行修改。
二、公路平、纵线形组合设计（一)组合原则平面与纵断面组合应遵循如下设计原则：1.应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；2．平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡,不要悬殊太大，使线形在视觉上和心理上保持协调；３.选择组合得当的合成坡度,以利于路面排水和安全行车;4．应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。
（二)组合方式１．平曲线与竖曲线组合ａ平曲线和竖曲线两者在一般情况下应相互重合,如图所示，宜将竖曲线的起、终点,放在平曲线的缓和段内；这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可取得平顺和流畅的效果。
ｂ平曲线与竖曲线大小应保持均衡,平、竖曲线几何要素要大体平衡、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短的平曲线和竖曲线组合在一起。
ｃ当平曲线半径和竖曲线半径都很小时，平曲线和竖曲线两者不宜重叠，或必须增大平、竖曲线半径。
d凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部不得插入小半径的平曲线，也不得与反向平曲线拐点相重合，以免失去引导驾驶员视线的作用,使驾驶员操作失误，引起交通事故。
２.平面直线与纵断面的组合ａ平面的长直线与纵面直坡段相配合,对双车道公路能提供超车方便，在平坦地区易于地形相适应,行车单调,驾驶员易疲劳。
b从美学的观点上,平面的直线与一个大半径的凸形竖曲线配合为好，与一个凹形竖曲线相配和次之;c在直线中较短距离内两次以上的变坡会形成反复凹凸的“驼峰”和“凹陷”,使线形视觉效果既不美观也不连续。