《道路勘测设计》课程——知识梳理
第一章 绪论
1.交通运输系统(五种运输方式),道路运输的作用（5点）。 [铁路、公路、水运、航空、管道] 公路：机动灵活、点对点 2.道路功能与分级
（1）公路按功能分类：干线公路、集散公路和地方公路。
按行政管理属性分类：国道、省道、县道和乡道。
（2）道路分级
公路分级分类标准——适应交通量(将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量)
高速、一级、二、三、四级（车速：最高120km/h，最低20km/h、路面宽度：3.75m，3m）
城市道路分类：快速、主干、次干、支路
设计年限：20年(快速、主干)、15年(次干)、10年~15年(支路) 3.道路设计控制
（1）自然条件（地形决定选线条件）：地形、气候、水文、地质、土壤及植被。
地形条件：平原地形指自然坡度在30以内，微丘地形指地面自然坡度在200以下，相对高差在100m以下；山岭重丘地面自然坡度在200以上。 （2） 交通特性
设计车辆分类：[小客车、载重汽车、鞍式列车、铰接车]
设计车速：是指当气候条件良好、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件的影响时，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度。 技术标准最重要的指标——设计车速
运行速度与设计速度的大小关系：不一定 交通量：定义
设计小时交通量：将一年中所有8760个小时交通量按其与年平均日交通量的百分数大小顺序排列，全年第30位小时交通量作为设计的依据。
通行能力：基本(理想)〉，可能(实际)、设计通行能力[与服务水平相关] （3）道路网与红线规划
公路网系统特性：1）集合性；2）关联性；3）目标性；4）适应性
公路网的典型结构形势：a）三角形；b）棋网形；c）并列形；d）放射形；e）扇形；
f）树杈性；g）条形
城市道路网结构形式：a）方格网式；b）环形放射式；c）自由式；d）混合式
道路红线：指城市道路用地和城市建筑用地的分界控制线，红线之间的宽度即道路用地范围，
称之为道路建筑红线或路幅宽度。
道路红线规划主要内容：1）确定道路红线宽度；2）确定道路红线位置；
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3）确定交叉口形式；4）确定控制点坐标和标高
4.道路建筑界限与道路用地
（1）道路建筑限界：定义；[净高、净宽]
净高：即净空高度，是指道路在横断面范围内保证安全通行所必须满足的竖向高度。 净空：是指道路在横断面范围内保证安全通行所必须满足的横向宽度。
（2）道路用地：是指为修建、养护道路及布设沿线各种设施等所需要占用的土地。
公路用地范围（特别是新建公路限定）：新建高速公路路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，或路堑坡顶截水沟外缘（无截水沟时为坡顶）以外不少于2m的土地为公路用地范围；一、二、三、四级公路上述边缘以外不少于1m的土地为公路用地范围。 5.道路勘测设计阶段
公路工程设计阶段：一阶段设计——施工图设计（小型项目）
二阶段设计——初步设计、施工图设计（一般项目）
三阶段设计——初步设计、施工图设计、技术设计[大型、复杂、困难工程] 6.道路设计：分为几何设计、结构设计
第二章 平面设计
1.基本概念
路线：道路中线的空间位置
平面线形三要素：直线、圆曲线、缓和曲线。(依据汽车行驶轨迹) 2.直线：
（1）适用条件：1）路线完全不受地形、地物限制的平坦地区或山间的宽阔河谷地带； 2）城镇及其近郊道路，或以直线为主体进行规划的地区； 3）长大桥梁、隧道等构造物路段； 4）路线交叉点及其附近； 5）双车道公路提供超车的路段。 （2） 标准规定（设计车速≥60km/h）：最大长度：20V
最小长度：同向曲线定义（断背曲线，定义），6V； 断背曲线：在同向曲线之间，当直线过短时，甚至把两个曲线看成是一个曲线，破坏了线形的
连续性，形成所谓的“断背曲线”。
反向曲线定义，2V，（S形曲线）
3.汽车行驶的横向稳定性与圆曲线半径：
（1）行驶稳定性：汽车行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。
横向超高：为了抵消或减小离心力作用，保证汽车在园曲线上稳定行驶，必须使园曲线上路面做成外侧高、内侧低呈单向横坡的形式，称为横向超高。
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横向力系数μ：定义——单位车重的横向力；μ↑，稳定性越差。 方式——横向倾覆：
横向滑移：失稳时滑移先于倾覆，滑移作为控制稳定的条件
V2V2（2）园曲线半径：R? R?
127(??ih)127(?h?ih)横向力的不利影响（μ越大越不利，4条）：1）危及行车安全；2）增加驾驶操纵的困难； 3）增加燃油消耗和轮胎磨损；4）旅行不舒适。
μ
max=0.10-0.16
最大超高：一般地区高速公路、一级公路为10％；二、三、四级公路为8％；积雪冰冻地区各
级公路均为6％
（3） 半径：确定时考虑的因素——安全、操作、磨耗、舒适
标准规定：最小半径——极限最小<一般最小<不设超高（计算） 最大半径：10000m 4.缓和曲线：
（1）缓和曲线：是道路平面线形要素之一，是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转
向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。
（2） 作用：曲率连续变化(车驶)、加速度逐变(旅客舒适)、超高渐变(行驶平稳)、美观 （3）采用线形：标准规定采用回旋线 RLs=A2；
（4）缓和曲线最小长度确定方法：旅客舒适、超高渐变率适中、行驶时间不过短(3s)
（5）缓和曲线参数：回旋线参数与连接的园曲线半径保持R/3≤A≤R，可获得视觉上协调、舒顺的线形。
（6）缓和曲线省略：圆曲线半径大于或等于“不设超高的最小半径”时 5.道路平面设计成果
（1）表格：直线、曲线及转角表；逐桩坐标表 （2）图：公路平面设计图；城市道路平面图。 6.计算：习题2-6，2-7类型
第三章 纵断面设计
1.基本概念
（1） 纵断面定义：沿道路中线竖直剖面展开图 （2）纵断面图：
组成——地面线、设计线。设计线：由直线和竖曲线（圆曲线或抛物线）组成。
（3）路基设计高程：新建：高速、一级：中央分隔带的外侧边缘高程，二、三、四级：路基边缘高程。 2.汽车的动力特性与纵坡
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（1） 汽车的动力因素和最大纵坡
1）汽车行驶的充分必要条件
必要条件——驱动条件T≥R：驱动力≥行驶阻力[空气、道路(滚动、坡度)、惯性] 道路阻力RR?G(f?i)；f+i—道路阻力系数
充分条件——附着条件T≤?Gk：驱动力≤附着力[附着系数影响因素(路面、轮胎、车速、
荷载)]
2）汽车的动力因数D
定义：它表征某型汽车在海平面高程上，满载情况下，单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能 临界速度Vk：每一排档下最大动力因数对应的车速 一般汽车行驶速度V 3）最大纵坡——定义；与坡长对应 考虑因素：汽车的动力特性、道路等级、自然条件 4） 理想最大纵坡定义： 5）不限长度的最大纵坡i2——容许车速；当坡度i>i2，需限制坡长 （2）坡长：是纵断面上相邻两变坡点间的长度 1）最大坡长限制：(动力、安全) 2） 缓和坡段：≤3% 3）最小坡长：(行驶平顺性，避免起伏频繁)汽车以设计速度行驶9～15s的行程为宜 （3）最小纵坡——定义；0.3%（一般情况下不小于0.5%，当小于0.5%，需采用综合排水措施） （4）平均纵坡：定义—— 在一定长度路段内，路线在纵向所克服的高差值与该段距离之比 二、三、四级公路越岭线一般为5.5%，5%。 （5）合成坡度I：目的控制陡坡与急弯的组合，道路纵坡和横坡的矢量和。 I2=ih2+i2≤imax2（imax—最大纵坡） 积雪、冰冻公路：最大8% 最小：0.5% 3.竖曲线：在道路纵坡的变坡处设置的竖曲线，为满足行车平顺、舒适及视距的需要。 （1）线形：一般采用抛物线（圆曲线） （2）分类：凸形(ω[坡差]<0)；凹形(ω>0) （3） 竖曲线计算：(作图) 要素计算：L、T、E （公式熟练应用） 设计高程计算：竖距h=x2/2R (起终点桩号及高程)； 计算例题类型 - 4 - （4）最小半径(最小长度)——确定依据：缓和冲击(凹形主要依据) 行驶时间不过短(3s)(长度依据) 视距要求(凸形主要依据) 4.爬坡车道：是设置在陡坡路段上坡方向右侧供慢速车行驶的附加车道。 设置位置：上坡方向行车道外侧(右侧) 设置条件：低速；通行能力小，改善主线纵坡比较。 宽度：一般为3.5m 长度：分流渐变段长度、爬坡道长度、合流渐变段长度。 5.避险车道：在长陡下坡段行车道外侧增设的供速度失控车辆驶离正线安全减速的专用车道。 类型;上坡道型，水平坡道型，下坡道型，砂堆型。 6.纵断面设计方法及纵断面图 路线纵断面设计主要指纵坡设计和竖曲线设计。 步骤：拉坡前的准备工作；标注控制点位置；试坡；调整；核对；定坡 纵断面图的绘制：上半部：绘制地面线、纵断面设计线。下半部：填写有关数据。 7.计算：3-9，3-10，3-11类型。 第四章 横断面设计 1.横断面组成及类型 （1）横断面定义：中线各点的法向切面，由横断面设计线和地面线组成。 （2）公路横断面组成及类型：整体式断面，分离式断面。 1）公路路幅：整体式断面—— 单幅双车道 双幅多车道 单车道 分离式断面——高速、一级 2）城市道路路幅：单幅路、双幅路、三幅路、四幅路 2.路肩：位于行车道外缘至路基边缘具有一定宽度的带状部分称为路肩。 作用：保护支撑、侧向余宽、临时停放、养护埋设管线、行人及非机动使用 （1）路拱：为利于路面横向排水，将路面做成中央高于两侧具有一定横坡的拱起形状。 形式：抛物线形----低等级公路， 直线形，直线接抛物线形----高等级公路 折线形----多车道水泥混凝土路面。 （2）中间带：由两条左侧路缘带和中央分隔带组成。 作用：分隔车流、设置交通设施、绿化防眩、引导视线 3.平曲线加宽设计 （1） 平曲线加宽意义：汽车行驶在园曲线上，各轮迹半径不同，其中后内轮轮迹半径最小，且偏 - 5 -