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1、第七章第七章 高速公路设计基础知识高速公路设计基础知识 高速公路是全封闭、全立交、控制出入口，设高速公路是全封闭、全立交、控制出入口，设有中央分隔带及多种安全、管理、服务设施，专供有中央分隔带及多种安全、管理、服务设施，专供机动车高速行驶的公路。高速公路包括中央分隔带、机动车高速行驶的公路。高速公路包括中央分隔带、行车道、超车车道、路肩、匝道、收费站、紧急停行车道、超车车道、路肩、匝道、收费站、紧急停车带、标志标线及服务设施等组成部分；车带、标志标线及服务设施等组成部分；一、高速公路的组成一、高速公路的组成中央分隔带中央分隔带2m防撞护栏防撞护栏行车道行车道超车超车道道硬路肩硬路肩3m土路肩土
2、路肩0.75m隔离栅栏隔离栅栏排水沟排水沟高速公路组成（一）高速公路组成（一）左侧路缘带左侧路缘带0.75m高速公路组成（二）高速公路组成（二）隧隧 道道隧道灯光隧道灯光高速公路组成（三）高速公路组成（三）互通立交互通立交桥桥 梁梁互通立交桥互通立交桥分离式立交桥分离式立交桥标标 志志标标 线线匝道（出口）匝道（出口）高速公路组成（四）高速公路组成（四）高速公路组成（五）高速公路组成（五）紧急停车带紧急停车带紧急停车带紧急停车带办办 公公 区区服服 务务 区区减减 速速 区区沥青混凝土沥青混凝土路面路面水泥混凝土水泥混凝土路面路面收费棚收费棚收费广场收费广场高速公路组成（六）高速公路组成（六）
3、二、高速公路标志、标线二、高速公路标志、标线1、高速公路标志、高速公路标志高速公路入口标志高速公路入口标志地点、方向标志地点、方向标志 高速公路编号标志高速公路编号标志 地点距离标志地点距离标志 下一出口预告标志下一出口预告标志 出口编号标志出口编号标志 出口预告标志出口预告标志 出口提示标志出口提示标志 高速公路出口提示标志设置示例高速公路出口提示标志设置示例 高速公路起点标志高速公路起点标志 高速公路终点预告高速公路终点预告 交通信息标志交通信息标志 里程牌和百米牌里程牌和百米牌 ETC 标志标志 全程监控标志全程监控标志 紧急电话标志紧急电话标志 报警电话或路政电话的标志报警电话或路政电
4、话的标志 收费站标志收费站标志 服务区预告标志服务区预告标志 服务区地点距离标志服务区地点距离标志 爬坡车道标志爬坡车道标志 旅游符号旅游符号 2、高速公路标线、高速公路标线 标线的设置形式、颜色以及功能含义序号序号颜 色色图 例例含含 义1白色虚白色虚线划于路段中划于路段中时，用以分隔同向行，用以分隔同向行驶的交通流；的交通流；划于路口划于路口时，用以引，用以引导车辆行行进2白色白色实线划于路段中划于路段中时，用以分隔同向行，用以分隔同向行驶的机的机动车、机机动车和非机和非机动车，或指示，或指示车行道的行道的边缘；划于路口划于路口时，可用作，可用作导向向车道道线或停止或停止线3黄色虚黄色虚线
5、划于路段中划于路段中时，用以分隔，用以分隔对向行向行驶的交通流的交通流4黄色黄色实线划于路段中划于路段中时，用以分隔，用以分隔对向行向行驶的交通流的交通流5双白虚双白虚线划于路口，作划于路口，作为减速减速让行行线6双白实双白实线线划于路口，作为停车让行线划于路口，作为停车让行线7双黄实双黄实线线划于路段中，用以分隔对向行驶的交通流划于路段中，用以分隔对向行驶的交通流三、高速公路设计三、高速公路设计基本要素：基本要素：直线、圆曲线、缓和曲线、超高、加宽直线、圆曲线、缓和曲线、超高、加宽（一）、直线（二）、圆曲线（三）、缓和曲线（四）、平曲线最小长度（五）、超高与加宽上级 上页 下页1.高速公路平
6、面线形设计高速公路平面线形设计高速公路设计原则：满足技术标准；安全；美观。直线优缺点：优点：优点： 直线距离短、方向明确、视野宽广、节省行车时间、降直线距离短、方向明确、视野宽广、节省行车时间、降低道路造价低道路造价缺点：缺点： 宜引起驾驶员疲劳麻痹，或容易超速；目测出现误差；宜引起驾驶员疲劳麻痹，或容易超速；目测出现误差；增加夜间眩光危险；景色单调，线形呆板，灵活性差。增加夜间眩光危险；景色单调，线形呆板，灵活性差。对于高速公路的线形：对于高速公路的线形： 宜尽量避免采用长直线，甚至倾向于全部设在曲线上。（一）、直线（一）、直线(1)(1)同向曲线间最小直线长度同向曲线间最小直线长度( (以
7、以m m计计) )以不小于行车速度以不小于行车速度( (以以km/hkm/h计计) )的的6 6倍为宜；倍为宜； (2)(2)反问曲线间最小直线长度反问曲线间最小直线长度( (以以m m计计) )以不小于行车速度以不小于行车速度( (以以km/hkm/h计计) )的的2 2倍为宜倍为宜在高速公路平面定线中，大半径的圆曲线是首选要素。在高速公路平面定线中，大半径的圆曲线是首选要素。圆曲线优缺点：圆曲线优缺点：优点：优点： 柔和的几何线形、较好地适应地形、匀顺圆滑的线形、灵柔和的几何线形、较好地适应地形、匀顺圆滑的线形、灵活变换方向、自然地诱导视线、景色多样有趣。活变换方向、自然地诱导视线、景色多
8、样有趣。缺点：缺点： 会增长距离、受力比较复杂，会增加轮胎的磨损和路面的会增长距离、受力比较复杂，会增加轮胎的磨损和路面的破坏。破坏。应尽量选用较大的半径，以改善车辆在曲线上的行驶条件。应尽量选用较大的半径，以改善车辆在曲线上的行驶条件。（二）、圆曲线（二）、圆曲线确定方法：确定方法：根据汽车行驶横向稳定性根据汽车行驶横向稳定性( (滑移、倾覆滑移、倾覆) )而定，并以滑移而定，并以滑移稳定控制。稳定控制。缓和曲线的作用：1)曲率的逐渐变化，便于驾驶与路线顺杨，以构成最佳的线曲率的逐渐变化，便于驾驶与路线顺杨，以构成最佳的线形；形；2)离心加速度的逐渐变化，使汽车不致产生侧向滑移；离心加速度的
9、逐渐变化，使汽车不致产生侧向滑移；3)作为行车道横坡变化的过渡段，以减少行车震荡。作为行车道横坡变化的过渡段，以减少行车震荡。（三）、缓和曲线（三）、缓和曲线（四）、平曲线最小长度（四）、平曲线最小长度（五）、超高与加宽（五）、超高与加宽（一）、纵坡度一）、纵坡度（二）、坡长限制（二）、坡长限制（三）、合成坡度（三）、合成坡度（四）、竖曲线（四）、竖曲线2.高速公路纵断面设计高速公路纵断面设计（一）纵坡度一）纵坡度路线纵坡度包括最大纵坡度和最小纵坡度之间的各种坡度路线纵坡度包括最大纵坡度和最小纵坡度之间的各种坡度最大纵坡度最大纵坡度: :高速公路控制设计的一项重要指标高速公路控制设计的一项重要
10、指标, ,直接影响到路线的长度、使用直接影响到路线的长度、使用品质、行车安全、运输成本和工程造价品质、行车安全、运输成本和工程造价. .最大纵坡度确定方法最大纵坡度确定方法: :最大纵坡依汽车的动力特性、自然条件及工程运营经济的分析加最大纵坡依汽车的动力特性、自然条件及工程运营经济的分析加以确定以确定. .高速公路最大纵坡确定方法高速公路最大纵坡确定方法: :按照按照公路工程技术标准公路工程技术标准规定取用，规定取用，3%3%最小纵坡度最小纵坡度为满足排水要求，应采用不小于为满足排水要求，应采用不小于0.30.3的最小纵坡；的最小纵坡；（二）坡长限制（二）坡长限制不同纵坡连接的坡长限制换算：不
11、同纵坡连接的坡长限制换算：例例：V=100km/hV=100km/h，纵坡纵坡5%5%，坡长，坡长250m250m，后接纵坡后接纵坡4%4%，坡长，坡长300m300m，问，问总坡长是否总坡长是否满足设计要求？满足设计要求？1)1)5% 5% 设计限制设计限制500m500m，已占已占250/500250/5002)2)4% 4% 设计限制设计限制700m700m，可设，可设坡长坡长700700（1-250/5001-250/500） 350m350m3)3)因：因： 300m 350m300m 350m，符合设计要求。符合设计要求。（三）合成坡度（三）合成坡度定义：在设有超高的平曲线坡段上，
12、由路线纵坡与曲线超高横在设有超高的平曲线坡段上，由路线纵坡与曲线超高横坡所组成的斜向坡度。坡所组成的斜向坡度。计算公式：确定方法：根据根据公路路线设计规范公路路线设计规范确定确定设计车速为：设计车速为：120km/h，100km/h合成坡度小于合成坡度小于10%设计车速为：设计车速为：80km/h，60km/h合成坡度小于合成坡度小于10.5%（四）竖曲线（四）竖曲线定义：为减缓汽车行驶在纵坡变坡处所产生的冲为减缓汽车行驶在纵坡变坡处所产生的冲击，以及保证行车视距必须插入的纵向击，以及保证行车视距必须插入的纵向曲线曲线1.竖曲线要素计算竖曲线要素计算2.凸形竖曲线半径限值凸形竖曲线半径限值3.
13、凹形竖曲线半径限值凹形竖曲线半径限值4.竖曲线最小长度竖曲线最小长度3.高速公路横断面高速公路横断面设计设计（一）横断面的基本组成（一）横断面的基本组成高速公路横断面特点：1)一般设置中央分隔带，除分离式路面外；一般设置中央分隔带，除分离式路面外；2)规定最低车速，且设置紧急停车带；规定最低车速，且设置紧急停车带；3)在双向每幅行车道的两边都须设置宽为在双向每幅行车道的两边都须设置宽为0.5m的路缘带；的路缘带；4)在中央分照带两侧和两边路肩上，一般需在中央分照带两侧和两边路肩上，一般需设置安全护拦；设置安全护拦；5)路基两边都必须设置防止进人的防护栅或路基两边都必须设置防止进人的防护栅或其它
14、隔断设施。其它隔断设施。6)为路基施工提供依据。为路基施工提供依据。4.4.高速公路收费广场设计高速公路收费广场设计 收费站是指为收取通行车辆规定的通行费用而设置的设收费站是指为收取通行车辆规定的通行费用而设置的设施，通常由收费广场、收费车道、收费岛、收费亭、地下铁施，通常由收费广场、收费车道、收费岛、收费亭、地下铁道、收费遮篷、收费监控楼和其他一些收费设施构成。道、收费遮篷、收费监控楼和其他一些收费设施构成。收费站办公楼收费站办公楼收费站服务区收费站服务区第一节第一节 收费广场对高速公路通行能力的影响收费广场对高速公路通行能力的影响 收费广场的通行能力与服务水平是描述收费道路交通特收费广场的
15、通行能力与服务水平是描述收费道路交通特征的重要指标，是进行收费广场规划、设计、收费系统运营征的重要指标，是进行收费广场规划、设计、收费系统运营与管理的科学依据。与管理的科学依据。一一 收费广场的通行能力概念收费广场的通行能力概念 道路通行能力是在现行通常的道路条件、交通条件和管道路通行能力是在现行通常的道路条件、交通条件和管制条件下，在一知周期中，人和车辆能通过一条车道或道路制条件下，在一知周期中，人和车辆能通过一条车道或道路某一点均匀路段的最大小时流量。某一点均匀路段的最大小时流量。1 1、收费广场的通行能力、收费广场的通行能力2 2、服务时间、服务时间3 3、通行能力的作用、通行能力的作用
16、收费站严重堵车现象二、影响收费广场通行能力的因素二、影响收费广场通行能力的因素 收费广场通行能力高意味着该广场的服务水平也相应高。收费广场通行能力高意味着该广场的服务水平也相应高。影响实际通行能力的因素很多，主要有以下几种。影响实际通行能力的因素很多，主要有以下几种。1.1.收费制式收费制式 2.2.收费方式收费方式3.3.通行费支付方式通行费支付方式 4.4.需处理钱币的多少需处理钱币的多少5.5.收费员的经验收费员的经验 6.6.车辆类型车辆类型7.7.驾驶员对收费设施的熟悉程度驾驶员对收费设施的熟悉程度 8.8.车辆分布车辆分布 9.9.拥挤状况拥挤状况 10.10.收费广场的天气收费广
17、场的天气 11.11.收费广场的物理尺寸收费广场的物理尺寸 12.12.有无自动栏杆有无自动栏杆三、提高收费站通行能力的有效方法三、提高收费站通行能力的有效方法 在一些已经建成的收费站，随着交通量的不断增长，服在一些已经建成的收费站，随着交通量的不断增长，服务时间与服务水平已越来越不能满足要求，而传统的方法是务时间与服务水平已越来越不能满足要求，而传统的方法是扩建收费站、增加收费车道数量，即横向拓宽收费广场。如扩建收费站、增加收费车道数量，即横向拓宽收费广场。如何提高收费广场的通行能力？何提高收费广场的通行能力？1、采用串列式收费方式（一车道设两个或以上收费、采用串列式收费方式（一车道设两个或以上收费亭）如正定站亭）如正定站2、分部收费车道（、分部收费车道（Y形形 ）如涿州站）如涿州站3、辅助执照（月票、季票、年票、免费证）、辅助执照（月票、季票、年票、免费证）4、不停车收费（车辆上专门安装车辆识别信息）、不停车收费（车辆上专门安装车辆识别信息）5、收费站的交通控制与引导（导流标志、引导员）、收费站的交通控制与引导（导流标志、引导员）
