第一章绪论公路分为五个等级:高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。

高速公路和一级公路的主要差别在于是否需要控制出入。

划分等级目的：按需求建设公路依据：功能和适应的交通量（远景设计）按照道路在城市道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能，城市道路分为四类：快速路、主干路、次干路、支路。

除快速路外，各类道路按照所在城市的规模、设计交通量、地形等分为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。

大城市应采用各类道路中的Ⅰ级标准；中等城市应采用Ⅱ级标准；小城市应采用Ⅲ级标准。

按使用目的、结构或发动机的不同分成各种类型，而作为道路设计依据的汽车可分为三类，即：小客车、载重汽车、鞍式列车。

汽车最大外廓尺寸应不超过如下限制规定：1.总高：4.0m；2.总宽（不包括后视镜）：2.5m； 3.总长：16m。

设计速度是当气候条件良好、车辆行驶只受公路本身的道路条件的影响时，具有中等驾驶技术的驾驶人员能安全顺适地驾驶车辆的速度。

计算行车速度的最大值：120km/h。

计算行车速度的最低值：20km/h。

交通量是指单位时间内通过道路某断面的交通流量（即单位时间通过道路某断面的车辆数目）。

分为：日交通量（单向/双向，汽车/混合交通）；小时交通量；年累计交通量。

小时交通量（辆／小时）是以小时为计算时段的交通量，是确定车道数和车道宽度或评价服务水平时的依据。

设计小时交通量一般采用第30位小时交通量。

《标准》规定交通量换算采用小客车为标准车型。

道路通行能力是在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段适应车流的能力，以单位时间内通过的最大车辆数表示。

第二章汽车行驶理论车速V与发电机转速关系：V=0.377nr/γ。

汽车的行驶阻力：1．空气阻力；2．滚动阻力；3.坡度阻力；4．惯性阻力。

汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力，车后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进，总称为空气阻力。

滚动阻力与汽车的总重力成正比，若坡道倾角为α时，其值可用下式计算。

Rf＝Gfcosα。

f——滚动阻力系数，它与路面类型、轮胎结构和行驶速度等有关，一般应由试验确定，在一定类型的轮胎和一定车速范围内，可视为只和路面状况有关的常数。

汽车在坡道上行驶时，汽车重力在平行路面方向上的分力，称为坡度阻力。

与坡角大小有关。

汽车变速行驶时，需要克服其质量变速运动时产生的惯性力和惯性力矩称为惯性阻力，用RI表示。

汽车行驶的必要条件和充分条件是什么？答：必要条件是：具备足够大的驱动力来克服各种行驶阻力。

充分条件是：驱动力小于或等于轮胎与路面之间的附着力。

临界速度：对某一排挡的动力特性图，最大动力因数D所对应的速度称为临界速度Vk。

当汽车采用不同的速度行驶时，汽车的行驶状态有以下三种情况：当：V> Vk时稳定行驶；当V=Vk时临街速度；当V<Vk时不稳定行驶。

汽车的最高速度：是指节流阀全开、满载（不带挂车）、在表面平整坚实水平路段上作稳定行驶时的速度。

汽车的最小稳定速度：是指满载（不带挂车）在路面平整坚实的水平路段上，稳定行驶时的最低速度（即临界速度Vk）。

汽车的爬坡能力是指汽车在良好路面上等速行驶时克服了其它行驶阻力后所能爬上的纵坡度。

最大爬坡度：指汽车在坚硬路面上用最低档作等速行驶时所能克服的最大坡度。

汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。

纵向倾覆临界状态：汽车前轮离地，即法向作用力Z1为零时，将导致汽车纵向倾覆。

纵向倾覆稳定条件：tanαo=L2/h。

纵向滑移的极限状态——倒溜发生条件：Gsinα＝G；i= tgα=结论：当坡道倾角α≥α或道路纵坡度i≥i时，汽车可能产生纵向滑移。

第三章平面设计平面线形三要素：直线、圆曲线、缓和曲线。

当采用长的直线线形时，应注意的问题：（1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡更易导致高速度。

（2）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。

（3）道路两侧过于空旷时，宜采取植不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以改善单调的景观。

（4）长直线或长下坡的尽头的平曲线半径应尽量大些，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。

规定直线的最大长度（以米计）为20V（计算行车速度，km/h）《规范》：同向曲线间的最短直线长度以不小于设计速度的6倍为宜（6V）。

《规范》规定：反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于设计速度（以km／h计）的2倍为宜。

横向力系数μ:（1）考虑汽车行驶的横向稳定性;（2）考虑驾驶操作;（3）考虑燃料消耗和轮胎磨损；（4）考虑乘车的舒适性。

最大超高横坡度必须考虑停留在弯道上的车辆的安全性，必须小于一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻系数。

《公路工程技术标准》规定：高速公路、一级公路的超高横坡度不应大于10%，其它各级公路不应大于8%。

在积雪冰冻地区，最大超高横坡度不宜大于6%。

最小超高横坡度ib,min不应该小于道路直线段的路拱横坡度，否则不利于路面的排水。

极限最小半径：是各级公路按设计速度行驶的车辆能保证安全行车的最小允许半径。

一般最小半径：一般最小半径是指各级公路按设计速度行驶的车辆能保证安全、舒适行车的最小允许半径。

圆曲线的最大半径不超过10000m。

缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或两个圆曲线之间的曲率半径逐渐变化的线形。

缓和曲线的作用1．曲率逐渐变化，便于驾驶操作；2．离心加速度逐渐变化，消除了离心力突变；3．为设置超高和加宽提供过渡段；4．与圆曲线配合得当，增加线形美观。

我国《标准》规定缓和曲线采用回旋线。

道路平面线性三要素的基本组成是：直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线。

缓和曲线的大小需要考虑一下因素：1、离心加速度的变化率；2、驾驶员的操作及反应时间；3、超高渐变率；4、视觉条件。

平面线形设计的一般原则：(1)应直捷、连续、均衡，并与沿线的地形、地物相适应，与周围环境相协调。

(2)不论转角大小均应敷设平面曲线，并尽量选用较大的圆曲线半径。

(3)两同向曲线间应设置足够长度的直线，不得以短直线相连。

(4)两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小值线长度的直线段为宜。

(5)曲线线性应特别注意技术指标的均衡性与连续性。

(6)应避免连续急弯的线形。

平面线形的组合(1)基本型：按直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线的顺序组合。

(2)S型：两个反向圆曲线用回旋线连接的组合。

(3)卵型：用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。

(4)凸型：在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的组合。

(5)复合型：两个以上同向回旋线在曲率相等处相互连接的形式。

(6)C型：同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的组合形式。

行车视距：行车视距就是驾驶员在驾驶过程中的通视距离。

分为停车视距、会车视距、超车视距三种。

停车视距：汽车行驶时，自驾驶人员看到前方障碍物时起，至到达障碍物前安全停止，所需的最短距离。

会车视距是指两对向行驶的汽车能在同一车道上及时刹车所必需的距离。

超车视距是汽车行驶时为超越前车所必需的视距。

行车视距的相关规定：1、高速公路和一级公路应满足停车视距的要求；2、二、三、四级公路，一般应满足会车视距的要求，其长度不应小于停车视距的两倍；3、二、三级公路和双车道四级公路，应根据需要，结合地形，间隔设置一定的具有超车视距的路段；4、高速公路、一级公路及大型车比例高的二、三级公路，应采用货车停车视距对相关路段进行检验；5、积雪冰冻地区的停车视距宜适当增长。

视距的检查方法有两种：一是最大横净距法；二是视距包络图法。

第四章纵断面设计沿着道路中线竖直剖切然后展开得到的断面即为路线纵断面。

在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，它是根据中线上各桩点的地面高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况；另一条是设计线，它是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出的由直坡线和竖曲线组成的一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。

纵坡设计应满足的一般要求：1、纵坡设计必需满足《标准》的各项规定；2、为保证车辆能以一定速度安全顺利地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁；尽量避免采用《规范》中的极限纵坡值，留有一定的余地。

3、设计应对沿线地形、地质、水文、地下管线、气候和排水等综合考虑并根据需要采取适当的技术措施，以保证道路的稳定一通畅。

4、一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方和其他工程数量，以降低造价和节省用地。

5、山岭重丘区地形纵坡设计应考虑纵向填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方。

平原微丘区应满足最小填土高度要求，以保证路基稳定。

6、高速公路、一级公路应考虑通道、农田水利等方面的要求；低等级公路应注意民间运输、农业机械等方面的要求。

最大纵坡度是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。

高原纵坡折减：在高原海拔地区，因空气密度下降而使汽车发动机的功率减小，汽车的驱动力以及空气阻力降低，导致汽车的爬坡能力下降；汽车水箱中的水易于沸腾而降低甚至破坏冷却系统。

为此，应将《标准》中规定的最大纵坡予以折减，在高原地区的道路纵坡设计中应适当采用较小的坡度。

理想的最大纵坡i1是指设计车型在油门全开的情况下，持续以V1等速行驶所能克服的坡度。

与容许速度V2相对应的纵坡i2称为不限长度的最大纵坡。

凡大于i1的纵坡称为陡坡，小于的为缓坡。

凡大于i2的纵坡都应限制其长度。

挖方路段以及其他横向排水不良的路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。

不小于0.3%的最小纵坡，一般使用0.5%。

最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。

所谓最长坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低允许速度时所行驶的距离。

缓和坡段用以恢复在陡坡上降低的速度和保证安全。

平均纵坡是指若干坡段组成的路段所克服的高差与路线长度之比，是衡量线形质量的重要指标。

目的是为了合理运用最大纵坡、坡长及缓和坡段的规定，以保证车辆安全顺利形式的限制性指标。

《规范》规定：二、三、四级公路越岭路线的平均纵坡，一般以接近5.5%和5%为宜。

合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。

计算公式：I=根号（ih平方+i平方）纵断面上两纵坡线交点称为变坡点。

在变坡点处，为保证行车安全、顺适以及视距而设置的纵向曲线即是竖曲线。

坡角，上坡为正，下坡为负。

当变坡角为负时，转坡点在竖曲线的上方，该竖曲线称凸型竖曲线；当转坡角为正时，转坡角在竖曲线下方，该竖曲线称凹形竖曲线。

竖曲线的主要作用：1、缓冲作用；2、保证公路纵向的行车视距；3、将竖曲线与平曲线恰当组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。