自学考试高速公路复习讲义Word文档格式.docx
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①用至年的时间使西部地区交通基础设施有明显改善，为国家西部大开发战略的实施创造比较有利的交通条件。
②是再用年左右的时间，即到年初步建成西部地区公路骨架网络。
③是再用年左右的时间，即到世纪中叶建成现代化公路运输网络。
，前年的重点任务：
①加快西部地区国道主干线建设。
②加快西部地区区域路网的改造。
③加快西部地区实施乡村公路通达工程，建设长度约万公里。
，高速公路与普通公路的区别：
①汽车专用。
②分道行驶。
③控制出入。
④完善的设施。
，高速公路运输具有的优点：
①行车速度高，通行能力大。
②交通事故降低，安全性较好。
③运输效益提高。
，高速公路修建存在的问题：
①投资大、造价高。
②对环境影响大。
，高速公路效益的体现：
①良好的投资效益。
②对国民经济发展的促进作用。
③带动沿线地方社会和经济发展。
④有利于城市人口的分散和卫星城镇的开发。
⑤有利于国防。
第二章高速公路的设计依据
，设计车速（计算行车速度）是公路设计最基本的设计依据。
，我国设计车速定义：
在天气良好、交通量小、路面干净的条件下，中等技术水平的驾驶员在道路受限制部分能够保持安全而舒适行驶的最大速度。
美国各州公路与运输工作者协会（）设计车速定义：
当道路条件良好，行车只受公路的设计特征控制时，公路的特定路段上能保持的最高安全速度。
原联邦德国设计车速定义：
根据道路的交通要求，从经济的观点出发选择的标准设计值。
它相当于在潮湿而干净的路面上，行车不受阻碍的情况下，的小客车不会超过的速度。
，设计车速的确定考虑了汽车行驶的实际需要和经济性，是汽车行驶要求与经济性平衡的结果。
，汽车的行驶要求表现为汽车的最高时速。
（即汽车的机械性能所能达到的最高速度）。
，汽车行驶的经济性要求表现为汽车的经济时速。
（即汽车的机械损耗和燃油消耗为最小的车速）。
，设计车速是最高时速与经济时速之间的一个速度。
，设计车速的确定应考虑公路性质、等级和地形等因素，远离城市的公路设计车速相对较高，而市郊公路的公路设计车速相对较低；
公路等级高，则多考虑行车要求，公路等级低，则多考虑经济性；
平原区设计车速定的较高，山岭区设计车速定的较低。
，通常选取累计频率为的车速为设计车速。
同时确定设计车速所进行的车速统计，需在不同车型、不同道路和不同的道路特征条件下，采集大量数据，经分析后确定。
，《公路技术标准》（）规定：
我国高速公路设计车速一般选，条件受限制可选或，对个别特殊困难路段可选，但是要经过技术经济论证。
，高速公路设计车速以小客车为主。
，保证高速公路行车连续性需注意的几点：
①分段之间的设计速度差一般按为一级，并应设置相应的限速标志；
②不同设计车速分段不宜过短，通常高速公路分段长度不宜小于；
③需要改变计算行车速度时，应设置过渡段，过渡段长度可根据具体地形条件结合各方面的使用效果，灵活确定；
④计算行车速度变更点的位置，应选择在驾驶人员能够明显判断路况发生变化而需要改变行车速度的地点，如村镇、车站、交叉口或地形明显变化等处，并应设置相应的标志。
，运行速度：
指在一定道路几何条件下，某种车辆实际的行驶速度。
其与设计车速的不同处在于：
设计车速是理论车速，运行车速是实际车速；
在一条道路上，相对于变化的几何线形设计车速是不变的，运行速度是随着道路路线变化的。
设计速度是最大的安全运行速度，运行车速是几何设计实现设计车速程度的反映。
运行车速在一定程度上反映了设计的质量。
，德国运行车速为第位车速。
具体的计算与检验步骤如下：
①按路线曲度大小把路线划分成若干曲度相近的路段，曲度的计算公式为：
Σγ（是路线长度）
γαττα:
圆曲线偏角，单位采用制。
τ、τ：
前后缓和曲线偏角，制。
②根据各路段的值推求。
③当路线纵坡大于（上坡）与小于（下坡时），要进行纵坡修正，其修正值△从图根据纵坡值求的。
④检验各分段上的和相邻路段的之差。
如果不大于设计车速，且相邻路段的之差在之内，则检验通过，否则按以下调整。
⑤若大于，但小于（）时，则：
保持设计速度，但是路面超高、停车视距的计算要采用（）作为设计速度进行验算，并使其满足要求；
若大于于（），则：
提高原定设计速度，并使各项指标满足新设计车速的要求。
如希望保持原设计速度，则应调整路线设计指标，以减小并使其满足④要求；
若相邻的之差大于，则应适当调整相关路段的设计指标，或在两段之间插入一过渡段，从而满足④要求。
，设计车型：
是道路几何设计时选择的有代表性的车型。
，规定的车型包括：
小客车、载重汽车、鞍式汽车。
，公路用地：
公路两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤式护坡道坡脚），或路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟时为挖方坡的坡顶），加上一定的附加宽度后的土地。
附加宽度一般不小于，对高速公路，附加宽度宜≥。
除了道路路基范围内的建筑物以外，高速公路用地还应包括：
立体交叉、服务设施、安全设施、交通管理设施、停车设施、公路养护管理、公路绿化和苗圃等工程用地。
在靠近城市或城市高速公路两侧还包括绿化带；
在风沙、雪害及特殊地质、水文气候条件下，路基两侧还应设置防护林，种植固沙植物、安装固沙网、防沙或防雪栅栏等设施。
高速公路用地范围内不得修建非路用构筑物。
，高速公路建筑限界：
是在保证路上汽车交通正常运行的安全条件下所规定的空间限界包括宽度和高度。
，交通量：
是指道路上某一端面在单位时间内通过的车辆数量，如小时交通量、日交通量等。
，根据观测方法和观测时间不同，最常用的交通量有：
年平均的交通量（）；
高峰小时交通量（）；
平均日交通量（）；
日平均小时交通量（）和第位高峰小时交通量（）。
交通量反映了某条公路上的交通负荷，也反映了汽车运输时对公路设施的要求。
，设计交通量：
作为公路规划和设计依据的交通量，通常为远景设计年限（高速公路为年）的预测交通量。
，通行能力：
是指在一定的道路、交通、控制和环境条件下，对应于一定的行驶质量即服务水平，在某一道路断面上单位时间（常用）所能通过的最大车辆数。
反映了道路所能承受的交通负荷能力。
，《公路路线设计规范》规定下列情况应进行通行能力和服务水平的分析计算：
①高速公路、一级公路的路段；
②高速公路和一级公路的互通式立体交叉匝道；
③高速公路和一级公路的交织区段；
④一般公路的路段设计时也宜对同性能力和服务水平进行分析计算。
，常用的公路通行能力有以下三种：
①基本通行能力；
②可能通行能力；
③设计通行能力。
，基本通行能力：
也称理论通行能力，即：
在道路、交通、环境和气候均处于理想条件下，不考虑服务水平，标准车辆在单位时间通过一条车道或一车行道上某一断面的最大车辆数，是道路所能承受的交通负荷极限。
可用车头时距法或车头间距法计算。
车头时距法：
是指连续车流中前后车辆通过同一断面的时间间隔。
（辆）。
车头间距法：
是指连续车流中，前后两车保持行车安全的车头之间的距离。
。
，可能通行能力：
是指在实际环境或预计的道路、交通条件和良好的气候条件下，不考虑服务水平，标准车辆在单位时间内通过一条车道或一车行道上某一断面的最大车辆数。
，设计通行能力：
是指在良好的气候条件下，交通运行状态保持在一定的服务水平上，标准车辆在单位时间里通过有代表性的、均匀路面上的一条车道或一车行道上某一断面的最大车辆数。
是公路线形设计的依据。
它考虑了公路运行质量要求、技术可能性、经济合理性和行驶安全等因素后，能符合规划设计要求的通行能力。
，服务水平：
是对车辆在交通流中的运行条件和驾驶员与乘客所感受的行车质量的量度。
服务水平的主要决定因素有：
运行速度和行驶时间、驾驶自由度、交通间断、舒适、方便和安全。
通常采用运行速度和值（或交通量）来定量描述。
，我国《标准》参考美国方法，将公路服务水平分为一级（美国、）、二级（美国）、三级（美国）和四级（美国、）。
我国高速公路采用二级服务水平设计。
其对应设计车速的的值为。
其对应、和的值分别减为、和.
，单车道设计通行能力可按下式计算：
×
（）。
：
单车道设计通行能力（车道）；
单车道基本通行能力；
，高速公路的适应交通量：
其中是单向车道数；
是设计小时交通量数（）；
是交通流方向分布系数，一般取。
我国以适应交通量为高速公路设计指标；
国外大多数国家采用小时交通量为高速公路设计交通量。
第三章高速公路的规划与勘测设计
，高速公路规划是高速公路建设前期的重要工作，是进行公路网规划与决策的重要依据。
，高速公路规划的主要任务是：
通过调查研究、分析与评价现有公路交通现状，根据区域社会发展与公路交通客货流分部特点，预测交通量发展，提出高速公路发展的目标，合理确定路线建设序列（包括分期实施），并提出实现规划目标的政策与措施。
，高速公路规划的主要内容是：
①公路网现状分析；
②社会经济发展预测；
③公路交通量预测；
④高速公路的布局与优化；
⑤高速公路规划的具体实施；
⑥实施高速公路规划的对策与措施；
⑦高速公路的综合评价。
，高速公路规划的基本原则：
①依据国家国民经济与社会发展对公路建设提出的任务和要求，制订高速公路规划的总体格局；
②公路网的规划应作为综合交通运输体系的一部分，必须与铁路、水运、民航等运输方式密切配合、相互协调、综合配套；
③应能符合工程经济和运营经济以及分期修建的原则，既要满足当前运输的要求，又能适应今后经济发展的需要；
④公路网的网形布置与密度，应力求达到密度小、路线短以及运输效率高、运输成本低的要求；
⑤规划应与环境保护、生态平衡相结合，符合国家对环境保护的规定；
⑥规划公路网时，为获得最优方案，应选定若干方案进行技术经济计算，最后加以比较确定。
，规划方案的经济比较与论证是以经济调查资料为依据，采用相应的技术经济指标。
论证需满足以下两个基本要求：
①保证道路具有一定的质量指标，以期获得尽可能高的运输效益；
②在保证道路质量指标的前提下，尽量降低道路造价，节省投资。
，高速公路规划的基本原理：
以系统分析原理为理论基础，通过定量分析系统诸元素之间、系统与环境因素之间的相互关系，以系统功能及综合效益为目标，运用多种数学分析方法对公路网分析并予优化。
，高速公路规划方法：
有四阶段模式法及总量控制法两大体系。
，四阶段法：
是以定量分析为主，通过调查获得现状客货流量流向，采用有关模型进行趋势外推预测未来的客货流出行分布及不同运输方式分担比例，采用不同的流量分配方法对路段交通量进行分配预测，最后建立不同的目标函数，对高速公路的规划方案进行设计和优选，并作出建设序列安排。
因在交通量预测中采用了出行生成、出行分布、交通方式划分及交通量分配四个步骤，所以称四阶段法。
，总量控制法：
是把与公路交通运输密切有关的一些总量变化趋势，将预测的交通量分解到公路网上，并以此安排路网建设序列的方法。
主要解决的问题：
①对现状公路网的分析与评价；
②现状路网对区域未来经济发展的适应性；
③公路网与其他运输方式的有机结合；
④公路网建设的合理布局；
⑤公路网建设的合理规模；
⑥公路网的建设序列；
⑦公路网规划方案的综合评价；
⑧公路网建设资金的筹措。
，高速公路规划评价内容：
应按照高速公路的功效，对所有单项指标进行归类分析并作量化计算，最后加以整体综合，获得综合评价结果，以利择优决策。
，高速公路规划评价一般从社会、经济和技术等三方面展开。
社会评价是分析高速公路对规划区内的社会发展方面的作用和影响，主要包括国土开发利用、自然资源的开发利用，水土保持和环境保护、文物保护条件改善，以及区域政治、经济、军事和文化方面的影响。
社会评价的难点在于评价指标的选择与定量计算分析。
（土质开发、资源开发、环境文物保护、城镇及人口分布、生产流通加快、运输合理化）
经济评价是以规划高速公路为整体的经济效益分析，是评价工作的主要内容。
经济效益又可分为直接经济效益和间接经济效益两部分。
直接经济效益是指高速公路规划建设后，运输成本节约、客货在途时间减少、运营线路便捷及交通事故减少等而产生的经济效益。
（成本节约、里程缩短、时间节约、事故减少）
间接经济效益：
是指高速公路规划建设后对促进区域社会经济发展的间接受益程度。
如促进沿线经济发展、增加税收、加强区域经济协作、加快商品流通等效益。
（产业开发、资源开发、市场扩大、生产运输合理、旅游资源开发）
技术评价是指使用质量和技术可行性。
（综合密度系数、交通适应性、连通度、通达性）
，工程项目可行性研究：
就是论证工程项目的技术上可能性和经济上的合理性，建设条件是否具备，效益是否最佳，以提供决策依据，保证工程的经济效果。
，可行性研究报告的一般内容：
①现状评价；
②发展预测；
③建设条件；
④协作条件；
⑤施工工艺；
⑥投资和效益。
，公路工程可行性研究的程序：
提出问题→调查情况→拟出方案→技术经济论证。
，可行性研究分预可行性研究和工程可行性研究两种。
，道路经济效益可由成本和受益两方面组成。
，效益除了经济效益外还有社会效益。
，全社会道路使用者所获得的效益包括：
由于道路新建或改建导致客货运输成本降低（货、旅）；
道路改建使原有道路减少拥挤所得到的客货运输效益（货、旅）；
因改建缩短里程而降低的运输成本（货、旅）；
因新建或改建导致交通客货运输时间减少（货、旅）而使全社会道路使用者受益以及道路改建导致事故减少（货、旅）而节约的费用。
Σ
，经济评价的四个指标：
净现值（）、效益费用比（）、内部收益率（）、投资回收期（）。
，净现值（绝对指标）：
是项目效益的现值减去项目费用的现值总额的差额，或项目在评价期内各年的净效益折现到基年的现值之和。
表示净赚到的利润，其值大说明获利多，方案越优。
计算公式为：
Σ（）×
其中：
→第年的效益金额（万元）；
→第年的费用金额（万元）；
→按社会折现率计算的第年折现系数；
，效益费用比（相对指标）：
是项目评价年限内各年效益的现值总额和各年费用现值总额的比率。
含义为每万元的投资费用可获得多少效益。
ΣΣ，各项目意义同前。
当>
，项目可行；
<
，项目不可行。
，内部收益率：
即净现值等于时的折现率，其物理意义是：
一个投资方案可以接受的最高银行贷款利率。
由Σ（）用线性插值公式求的内部收益率：
（）（）（（）（））其中：
→试算的折现率，采用此折现率时，净现值为正；
→试算的折现率，采用此折现率时，净现值为负；
（）→采用低折现率时的净现值（正）的绝对值；
（）→采用高折现率时的净现值（负）的绝对值；
，净现值和效益费用比均不能测算出项目可能获得的最高效益，只有采用内部收益率。
，投资回收期：
是以道路的净效益抵偿基建总投资所需要的时间。
即公路征收过路费，扣除养护管理费后还清本息的年限。
不考虑时间因素的是静态回收期，考虑时间因素的是动态回收期；
从道路投入使用年算起，不算建设期，项目评价通常是计算动态的回收期。
①若年效益金额为等额，按静态为道路基建总投资额为一年效益金额。
②如以、及、分别代表第一、第二方案的投资和年运营费用则：
（）（）或（）（）其中为投资的比较效果系数。
道路工程一般规定≥，即＜年符合要求；
当时，年，年效益为等额，按动态计算的（）（）此处为换算道路基建总额。
，方案经济比较法：
对投资不等方案必选可采用动态计算的差额效益费用比、差额投资内部收益率及差额投资回收期计算比较，并以工程费用总额最小的方案为最好的方案。
即×
最小，或×
最小。
为每个方案的投资；
为同一方案的年运营费用；
为该部门的规定偿还年限；
为该部门的规定投资系数。
1差额效益费用比是两个方案效益差额的现值累计值与支出费用差额的现值累计值的比值：
Σ（）*Σ（）*→差额效益费用比；
→第一方案第年的效益金额；
→第二方案第年的效益金额；
→第一方案第年的费用金额；
→第二方案第年的费用金额；
→第年的折现系数（折现率为时）；
大于则第二方案优于；
反之，第一方案优于第二方案。
2差额内部收益率是两个方案净现金流量差额的现值之和等于零时的折现率。
即[（）（）]*
③差额投资回收期是对比方案投资差额与年效益差额之比，年效益金额为等额，按静态计算的差额投资回收期计算：
（）（）
，高速公路布线注意以下问题：
起讫点的确定、高速公路的立体交叉、路堤高度与通道设置、高速公路集散道路布置。
，高速公路选线按以下步骤：
全面布局、逐段安排、具体定线。
，高速公路选线原则：
保证行车安全迅速舒适前提下，力争线路最短；
深入调查水文地貌提出有比较价值的方案；
贯彻工程经济与运营经济结合的原则；
充分利用有利地势地形，尽量回避不利地带，正确运营技术标准；
选择地质稳定、地形条件好的地区；
应与环境保护相结合；
风景名胜的公路要保护历史文物遗址，与周围景观环境相协调；
要考虑施工条件对选定路线的影响。
，沿河线需要处理的三个关键问题：
河岸的选择、线位高低、跨河地点。
，越岭线的特点是：
路线需要克服很大的高差；
路线的长度和平面位置主要取决于路线纵坡的安排。
，越岭线布局主要解决的问题：
垭口选择、过岭标高、垭口两侧展现方案。
，摄影测量主要包括：
航空摄影测量和地面摄影测量。
，航空摄影测量：
航测成图、工程调查、航测选线及方案比较、建立数字地形模型。
（：
地理数字模型）
第四章高速公路平面线形设计
，线形设计是高速公路设计的关键。
，平面线形三个基本要素：
直线、圆曲线、缓和曲线。
，同向曲线间最小直线长度以不小于行车速度的倍（计算车速行驶）为宜；
反向曲线间最小直线长度以不小于行车速度的倍（计算车速行驶）为宜；
，大半径的圆曲线往往是首选的要素。
，横向力系数：
μ（）（）横向合力与纵向合力的比值。
平曲线半径计算式：
（μ超）：
汽车车速超：
路面超高横坡。
，μ需要考虑：
汽车弯道行驶时对行车的力学稳定性、乘客的舒适程度、汽车燃料和轮胎的消耗情况。
，汽车在弯道上行驶的稳定性主要是指：
横向抗滑稳定。
抗滑稳定性取决于路面与轮胎间的摩阻力，摩阻力又与路面的潮湿程度、车速及路面类型有关，与路面潮湿程度关系最大。
，《标准》对平面圆曲线最小半径规定的三种标准：
极限最小半径、一般最小半径、不设超高的最小半径。
，缓和曲线的作用：
①曲率的逐渐变化，便于驾驶与路线顺畅，以构成最佳的线行；
②离心加速度的逐渐变化，使汽车不致产生侧向滑移；
③作为汽车道横坡变化的过渡段，以减少行车震荡。
是协调平面线形的主要线形要素。
，缓和曲线长度的确定：
可以考虑用离心加速度变化率（）和驾驶员操作需用时间（）两个因素来控制。
，平曲线最小长度：
不应小于倍缓和曲线的长度。
，超高横坡变化的旋转轴可分为：
绕中间带中心线、绕中央分隔带边缘、绕各自行车道中线。
，当平曲线半径等于小于时，应在曲线内侧加宽。
，平面线形的组合：
基本型：
直线回旋线圆曲线回旋线直线；
型：
用两个回旋线连接两个反向圆曲线的组合；
卵型：
用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合形式；
凸型：
两同向回旋线间不插入圆曲线而直接径向衔接的组合形式（凸型回旋线参数及其连接点的曲率半径分别要符合容许最小回旋线参数和圆曲线一般最小半径的规定），不宜采用；
复合型：
两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互衔接的组合；
同向曲线的回旋线在曲率为零处径向衔接。
，确定平面线形各要素时的一般原则：
力求线形直接、圆滑平顺，曲线半径尽可能的大；
线形连续，避免线形突变，各项技术指标的变化过渡应尽量平缓匀顺；
公路转角一般情况下以不小于°
为宜，不得已采用时，要注意必须有足够的曲线长度；
两同向曲线间不得以短直线相连，可调整为单曲线或复合曲线或型曲线；
两反向曲线间夹有直线段时，应设置不小于最小直线长度的直线段。
，安全视距（行车视距）：
为保证行车安全，驾驶者应看到前面相当距离的道路，以便遇到汽车或障碍物时能及时刹车或绕过的距离。
由驾驶员反应时间所行使的距离及开始制动到刹车停止所行使的距离。
，曲线法设计的基本原则：
首先在需要设置晚到的地方根据地形、地物的要求布设一系列圆曲线，然后在这些圆曲线之间用回旋线或直线连接，形成平面线形。
，曲线法设计三个典型模型：
直线与圆弧间的连接、两同向圆弧间的连接、两反向圆弧间的连接。
第五章高速公路纵断面设计
，纵断面：
通过道路中线的竖向断面。
，地面标高：
道路中线处的原地面标高。
，高速公路的设计标高一般采用中央分隔带外侧边缘的标高。
，纵断面的几何线形由坡度线和竖曲线组成。
，最大纵坡是高速公路线形设计控制的一项重要指标，其直接影响到路线的长度、使用品质、行车安全、运输成本和工程造价。
最小纵坡是为排水而规定的最小值。
，隧道内纵坡一律不应大于。
，为满足排水要求，应采用不小于的最小纵坡。
，为保证行车的安全与平顺，坡长不宜过短，最短以不小于计算车速行驶（）的行程为宜。
，设计间距：
纵断面上每一坡段的长度也即相应于纵坡两转折点的间距。
，坡长限制在理论上是以汽车上坡的减速行程来核算的。
，高速公路最大纵坡：
车速对应；
车速对应。
，高速公路坡长不受限制最大纵坡：
，汽车在有纵坡的小半径曲线上形式受坡度阻力和曲线组里的作用。
，合成坡度控制范围：
车速（）时不得超过；
车速（）时不得超过。
，当陡坡处于小半径曲线上时下列情况合成坡度必须小于：
冬季路面有积雪、结冰地区；
自然横坡较陡峻的傍山路段。
，最小合成坡度不宜小于。
，竖曲线：
为减缓汽车行驶在纵坡变坡处所产生的冲击及行车视距必须插入的纵向曲线。
纵断面上两纵坡的交点处称变坡点。
变坡点处的转角称为变坡角。
凸型竖曲线：
其设计以改善纵坡的舒适性、保证行车视距为依据。
凹型竖曲线：
主要为缓和行车颠簸和振动，同时保证夜间行车照明视距、跨线桥视距为依据。
，竖曲线半径尽量大于竖曲线的一般最小值，其值为极限最小半径的倍。
，竖曲线最小长度按计算车速运行（）的距离计算。
时，竖曲线长度不宜小于。
，爬坡车道：
在纵坡大于的陡坡路段于正线行车道一侧增设的供载重汽车行驶的专用车道。
符合：
行驶速度降到以下容许最低速度（、、、）或上坡路段的设计小时交通量超过设计通行能力时设置。
六车道及以上高速公路可不设爬坡车道。
，爬坡车道构造：
横断面构成（一般宽）、超高与加宽（按行车道曲线加宽有关规定）、爬坡车道的平面布置与长度（总长由起点侧三角端渐变长、爬坡车道长、终点侧的附和长度组成，为）。
，爬坡车道起终点应结合线形设计设在：
通视良好、便于辨认、过渡顺适的地点。
，爬坡车道长度一般用图解法求取。
确定步骤如下：
绘制道路纵断面线形图、绘制分段换算坡度图、绘制速度曲线图
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