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Lesson8.公路定线
1道路同时也要考虑对历史遗的要求的同时提供满足设计通行能力并且平稳的交通体系。○
迹和对其他用地活动的最小影响。在一条公路定线被最终通过以前环境影响的研究在大多情
况下时被要求的。
公路定线过程包括四个步骤： 已有信息研究? 勘测设计? 初步定线? 最终定线? 已有信息研究
在任何公路定线研究中，第一步都是对所建道路所在地区所有数据的研究这一步通常先
于现场或图像调查在室内开始。所有数据被收集和研究。这些数据可以从已有的工程报告、
地图、航拍照片和一个或多个政府的交通、农业、地质、水力和矿业部门所有的报表，所要
收集的数据类型和数量要依据所建道路的类型。但是通常情况下所获得的数据要有地区的以
下几个特征：
工程，包括地形、地质、气候和交通量。? 社会和人口，包括土地使用和区域类型。?
环境，包括野生动物类型，娱乐场所，历史遗迹和考古发现，以及可能面临的空? 气，噪音和水污染。
经济，包括建筑，农业，商业和工业活动的单位花费趋势?
从这些获得的数据中做出的最初分析会指出有些方面是否因为上述的一两个特征而不
再作进一步的考虑。例如，如果发现有历史遗迹和重大发现位于路线可能通过的区域时，2在完成这一步的研究后，则应立即确定通过那片区域的任何路线都不该作进一步的考虑。○
工程人员就可以选出路线穿越的大概区域。 道路勘测
工程这一步的研究是找出几条可行的路线，每一条在有限的几百英尺的宽度界限内。一
旦考虑农村道路，则在地图或照片上很少或没有信息可获得。因此航拍照片被广泛的用于获
取需要的信息。用立体镜检查航拍照片确定可行路线要考虑以下因素。 地形和土质情况?
可供使用的到工业地区和居民区的路线?
和其他交通设施如河流，铁道及其他公路的交叉状况? 直接路线?
两终点间的控制点决定每条可行路线，例如，一座无可选择的唯一的桥就是最基本的控制点。
找出这些可行路线然后标绘在详细准确的基本地图上 。 初步定线
在这一步的研究中，在与建立的控制点尽可能近的位置设置可行路线，并且决定每条路
线的最初水平和竖直线形。初步线形用于评价可供选择的路线经济和环境的可行性。 每条可选路线的经济评价是开展决定建设公路的必要资源投资将来的影响。
这种评价采用效益费用比的方法。通常考虑的因素包括，道路使用者的花费，建设花费，
养护费用，和使用者利益和一些不利包括由于居民 ，商业区混乱等的不利影响。可行路线
的经济评价结果可以提供有指导价值的信息。例如，这些结果会提供一个关于如果一个具体
Lesson9线形设计
竖直曲线和水平曲线的布置组成了高速公路的线形，竖曲线包括直的纵坡线和连接纵坡线的抛物线.平曲线包括直线段和连接它们并改变方向的圆曲线段.线形的设计主要依赖于高速公路设计速度的选择，与自然地形相符合的线形造价最小。通常这种情况是不可能的，然而，因为设计师必须遵循一定的设计标准，而这些标准也1，重要的是既定部分的线形必须遵循一致的标准来避免高速路在竖直和水平定线时产生突许并不能适应地形○
变，同样，竖曲线和平曲线在设计是要相互补充协调，，这样才能设计出一条安全的和更有吸引力的高速公路。为了达到这一点，一个应该考虑的因素是适当地保持直线坡度和平曲线曲率的平衡，处理好平曲线和竖曲线间的相互位置。例如，在较大半径的陡坡上设置平曲线是一种较差的设计，同理，如果在一个明显的凸形竖曲线的顶部或附近设置小半径平曲线，或在明显的凹形竖曲线底部或附近设置小半径平曲线，，这将导致这里是一个危险部分。因而在初步设计阶段把竖曲线和平曲线的协调综合考虑是很重要的。
高速公路的竖向线形是有被称之为纵坡或切线的直线部分和与之相连的竖曲线组成，因而竖向线形的设计包括直线部分合适坡度的选择和竖曲线的设计。路线所穿越区域的地形对书香线形设计有极其重要的影响。
坡度对重交通路线的影响必须被考虑，，如果是陡坡或长坡会使重交通车辆的车速降低很快，注意到陡坡不仅影响重车的性能还影响轿车的性能，为了限制坡度对车辆的影响，任何高速路的最大坡度都应明智选择。高速公路的最大坡度取决于设计速度和设计车辆，普遍认为4%--5%的坡度对小客车的影响不大或没有影响，除非是2当坡度大于5%时，客车在上坡时速度进一步降低在下重量与功率比比较高的车，例如那些小型车和微型车。○
坡时进一步增加，坡度对卡车的影响大于对客车的影响，广泛的研究结果表明，卡车在下坡时速度增加5%，而在上坡时减小接近7%，这取决于坡度比例和坡长。最大坡度的确立依据是高速公路上的设计车辆的操作性能，最大坡度的变化范围从设计时速70英里时的5%到设计时速为30英里时的7%-12%,这取决于高速公路的类型。另一方面，当坡长不足500英尺时，且下坡方向为单向路线时，最大纵坡或许可以提高1%-2%，特别是在交通量较低的乡村道路。
最小纵坡取决于排水条件，零坡度的道路被用在有足够横坡足以排尽路表水的路段，当路面有限定时，纵坡应能排尽纵向流动的路表水，在这种情况下习惯上选用最小0.5%的坡度，有时，在有合适路拱和硬地的高等级路面建设中，这个坡度可能会被减小到0.3%。
竖曲线通常用于直线纵坡间的逐渐过渡以利于车辆平顺的通过高速路，这些竖曲线通常是抛物线形的，竖曲线的最小长度的选定取决于所选抛物线的特性，竖曲线分凸形和凹形竖曲线。
竖曲线的设计应满足的主要标准有：能提供最小的停车视距，要有充足的排水，行车舒适，外观良好。凸形竖曲线仅需满足第一条标准，而凹形竖曲线四条标准都要满足。
水平线形有直线和平曲线组成，平曲线通常是被分割的圆曲线，他有一定的半径可使车辆平顺的通过。 4在有些情况下，的定线，○为了避免直线段的曲率半径无限大到圆曲线段曲率半径为一定值之间的突变，通常需要在他们之间插入一段曲率半径逐渐变化的曲线，这种曲线称之为回旋线或缓和曲线。
有四种类型的水平曲线：简单曲线，复曲线，反向曲线，回旋线。
简单曲线是圆弧的一段,然而复曲线由两条或两条以上的转向相同的连续曲线组成，任何两条曲线都有一个相同的切点，，这些曲线可用来获取较理想的水平线形，特别是在立体交叉处，交叉匝道，特殊地形区情况下的高速公路，为了避免线形的突变，任何两条依次相连的简单曲线组成的复曲线半径不宜相差过大，。美国公路学会建议，在交叉路口复曲线半径的最大半径和最小半径之比不能超过2：1，在这里司机可以适应曲率和速度的突变,让人满意的立体交叉道的最大比率为1.75:1.虽然2:1也被使用。
为使大曲率曲线与急弯曲线间平缓过度，并使曲线半径的减小有一个合理的渐变率，每条曲线的长度不能太短。
反向曲线通常是由两条半径相等且具有同一切点转向相反的简单曲线组成，他们经常用于高速路的线形改变。
反向曲线很少被推荐使用是因为突变的线形是司机感到很难在同一车到驾驶，如果有必要设计反向线形，5作为一种选择，简单曲线或合理的设计是由简单曲线组成，中间插入一段有足够长度的直线以达到全超高。○
许被等效长度的回旋线隔开。
缓和曲线设置在直线段与圆曲线段之间或两个不同半径的圆曲线之间，缓和曲线的作用是在车辆进入或离开圆曲线时为车辆提供一个逐渐增加或降低的向心力，设置直线段与圆曲线之间的缓和曲线的曲率由直线段末端的
0变化到圆曲线段的接点时与圆曲线同样的曲率，当要设置两个圆曲线时，缓和曲线的曲率从与一个圆曲线相同的曲率变化到与第二个圆曲线相同的曲率。
Lesson10 立体交叉与互通式立体交叉
路口的平面交叉可以通过立体分离结构消除，使过往交通在不同高度通行而没有相互干扰，这种分离的优点是避免了交叉冲突，节省时间和提高了交通通行的安全性。
立体分离和立交可能被采用在（1）作为高速公路的一部分缓解大交通量（2）消除瓶颈（3）减少事故（4）受地形限制其他设计不可行时（5）车流量很大，采用平面交叉会超过合理尺寸（6）当用路在平面交叉口减少耽搁的利益超过了升级费用。
立交桥是一个立体分离式交叉口，车辆可沿一个方向行驶通过相连的道路改变方向，这些相连的道路被称为匝道。
英国采用许多立交桥和匝道的类型和形式，它们有：T型和Y型立交桥，单象限立交桥，菱形立交桥，单点立交桥部分苜蓿叶立交桥和全苜蓿叶立交桥，定向式立交。
图10.1展示了在三路叉口立交的典型设计，通过提供大转弯半径，立交的几何尺寸可以被改变成特定的形式，去适应选址的地形。已发现喇叭形立交适合正交或倾斜的十字路口。图10.1a）显示了通过提供一个半直接式匝道支持左转。图10.1b)表明了一个十字路口的转弯到哪儿都采用这种方式。
图10.1描述了一个单象限立交桥的例子，这种结构能方便减少靠近两条主干线交叉处的冲突，然而，低速设计使他不能满足自由道路的条件。这种形式的立交适合没有太多车的小交通量位置，如公园道路立交。
菱形立交可适用城乡使用。主要的交通流立体分离，而进入和驶离次要交通流的转弯运行与次要交通流上1只有小交通流直行有交叉。在农村地区，这通常是可以接受的，由于在小交通流的直行交通分流和合流运行。○
中式轻型车辆。在城市地区，交叉口通常要求信号控制，防止严重干扰匝道交通和交通路口主要干道大街。交叉2为了达到这个目的，在交流区域扩大主干道可路应该这样设计：设置的信号不能降低主要街道的通行能力。○
3 能是必要的。在设计匝道时，必须仔细考虑保证等候离开匝道的车辆将不会阻塞主要车流的直行车道。○
菱形立交的一个缺点是可能存在非法错路转弯，这会导致严重事故。如果交叉口的几何特征导致这些转弯，设计者可以采用渠化交通 ，附加标志和地面标识。
有种更新型的叫单象限立交桥。所有直行和左转车流都集中到一个单一的信号交叉口，来替代像寻常其他立交上可以找到的两个分离交叉口。这样设计的优点是：所有交叉车流可以被单一信号所服务，通过这个交叉口至多需要停一次。单象限立交桥的支持者们宣布：它可以提供改良过的车流更安全的操作，相比其他的立体交叉结构，可以减少对路权的需求。单象限立交桥要求交叉路的司机非常依赖引导指示，路面标线，车道用途标志。为了安全驾驶通过交叉口区域。设计者们将需要特别留意，以确保交叉口设施的完善。
有时可采用部分苜蓿叶式和全苜蓿叶式立交桥来代替菱形立交桥。车辆可以在交叉口之前或之后离开主要车流方向，这依赖于各个象限的分布。对于菱形立交而言，次要道路平面交叉优先存在，非法转弯的可能性被降低。对任意方向的主要道路提供驶入匝道，次要道路的左转交通就被消除。
更为常见的立交时全苜蓿叶式立交，它可以被用于非正式设计，可以消除所有车辆方向包括主要车流和次要车流的平面交叉。匝道可以是单向车道，双向分离车道，双向无分隔车道。尽量消除所有平面交叉，但是苜蓿叶式立交也有缺点（1）设计布局需要很大的地面空间（2）减速车辆希望使出直行车道必须与进入直行车道的加速车辆相交。使用集合分离车道可以克服这两个缺点。集合分离车道有一定的操作布置优势。当高速行驶时，大量设施时一个紧张的司机可以根据大量的设施采取一个决定。第二个决定，例如，高速的设施继续向南或继续向北。
定向式立交被用于一条高速公路并入或交叉另一条高速公路。这种立交与众不同的特点是采用高速通过，采用大半径曲线或匝道。定向式立交对土地的需求很大。以防在转弯时运动空间过小。设计速度应减小和支路通过一个圈产生效果达到目的。
现在，定向立交的实践与左手出入口匝道有关的实践操作问题。大多数司机希望高速的出口和入口都在右边。当这些期望受得不到满足时，混乱，不稳定，事故就会发生。
10-1i图的设计是一个定向式立交，这种立交使得希望右转的驾驶者向右转，希望左转的向左转。一个驾驶员当他接近第一个出口时，必须作出决定（1）他打算从这个出口离开高速（2）或者他的目的是向右（东）或者向左（西）。面对这样的立交配置