道路勘测设计之线形设计

道路路勘勘测测设设计计（第五章线形形设计）鲁东大学土土木工程学学院第一节概概述述第一节平平面线形形设计一、平面线线形设计要要点平面线形应应与地形、、地物和环环境相适应应，保持线线形的连续续性和均衡性，，并与纵断断面设计相相协调。(一)平面线形应应直捷、流流畅，与地地形、地物物相适应，，与周围环境相协调调平面线形应应直捷、流流畅，并与与地形、地地物相适应应，宜直则则直，宜曲则曲，，不片面追追求直曲，，这是美学学、经济和和环境保护护的要求。。(二)保持平面线线形的均衡衡与连续为使一条道道路上的车车辆尽量以以均匀速度度行驶，应应注意各线线形要素保持连连续、均衡衡，避免出出现技术指指标的突变变。以下几几点在设计时应充分分注意：1．直线与平平曲线的组组合直线与平曲曲线变化应应连续、均均衡，圆曲曲线半径和和长度与相相邻直线长度相相适应。设设计时应避避免以下组组合：(1)长直线尽头头接小半径径平曲线。。(2)短直线接大大半径的平平曲线。这这种组合线线形均衡性性差，且线线形不美观。比较好的直直线与平曲曲线组合：：Lz≤500m时，R≥L。Lz＞500m时，R≥500m2．平曲线与与平曲线的的组合相邻平曲线线之间的设设计指标应应连续、均均衡，避免免突变。在在条件允许许时，相邻邻圆曲线大大半径与小小半径之比比宜小于2.0，相邻回旋旋线参数之之比宜小于于2.0，这种要求求对行车是是有利的3．高、低标标准之间要要有过渡同一等级道道路因地形形变化在指指标的采用用上会有变变化，或同同一条道路按不不同设计速速度的各设设计路段之之间也会形形成技术标标准的变化。遇有这这种高、低低标准变化化的路段，，除满足有有关设计路路段在长度和梯度上上的要求外外，还应结结合地形的的变化，使使路线的平平面线形指标逐渐过过渡，避免免出现突变变。不同标标准路段相相互衔接的的地点，应选在交通通量发生变变化处，或或驾驶员能能明显判断断前方需改改变速度的地方。(三)注意与纵断断面设计相相协调(四)平曲线应有有足够的长长度最小平曲线线长度一般般应考虑按按下述条件件确定：设计速度(km／h)1201008060403020一般值(m)1000850700500350250200最小值(m)2001701401007050401.各级公路平平曲线最小小长度表2．转角α小于7°时的平曲线线长度设计速度(km／h)1201008060403020平曲线最小长度(m)1400／α1200／α1000／α700／α500／α350／α280／α二、平面线线形要素组组合设计由平面线形形的三要素素(直线、圆曲曲线和缓和和曲线)可得到多种种平面线形形的组合形形式。对道道路平面线线形设计，，主要有基基本型、S形、卵形、、凸形、C形、复合型型和回头形形曲线等。。(一)平面要素组组合类型1．基本型曲曲线平曲线按直直线—回旋线(A1)—圆曲线—回旋线(A2)—直线顺序的组合形式式称为基本本型曲线。。当两回旋线线的参数值值相等，即即A1＝A2时，叫对称称基本型；；A1≠A2时，叫非对对称基本型型；当A1＝A2＝0(即不设缓和和曲线)时，又称为简单单型。基本型中的的回旋线参参数、圆曲曲线最小长长度都应符符合有关规规定。两回旋线参参数可相等等，也可根根据地形条条件设计成成不相等的的非对称形形曲线。从线线形的协调调性，回旋旋线、圆曲曲线、回旋旋线的长度度之比宜设设计成1：1：1～1：2：1，并注意满满足设置基基本型曲线线的几何条条件：2β≤α式中：α——路线转角(°)β——回旋线角(°)。2．S形曲线两个反向圆圆曲线用两两段反向回回旋线连接接的组合形形式称为S形曲线。从行驶力学学与线形协协调、超高高过渡考虑虑，S形曲线相邻邻两回旋线参数A1和A2宜相等；当当采用不等等参数时，，A1与A2之比应小于于2.0，有条件时时以小于1.5为宜。S形曲线的两两个反向回回旋线以径径相连接为为宜。当受受地形或其其他条件限制不不得已插入入短直线或或两回旋线线相互重合合时，其短短直线或重合段的长长度L应符合下式式规定：L≤（A1+A2）/40(m)(5—2)两圆曲线半径径之比不宜过过大，以R2／R1＝1～1／3为宜(R1、R2分别为大、小小圆半径，A1、A2分别为大、小小圆的回旋线线参数)。3．卵形曲线如图5-3所示，用一个个回旋线连接接两个同向圆圆曲线的组合合形式称为卵形曲线线。卵形曲线公用用回旋线的参参数A宜在及R2/2≤A≤R2(R2为小圆半径)，两圆曲线半半径之比以满满足R1／R2＝0.2～0.8为宜，两圆曲曲线的间距以D／R2＝0.003～0.03为宜(D为两圆曲线间间的最小间距距)。卵形曲线大圆圆应能完全包包住小圆。若若大圆半径无无限大，即直直线，其即属于基基本型。卵形形曲线的回旋旋线不是从原原点开始的完完整回旋线，而是使用用曲率从1／R1到1／R2这一段的不完完整回旋线。。4．凸形曲线如图5-4所示，两个同同向回旋线间间不插入圆曲曲线而径相衔衔接的组合形式称为为凸形曲线。。凸形曲线的回回旋线参数及及其连接点的的曲率半径，，应分别符合合最小回旋线参数数和圆曲线最最小半径的规规定。连接点点附近最小0.3v(以m计；其中v为设计速度，，按km／h计)的长度范围内内，应保持以以连接点曲率半径确确定的超高(或路拱)横坡度。凸形形曲线尽管在在连接点处曲率是连续的的，但因中间间圆曲线长度度为零，对驾驾驶操作不利利，所以只在路线严格格受地形、地地物限制处方方可采用凸形形曲线。5．复合型曲线线如图5-5所示，将两个个以上的同向向回旋线在曲曲率相等处相相互连接的组合形式式称为复合型型曲线。复合型曲线相相邻回旋线参参数之比以小小于1.5为宜。复合型型曲线的回旋线，其其曲率半径和和参数是是变化的，驾驾驶员需变更更速度和方向，以适应变变化的回旋线线，对驾驶操操作不利。除除互通式立体体交叉匝道线形外，复复合型曲线仅仅在受地形或或其他特殊原原因限制时使使用。6．C形曲线如图5-6所示，两同向向回旋线在曲曲率为零处径径相连接的组组合形式称为为C形曲线。C形曲线两两个回旋线参参数可相等，，也可不相等等。C形曲线连接处处的曲率为零零，即R＝∞，相当于于两基本形同同向曲线间直直线长度为零零，对行车和和视觉均不利利，所以C形曲线仅限于于地形条件特特殊困难，路路线严格受限限时方可采用用。7．回头形曲线线如图5-7所示山区道路为克克服高差，在在同一坡面上上转角接近或或大于180°，由主曲线和辅辅曲线的组合合形式称为回回头形曲线，，也称回头曲曲线。图5-7中，R0、R1和R2表示圆曲线，，A0、A1和A2表示回旋线。。回头曲线的上线一般应应设辅曲线，，以免出现长长直下坡接小小半径平曲线线的不安全组合；下线线辅曲线视地地形可设可不不设。主曲线线与辅曲线间间可设直线段，也可不不设。主、辅辅曲线可以是是反向曲线或或同向曲线，，根据地形条件确定。。上线辅曲线线半径风与主主曲线半径R0比值不宜大于于2.0。主曲线技术术指标规定如如表5-3所示。两相邻邻回头曲线间间应尽可能拉开距离。一一个回头曲线线(主曲线)的终点至下一一个回头曲线线起点的距离，当路线线设计速度为为40km／h、30km／h、20km／h时，分别应不小于200m、150m、l00m。(二)平面线形要素素组合计算卵形曲线计算算:投资42亿元烟台至海海阳高速开工工全长80.375公里预计2012年建成设计时速100公里，烟台至至海阳添快车车道据市交通运输输局有关负责责人介绍，烟烟台至海阳高高速公路项目目路线起点位位于烟台莱山山区的轸格庄庄，北与观海海路连接，通通过设置枢纽纽互通立交桥桥与荣乌高速速公路(烟台绕城段及及烟威段)连接；终点位位于烟台海阳阳市的留格庄庄，接威青高高速公路后向向南通过主线线收费站与地地方道路连接接。路线全长长80.375公里，途径烟烟台莱山、牟牟平、海阳和和威海乳山。。该路采用双双向四车道高高速公路标准准建设，设计计速度100公里/小时，路基宽宽度26米，汽车荷载载等级采用公公路-I级。设服务区区1处，停车区2处，收费站7处，养护工区区1处，通信监控控分中心1处。项目概算算42.53亿元，年内力力争完成工程程总量的30%，计划于2012年6月底前建成通通车。目前，烟台与与海阳主要通通过G204行至桃村，再再经省道210烟凤线连接。。路线全长101公里，其中烟烟台至桃村段段52公里为一级公公路，桃村至至洪沟段25公里二级公路路，洪沟至海海阳段24公里为一级公公路，设计时时速相对较低低。烟台至海海阳高速公路路建成后，可可使烟台至海海阳的行驶时时间缩短约30分钟，进一步步拉近烟台至至海阳的时空空距离。一、纵断面线线形设计要点点在山区道路的的设计中，应应避免过分追追求平缓的纵纵坡，使工程程量和工程投资增增大，影响区区域自然环境境，或为节省省工程量，采采用较长的陡坡或采用用不合理的陡陡坡与缓坡组组合而影响行行车安全。应应从以下三方面分析：：(1)工程和环境。。应定量分析析采用陡坡设设计对本路段段及前后路段工程量的影影响，及前后后路段纵断面面指标的变化化情况。如局局部路段采用陡坡，可可避免高填深深挖，减小防防护工程或免免设隧道工程程；如斜坡上布线采用用陡坡设计，，能迅速提升升高度，使路路线设于相对对较缓的坡面上，避免免因线位过低低造成对山体体的大规模开开挖，保护区区域自然环境等。因此此，采用陡坡坡设计不仅对对工程有较大大影响，而且且对一定路段的平面布布线起控制作作用，应以平平、纵、横综综合设计全面面分析。第二节纵纵断面线形设设计(2)道路通行能力力。应根据不不同纵坡及坡坡长、交通组组成中重车比例以及及其他有关参参数，分别计计算路段通行行能力，分析析采用不同陡坡设计时时通行能力是是否满足设计计交通量要求求，合理选定定纵坡及坡长。(3)车辆行驶速度度。采用陡坡坡设计会影响响车辆的行驶驶速度，沿连连续上坡方向载重重汽车的运行行速度降低到到容许最低速速度以下时，，需增设爬坡车道；对对下坡的车辆辆易产生高速速行驶，导致致频繁制动使使制动器失效，发生车车辆失控的交交通事故，此此时需考虑设设置紧急避险险车道。通过对工程和和环境、道路路通行能力、、车辆行驶速速度三方面的的综合分析，当在在工程经济和和环境保护方方面表现良好好，且通行能能力和车辆行驶速度均均能满足要求求时，采用陡陡坡设计方案案是可行的；；当工程经济和环境保保护可行，而而通行能力和和车辆速度不不能满足要求求时，应调整纵坡设计计，或设置爬爬坡车道或紧紧急避险车道道。(二)最短坡长坡长不宜过短短，以不小于于设计速度9s的行程为宜。。对连续起伏伏路段，纵坡应应尽量小，坡坡长和竖曲线线应争取到极极限值的1倍或2倍以上，避免锯齿齿形的纵断面面，以使增重重与减重变化化和缓；从路路容美观方面也应以此此设计为宜。。(三)竖曲线半径的的选用竖曲线应选用用较大半径为为宜。当受限限制时可采用用一般最小值值，特殊困难方可可用极限最小小值；坡差小小时应尽量采采用大的竖曲曲线半径。有条件时时，宜按表5-4的规定进行设设计。（P68表3-17，3-18）(四)相邻竖曲线的的衔接相邻两个同向向凹形或凸形形竖曲线，特特别是同向凹凹形竖曲线之之间，如直坡段不不长应合并为为单曲线或复复曲线，避免免出现断背曲曲线，这样对行车是有有利的，如图图5-12a)所示。相邻反向竖曲曲线之间，为为使增重与减减重间和缓过过渡，中间最好插入入一段直坡段段。若两竖曲曲线半径接近近极限值时，，这段直坡段至少应为为设计速度的的3s行程；当半半径比较大时时，亦可直接接连接，如图5-12b)所示。(五)各种地形条件件下的纵坡设设计(1)平原、微丘地地形的纵坡应应均匀平缓，，注意保证最最小填土高度和最小纵坡坡的要求。丘丘陵地形应避避免过分迁就就地形而起伏伏过大，纵坡应顺适不不产生突变。。(2)山区沿河线应应尽量采用平平缓纵坡，坡坡长不应超过过限制长度，纵坡不宜大大于6％，并注意路路基控制高程程的要求。(3)越岭线的纵坡坡力求均匀，，尽量不采用用极限或接近近极限的纵坡，更不宜在在连续采用极极限长度的陡陡坡之间夹短短的缓和坡段段。越岭线一般不应设设置反坡，垭垭口附近的纵纵坡应尽量缓缓一些，从而而满足平均纵坡的要求求。(4)山脊线和山腰腰线除结合地地形不得已采采用较大纵坡坡外，在可能条件下纵坡坡应缓些。二、纵断面线线形设计的一一般原则纵断面线形设设计的一般原原则如下：(1)应满足纵坡及及竖曲线的各各项规定(最大纵坡、最最小纵坡、坡坡长限制、最小小坡长、竖曲曲线最小半径径及竖曲线最最小长度等)，以及相关高程控制制点和构造物物设计对纵断断面的要求。。(2)纵断面线形设设计应根据设设计速度，在在适应地形及及环境的原则下，对纵坡坡大小、长短短及前后坡段段协调的情况况，竖曲线半半径及其与平面线形的的组合等进行行综合研究，，反复调整，，设计出平顺顺、连续的纵断面线形形。(3)平面上直线路路段不宜在短短距离内出现现凹凸起伏频频繁的纵断面线形，其凸凸起部分易遮遮挡视线，凹凹下部分易形形成盲区，使使驾驶员产生茫然感，，导致视线中中断，使线形形失去连续性性，影响行车车安全。(4)连续上坡(或下坡)路段，应符合合平均纵坡的的规定，并采用运行速速度对通行能能力与行车安安全进行检验验。(5)长下坡的直坡坡段端部不应应设计小半径径的凹形竖曲曲线或平曲线，以保证行行车安全。当当相邻坡段的的坡差很小时时，应设置较较大半径的竖曲线，以以保证竖曲线线的最小长度度要求。避免免使用凸形竖竖曲线半径小、长度短短的纵断面线线形，汽车在在这种线形上上行驶时，只只有到坡顶时方能看见见前方的路面面，易使驾驶驶员产生茫然然，不利于行行车安全。(6)纵断面设计应应考虑路面排排水的要求。。一是纵坡不不宜过小或采用平坡坡，特别在横横向排水不畅畅的路段；二二是在设计前前坡为下坡(上坡)，后坡为上坡坡(下坡)的竖曲线时[分别称为全凹凹竖曲线(图5-13)和全凸竖曲线线]，不宜采用过过大半径竖曲曲线，避免竖竖曲线的底部(顶部)小于最小纵坡坡的路段长度度过大，其长长度可用下式式计算：Sv＝2Rimin式中：Sv——纵坡小于最小小纵坡的长度度(m)；R——竖曲线半径(m)；imin——允许最小纵坡坡，一般取0.5％，特殊情况况取0.3％。从式(5-15)可知，纵坡小小于最小纵坡坡的长度与竖竖曲线半径成成正比。因此，在在满足线形设设计要求的前前提下，不应应追求过大竖竖曲线半径，以减少纵纵断面上排水水不畅的路段段长度。(7)在回头曲线路路段，路线纵纵坡有特殊规规定，应先定定出回头曲线部分的的纵坡，再从从两端接坡。。在回头曲线线的主曲线内内不宜设竖曲线。(8)应争取纵向填填挖平衡，尽尽量移挖作填填，以节省土土石方数量，降低工程造造价。三、纵断面线线形设计中的的高程控制条条件(一)路基对纵断面面的控制1．洪水位和地地下水位对路路基填土高度度的要求(1)沿河及受水浸浸淹的路线，，路基设计高高程一般应高高出根据规定定洪水频率计计算水位0.5m以上。(2)为保证路基的的强度和稳定定性路槽底距地下下水或地表积积水的高度，，要大于或等等于干燥、中中湿状态所对对应的路基临界高度度。如满足干燥燥或中湿的路路基填土临界界高度有困难难，也可采取取降低水位、、设置毛细水水隔断层等措措施。2．特殊地区和和不良地质地地区路基对路路线纵断面的的控制(1)软土和泥沼地地区路基①软土地区修修筑路基，应应尽量避免路路堑。软土地地区的地下水水位一般较高，因因此路堤高度度不宜小于1.2m，但也不宜大大于临界高。。软土天然地基所所能承受的最最大填土高度度，可根据现现场填筑试验验确定，或根据填土的的物理力学性性质估算，概概略数值为：：海岸淤积地地区约3.5～4.5m，内陆湖沼和和河滩淤积地地区约4-6m，若考虑荷载载影响，则应另见有关关规定。②泥沼地区应应尽量避免修修筑路堑。路路堤高度不宜宜小于1.5m，应考虑泥沼的地地下水位和地地表积水位，，使路基基底底不受毛细水水影响；路堤应具有一一定高度，以以利用路堤的的自重将泥沼沼土压缩到稳稳定，减少路堤基底挖挖除泥沼土的的数量，减少少运营期路基基的沉降量。。当填料来源不困难时时，路堤高度度宜达到3m。(2)多年冻土地区区路基①宜采用路堤堤。应尽量避避免或缩短不不填不挖、半半填半挖或低低填浅挖路段，以以保护地表覆覆盖层。当用用细颗粒土填填筑路堤时，，路堤高度宜大于lm。通过热融湖湖(塘)时，路肩高程程应高出最高高水位加波浪浪侵袭高度和路路堤修筑后的的壅水高度及及安全高度0.5m。路基基底为为非冻胀性土，融融化后不致造造成下沉病害害，可按一般般路基设计。。②冰丘、冰锥锥地段路基，，宜在下方以以路堤通过，，高度不宜小小于2m，且应大于最最大积冰高度度，以防冰锥锥掩埋路堤。。(3)盐渍土地区路路基盐渍土地段一一般宜修筑路路堤。盐渍土土路基高出地地下水位的最最小高度应根据盐盐渍土类型、、路面要求，，结合毛细水水上升高度、、冻胀深度和安全高度度三个因素确确定。盐渍土路基高高出地下水位位或地表积水水位的最小高高度，不应低低于表5-5规定。(4)风沙地区路基基风沙地区路基基宜以低路堤堤为主，填土土高度应根据据风向、风速速变化等情况确定定，一般不应应小于0.3m，以1.0m左右为宜。沙沙丘起伏地带，路堤高度度宜比路基两两侧50m范围内沙丘平平均高度高出出0.3～0.5m。如采取固沙沙带措施，则则采用路堤或或路堑均可，，但应尽量避避免深长路堑。戈壁地地区不宜采用用浅路堑，必必需时应采用用敞开式路堑堑。(5)雪害地区路基基易受雪埋地段段应尽量避免免或缩短浅路路堑、低路堤堤和长路堑。。路堤最小高度应应比当地最大大积雪深度高高出0.3～0.5m，风吹雪地段段高出0.5～1.0m。风雪地区路路线纵坡在迎迎风路段不大大于7％，平曲线设设超高路段合成成坡度不大于于8％，背风路段段不大于5％。(二)桥涵和通道对对路线纵断面面的控制1．桥涵和通道道要求的最低低路基设计高高程桥涵要求的最最低路基设计计高程由水文文条件、净空空高度和桥涵涵构造决定。跨线线桥和通道要要求的最低路路基设计高程程由净空高度度和跨线构造物(或通道)的构造决定。。1)公路永久性桥桥涵设计洪水水频率规定见见表5-6。2)桥梁最低设计计高程(Hmin)应满足：Hmin＝Hi十h桥十h面(5—16)式中：Hi——梁底控制点高高程(m)；h桥——桥梁上部建筑筑结构高度(m)；h面——桥上路面结构构厚度(m)。(1)桥下为河流时时梁底控制点点高程H，①跨过不通航航亦无流筏河河流的梁底高高程，根据计计算水位(即设计水位加壅水和浪浪高)或最高流流冰水位确定定。在不通航航河流上，桥桥下净空不应小于于表5-7的规定。当河河流中有形成成流冰阻阻塞的危险或或有漂浮物通过过时，桥下净净空按当地具具体情况确定定。对有淤积积的河流，桥下净空应应适当加高。。②在通航和流流放木筏的河河流上，梁底底高程为设计计通航水位加加通航净空高度。通航航河流的桥桥下净空，，应根据《内河通航标准准》(GB50139——2004)的有关规定执执行。(2)立体交叉跨线线桥梁底高程程H1①桥下为铁路：：H1＝H轨+h净(5-17)式中：H轨——铁路轨顶高程程(m)；h净——铁路净空高度度(m)，一般蒸汽机机车、内燃机机车为6.00m，电气机车为为6.55m。②桥下为道路路：Hl＝H路+h净(5-18)式中：H路——桥下路面高程程，应包括预预留路面补强强厚度；h净——道路净空高度度(m)，见表5-8、表5-9。(3)无压力式涵洞洞内顶点至最最高流水面的的净空应符合合表5—10规定。(4)当桥涵下净空空高度或路基基高程不足时时，可采用下下列方案进行比选选：①适当提高路路基高度。②采用建筑高高度小的桥梁梁上部结构，，如预应力混混凝土结构板板梁或标准化装配配式结构的上上部构造造。③适当加大桥桥梁跨径以降降低壅水，或或改用多孔较较小跨径的桥桥涵以降低结构高高度。2．桥上及桥头头路线的纵坡坡(1)大、中桥上的的纵坡不宜大大于4％，紧接大、、中桥桥头两两端的引道纵坡应与与桥上纵坡相相同，其长度度不宜小于3s行程。(2)大、中桥上一一般不宜设竖竖曲线，桥头头两端在不得得已设竖曲线时，其起、、终点应设在在距桥头l0m以外，如图5-15所示。(3)小桥与涵洞处处的纵坡应按按路线规定设设计。(4)小桥涵允许在在纵坡路段或或竖曲线上，，但为保证路路线的平顺性，应尽量避避免小桥涵处处“驼峰式””纵坡，如图图5-16所示。(三)隧道对路线纵纵断面的控制制1．隧道部分路路线的纵坡(1)隧道内纵坡不不应大于3％，但短于lOOm的隧道不受此此限。中、短隧道当条条件受限时，，经技术经济济论证，最大大纵坡可适当当加大，但不宜大于4％。为满足隧隧道内排水，，纵坡不宜小小于0.3％。(2)隧道内的纵坡坡可设置成单单向坡，地下下水发育的隧隧道及特长和长隧道可用用人字坡。(3)紧接隧道洞口口的路线纵坡坡应与隧道内内纵坡相同，，其长度不宜小于3s行程。2．隧道内路线线纵断面设计计应注意的问问题(1)在需设机械通通风的隧道内内，纵坡宜缓缓一些，以提提高汽车行驶速度，有利利运营通风。。(2)有条件时宜将将隧道内纵坡坡的上坡方向向与常年风向向一致，以利通风。(3)纵坡受限路段段，连续上坡坡的长隧道，，宜将纵坡设设计成先缓后陡的折线纵纵坡，以提高高车辆过洞速速度，加大隧隧道内通行能能力，改善隧道内通风风条件。(四)平面交叉对路路线纵断面的的控制纵坡设计应注注意交叉口处处的纵坡衔接接。公路与公公路平面交叉叉，一般宜设在在纵坡较小路路段；纵坡较较小路段的最最小长度应不不小于《标准》规定，紧接较较小纵坡路段段的纵坡应不不大于3％，山区工程程艰巨地段应不不大于5％。第三节平平、纵线形组组合设计平、纵纵线形形组合合设计计的总总要求求：对对设计计速度度v≥60km／h的道路路，必必须重重视平平、纵纵的合合理组组合，，尽量量做到到线形形连续续、指指标均衡衡、视视觉良良好、、景观观协调调、安安全舒舒适。。设计计速度度愈高高，线线形设设计考虑虑的因因素应应愈周周全。。对设设计速速度v≤40km／h的道路路，应应在保保证行车安安全的的前提提下，，正确确运用用线形形要素素指标标，在在条件件允许许时力力求做做到各种种线形形要素素的合合理组组合，，并尽尽量避避免和和减轻轻不利利的组组合。。一、视视觉分分析(一)视觉分分析的的概念念和意意义从视觉觉心理理出发发，对对道路路的空空间线线形及及其与与周围围自然然景观观和沿沿线建筑筑的协协调等等进行行研究究分析析，以以保持持视觉觉的连连续性性，使使行车车具有有足够舒舒适感感和安安全感感的综综合设设计称称为视觉分分析。(二)驾驶员员的动动视觉觉特点点驾驶员员的静静态和和动态态视力力不同同。动动视觉觉与运运动速速度、、环境境照度度及驾驶驶员年年龄等等因素素有关关。车车速越越高，，物体体的相相对移移动速速度也也越高高，眼睛睛转动动的角角速度度必将将加快快。根根据运运动视视觉心心理学学分析析，在在运动动状态下下，驾驾驶员员的视视力比比静止止时低低10％～20％，特特殊情情况下下低30％～40％。研研究表表明：：①驾驾驶员员的注注意力力集中中和心心理紧紧张程程度随随车速速的增加加而增增加。。②注注意力力集中中点和和视野野距离离随车车速而而增大大，高高速行行驶时，，驾驶驶员对对前景景细节节的视视觉开开始变变得模模糊不不清。。③视视角随随车速速逐渐变变窄，，高速速时驾驾驶员员已不不能顾顾及两两侧景景象。。注视视距离离、视视野与与车速的的关系系见表表5-11。在驾驶驶过程程中，，驾驶驶员的的动视视觉具具有如如下特特点：：(1)驾驶过过程中中，驾驾驶员员不易易全面面正确确感觉觉车外外的情情况变变化。。一般驾驾驶员员在视视野内内觉察察一个个目标标约需需0.4s，约1s的时间清清晰辨认认。在高速速运动时时，视野野变小，，外界景景物的相相对运动动速度也也增加，，导致物体在在视野内内的作用用时间变变短。如如在视野野内的作作用时间间小于0.4s，驾驶员员就无法法发现目目标，达达不到1s，就无法法分辨目目标的细细节。(2)驾驶过程程中，驾驾驶员的的空间分分辨能力力降低。。随车速速增加驾驾驶员的视视力呈下下降趋势势，视认认距离会会缩短；；车速增增加，景景物距汽汽车越近，景景物在视视野内的的作用时时间也会会变短。。(3)高速行驶驶时，对对驾驶员员易形成成“道路路催眠””。随车车速的增增加，驾驶员的的空间辨辨别范围围缩小，，注视点点前移，，两眼凝凝视远方方并集中中于一点，形形成“隧隧道视觉觉”，使使外界的的刺激减减少，只只注视单单调的暗暗色路面。当交交通环境境变化不不大时，，单调的的信息对对大脑皮皮层某些些点的重重复刺激，会会使神经经细胞呈呈现抑制制状态，，形成““道路催催眠”。。(4)高速行驶驶时，驾驾驶员更更易出现现错觉，，导致判判断失误误增加。。高速时，驾驾驶员在在单位时时间内接接受的信信息量显显著增多多。据研研究，单单位时间内的的刺激物物出现次次数越多多，驾驶驶员出错错的比例例越大。。(三)视觉分析析方法线形状况况是汽车车快速行行驶中，，道路的的立体形形状给驾驾驶员提供的的连续不不断的视视觉印象象。该视视觉印象象的优劣劣，除依依靠设计者者对三维维空间的的想象判判断外，，比较好好的方法法是用视视觉印象随随时间变变化的道路动态态透视图图评价。透视图图可判断断平面线形形、纵断断面线形形以及道道路和景景观是否否协调，，也可检检查超高过过渡段、、构造物物设计等等的效果果，几乎乎道路几几何设计计的所有部部分都可可用透视视图检查查。设计计中用透透视图检检查出存存在缺陷的的路段可可随时修修改，再再绘制透透视图进进行分析析研究，，因此，透视图是是视觉分分析的较较好方法法。二、组合合设计原原则道路平、、纵线形形组合设设计的原原则如下下：1．在视觉觉上能自自然引导导驾驶员员的视线线，并保保持视觉觉的连续续性引导视线线是指道路路的立体体线形、、构造物物形式和和色调与与沿线自自然景观相协协调，起起到对驾驾驶员行行车视线线引导的的作用。。任何使驾驾驶员感感到茫然然、迷惑惑和判断断失误的的线形，，必须尽尽力避免。在视视觉上能能自然地地引导视视线，是是衡量平平、纵线线形组合合最基本本问题。如图图5-l7b)所示，前前方平面面线形可可能存在在转弯、、也可能能不存在在转弯，不不能给驾驾驶员明明确的道道路走向向，易造造成驾驶驶员迷茫茫，不能能引导视线。。如图5-17a)所示前方方路线走走向明确确，能很很好地引引导视线线。2．保持线线形技术术指标在在视觉和和心理上上的大小小均衡均衡性影影响线形形平顺性性，且与与工程费费用相关关(图18)。对纵断断面线形反复复起伏，，在平面面上采用用高标准准的线形形是无益益的,反之亦然然。3．选择组组合得当当的合成成坡度，，以利于于路面排排水和行行车安全全4．注意与与道路周周围环境境的配合合三、组合合设计方方法(一)平、纵线线形组合合的形式式1.通过分解解立体线线形要素素，平、、纵线形形有以下下六种组组合形式式，如图5-21所示。(1)平面为直直线，纵纵断面是是直坡线线——构成恒等等坡度的的直线；；三、组合合设计方方法(一)平、纵线线形组合合的形式式1.通过分解解立体线线形要素素，平、、纵线形形有以下下六种组组合形式式，如图5-21所示。(2)平面为直直线，纵纵断面是是凹形竖竖曲线——构成凹下下去的直直线；三、组合合设计方方法(一)平、纵线线形组合合的形式式1.通过分解解立体线线形要素素，平、、纵线形形有以下下六种组组合形式式，如图5-21所示。(3)平面为直直线，纵纵断面是是凸形竖竖曲线——构成凸起起的直线线；三、组合合设计方方法(一)平、纵线线形组合合的形式式1.通过分解解立体线线形要素素，平、、纵线形形有以下下六种组组合形式式，如图5-21所示。(4)平面为曲曲线，纵纵断面是是直坡线线——构成恒等等坡度的的平曲线线；三、组合合设计方方法(一)平、纵线线形组合合的形式式1.通过分解解立体线线形要素素，平、、纵线形形有以下下六种组组合形式式，如图5-21所示。(5)平面为曲曲线，纵纵断面是是凹形竖竖曲线——构成凹下下去的平平曲线：：三、组合合设计方方法(一)平、纵线线形组合合的形式式1.通过分解解立体线线形要素素，平、、纵线形形有以下下六种组组合形式式，如图5-21所示。(6)平面为曲曲线，纵纵断面是是凸形竖竖曲线——构成凸起起的平曲曲线。2．组合效效果分析析从视觉、、心理分分析，各各组合形形式的使使用效果果为：(1)第1种组合线线形简单单、行车车枯燥，，视景缺缺乏变化化，易使使驾驶员员产生疲疲劳和频频繁超车车、超速速。设计计时应采采用画车车道线、、设标志志、绿化化，并与与路侧设设施配合合等方法法调节单单调的视视觉，增增进视线线诱导。。(2)第2种组合具具有较好好的视距距条件，，能给驾驾驶员以以动的视视觉效果，行车车条件较较好。设设计时应应避免采采用较短短的凹形形竖曲线线，在连连续两个凹形形竖曲线线间注意意避免插插入短的的直坡段段，在长长直线末末端不宜宜插入小半径径的凹形形竖曲线线。(3)第3种组合视视距条件件差，线线形单调调，应注注意避免免；无法避免免时应采采用较大大的竖曲曲线半径径，若长长直线上上反复凸凸凹时，，应注意避免免出现““驼峰””、“暗暗凹”和和“浪形形”等不不良视觉觉现象。。(4)第4种组合只只要圆曲曲线半径径选择适适当，纵纵坡不过过陡，可可获得较好的视视觉和心心理感受受，设计计时须检检查合成成坡度是是否超限限。(5)第5、6种组合设设计是较较复杂的的组合形形式。若若平、纵纵面线形形要素大小适宜宜，位置置适当，，均衡协协调，可可获得视视觉舒顺顺、视线线诱导良良好的立体线线形；相相反，则则会出现现一些不不良的后后果。(二)平、纵线线形组合合的基本本要求(1)直线与直直坡线、、直线与与凹形竖竖曲线、、直线与与凸形竖竖曲线、、平曲线与与直坡线线是常用用的组合合形式。。这些组合合中都含含有直线线或直坡坡线，是是设计中中经常采采用的平平、纵组合。只只要圆曲曲线半径径或竖曲曲线半径径能达到到一般值值以上，，便能获获得视觉良好好、行车车顺适的的效果。。路侧适适当植树树，能增增强引导导视线的的作用。(2)平曲线与与竖曲线线宜相互互重合，，且平曲曲线应稍稍长于竖竖曲线。。这种组合合是平曲曲线和竖竖曲线对对应设置置，且能能做到““平包竖竖”。图图5—22为平曲线线与竖曲曲线相互互重合的的透视形形状。其其立体线线形能起起到引导视线线的作用用，可得得到平顺顺而流畅畅的效果果。一般般应使平平、竖曲曲线半径都大大一些为为宜，特特别是凹凹形竖曲曲线处车车速较高高，二者者半径更更应大一些。。竖曲线的的起、终终点宜分分别设在在平曲线线的两个个缓和曲曲线内，，其中任一点都都不要设设在缓和和曲线以以外的直直线上或或圆曲线线内，如如图5-23所示。若平平、竖曲曲线半径径都很大大且坡差差较小时时，则平平、竖位位置可不不受上述限制制；若做做不到平平、竖曲曲线较好好的组合合，可将将二者拉拉开适当当距离，使平曲曲线位于直直坡段或竖竖曲线位于于直线上。。(3)要保持平曲曲线与竖曲曲线大小均均衡。保持平曲线线、竖曲线线的半径和和长度均衡衡，能在视视觉上获得得协调、舒顺的感感觉。平、、竖曲线长长度，若能能达到图5—23组合得当的的情况，认为是是均衡的。。平、竖曲线线半径的均均衡研究认认为：竖曲曲线半径约约为平曲线线半径的10～20倍，可获得得视觉上的的均衡，见见表5—12。(4)要选择适当当的合成坡坡度。合成坡度过过大，对行行车安全不不利，特别别在冬季结结冰期更危危险，车辆易产生生打滑、侧侧滑，甚至至发生倾覆覆、坠崖事事故。山区区纵坡大的的路段插入小小半径平曲曲线时，应应控制最大大合成坡度度，陡峻傍傍山路段的的合成坡度宜宜小于8％。合成坡坡度过小，，不利于路路面排水，，车辆易打打滑、制动距距离增加、、高速行驶驶产生溅水水影响行车车安全。当当变坡点与与路面横向排排水不良的的平曲线路路段组合，，易形成过过小的合成成坡度，排排水不利，妨妨碍高速行行车。合成成坡度一般