道路勘测设计之线形设计

道路勘测设计

（第五章线形设计）

鲁东大学土木工程学院第一节概述第一节平面线形设计一、平面线形设计要点平面线形应与地形、地物和环境相适应，保持线形的连续性和均衡性，并与纵断面设计相协调。

(一)平面线形应直捷、流畅，与地形、地物相适应，与周围环境相协调

平面线形应直捷、流畅，并与地形、地物相适应，宜直则直，宜曲则曲，不片面追求直曲，这是美学、经济和环境保护的要求。

(二)保持平面线形的均衡与连续为使一条道路上的车辆尽量以均匀速度行驶，应注意各线形要素保持连续、均衡，避免出现技术指标的突变。以下几点在设计时应充分注意：

1．直线与平曲线的组合直线与平曲线变化应连续、均衡，圆曲线半径和长度与相邻直线长度相适应。设计时应避免以下组合：(1)长直线尽头接小半径平曲线。(2)短直线接大半径的平曲线。这种组合线形均衡性差，且线形不美观。比较好的直线与平曲线组合：

Lz≤500m时，R≥L。

Lz＞500m时，R≥500m2．平曲线与平曲线的组合相邻平曲线之间的设计指标应连续、均衡，避免突变。在条件允许时，相邻圆曲线大半径与小半径之比宜小于2.0，相邻回旋线参数之比宜小于2.0，这种要求对行车是有利的

3．高、低标准之间要有过渡

同一等级道路因地形变化在指标的采用上会有变化，或同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。遇有这种高、低标准变化的路段，除满足有关设计路段在长度和梯度上的要求外，还应结合地形的变化，使路线的平面线形指标逐渐过渡，避免出现突变。不同标准路段相互衔接的地点，应选在交通量发生变化处，或驾驶员能明显判断前方需改变速度的地方。

(三)注意与纵断面设计相协调(四)平曲线应有足够的长度最小平曲线长度一般应考虑按下述条件确定：设计速度(km／h)1201008060403020一般值(m)1000850700500350250200最小值(m)2001701401007050401.各级公路平曲线最小长度表2．转角α小于7°时的平曲线长度设计速度(km／h)1201008060403020平曲线最小长度(m)1400／α1200／α1000／α700／α500／α350／α280／α二、平面线形要素组合设计由平面线形的三要素(直线、圆曲线和缓和曲线)可得到多种平面线形的组合形式。对道路平面线形设计，主要有基本型、S形、卵形、凸形、C形、复合型和回头形曲线等。

(一)平面要素组合类型

1．基本型曲线平曲线按直线—回旋线(A1)—圆曲线—回旋线(A2)—直线顺序的组合形式称为基本型曲线。当两回旋线的参数值相等，即A1＝A2时，叫对称基本型；A1≠A2时，叫非对称基本型；当A1＝A2＝0(即不设缓和曲线)时，又称为简单型。基本型中的回旋线参数、圆曲线最小长度都应符合有关规定。两回旋线参数可相等，也可根据地形条件设计成不相等的非对称形曲线。从线形的协调性，回旋线、圆曲线、回旋线的长度之比宜设计成1：1：1～1：2：1，并注意满足设置基本型曲线的几何条件：

2β≤α

式中：α——路线转角(°)β——回旋线角(°)。

2．S形曲线两个反向圆曲线用两段反向回旋线连接的组合形式称为S形曲线。从行驶力学与线形协调、超高过渡考虑，S形曲线相邻两回旋线参数A1和A2宜相等；当采用不等参数时，A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。

S形曲线的两个反向回旋线以径相连接为宜。当受地形或其他条件限制不得已插入短直线或两回旋线相互重合时，其短直线或重合段的长度L应符合下式规定：

L≤（A1+A2）/40(m)(5—2)

两圆曲线半径之比不宜过大，以R2／R1＝1～1／3为宜(R1、R2分别为大、小圆半径，A1、A2分别为大、小圆的回旋线参数)。3．卵形曲线如图5-3所示，用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合形式称为卵形曲线。卵形曲线公用回旋线的参数A宜在及R2/2≤A≤R2(R2为小圆半径)，两圆曲线半径之比以满足R1／R2＝0.2～0.8为宜，两圆曲线的间距以D／R2＝0.003～0.03为宜(D为两圆曲线间的最小间距)。卵形曲线大圆应能完全包住小圆。若大圆半径无限大，即直线，其即属于基本型。卵形曲线的回旋线不是从原点开始的完整回旋线，而是使用曲率从1／R1到1／R2这一段的不完整回旋线。

4．凸形曲线如图5-4所示，两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的组合形式称为凸形曲线。

凸形曲线的回旋线参数及其连接点的曲率半径，应分别符合最小回旋线参数和圆曲线最小半径的规定。连接点附近最小0.3v(以m计；其中v为设计速度，按km／h计)的长度范围内，应保持以连接点曲率半径确定的超高(或路拱)横坡度。凸形曲线尽管在连接点处曲率是连续的，但因中间圆曲线长度为零，对驾驶操作不利，所以只在路线严格受地形、地物限制处方可采用凸形曲线。

5．复复合合型型曲曲线线如图图5-5所示示，，将将两两个个以以上上的的同同向向回回旋旋线线在在曲曲率率相相等等处处相相互互连连接的的组组合合形形式式称称为为复复合合型型曲曲线线。。复合合型型曲曲线线相相邻邻回回旋旋线线参参数数之之比比以以小小于于1.5为宜宜。。复复合合型型曲曲线线的回回旋旋线线，，其其曲曲率率半半径径和和参参数数是是变变化化的的，，驾驾驶驶员员需需变变更更速速度度和和方方向，以适适应变化化的回旋旋线，对对驾驶操操作不利利。除互互通式立立体交叉叉匝道线形外外，复合合型曲线线仅在受受地形或或其他特特殊原因因限制时时使用。。6．C形曲线如图5-6所示，两两同向回回旋线在在曲率为为零处径径相连接接的组合合形式称称为C形曲线。。C形曲线线两个个回旋线线参数可可相等，，也可不不相等。。C形曲线连连接处的的曲率为为零，即即R＝∞，相相当于两两基本形形同向曲曲线间直直线长度度为零，，对行车车和视觉觉均不利利，所以以C形曲线仅仅限于地地形条件件特殊困困难，路路线严格格受限时时方可采采用。7．回头形形曲线如图5-7所示山区道路路为克服服高差，，在同一一坡面上上转角接接近或大大于180°°，由主曲线线和辅曲曲线的组组合形式式称为回回头形曲曲线，也也称回头头曲线。。图5-7中，R0、R1和R2表示圆曲曲线，A0、A1和A2表示回旋旋线。回回头曲线线的上线一一般应设设辅曲线线，以免免出现长长直下坡坡接小半半径平曲曲线的不不安全组合；；下线辅辅曲线视视地形可可设可不不设。主主曲线与与辅曲线线间可设设直线段，也也可不设设。主、、辅曲线线可以是是反向曲曲线或同同向曲线线，根据据地形条件确确定。上上线辅曲曲线半径径风与主主曲线半半径R0比值不宜宜大于2.0。主曲线线技术指指标规定定如表5-3所示。两两相邻回回头曲线线间应尽尽可能拉开距离离。一个个回头曲曲线(主曲线)的终点至至下一个个回头曲曲线起点点的距离，当当路线设设计速度度为40km／h、30km／h、20km／h时，分别别应不小于200m、150m、l00m。(二)平面线形形要素组组合计算算卵形曲线线计算:投资42亿元烟台台至海阳阳高速开开工全长80.375公里预预计2012年建成设计时速速100公里，烟烟台至海海阳添快快车道据市交通通运输局局有关负负责人介介绍，烟烟台至海海阳高速速公路项项目路线线起点位位于烟台台莱山区区的轸格格庄，北北与观海海路连接接，通过过设置枢枢纽互通通立交桥桥与荣乌乌高速公公路(烟台绕城城段及烟烟威段)连接；终终点位于于烟台海海阳市的的留格庄庄，接威威青高速速公路后后向南通通过主线线收费站站与地方方道路连连接。路路线全长长80.375公里，途途径烟台台莱山、、牟平、、海阳和和威海乳乳山。该该路采用用双向四四车道高高速公路路标准建建设，设设计速度度100公里/小时，路路基宽度度26米，汽车车荷载等等级采用用公路-I级。设服服务区1处，停车车区2处，收费费站7处，养护护工区1处，通信信监控分分中心1处。项目目概算42.53亿元，年年内力争争完成工工程总量量的30%，计划于于2012年6月底前建建成通车车。目前，烟烟台与海海阳主要要通过G204行至桃村村，再经经省道210烟凤线连连接。路路线全长长101公里，其其中烟台台至桃村村段52公里为一一级公路路，桃村村至洪沟沟段25公里二级级公路，，洪沟至至海阳段段24公里为一一级公路路，设计计时速相相对较低低。烟台台至海阳阳高速公公路建成成后，可可使烟台台至海阳阳的行驶驶时间缩缩短约30分钟，进一步拉拉近烟台至海阳阳的时空距离。。一、纵断面线形形设计要点在山区道路的设设计中，应避免免过分追求平缓缓的纵坡，使工工程量和工程投资增大大，影响区域自自然环境，或为为节省工程量，，采用较长的陡坡或采用不不合理的陡坡与与缓坡组合而影影响行车安全。。应从以下三方面分析：(1)工程和环境。应应定量分析采用用陡坡设计对本本路段及前后路路段工程量的影响响，及前后路段段纵断面指标的的变化情况。如如局部路段采用陡坡，可避避免高填深挖，，减小防护工程程或免设隧道工工程；如斜坡上布线采用陡陡坡设计，能迅迅速提升高度，，使路线设于相相对较缓的坡面上，避免因因线位过低造成成对山体的大规规模开挖，保护护区域自然环境等。因此，，采用陡坡设计计不仅对工程有有较大影响，而而且对一定路段的平面布线线起控制作用，，应以平、纵、、横综合设计全全面分析。第二节纵断断面线形设计(2)道路通行能力。。应根据不同纵纵坡及坡长、交交通组成中重车比例以及其其他有关参数，，分别计算路段段通行能力，分分析采用不同陡坡设计时通通行能力是否满满足设计交通量量要求，合理选选定纵坡及坡长。(3)车辆行驶速度。。采用陡坡设计计会影响车辆的的行驶速度，沿沿连续上坡方向载重汽汽车的运行速度度降低到容许最最低速度以下时时，需增设爬坡车道；对下下坡的车辆易产产生高速行驶，，导致频繁制动动使制动器失效，发生车辆辆失控的交通事事故，此时需考考虑设置紧急避避险车道。通过对工程和环环境、道路通行行能力、车辆行行驶速度三方面面的综合分析，当在工工程经济和环境境保护方面表现现良好，且通行行能力和车辆行驶速度均能能满足要求时，，采用陡坡设计计方案是可行的的；当工程经济和环境保护护可行，而通行行能力和车辆速速度不能满足要要求时，应调整纵坡设计，，或设置爬坡车车道或紧急避险险车道。(二)最短坡长坡长不宜过短，，以不小于设计计速度9s的行程为宜。对对连续起伏路段，纵坡应尽尽量小，坡长和和竖曲线应争取取到极限值的1倍或2倍以上，避免锯齿形形的纵断面，以以使增重与减重重变化和缓；从从路容美观方面也应以此设设计为宜。(三)竖曲线半径的选选用竖曲线应选用较较大半径为宜。。当受限制时可可采用一般最小小值，特殊困难方可用用极限最小值；；坡差小时应尽尽量采用大的竖竖曲线半径。有条件时，，宜按表5-4的规定进行设计计。（P68表3-17，3-18）(四)相邻竖曲线的衔衔接相邻两个同向凹凹形或凸形竖曲曲线，特别是同同向凹形竖曲线线之间，如直坡段不长长应合并为单曲曲线或复曲线，，避免出现断背背曲线，这样对行车是有利利的，如图5-12a)所示。相邻反向竖曲线线之间，为使增增重与减重间和和缓过渡，中间最好插入一一段直坡段。若若两竖曲线半径径接近极限值时时，这段直坡段至少应为设设计速度的3s行程；当半径径比较大时，亦亦可直接连接，如图5-12b)所示。(五)各种地形条件下下的纵坡设计(1)平原、微丘地形形的纵坡应均匀匀平缓，注意保保证最小填土高高度和最小纵坡的的要求。丘陵地地形应避免过分分迁就地形而起起伏过大，纵坡应顺适不产产生突变。(2)山区沿河线应尽尽量采用平缓纵纵坡，坡长不应应超过限制长度度，纵坡不宜大于于6％，并注意路基基控制高程的要要求。(3)越岭线的纵坡力力求均匀，尽量量不采用极限或或接近极限的纵纵坡，更不宜在连连续采用极限长长度的陡坡之间间夹短的缓和坡坡段。越岭线一般不应设置置反坡，垭口附附近的纵坡应尽尽量缓一些，从从而满足平均纵坡的要求。。(4)山脊线和山腰线线除结合地形不不得已采用较大大纵坡外，在可可能条件下纵坡应应缓些。二、纵断面线形形设计的一般原原则纵断面线形设计计的一般原则如如下：(1)应满足纵坡及竖竖曲线的各项规规定(最大纵坡、最小小纵坡、坡长限制、最小坡坡长、竖曲线最最小半径及竖曲曲线最小长度等等)，以及相关高程控制点点和构造物设计计对纵断面的要要求。(2)纵断面线形设计计应根据设计速速度，在适应地地形及环境的原原则下，对纵坡大大小、长短及前前后坡段协调的的情况，竖曲线线半径及其与平面线形的组组合等进行综合合研究，反复调调整，设计出平平顺、连续的纵断面线形。。(3)平面上直线路段段不宜在短距离离内出现凹凸起起伏频繁的纵断断面线形，其凸起起部分易遮挡视视线，凹下部分分易形成盲区，，使驾驶员产生茫然感，导导致视线中断，，使线形失去连连续性，影响行行车安全。(4)连续上坡(或下坡)路段，应符合平平均纵坡的规定定，并采用运行速度度对通行能力与与行车安全进行行检验。(5)长下坡的直坡段段端部不应设计计小半径的凹形形竖曲线或平曲曲线，以保证行车车安全。当相邻邻坡段的坡差很很小时，应设置置较大半径的竖曲线，以保保证竖曲线的最最小长度要求。。避免使用凸形形竖曲线半径小、长度短的的纵断面线形，，汽车在这种线线形上行驶时，，只有到坡顶时方能看见前前方的路面，易易使驾驶员产生生茫然，不利于于行车安全。(6)纵断面设计应考考虑路面排水的的要求。一是纵纵坡不宜过小或采用平坡，，特别在横向排排水不畅的路段段；二是在设计计前坡为下坡(上坡)，后坡为上坡(下坡)的竖曲线时[分别称为全凹竖竖曲线(图5-13)和全凸竖曲线]，不宜采用过大大半径竖曲线，，避免竖曲线的的底部(顶部)小于最小纵坡的的路段长度过大大，其长度可用用下式计算：Sv＝2Rimin式中：Sv——纵坡小于最小纵纵坡的长度(m)；R——竖曲线半径(m)；imin——允许最小纵坡，，一般取0.5％，特殊情况取取0.3％。从式(5-15)可知，纵坡小于于最小纵坡的长长度与竖曲线半半径成正比。因此，在满满足线形设计要要求的前提下，，不应追求过大大竖曲线半径，以减少纵断断面上排水不畅畅的路段长度。。(7)在回头曲线路段段，路线纵坡有有特殊规定，应应先定出回头曲线部分的纵纵坡，再从两端端接坡。在回头头曲线的主曲线线内不宜设竖曲线。(8)应争取纵向填挖挖平衡，尽量移移挖作填，以节节省土石方数量量，降低工程造价价。三、纵断面线形形设计中的高程程控制条件(一)路基对纵断面的的控制1．洪水位和地下下水位对路基填填土高度的要求求(1)沿河及受水浸淹淹的路线，路基基设计高程一般般应高出根据规规定洪水频率计计算水位0.5m以上。(2)为保证路基的强强度和稳定性路槽底距地下水水或地表积水的的高度，要大于于或等于干燥、、中湿状态所对对应的路基临界高度。如满足干燥或或中湿的路基填填土临界高度有有困难，也可采采取降低水位、、设置毛细水隔隔断层等措施。。2．特殊地区和不不良地质地区路路基对路线纵断断面的控制(1)软土和泥沼地区区路基①软土地区修筑筑路基，应尽量量避免路堑。软软土地区的地下下水位一般较高，因此此路堤高度不宜宜小于1.2m，但也不宜大于于临界高。软土天然地基所能能承受的最大填填土高度，可根根据现场填筑试试验确定，或根据填土的物物理力学性质估估算，概略数值值为：海岸淤积积地区约3.5～4.5m，内陆湖沼和河河滩淤积地区约约4-6m，若考虑荷载影影响，则应另见有关规规定。②泥沼地区应尽尽量避免修筑路路堑。路堤高度度不宜小于1.5m，应考虑泥沼的地下下水位和地表积积水位，使路基基基底不受毛细细水影响；路堤应具有一定定高度，以利用用路堤的自重将将泥沼土压缩到到稳定，减少路堤基底挖除除泥沼土的数量量，减少运营期期路基的沉降量量。当填料来源不困难时，，路堤高度宜达达到3m。(2)多年冻土地区路路基①宜采用路堤。。应尽量避免或或缩短不填不挖挖、半填半挖或或低填浅挖路段，以保保护地表覆盖层层。当用细颗粒粒土填筑路堤时时，路堤高度宜大于lm。通过热融湖(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)桥下为河流时梁底底控制点高程H，①跨过不通航亦无无流筏河流的梁底底高程，根据计算算水位(即设计水位加壅水和浪高)或最高流冰水水位确定。在不通通航河流上，桥下下净空不应小于表5-7的规定。当河流中中有形成流冰阻阻塞的危险或有漂浮物通过时，，桥下净空按当地地具体情况确定。。对有淤积的河流流，桥下净空应适当当加高。②在通航和流放木木筏的河流上，梁梁底高程为设计通通航水位加通航净净空高度。通航河流流的桥下净空空，应根据《内河通航标准》(GB50139—2004)的有关规定执行。。(2)立体交叉跨线桥梁梁底高程H1①桥下为铁路：H1＝H轨+h净(5-17)式中：H轨——铁路轨顶高程(m)；h净——铁路净空高度(m)，一般蒸汽机车、、内燃机车为6.00m，电气机车为6.55m。②桥下为道路：Hl＝H路+h净(5-18)式中：H路——桥下路面高程，应应包括预留路面补补强厚度；h净——道路净空高度(m)，见表5-8、表5-9。(3)无压力式涵洞内顶顶点至最高流水面面的净空应符合表表5—10规定。(4)当桥涵下净空高度度或路基高程不足足时，可采用下列列方案进行比选：①适当提高路基高高度。②采用建筑高度小小的桥梁上部结构构，如预应力混凝凝土结构板梁或标准化装配式结结构的上部构构造。③适当加大桥梁跨跨径以降低壅水，，或改用多孔较小小跨径的桥涵以降低结构高度。。2．桥上及桥头路线线的纵坡(1)大、中桥上的纵坡坡不宜大于4％，紧接大、中桥桥桥头两端的引道纵坡应与桥上上纵坡相同，其长长度不宜小于3s行程。(2)大、中桥上一般不不宜设竖曲线，桥桥头两端在不得已已设竖曲线时，其起、终点点应设在距桥头l0m以外，如图5-15所示。(3)小桥与涵洞处的纵纵坡应按路线规定定设计。(4)小桥涵允许在纵坡坡路段或竖曲线上上，但为保证路线线的平顺性，应尽量避免小小桥涵处“驼峰式式”纵坡，如图5-16所示。(三)隧道对路线纵断面面的控制1．隧道部分路线的的纵坡(1)隧道内纵坡不应大大于3％，但短于lOOm的隧道不受此限。。中、短隧道当条件受受限时，经技术经经济论证，最大纵纵坡可适当加大，，但不宜大于4％。为满足隧道内内排水，纵坡不宜宜小于0.3％。(2)隧道内的纵坡可设设置成单向坡，地地下水发育的隧道道及特长和长隧道可用人字字坡。(3)紧接隧道洞口的路路线纵坡应与隧道道内纵坡相同，其其长度不宜小于3s行程。2．隧道内路线纵断断面设计应注意的的问题(1)在需设机械通风的的隧道内，纵坡宜宜缓一些，以提高高汽车行驶速度，有利运营营通风。(2)有条件时宜将隧道道内纵坡的上坡方方向与常年风向一一致，以利通风。(3)纵坡受限路段，连连续上坡的长隧道道，宜将纵坡设计计成先缓后陡的折线纵坡，，以提高车辆过洞洞速度，加大隧道道内通行能力，改改善隧道内通风条件件。(四)平面交叉对路线纵纵断面的控制纵坡设计应注意交交叉口处的纵坡衔衔接。公路与公路路平面交叉，一般宜设在纵坡坡较小路段；纵坡坡较小路段的最小小长度应不小于《标准》规定，紧接较小纵纵坡路段的纵坡应应不大于3％，山区工程艰巨地段应不大于于5％。第三节平、纵纵线形组合设计平、纵线形组合设设计的总要求：对对设计速度v≥60km／h的道路，必须重视视平、纵的合理组组合，尽量做到线线形连续、指标均衡、视觉良好好、景观协调、安安全舒适。设计速速度愈高，线形设设计考虑的因素应愈愈周全。对设计速速度v≤40km／h的道路，应在保证证行车安全的前提下下，正确运用线形形要素指标，在条条件允许时力求做做到各种线形要素的的合理组合，并尽尽量避免和减轻不不利的组合。一、视觉分析(一)视觉分析的概念和和意义从视觉心理出发，，对道路的空间线线形及其与周围自自然景观和沿线建筑的协调等进进行研究分析，以以保持视觉的连续续性，使行车具有有足够舒适感和安全全感的综合设计称称为视觉分析。(二)驾驶员的动视觉特特点驾驶员的静态和动动态视力不同。动动视觉与运动速度度、环境照度及驾驶员年龄等因因素有关。车速越越高，物体的相对对移动速度也越高高，眼睛转动的角速速度必将加快。根根据运动视觉心理理学分析，在运动动状态下，驾驶员的的视力比静止时低低10％～20％，特殊情况下低低30％～40％。研究表明：①①驾驶员的注意力力集中和心理紧张张程度随车速的增加而增加。②②注意力集中点和和视野距离随车速速而增大，高速行行驶时，驾驶员对前前景细节的视觉开开始变得模糊不清清。③视角随车速速逐渐变窄，高速时时驾驶员已不能顾顾及两侧景象。注注视距离、视野与与车速的关系见表5-11。在驾驶过程中，驾驾驶员的动视觉具具有如下特点：(1)驾驶过程中，驾驶驶员不易全面正确确感觉车外的情况况变化。一般驾驶员在视野野内觉察一个目标标约需0.4s，约1s的时间清晰辨认。在高速运动时，，视野变小，外界界景物的相对运动动速度也增加，导导致物体在视野内的的作用时间变短。。如在视野内的作作用时间小于0.4s，驾驶员就无法发发现目标，达不到到1s，就无法分辨目标标的细节。(2)驾驶过程中，驾驶驶员的空间分辨能能力降低。随车速速增加驾驶员的视力呈下降降趋势，视认距离离会缩短；车速增增加，景物距汽车车越近，景物在视野野内的作用时间也也会变短。(3)高速行驶时，对驾驾驶员易形成“道道路催眠”。随车车速的增加，驾驶员的空间辨别别范围缩小，注视视点前移，两眼凝凝视远方并集中于于一点，形成“隧道道视觉”，使外界界的刺激减少，只只注视单调的暗色色路面。当交通环境变变化不大时，单调调的信息对大脑皮皮层某些点的重复复刺激，会使神经细细胞呈现抑制状态态，形成“道路催催眠”。(4)高速行驶时，驾驶驶员更易出现错觉觉，导致判断失误误增加。高速时，驾驶员在单单位时间内接受的的信息量显著增多多。据研究，单位位时间内的刺激物出出现次数越多，驾驾驶员出错的比例例越大。(三)视觉分析方法线形状况是汽车快快速行驶中，道路路的立体形状给驾驾驶员提供的连续不断断的视觉印象。该该视觉印象的优劣劣，除依靠设计者对三维空空间的想象判断外外，比较好的方法法是用视觉印象随时间变化化的道路动态透视图评评价。透视图可判断平面线形、纵断面面线形以及道路和和景观是否协调，，也可检查超高过渡段、构构造物设计等的效效果，几乎道路几几何设计的所有部分都可用用透视图检查。设设计中用透视图检检查出存在缺陷的路段可随随时修改，再绘制制透视图进行分析析研究，因此，透视图是视觉分析析的较好方法。二、组合设计原则则道路平、纵线形组组合设计的原则如如下：1．在视觉上能自然然引导驾驶员的视视线，并保持视觉觉的连续性引导视线是指道路的立体体线形、构造物物形式和色调与与沿线自然景观相协调，起起到对驾驶员行行车视线引导的的作用。任何使驾驶员感感到茫然、迷惑惑和判断失误的的线形，必须尽尽力避免。在视觉上能能自然地引导视视线，是衡量平平、纵线形组合合最基本问题。如图5-l7b)所示，前方平面面线形可能存在在转弯、也可能能不存在转弯，不能给驾驾驶员明确的道道路走向，易造造成驾驶员迷茫茫，不能引导视线。如图5-17a)所示前方路线走走向明确，能很很好地引导视线线。2．保持线形技术术指标在视觉和和心理上的大小小均衡均衡性影响线形形平顺性，且与与工程费用相关关(图18)。对纵断面线形反复起伏，，在平面上采用用高标准的线形形是无益的,反之亦然。3．选择组合得当当的合成坡度，，以利于路面排排水和行车安全全4．注意与道路周周围环境的配合合三、组合设计方方法(一)平、纵线形组合合的形式1.通过分解立体线线形要素，平、、纵线形有以下下六种组合形式式，如图5-21所示。(1)平面为直线，纵纵断面是直坡线线——构成恒等坡度的的直线；三、组合设计方方法(一)平、纵线形组合合的形式1.通过分解立体线线形要素，平、、纵线形有以下下六种组合形式式，如图5-21所示。(2)平面为直线，纵纵断面是凹形竖竖曲线——构成凹下去的直直线；三、组合设计方方法(一)平、纵线形组合合的形式1.通过分解立体线线形要素，平、、纵线形有以下下六种组合形式式，如图5-21所示。(3)平面为直线，纵纵断面是凸形竖竖曲线——构成凸起的直线线；三、组合设计方方法(一)平、纵线形组合合的形式1.通过分解立体线线形要素，平、、纵线形有以下下六种组合形式式，如图5-21所示。(4)平面为曲线，纵纵断面是直坡线线——构成恒等坡度的的平曲线；三、组合设计方方法(一)平、纵线形组合合的形式1.通过分解立体线线形要素，平、、纵线形有以下下六种组合形式式，如图5-21所示。(5)平面为曲线，纵纵断面是凹形竖竖曲线——构成凹下去的平平曲线：三、组合设计方方法(一)平、纵线形组合合的形式1.通过分解立体线线形要素，平、、纵线形有以下下六种组合形式式，如图5-21所示。(6)平面为曲线，纵纵断面是凸形竖竖曲线——构成凸起的平曲曲线。2．组合效果分析析从视觉、心理分分析，各组合形形式的使用效果果为：(1)第1种组合线形简单单、行车枯燥，，视景缺乏变化化，易使驾驶员员产生疲劳和频频繁超车、超速速。设计时应采采用画车道线、、设标志、绿化化，并与路侧设设施配合等方法法调节单调的视视觉，增进视线线诱导。(2)第2种组合具有较好好的视距条件，，能给驾驶员以以动的视觉效果，行车条件较较好。设计时应应避免采用较短短的凹形竖曲线线，在连续两个凹形竖曲线线间注意避免插插入短的直坡段段，在长直线末末端不宜插入小半径的凹形形竖曲线。(3)第3种组合视距条件件差，线形单调调，应注意避免免；无法避免时应采采用较大的竖曲曲线半径，若长长直线上反复凸凸凹时，应注意避免出现““驼峰”、“暗暗凹”和“浪形形”等不良视觉觉现象。(4)第4种组合只要圆曲曲线半径选择适适当，纵坡不过过陡，可获得较好的视觉和心心理感受，设计计时须检查合成成坡度是否超限限。(5)第5、6种组合设计是较较复杂的组合形形式。若平、纵纵面线形要素大小适宜，位置置适当，均衡协协调，可获得视视觉舒顺、视线线诱导良好的立体线形；相相反，则会出现现一些不良的后后果。(二)平、纵线形组合合的基本要求(1)直线与直坡线、、直线与凹形竖竖曲线、直线与与凸形竖曲线、、平曲线与直坡线线是常用的组合合形式。这些组合中都含含有直线或直坡坡线，是设计中中经常采用的平平、纵组合。只要圆曲曲线半径或竖曲曲线半径能达到到一般值以上，，便能获得视觉良好、行车车顺适的效果。。路侧适当植树树，能增强引导导视线的作用。(2)平曲线与竖曲线线宜相互重合，，且平曲线应稍稍长于竖曲线。。这种组合是平曲曲线和竖曲线对对应设置，且能能做到“平包竖竖”。图5—22为平曲线与竖曲曲线相互重合的的透视形状。其其立体线形能起起到引导视线的作用用，可得到平顺顺而流畅的效果果。一般应使平平、竖曲线半径都大一些为为宜，特别是凹凹形竖曲线处车车速较高，二者者半径更应大一些。竖曲线的起、终终点宜分别设在在平曲线的两个个缓和曲线内，，其中任一点点都不不要设设在缓缓和曲曲线以以外的的直线线上或或圆曲曲线内内，如如图5-23所示。若若平、、竖曲曲线半半径都都很大大且坡坡差较较小时时，则则平、、竖位位置可可不受受上述限限制；；若做做不到到平、、竖曲曲线较较好的的组合合，可可将二二者拉拉开适适当距距离，使使平曲曲线位位于直直坡段段或竖竖曲线线位于于直线线上。。(3)要保持持平曲曲线与与竖曲曲线大大小均均衡。。保持平平曲线线、竖竖曲线线的半半径和和长度度均衡衡，能能在视视觉上上获得得协调调、舒顺顺的感感觉。。平、、竖曲曲线长长度，，若能能达到到图5—23组合得得当的的情况，认认为是是均衡衡的。。平、竖竖曲线线半径径的均均衡研研究认认为：：竖曲曲线半半径约约为平平曲线线半径径的10～20倍，可可获得得视觉觉上的的均衡衡，见见表5—12。(4)要选择择适当当的合合成坡坡度。。合成坡坡度过过大，，对行行车安安全不不利，，特别别在冬冬季结结冰期期更危危险，，车辆易易产生生打滑滑、侧侧滑，，甚至至发生生倾覆覆、坠坠崖事事故。。山区区纵坡坡大的的路段插插入小小半径径平曲曲线时时，应应控制制最大大合成成坡度度，陡陡峻傍傍山路路段的的合成坡坡度宜宜小于于8％。合合成坡坡度过过小，，不利利于路路面排排水，，车辆辆易打打滑、制制动距距离增增加、、高速速行驶驶产生生溅水水影响响行车车安全全。当当变坡坡点与与路面横横向排排水不不良的的平曲曲线路路段组组合，，易形形成过过小的的合成成坡度度，排排水不利利，妨妨碍高高速行行车。。合成成坡度度一般般应不不小于于0.5％。(三)平、纵纵线形形设计计中应应避免免的组组合平、竖竖曲线线重合合是一一种理理想的的组合合，但但因地地形等等条件件限制制，这这种组合合常不不能做做到。。如平平曲线线的曲曲中点点与竖竖曲线线的顶顶(底)点位置置错开不超超过平平曲线线长度度的1／4时，仍仍可获获得比比较满满意的的外观观；若若错位位过大或或大小小不均均衡，，将会会出现现视觉觉效果果很差差的线线形。。(1)避免竖竖曲线线的顶顶、底底部插插入小小半径径的平平曲线线。在凸形形竖曲曲线的的顶部部设有有小半半径的的平曲曲线，，不能能引导导视线线，且且急转弯弯行车车不安安全。。在凹凹形竖竖曲线线的底