长安大学公路学院道路勘测设计问答题

第一篇道路勘测设计

1．何谓路线？什么是路线的平面、纵断面和横断面？什么是路线设计？

答：我们平时所说的路线是指道路中线的空间位置。

路线在水平面的投影称作路线的平面；沿中线竖直剖切再行展开在立面上的投影则是路线的纵断面；中线上任意点的法向切面是道路在该点的横断面。

路线设计是指确定路线在平、纵、横三维立体上各部位尺寸的工作。

2．平面线形的组成要素是什么？分别有何作用？

答：直线、圆曲线、缓和曲线是平面线形的组成要素。我们称之为“平面线形三要素”。

在平原区，直线作为主要线形是适宜的，它具有汽车在行驶中视觉最好，距离最短，运营经济，行车舒适，线形容易选定等特点，但过长的直线又容易引起驾驶员的单调疲劳，超速行驶，对跟车距离估计不足而导致交通事故。圆曲线是平面线形主要原素之一，采用平缓而适当的圆曲线即可引起驾驶员的注意又可以美化线形。在直线和圆曲线之间或在不同半径的两圆曲线之间，为缓和汽车的行驶，符合汽车行驶轨迹，采用曲率不断变化的缓和曲线是较为合理的。

3．在平面线形中，基本线形与汽车的行驶状态是如何相对应的？

答：在平面线形中，基本线形是和汽车的行驶状态相对应的，具有如下的几何性质：（1）直线：曲率为零，汽车车身轴向与汽车行驶方向的夹角为零。

（2）圆曲线：曲率为不为零的常数，汽车车身轴向与汽车行驶方向的夹角为固定值。

（3）缓和曲线：曲率为变数，汽车车身轴向与汽车行驶方向的夹角为变数。

4．在公路和城市道路中使用很广泛直线，为什么过长的直线并不好？

答：一般在定线时，只要地势平坦，无大的地物障碍，定线人员首先考虑使用直线通过。但过长的直线并不好，直线线形大多难于和地形相协调，若长度运用不当，不仅破坏了线形的连续性，也不便达到线形自身的协调。另外过长的直线也容易使驾驶员感到疲倦，难以目测车间距离，于是产生尽快驶出直线的急躁情绪，超速行驶，从而导致交通事故的发生。

5．直线在道路设计中应用是比较广泛的，一般在哪些情况下可以使用直线？

答：直线在道路设计中应用是比较广泛的，一般在下列情况下可以使用直线：

（1）不受地形、地物限制的平坦地段或山间的开阔谷地。

（2）市镇及其近郊或是规划方正的农耕区以直线线形为主的地区。

（3）含有较长的桥梁、隧道等构筑物的路段。

（4）路线交叉点及其前后的路段。

（5）双车道公路提供超车的路段。

6．在道路平面设计中，直线的使用应注意哪些问题？

答：在直线的使用中，值得注意的是有关直线长度的问题，一般来说对直线的长度应该有所限制。当不得已采用过长直线时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施予以处理。但还要注意以下几个问题：

（1）在长直线上纵坡不宜过大。因为长直线再加下陡坡行驶，更容易导致超速行驶，

造成交通事故。

（2）长直线适于与大半径凹形竖曲线组合。

（3）当道路两侧地形过于空旷时，应采取一定的技术措施改善单调的景观。

（4）长直线或长下坡尽头，宜于连接大半径的平曲线。

7．在道路的平面设计中如何因地制宜的使用直线？

答：对于直线的使用一定要因地制宜：

（1）位于城市附近的道路，由于建筑物和城市风光的映衬，一般来说对于直线长度没有太多的限制。

（2）对于乡间的公路，由于道路周围的环境过于单调，如果直线过长，就会使人的情绪受到影响，驾驶人员就会希望快速驶离直线，这时极易导致驾驶员超速行驶造成交通事故且事故危害程度随直线的增长而增大。

（3）对于大戈壁、大草原等地域开阔的地区，有时直线长度会达数十公里。在这样的地区行车，驾驶员极易疲劳，也容易超速行驶，但除了选择直线以外别无选择，如果人为地设置曲线往往不能改善景观的单调，反而会增加路线长度和驾驶操作的难度。

8．在道路的平面设计中，如何规定直线的最小长度？为什么？

答：（1）同向曲线间的直线最小长度

同向曲线是指转向相同的相邻两曲线，同向曲线间插入短直线，这种线形组合工程上称为断背曲线。这种曲线很容易使驾驶员产生错觉，即把直线和两端的曲线看成反向曲线，甚至看成为一个曲线，破坏了线形的连续性，极易造成驾驶员判断和操作的失误，我们在设计中尽量避免这种现象的发生。在《规范》中明确规定：同向曲线之间的最短直线长度以不小于6V （m ）(V 以km ／h 计)为宜。

（2）反向曲线间直线的最小长度

在反向曲线之间，为满足设置超高、加宽的需要，应有一定长度的直线。我国在《规范》中明确提出反向曲线之间的直线最小长度以不小于2V （m ）(V 以km ／h 计)为宜。当受到地形、地物等各方面的限制时，可将反向缓和曲

线首尾相接，但此时要注意路面排水的问题。

9．在公路和城市道路的设计中，圆曲线有

何特点？

答：圆曲线具有易与地形适应、可循性好、

线形美观、易于敷设等特点

10．不设缓和曲线时，圆曲线的几何要素计

算公式如何？平曲线主点桩位的里程如何计

算？

答：圆曲线以转角α及半径R 表示，右转

角为y α，左转角为z α。对于确定了转角及半径

的圆曲线，当不设缓和曲线时几何要素(如图

图 1.2.2 圆曲线几何要素

l.2.2)计算公式如下：

2α

Rtg T =

R R L ααπ

01745.0180==

)12(sec

-=α

R E L T D -=2

式中：T ——切线长(m)；

L ——曲线长(m)；

E ——外距(m)；

D ——校和数或是超距(m)；

α——转角(°)；

R ——圆曲线半径(m)。

不设缓和曲线，平曲线主点桩位有三个，分别为ZY(直线与圆曲线相接的点)点、QZ(曲线中点)点及YZ(圆曲线与直线相接的点)点，里程计算如下：

JD 里程-T =ZY 里程

ZY 里程+L =YZ 里程

YZ 里程-L/2=QZ 里程

QZ 里程-D/2=JD 里程

11．使行驶在平曲线上的车辆为什么有横向失稳的危险？汽车的横向失稳表现为什么现象？抵消汽车部分离心力的工程措施是什么？

答：汽车在曲线上行驶时，除受重力作用以外，还受到离心力的作用，也正是离心力的作用，使行驶在平曲线上的车辆有横向失稳的危险。

汽车的横向失稳表现为：一是汽车向外滑移；二是汽车向外倾覆。滑移先于倾覆。因此，在道路设计中，若能保障汽车不滑移则同时就保障了汽车行驶的倾覆稳定性。

抵消汽车部分离心力的工程措施是超高。如果离心力过大，将对行车安全产生不良影响，所以在工程中为减小离心力的作用，保证汽车在平曲线上行驶的稳定性，把路面做成内侧低外侧高的单向横坡形式，也就是超高，单向横坡的坡度为超高率。汽车在具有超高的平曲线上行驶，重力的水平分力可以抵消一部分离心力的作用，其余可由横向摩阻力来平衡。

12．什么是横向力系数？横向力系数μ的存在会对行车产生哪些不利的影响？横向力系数合理的限界是多少？ 答：横向力系数：h i R

V -=1272

μ (1.2.1)

式中：μ——横向力系数； h i ——超高横坡度(或称超高率)；

V ——行车速度(km ／h)；

R ——平曲线半径(m)。

上式表达了横向力系数和车速、平曲线半径以及超高率之间的关系。从中可以看到，横向力系数越大，则汽车行驶的稳定性越差。

横向力系数μ的存在会对行车产生种种不利的影响，μ越大行车越不利，主要表现在如下几个方面：

(1)行车安全方面

汽车在路面上不发生滑移的前提条件是横向力系数μ不大于轮胎与路面之间的横向磨阻系数φx 。

(2)增加燃料消耗和轮胎磨损

在平曲线路段，由于横向力系数的存在，使车辆的燃油消耗和轮胎磨损较平直路段有所增加。

(3)乘客感觉不舒适

横向力系数的存在不仅造成驾驶员操作的困难、燃油消耗及轮胎磨损的增加，还对乘客的乘车感觉造成不良影响，在μ过大时，乘客的感觉不舒适。

通过研究一般认为由0.10到0.16是比较合理的一个范围，在设计中可以根据道路等级来采用不同的数值。

13．如何限制超高横坡度的值？

答：超高横坡度h i ：高速公路、一级公路的超高横坡度不应大于10％，其他各级公路不应大于8％；在积雪冰冻地区，最大超高横坡度不宜大于6％；当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，应设置等于路拱的超高。

14．平面曲线的最小半径有哪几种情况？分别是考虑了哪几方面的情况确定的？

答：平面曲线的最小半径有：极限最小半径，一般最小半径，不设超高的最小半径三种情况。随着公路等级由高速公路、一级、二机、三级、四级的变化，设计速度有高到低，以上半径由大到小。

极限最小半径：我国现行的《公路工程技术标准》中的极限最小半径是参照各省市以及国外的具体情况，选用适当的max μ和max h i ，并将其计算结果进行归纳得出的。

一般最小半径：在选用圆曲线的半径值时，一方面要考虑汽车行驶的稳定性和乘客的舒适性，另一方面也要考虑工程的可行性和工程量的限制。因此，在现行的《公路工程技术标准》中充分地考虑了这几方面的情况确定了一般最小半径值。

不设超高的最小半径：当选用的圆曲线半径大到一定的程度，在曲线上即使不设超高也能满足车辆行驶的稳定性和乘客的舒适性要求，这时，我们可以在曲线上不设置超高。此时，对于在曲线外侧行驶的车辆存在着一个“反超高”也就是超高横坡率为负值，大小同路拱。我国《公路工程技术标准》中取用max μ＝0.035，max h i ＝-0.015（或-0.02）来计算不设超高

的最小半径值。

15．缓和曲线有何作用？

答：缓和曲线的作用

（1）缓和曲线通过其曲率逐渐变化，可更好的适应汽车转向的行驶轨迹；

（2）汽车从一曲线过度到另一曲线的行驶过程中，使离心加速度逐渐变化 ；

（3）缓和曲线可以作为超高和加宽变化的过渡段；

（4）缓和曲线的设置可使线形美观连续。

16．有缓和曲线的道路平面线形的基本组合如何？试写出其几何元素的计算公式。 答：有缓和曲线的道路平曲线的几何要素

道路平面线形的基本组合为：直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线-直线，见图。其几何元素的计算公式如下：

23

00

2402sin R L L R x q S S -=-=β R

L R R y p S 24cos 2

00=+-=β R

L S 20=β ()q tg

p R T ++=2α ()S L R L 218020+-=πβα

()R p R E -+=2sec

α L T D -=2

“基本型”平曲线

式中： q ——缓和曲线起点到圆曲线原起点的距离，也称为切线增值(m)；

p ——设缓和曲线后圆曲线内移值(m)；

0β——缓和曲线终点缓和曲线角(rad)；

S L ——缓和曲线长(m)；

R ——圆曲线半径(m)；

α——偏角(°)；

T ——切线长(m)；

L ——曲线长(m)；

E ——外距(m)；

D ——超距(m)。

17．如何推算设有缓和曲线的平曲线的五个主点桩位？

答：主点桩里程推算：

设有缓和曲线的平曲线有五个主点桩位，分别是ZH 、HY 、QZ 、YH 、HZ ，里程推算如下：

18．带有缓和曲线的平曲线现场敷设常用的敷设方法有哪几种？

答：常用的敷设方法有：切线支距法、偏角法、坐标法。

19．我们可以从哪几方面来确定缓和曲线的长度？

答：汽车在缓和曲线上要完成不同曲率的过渡行驶，因此要使缓和曲线有足够的长度，以使驾驶员有足够的时间来操作方向盘，对于缓和曲线的长度我们可以从如下几个方面来确定：

（1）控制离心加速度变化率

（2）保证司机操作反应时间 JD -T ZH +L S HY +L 圆(=L-2L S ) YH +L S HZ -L/2 QZ -D/2 JD

（3）行车道外侧因超高产生的附加坡度不过大

（4）满足视觉要求

各级公路与城市道路的缓和曲线最小长度，随着道路等级的提高缓和曲线最小长度由小到大。

20．《规范》规定，在什么情况下可不设缓和曲线？

答：《规范》规定，在下列情况下可不设缓和曲线：

1．当圆曲线半径大于或等于不设缓和曲线的最小半径时。

2．半径不同的同向圆曲线径相连接处，应设置缓和曲线，但符合下列条件时可以不设缓和曲线。

（1）小圆半径大于不设缓和曲线的最小半径时。

（2）小圆半径大于复合曲线中小圆临界曲线半径，且符合下列条件之一时：

错误！未找到引用源。小圆曲线按规定设置相当于最小缓和曲线长度的回旋线时，其大圆与小圆的内移值之差不超过0.10m 。

②设计速度≥80km ／h 时，大圆半径(1R )与小圆半径(2R )之比小于1.5。

③设计速度＜80 km ／h 时，大圆半径(1R )与小圆半径(2R )之比小于2。

3．四级公路可不设缓和曲线，用超高、加宽缓和段径向衔接。

21．什么是行车视距？根据驾驶员所采取的措施不同，行车视距分为哪几种？

答：为了行车安全，驾驶员需要能及时看到前方相当一段距离，以便发现前方障碍物或来车，能及时采取措施，保证交通安全，我们把这一距离称为行车视距。

根据驾驶员所采取的措施不同，行车视距分为如下几种。

（1）停车视距；汽车行驶时，从驾驶员发现前方障碍物时起，至障碍物前能安全制动停车，所需的最短距离。

（2）会车视距：在同一车道上，两对向行驶的汽车在发现对方后，采取刹车措施安全停车，防止碰撞所需的最短距离。

（3）错车视距：在无明确分道线的双车道道路上，两对向行驶的汽车在发现对方后，采取措施避让安全错车所需的最短距离。

（4）超车视距：在双向行驶的双车道道路上，后面的快车超越慢车时，从开始驶离原车道，到完成超车回到自己的车道所需要的距离。

22．《公路工程技术标准》中对行车视距是如何规定的？

答：《公路工程技术标准》中规定高速公路、一级公路应满足停车视距的要求；其他各级公路一般应满足会车视距的要求。根据计算分析得知，会车视距约是停车视距的两倍，也就是只要计算出停车视距就可以了。

23．什么是停车视距？停车视距可分为哪几部分？

答：停车视距是指在汽车行驶时，当视线高为1.2m，障碍物高0.1m时，驾驶员发现前方障碍物，经判断决定采取制动措施到汽车在障碍物前安全停住所需的最短距离。停车视距可分为反应距离、制动距离和安全距离三部分。

24．什么是超车视距？超车视距可分为哪几部分？

答：超车视距是在对向行驶的双车道公路上，当视高为1.2m，物高为1.2m，后面的快车超越前面的慢车的过程中，从开始驶离原车道之处起，至可见逆向来车并能超越慢车后安全驶回原车道所需的最短距离。

超车视距可分为四个部分：超车汽车加速行驶的距离；超车汽车在对向车道上行驶的距离；超车汽车完成超车时，其与对向来车之间的安全距离；在整个超车过程中，对向汽车的行驶距离。

25．在路线设计时为什么必须检查平曲线的视距是否得到保证？一般来说，检查弯道内平面视距能否保证的方法有哪几种？

答：汽车在弯道上行驶时，弯道内侧的树木、建筑物、路堑边坡或是其他障碍物要遮挡司机的视线。因此，在路线设计时必须检查平曲线的视距是否得到保证，将阻碍视线的障碍物清除。

一般来说，检查弯道内平面视距能否保证的方法有两种，一是视距曲线法，一是横净距法。

26．平面线形设计的一般原则有哪些？

答：平面线形设计的一般原则：

（1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；

（2）除满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求；

高速公路、一级公路以及计算行车速度大于60km／h的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。计算行车速度越高，线形设计所考虑的因素就更应周全。

（3）保持平面线形的均衡与连贯；

为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。以下几点在设计时应充分注意：

1）长直线尽头不能接以小半径曲线。

2）高、低标准之间要有过渡。

（4）应避免连续急弯的线形；

连续急弯的线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适性也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。

（5）平曲线应有足够的长度。

如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平

曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度。

27．平面线形要素的组合与衔接有哪几种？各有何特点？

答：平面线形要素的组合与衔接有：基本型、S 型、卵型、凸型、复合型、C 型等。

（1）基本型

按直线—缓和曲线—圆曲线—缓和曲线—直线的顺序组合，见图1。基本型中的缓和曲线参数、圆曲线最小长度都应符合有关规定。两缓和曲线参数可以相等，也可以根据地形条件设计成不相等的非对称型曲线。从线形的协调性看，宜将缓和曲线、圆曲线、缓和曲线之长度比设计成1：1：1。

’

（

（2）S 型

两个反向圆曲线用回旋线连接的组合，见图2。S 型相邻两个缓和曲线参数宜相等。当采用不同的参数时，A 1与A 2之比应小1.5为宜。

（3）卵型

用一个缓和曲线连接两个同向圆曲线的组合，见图3。卵型上的缓和曲线参数A 不应小于该级公路关于缓和曲线最小参数的规定，同时为满足视觉要求，宜控制在下列范围之内： 2

1R ≤A ≤1R 式中： A ——缓和曲线参数：

1R ——小圆半径(m)。

两圆曲线半径之比也应控制在下式的范围之内；

0.2≤2

1R R ≤0.8 式中： 1R ——小圆半径(m)。

（4）凸型

在两个同向缓和曲线之间不插入圆曲线而径相衔接的组合，见图4。凸型的缓和曲线的参数及其连接点的曲率半径，应分别符合容许最小缓和曲线参数和圆曲线一般最小半径的规定。

(5)复合型

两个以上同向缓和曲线间在曲率相等处相互连接的形式，见图5。复合型的两个缓和曲图1、基本型 图2、S 型

线参数之比应控制在：A 1：A 2＝l ：1.5

(6)C 型

同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式，见图6。其连接处的曲率为零，相当于两基本型的同向曲线中间直线长度为零，这种线形对行车也会产生不利影响。因此，C 型曲线只有在特殊地形条件下方可采用。

第七节 道路平面设计成果

28．道路平面设计的主要成果有哪些？ 答：完成道路平面设计时即是完成各种图表的计算填写与绘制。平面设计所包括的主要设计图纸有：路线平面设计图、路线交叉设计图、平面布置图等。主要表格有：直线、曲线及转角表、路线交点坐标表、逐桩坐标表、路线固定点表、总里程及断链桩号表等。

29．设置缓和曲线的作用有哪些？

答：（1）便于驾驶操作，符合汽车行车轨迹且线形美观；

（2）消除离心力突变；

（3）完成超高和加宽的过渡。

30．设置缓和曲线的作用有哪些?

答：（1）便于驾驶操作，符合汽车行车轨迹且线形美观；

（2）消除离心力突变；

（3）完成超高和加宽的过渡。

31．我国《标准》规定了哪三个不同使用要求的圆曲线最小半径？它们的含义是什么？ 答：（1）极限最小半径是各级公路对按计算行车速度行驶的车辆能保证其安全行车的最图3、卵型

图4、凸型 图5、复合型 图6、C 型

小半径；

（2）一般最小半径。对按计算行车速行驶的车辆能保证其安全和舒造性在通常情况下采用的半径值；

（3）不设超高最小半径。是指不必设置超高就能满足行驶稳定性的最小允许半径。