公路和道路的几何设计

公路的几何设计包括公路线形、横断面和相邻道路侧环境的基本要素。通过计算高速公路中心线的水平和垂直线形，根据各种经营考虑，确定三维物理位置，从而在几何设计中体现高速公路或街道的所有可见特征。

几何设计的控制和标准

• 设计汽车
  • 轿车，公共汽车，卡车，休旅车
  • 物理特性:重量、尺寸
  • 建立十字路口半径，路面标志
• 汽车的性能
  • 操作特点:accel / decel
  • 影响空气质素、噪音及土地使用

司机

• 信息处理
• 反应时间
  • 感知和反应车辆路径上的危险的时间
  • 预期/意想不到的
• 速度
• 司机的错误
• 交通
• 组成和体积
  • 日均交通量(ADT)不足
  • 设计时容积(DHV)
  • 一年中每小时流量(30HV)排名第30位
  • k因子(ADT的%;8~12%的城市，12~18%的农村)
• 速度的汽车
  • 操作速度(通常是第85百分位速度)
  • 速度(接近零密度)
  • 运行速度(实际速度)
  • 设计速度(高实用)
• 能力
  • 通行条件下每小时最大流量(每车道)
  • 确定现有道路是否足够
  • 帮助选择道路类型
  • 帮助定义需求
  • 服务设计水平(LOS)

设计速度

它被定义为;

• 选定的速度，用于确定影响车辆运行的道路的各种几何特征。
• 它是道路设计质量的衡量标准。
• 它有时被认为是“在交通密度很低的情况下，单个车辆能够安全行驶的最高连续速度，安全速度是由道路的几何特征决定的”。
• 设计速度设定了曲率、视线距离和其他几何特征的限制。
• 假设道路特征不变，最好使用恒定的设计速度。应在足够的距离内改变设计速度，以便司机逐渐改变速度。
• 设计速度以10公里/小时的增量从30 - 130公里/小时变化。

设计汽车

根据尺寸将机动车划分为不同的设计类别，因为每个尺寸都会影响道路的设计，具体情况如下:

车辆宽度(影响)交通车道的宽度

车辆长度==>道路通行能力和转弯半径。

高度==>各种结构的净空

AASHTO将设计车辆分为四类;

1. 乘用车
2. 公共汽车
3. 卡车
4. 娱乐工具

车辆的不同尺寸有:

H ==> 4.25至13.5

W ==> 7至8.5

L ==> 19 ' to 104.8 '

停车及视距

它是两个距离的和。

• 滞后距离: -在障碍物进入视野后，但司机踩刹车前行驶的距离。它也被称为总反应时间。可以分成两部分。
  • 感知时间: -在反应开始前提醒司机所需的时间。
  • 反应时间: -是人的眼睛注意到某一特定事件发生后的时间，是肌肉反应发生前的时间。

感知与反应距离= tv = 1.47v

• 断裂距离= v²2 / (gf) = V²/ (254 f)

在你前方可以看到的道路长度，以确保你在路上有物体时能够停下来。

计算在你的道路上以设计速度行驶的车辆的SSD，然后确保你提供的实际视线距离至少和停车视线距离一样大

• 假设
  • 司机眼高3.6英尺
  • 物体高度在2.0至3.6英尺之间
• 反应距离+制动距离

• 设计标准:tr=2.5, a=11.2

其他视线距离

• 决定能见距离
  • 为不同机动条件下的信息处理留出更长的时间(表6-5)
• 通过能见距离
  • 确保安全通行(图6-5)
  • 4距离分量(图6-6)
• 以每小时70英里的速度
  • SSD = 730英尺
  • DSD = 1445英尺(机动E)
  • PSD = 2480英尺

水平对齐

基本控制表达式

E =超高率
U =侧面摩擦系数(路面，速度，…)
车辆速度
R =曲线半径

垂直对齐(坡度线)

坡度线是由抛物线垂直曲线连接而成的一系列直线，直线的坡度是被称为剖面坡度线的切线。

总体设计过程

• 确定一个合理的最大高度速率。
• 决定最大侧摩擦系数。
• 计算最小半径。
• 迭代和测试几个不同的半径，直到你满意自己的设计。
• 确保提供停车视野距离。
• 如有必要，调整设计。
• 设计过渡段。

道路超高标高

• 倾斜路面，以帮助抵消车辆转弯时产生的向心力
• 一般实践
  • 高速公路,没有冰和雪
    emax = 0.10
  • 高速公路,雪/冰
    emax = 0.06
  • 交通拥挤或路边发展，限制车速
    Emax = 0.04 ~ 0.06

侧摩阻力

设计基于离心力给驾驶员带来不适感的点

速度	你最大	你的设计
20.	0.50	0.17
30.	0．35	0．16
40	0.32	0．15
50	0.30	0．14
60	0.29	0.12
70	0.28	0．10