【答案】《道路规划与几何设计》(同济大学)章节作业中国大学慕课答案

绪论小结及作业1.道路设计的控制要素有哪些？主要作用是什么？

答案：【在道路几何设计中，基本的设计依据是设计车辆、设计车速、设计交通量及道路服务水平。设计车辆：作为公路设计依据的具有代表性的车型叫设计车辆。其外廓尺寸、载质量、运行性能等直接关系到行车道宽度、弯道加宽、道路纵坡、行车视距、道路净空、路面及桥涵荷载，并对决定道路几何尺寸和结构具有极其重要的意义。设计车速：又称为计算行车速度，是指道路几何设计所采用的车速。是用于设计各等级公路受限制部分（最小平曲线半径、最大纵坡等）的主要依据，通常可以认为“气候条件良好、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，中等技术驾驶人能保持安全顺适行驶的最大行驶速度”。设计车速是道路几何设计（如确定平曲线半径、超高、纵坡坡度、坡长、视距等）的基本依据。作为技术指标，直接决定了道路的线形几何要素，同时又与道路的重要性、经济性有关，是用来体现道路等级的一项重要指标。交通量：指单位时间内通过道路某一断面的双向车辆数，又叫交通流量。设计小时交通量是确定公路等级、评价公路运行状态和服务水平的重要参数。道路的通行能力：亦称道路交通容量，是指车辆在以正常情况下可以接受的运行速度，在保证行车舒适、车流无阻碍的条件下，单位时间内通过道路上某一断面处的最大车辆数，以辆/h或辆/昼夜计。服务水平：主要以道路上的运行速度和交通量与基本通行能力之比综合反映道路的服务质量。】2.设计文件由哪几部分内容组成？

答案：【初步设计应根据批准的可行性研究报告、设计任务书（或测设合同）和初测资料编制。主要内容包括拟定修建原则、选定设计方案、计算工程数量和主要材料数量、提出施工方案、编制设计概算、提供文字说明及图表资料。技术设计应根据批准的初步设计和定测资料编制。技术设计阶段的目的是对重大、复杂的技术问题进一步落实设计方案。主要内容包括：通过科学试验、专题研究，加深勘探调查及分析比较，解决初步设计中未解决的问题，落实技术方案，计算工程数量，提出修正的施工方案，修正设计概算。】汽车行驶理论小结及作业1.在冰雪覆盖的光滑路面上，一般司机会降低车速，以保持转弯时不超出0.07，以策安全。问：在半径为50m，超高率为0.06的弯道上，时速应不超出多少千米？

答案：【0】2.在气候良好，交通量不大时，部分汽车会采用较设计车速更高的速度，特别是在低速公路上。据测，一些艺高胆大的司机采用的可大至0.3。问：在半径为50m，超高率为0.06的弯道上，这类汽车的时速可高至多少千米？

答案：【0】3.汽车在弯道上行驶，如果弯道半径很小，路面横坡不当，汽车轮距窄且装载重心过大，且车速很高，汽车可能产生倾覆危险，试求汽车开始倾覆时上述诸因素的关系。假设,,，，路面外侧行驶横坡（反超高），试求倾覆时的临界速度为多少？

答案：【0】道路平面设计小结及作业1.平原区某公路有两个交点间距为,,偏角(右偏），半径为左偏，,,试按S型曲线计算长度，并计算两曲线主点里程桩号。

答案：【按S型曲线计算长度计算两曲线主点里程桩号】2.缓和曲线的作用是什么？确定其长度应考虑哪些因素？

答案：【作用：1、曲率连续变化，便于车辆遵循；2、离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适；3、超高及加宽逐渐变化，行车更加平稳；4、与圆曲线配合，增加线形美观。因素：1.旅客感觉舒适；2.超高渐变率适中；3.行驶时间不过短。】3.在道路平面设计中，圆曲线半径选取的依据是什么？

答案：【设计速度、横向力系数、超高值】道路纵断面设计小结及作业1.为何要设置爬坡车道？如何设置？

答案：【设置：在公路纵坡段较大的路段，大型车与小型车的速差变大，超车频率增加，对行车安全不利。速差较大的车辆混合行驶，必然减小快车行驶自由度，导致通行能力降低。为消除不利影响，在陡坡路段增设爬坡车道。爬坡车道设置包括：横断面组成、横坡度、平面布置与长度】2.某条道路变坡点桩号为，高程为，%，%，竖曲线半径。要求：（1）判断凸凹性；（2）计算竖曲线要素；（3）计算竖曲线起点、K25+360.00、K25+500.00、终点的设计标高。

答案：【（1）根据前后坡度，%-0.8%=4.2%，为凹形。（2）计算竖曲线要素曲线长切线长外距（3）计算竖曲线起点、K25+400.00、K25+460.00、K25+500.00、终点的设计标高。竖曲线起点桩号=（K25+400.00）-105=K25+295.00竖曲线起点高程=780.72-105*0.008=779.88mK25+460.00:横距=（K25+460.00）-（K25+295.00）=165m竖距切线高程=779.88+165*0.008=781.2m设计高程=781.2+2.7225=783.9225m】3.道路纵断面线形设计中，如何确定竖曲线最小半径？

答案：【缓和冲击，考虑离心加速度行驶时间，最短满足3秒行程满足视距要求】道路横断面设计小结及作业1.公路横断面的组成、类型及其适用性是什么？城市道路横断面的组成、类型及其适用性是什么？

答案：【公路横断面：组成：行车道、路肩、避险车道、紧急停车带、爬坡车道、变速车道；类型及其适用性：单幅双车道，这类公路适应的交通量大，行车速度可从20km/h至80km/h，在这种公路上行车，只要各行其道、视距良好，车速一般都不会受影响。双幅多车道，这种公路适应车速高，通行能力大的交通线路。单车道，对交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路，可采用此种公路。城市道路：组成：机动车道、非机动车道、人行道、分隔带及绿化带；类型及其适用性：单幅路，适用于机动车交通量不大且非机动车较少的次干路、支路以及用地不足拆迁困难的旧城改造的城市道路上。双幅路，主要用于各向至少具有两条机动车道，非机动车较少的道路。三幅路，适用于红线宽度大，机动车交通量大，非机动车较多的城市道路。四幅路，适用于机动车辆速度较高，各向两条机动车道以上，非机动车多的快速路与主干路。】2.某三级公路，计算行车速度，路面，路拱%，路肩，%，一弯道,，，交点桩号为K7+086.42。试求下列桩号的路基路面宽度和横断面上5个特征点的高程与设计高程之高差：（1）K7+030；（2）K7+080；（3）K7+140；（4）K7+160（圆曲线的全加宽与超高值按《规范》办理）。

答案：【（1）平曲线要素的计算（2）主点里程桩号计算ZH=K7+0.19.23HY=K7+059.23QZ=K7+84.84HZ=K7+150.44YH=K7+110.44（3）超高过渡及加宽计算临界断面距过渡段起点先计算加宽值K7+030处，处于前一段缓和曲线上，，，路基路面宽度：8.69(m)K7+140处，处于后一段缓和曲线上，，，路基路面宽度：8.68(m)HY(K7+059.23)、K7+080、QZ=K7+84.84、YH(K7+110.44)均位于圆曲线上，加宽过渡已经完成，加宽值均为：B=0.7m，路基路面宽度：9.2(m)计算加宽值K7+030处，，，外侧超高：中间：，内侧：K7+080处，位于圆曲线上，外侧超高：中间：，内侧：K7+140处，,外侧超高：中间：，内侧：K7+160处，位于直线段上，已无超高。】3.超高设计中，无中间带道路绕道路内侧车道边缘线旋转时如何过渡。

答案：【先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面在绕未加宽前的内侧车道边线旋转，直至超高值。】线形组合设计与质量评价小结及作业1.纵断面线形设计要点有哪些？

答案：【一、纵坡极限值的运用二、最短坡长三、竖曲线半径的选用四、相邻竖曲线的衔接五、各种地形条件下的纵坡设计】2.平面线形设计的要点有哪些？

答案：【（一）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（二）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（三）保持平面线形的均衡与连贯（四）应避免连续急弯的线形（五）平曲线应有足够的长度】3.请用所学知识，评价以下几组平、纵组合的优劣。（上面的为纵断面图，下面的是平曲线图。

答案：【a)不好，将小半径的平曲线起点设在竖曲线的顶部，失去引导视线的作用，驾驶人必须接近坡顶才发现平曲线，导致不必要的减速或交通事故。b)不好，竖曲线的底部插入小半径的平曲线，在凹形竖曲线的底部设有小半径的曲线，会出现汽车加速行驶中急转弯，可能发生危险,c)不好，竖曲线的起终点分别设置在缓和曲线以外的直线上，构成凹下去的平曲线，看不清对向来车d)不好，竖曲线的起终点分别设置在缓和曲线以外的圆曲线上。】4.简述平、纵组合的设计原则。

答案：【应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视线的连续性。任何使驾驶员感到茫然、迷惑和判断失误的线形，必须尽力避免。在视觉上能自然地诱导视线，是衡量平、纵线形组合优劣的最基本问题。保持平、纵线形的技术指标在视觉和心理上的大小均衡。它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用相关。对纵面线形反复起伏，在平面上采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。选择组合得当的合成坡度，以利于行车安全和路面排水。注意与道路周围环境的配合。它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。】道路选线小结及作业1.分别简要说明沿溪线布局和越岭线布线的要点？

答案：【河岸选择因河谷两岸条件各有利弊，选线时应充分调查，掌握路线所经地区的自然特征和村镇分布情况，充分利用有利一岸，必要时跨河换岸，绕避艰巨工程或利用地形提高线形标准。高度选择沿河线按路线高度与设计洪水位的关系，有低线和高线两种。桥位选择按路线和河流的关系，有跨支流和跨主流两类桥位。垭口选择垭口是体现越岭线方案的主要控制点，包括垭口位置选择、垭口高程选择、垭口展线条件选择、垭口地质条件条件过岭高程选择过岭方式主要：浅挖低填、深挖垭口、隧道穿越垭口两侧路线展线展线方式主要有自然展线、回头展线、螺旋展线】2.在平面线形设计中，应用直线的适用条件是什么?

答案：【不受地形地物的平坦地带和开阔河谷市镇及其近郊规划方正的农耕田长大桥梁隧道交叉点前后双车道的超车段】3.公路选线的步骤是什么?

答案：【公路选线要全方面的考虑路线通过地区的地质地貌、社会经济发展情况、当地风俗习惯和工程的难易程度以及路线的性质、使用任务、等级和投资等因素。所以，公路选线需要做大量详实的调查研究和分析比较。全面布局。全面布局就是要确定公路起终点的基础之上，定出路线的基本走向，在路线的走向之间找出几个特殊点作为主要的公路路线控制点。逐段安排。逐段安排就是在确定路线的基本走向之后，再相邻的大控制点之间划分成不同的段落参照设计道路的等级，结合路线通过区的按地形、地质等条件选出一些细布点，从而确定出路线带。具体定线。具体定线就是对初步确定的路线带进行加密，结合技术标准和自然条件等考虑到平、纵、横三方面进行综合设计，最后确定出道路中线的具体位置。】道路定线方法小结及作业1.现场定线的工作步骤？

答案：【分段安排路线，放坡、定导向线，修正导向线，穿越交点，曲线插设，设计纵断面。】2.纸上移线的目的及适用条件是什么？

答案：【目的：使路线更加适应地形，工程更为经济；使用条件：1、路线平面技术标准前后不协调，需要调整交点位置和改变半径时或室内纵断面定坡后发现局部地段工程量过大；2、路线位置过于靠山使挖方过大或过于靠外时挡土墙较高；3、增加工程量不大，但能显著提高平纵现行技术标准。】3.简述在纸上定线过程中，是如何做到平、纵、横线形三者有机配合的

答案：【通过修正导线，先试定平面和纵断面；然后一次修正导线，目的是用纵断面修正平面；再二次修正导线，用横断面最佳位置修正平面，使三者有机配合。】道路平面交叉口设计小结及作业1.试述道路平面交叉的类型、适用范围及在设计时主要解决的问题？

答案：【1、加铺转角式2、分道转弯式3、扩宽路口式4、环形交叉】2.某五路相交的道口，拟修建环形交叉，各道口的相交角度如下图。已知路段计算行车速度为50km/h，车行道宽均为14m。若环道宽度为15m，内侧车道宽为6m，试确定中心岛半径（取=0.15，=2%，不考虑非机动车）。

答案：【中心岛的半径应满足设计速度的要求，并按相交道路的条数和宽度，验算相邻道口之间的距离是否符合车辆交织形式的要求。按设计速度的要求按交织段长度的要求设计速度50km/h时，最小交织段长度要求为60m。对中心线夹角差别较大或多路交叉口，按下式验算交织段长度要求：因此，中心岛半径为113m。】3.平面交叉口处视距三角形的绘制方法？

答案：【由相交道路上的停车视距所构成的三角形称为视距三角形。在该范围内不能由任何阻挡驾驶员视线的障碍物，视距三角形应以最不利的情况绘制，绘制的方法和步骤如下：确定停车视距，可用签署停车视距计算公式计算或根据相交道路的设计速度选用。找出行车最危险冲突点：不同形式交叉口的最危险冲突点不尽相同，按十字形和T形（或Y形）交叉口。从最危险冲突点向后沿行车轨迹线各量取停车视距。连接末端构成视距三角形。】道路立体交叉