《公路線形設計》外文文獻（中英對照）

外文文獻翻譯（ 含 ： 英 文 原 文 及 中 文 譯 文 ）文 獻 出 處 ： Y Hassan. Geometric Design of HighwaysJ Advances in Transportation Studies, 2016, 6(1):31-41.英文原文Geometric Design of Highway s YHassanA. Alignment Des ignThe alignment of a road is shown on the plane view and is a series of straight lines called tangen ts connected by circular curves. In modem practice it is common to interpo se transition or spiral curves between tangent s and circular curves.The line shape should be continuou s, sudden changes from flat line tosmall radius curve or sudden change of long line end connected to small radius curve should be avoided, otherwise a traffic accident may occur. Similarly , arcs with different radii end-to-end (complex curves) or short straight lines between two arcs with different radii are bad lines unless an easing curve is inserted between arcs. The long, smooth curve is always a good line because it is beaut 血 lly lined and will not be abandoned in the future. However , it is not ideal that the two-way road line shape is compo sed entirely of curves, because some drivers always hesitate to pass through curved road segment s. The long and slow curve is used in thesmaller comers. If you use a short curve, you will see “kinks.“ In addition, the design of the flat and vertical sections of the line should be considered comprehensively and should not be only one. No matter which, for example, when the starting point of the flat curve is near the vertex of the vertical curve, serious traffic accidents will occur.Vehicles driving on curved s ections are subjected to centrifugal force, and they need a force of the same magnitude in the opposite direction due to the height and lateral friction to offset it. From the viewpoint of highway design, the high or horizontal friction cannot exceed a certain value. Them 邸 imum, these control values for a certain design speed may limit the curvature of the curve. In generai the curvature of a c 訂 c u lar curve is represented by its radius. For the linear design, the curvature is often described by the curvature, ie, the central angle corresponding to the 100-foot curve, which is inversely proportional to the radius of the curve.A normal road arch is set in a straight section of the road, and the curve section is set to a super high, and an excessively gradual road section must be set between the norn 叫 section and the super high section. The usual practice is to maintain the design elevation of each midline of the road unchanged. By raising the outer edge and lowering the inner edge to form a super high, for the line shape where the straight line is d 汀 ec tly connected with the c 虹 le curve, the super high should never start on the straight line before reaching the curve. At the other end of the curve at acertain distance to reach all the ultra-high.If the vehicle is driving at a high speed on a restricted section of road, such as a straight line connected with a small radius circle curve, driving will be extremely uncomfortable. When the car enters the curve section, the super high starts and the vehicle tilts inward, but the passenger must maintain the body because it is not subjected to centrifugal force at this time. When the car reaches the curve section, centrifugal force suddenly occurs , forcing passengers to m狄 e further posture adjustments . When the car leaves the curve, the above process is just the opposite. After inserting the relaxation curve, the radius gradually transitions from infinity to a certain fixed value on the circle curve, the centrifugal force gradually increases , and ultra-high levels are carefully set along the relaxation curve, and the centrifugal force is gradually increased, thereby avoiding driving bumps.The easement curve has been used on railways for many years, but it hasrecently been applied on highways. This is understandable. The train must follow a precise orbit, and the uncomfortable feeling mentioned above can only be eliminated after the ease curve is used. However, the driver of a car can change the lateral position on the road at will, and he can provide a relaxation curve for himself by m 咄 ing a roundabout curve. But doing this in one lane (sometimes in other lanes) is very dangerous. A well-designed relaxation curve makes the above roundaboutnessunnecessary. Multi-cluster safety is a meas ure, and roads are widely used as transition cUIVes .For a circular c 田 ve with the same radius, adding an eas ing cUIVe at the end will change the relative positions of the c 田 ve and the straight line. Therefore , whether or not to use an easing cUIVe s ho uld be determined before final alignment sUIVey. The s tarting point of the general cUIVe is labeled PC or BC and the end point is labeled PT or EC. For cUIVes with transition c 田 ves, the usual marker configurations are: TC, SC, CS, and ST.For two-way roads, the road width should be increased at sharp bends. This is mainly based on the following factors: 1. The driver is afraid to get out of the edge of the road. 2. Due to the difference in the driving trajectory of the front and rear wheels of the vehicle, the effective lateral width of the vehicle increases; 3. The width of the front of the vehicle that is inclined relative to the centerline of the road. For roads that are 24 feet wide, the added width is negligible . Only if the des ign speed is 30 mil / h and the cUIVature is up to 2 ft. However, for narrow roads, widening is very important even on smooth cUIVe s ec tio ns . The recommended widening values and widened designs are shown in “. Highway linear design.“B. Longitudinal slope lineThe vertical alignment of the highway and its impact on the safety andeconomy of vehicle operation constitute one of the most important elements in highway des ign. Vertical lines consist of straight lines and vertical parabolas or circular lines called vertical slope lines. When a grade line rises gradually from a horizontal line, it is called an uphili and vice versa, it is called a downhill slope. In the analysis of slope and slopecontroi 如 igners usually have to study the effect of changes in slope on the midline profile. In determining the slope, the ideal situation is the balance of excavation and filling, and there is no large amount of borrowers and abandoned parties. All the earth moving is carried down as far as possible and the distance is not long. The slope should change with the terrain and be consistent with the direction of ascent and descent of the existing drainage system In the mountains, the slope-5 s hould be balanced to minimize the total cost In the plain or grassland areas, the slope is approximately parallel to the surface, but higher than the surface at a sufficient height to facilitate drainage of the surface. If necessary, winds can be used to remove surface snow. If the road is approaching or running along a river, the current height of the slope is determined by the expected flood level In any case, the gentle slope should be set at the excavation section compared to the short vertical section connecting the short vertical curve due to the upslope downslope, and the section from the downslope upslope should be set at the fill. Road section. Such a good linear design can often avoid the forn 沮 tion of a mound or depressionopposite to the current landscape. Other considerations are much more important when determining the vertical slope line than when filling the balance . Study and make more detailed adjustments to advanced issues. In general, the slope of the design that is consistent with the existing condition s is better, which can avoid some unnecessary costs.In slope analysis and control, the impact of slope on motor vehicle operating costs is one of the most important considerations. As the slope increases, the fuel con sumption will obviously increase and the speed will slow down. A more economical solution can balance the annual increase in the annual cost of reducing the slope and increasing the annual cost of running the vehicle without increasing the slope. The exact solution to this problem depends on the understanding of traffic flow and traffic type , which can only be known through traffic inve stigation s.In different states, where the maximum longitudinal gradient is also very different , AASHTO recommends that the maximum longitudinal slope be selected based on the time and terrain . The current design has a maximum longitudinal gradient of 5% at a design speed of 70 mil / h. At a design speed of 30 mil / h, the maximum longitudinal slope is generally 7% - 12% depending on the topography.When using longer sustained climbs, the slope length cannot exceed the critical slope length when no slow-moving vehicle is provided. The critical slope length can vary from 1700 ft in 3% grade to 500 ft in 8%grade. The slope of the continuou s long s lope must be less than the maximum slope of any end surface of the highway. Usually the long continuou s single slope is disconnected and the lower part is des igned as a steep slope, while approaching the top of the slope allows the s lope to decrease. At the same time, it is necess ary to avoid obstruction of the view due to the inclination of the longitudinal section.The m 邸 imum longitudinal gradient of the highwa y is 9%. Only when the drainage of the road is a problem, if the water must be drained to the side ditch or the drainage ditch, the minimum gradient criterion is of importance . In this c ase, 心 HTO recommend s a minimum gradient of 0.35%.C. sight distanceIn order to ensure the safety of driving, the road must be designed to have a sufficient distance in front of the driver's line of sight, so that they can avoid obstacles other than the obstacles, or safely overtake. The line-of-sight is the length of the road visible to the driver of the vehicle. Two meanings: “parking distance“ or “non-passing sight distance“ or “overtaking s ight distance .“No matter what happens, reasonable design requires the driver to see this danger outside a certain distance, and brake the car before hitting it. In addition, it is not s afe to think that the vehicle can avoid danger by leaving the driving lane. Because this can cause the vehicle to lose controlor to collide with another car.The parking distance is composed of two parts: The first part is the distance that the driver takes before the driver finds an obstacle and brakes. In this detection and reaction phase, the vehicle travels at its initial speed; the second part is the driver's Part of the parking distance depends on the speed of the vehicle and the driver's visual time and braking time. The second part of the parking distance depends on the speed, the brakes, the tires, the conditions of the road surface, and the line shape and slope of the road.Otherwise, the capacity of the highway will be reduced, and the accidentwill increase, because the irritable driver would risk a collision and overtake the vehicle if he cannot safely overtake the vehicle. The minimum distance in front of which the driver can safely be seen is called the overtaking distance.When making a decision on whether to pass or not, the driver must compare the visibility distance ahead and the distance required to complete the overta 耟 ng movement. The factors that influence him tom昢 e a decision are the degree of caution in driving and the accelerationperformance of the vehicle. Due to the significant differences between humans, the overtaking behavior, which is mainly determined by human judgments and actions rather than the mechanical theorem, varies greatly from driver to driver. In order to establish the line -of-sight value forovertaking, engineers observed many drivers' overtaking behavior. Between 1938 and 1941, a basic survey was established to e5tablish a standard of over- sight distance. Assume that the operating condition s are as follow s:1. It is driven at a uniform speed by the overtaking vehicle.2. Overtaking When entering the overtaking area, decelerate after being overtak:en.3. When arriving at the overtaking area, the driver needs to observe thepassing area for a short time and start overtaking.4. In the face of the opposite vehicle, the overtaking is completed in a delayed start-up and a hurried turn. In the overtaking process, overtaking accelerate s in the overtaking lane and the average speed is 10 mil / h faster than being overtaken.5. When overtaking returns to its original lane, there must be a safe distance between it and the opposite vehicle on the other lane.The sum of the above five items is the over sight distance.中文譯文公路線形設計作 者 ： Y Hass anA. 平 面 設計道路的線形反映在 平面 圖上是由一系列的直線和與直線相連的圓曲線構成的?，F(xiàn)代設計時常在直線與圓曲線之間插入緩和曲線。線形 應 是 連 續(xù)的 ，應 避 免 平 緩 線 形 到 小 半 徑 曲 線 的 突 變 或 者 長 直 線末端 與小 半 徑曲 線 相 連 接 的突 然 變化， 否 則 會 發(fā) 生交 通 事 故 。同樣，不同半 徑 的 圓 弧 首 尾 相 接 （ 復 曲 線 ） 或 在 兩 半 徑 不 同 的 圓 弧 之 間 插 入 短 直線 都 是 不 良的 線 形，除 非 在 圓 弧 之 間 插入 緩 和 曲線 。長 而 平緩 的 曲線總是良好的線形，因為這種曲線線形優(yōu)美，將來也不會廢棄。然而，雙 向 道 路 線 形 全 由 曲 線 構 成 也 是 不 理 想 的，因 為 一 些 駕 駛 員 通 過 曲 線路段 時 總是 猶 豫。長 而 緩 的 曲 線應 用 在 拐角 較 小的 地 方 。 如 果 采用短曲線則會出現(xiàn)“扭結”。 另外，線 路的 平 ，縱 斷面 設 計應 綜 合 考慮，而不應只顧其一，不顧其二，例如，當平曲線的起點位千豎曲線的頂點 附 近 時 將 會 產(chǎn) 生 嚴 重 的 交 通 事 故 。行 駛 在 曲 線 路 段 上 的 車 輛 受 到 離 心 力 的 作 用 ， 就 需 要 一 個 大 小 相 同 方向 相 反 的 由 超 高 和 側 向 摩 擦 提 供 的 力 抵 消 它 ， 從 公 路 設 計 的 角 度 看 ， 超 高 或 橫 向 摩 擦 力 都 不 能 超 過 某 一 最 大 值 ， 這 些 控 制 值 對 千 某 一 規(guī)定 設 計 車 速 可 能 采 用 曲 線 的 曲 率 作 了 限 制 。 通 常 情 況 下 ， 某 一 圓 曲 線的 曲 率 是 由 其 半 徑 來 體 現(xiàn) 的 。 而 對 千 線 形 設 計 而 言 ， 曲 率 常 常 通 過 曲度 來 描 述 即 100ft 長 的 曲 線 所 對 應 的 中 心 角 ， 曲 度 與 曲 線 的 半 徑 成反 比 。公 路 的 直 線 地 段 設 置 正 常 的 路 拱 ， 而 曲 線 地 段 則 設 置 超 高 ， 在 正 常 斷 面與 超 高 斷 面 之 間 必 須 設 置 過 度 漸 變 路 段 。 通 常 的 做 法 是 維 持 道 路 每 一條 中 線 設 計 標 高 不 變 ， 通 過 抬 高 外 側 邊 緣 ， 降 低 內 側 邊 緣 以 形 成 超 高 對千 直 線 與 圓 曲 線 直 接 相 連 的 線 形 ， 超 高 應 從 未 到 達 曲 線 之 前 的 直線 上 開 始 ，在 曲線 頂 點 另 一 端 一定 距 離以 外 達 到 全 部 超 高 。如果車輛以高速度行駛在一段受限制的路段，如直線與小半徑的圓曲線 相 連 行 車 會 極 不 舒 服 。 汽 車 駛 進 曲 線 路 段 時 ， 超 高 開 始 ， 車 輛向 內 側 傾 斜 ， 但 乘 客 須 維 持 身 體 的 垂 直 狀 態(tài) ， 因 為 此 時 未 受 到 離 心 力 的作 用 。 當 汽 車 到 達 曲 線 路 段 時 離 心 力 突 然 產(chǎn) 生 ， 迫 使 乘 客 須 作 進 一 步的 姿 勢 調 整 。 當 汽 車 離 開 曲 線 時 ， 上 述 過 程 剛 好 相 反 。 插 入 緩 和 曲 線后 ， 半 徑 從 無 窮 大 逐 漸 過 渡 到 圓 曲 線 上 的 某 一 固 定 值 ， 離 心 力 逐 漸 增大 ， 沿 緩 和 曲 線 精 心 設 置 超 高 ， 離 心 力 平 緩 逐 漸 增 加 避 免 了 行 車 顛 簸 。緩和曲線在鐵路上已經(jīng)使用多年，但在公路上最近才得以應用，這可以理解?；疖嚤仨氉裱_的運行軌道，只有采用緩和曲線后，上述那種 不 舒 服 的 感 覺 才 能 消 除 。 然 而 ， 汽 車 司 機 在 公 路 上 可 以 隨 意 改 變 側 向位 置 通 過 迂 回 進 入 圓 曲 線 來 為 自 己 提 供 緩 和 曲 線 。 但 是 在 一 個 車 道 上（ 有 時 在 其 他 車 道 上 ） 做 這 種 迂 回 行 駛 是 非 常 危 險 的 。 設 計 合 理 的 緩 和曲 線 使 得 上 述 迂 回 沒 有 必 要 。 多 叢 安 全 為 計 ， 公 路 廣 泛 采 用 緩 和 曲 線 。對千半徑相同的圓曲線來說，在末端加上緩和曲線就會改變曲線和直 線 的 相 關 位 置 ， 因 此 應 在 最 終 定 線 勘 測 之 前 應 決 定 是 否 采 用 緩 和 曲線 。 一 般 曲 線 的 起 點 標 為 PC 或 BC' 終 點 標 為 PT 或 EC 。 對 含 有緩 和 曲 線 的 曲 線 ， 通 常 的 標 記 配 置 為 ： T C , SC , CS 和 ST 。對 千 雙 向 道 路 急 彎處應增加路 面 寬 度 ， 這 主 要 基 千 以 下 因 素 ： 1. 駕駛員 害 怕 駛 出 路 面 邊 緣 ； 2 . 由千車輛前輪和后輪的行駛軌跡不同，車輛有效橫向寬度加大； 3. 車輛前方相對千公路中線傾斜而增加的寬 度。 對 千 寬 度 為 24ft 的 道路，增 加 的 寬 度 很 小，可以 忽 略 。只 有 當 設計 車 速 為 30miVh, 且 曲 度 可 達 2 ft 然 而 ， 對 千 較 窄 的 路 面， 即 便 是 在較平緩的曲線路段上，加寬也是很重要的，推薦加寬值及加寬設計見公路線形設計 。B. 縱坡線公路的豎向線形及其對車連運行的安全性和經(jīng)濟性的影響構成了公 路設計中最重要的要素之一。豎向線形由直線和豎向拋物線或圓曲 線組成稱為縱坡線。縱坡線從水平線逐漸上升時稱為上坡，反之，則稱為下坡。在分析坡度與坡度控制中，設計人員通常要研究中線縱斷面 上 坡 度變 化 的 影 響。 在確定坡度時，最理想的情況是挖方和填方平衡，沒有大量的借方和棄方。所有的運土都盡可能下坡運并且距離不長，坡度應隨地形而變并且與既有排水系統(tǒng)的升，降方向一致。在山區(qū)，坡度要使得挖填平衡以使總成本最低。在平原或草原地區(qū)坡度與地表近似平行，但高千地表足夠的高度，以利千路面排水，若有必要，可利 用 風 力 來 清 除表 面 積 雪 。如公 路 接近 或 沿 河 流 走 行 ，縱 坡現(xiàn) 的 高度由預期洪水位來決定。無論在何種情況下，平緩的坡度現(xiàn)要比由短直線段連接短豎曲線構成的不斷變向的坡度線好得多。 由上坡向下坡變化的路段應設在挖方路段，而由下坡向上坡變化的路段應設在填 方 路 段 。 這 樣的 線 形 設 計 較 好 往 往 可 以 避 免 形 成 與 現(xiàn) 狀 地 貌 相 反 的 土堆或 是 凹 地 。 在 挖 填 方 平衡 相 比 ，在 確 定 縱 坡 線時，其 他 考 慮 則 重要得多。 城市項目往往比農村項目要求對控制要素進行更詳盡的研究對高程進行更細致的調整。一般來說設計與現(xiàn)有條件相符的坡度較好，這樣可避免一些不必要的花費。在坡度的分析和控制中，坡度對機動車運行費用的影響是最重要的考慮因素之一。坡度增大，油耗顯然增大，車速就要減慢。一個較為經(jīng)濟 的方案則可使坡度減小而增加的年度成本與坡度不減而增加的車輛運行年度成本之間相平衡。這個問題的準確解決方法取決千對交通流量和交通類型的了解，這只有通過交通調查方能獲知。在 不 同 的 州 最 大 縱 坡 也 相 差 懸 殊 AASHTO 建 議 由 時 間 車 速 和 地 形來 選 擇 最 大 縱 坡 。 現(xiàn) 行 設 計 以 設 計 車 速 為 70mil/h 時 最 大 縱 坡 為 5%, 設 計 車 速 30mil/h 時 ， 根 據(jù) 地 形 不 同 最 大 縱 坡 一 般 為 7%-12%。當采用較長的持續(xù)爬坡時，在沒有為慢行車輛提供爬坡道時，坡長不能夠 超 過 臨 界 坡 長 。 臨 界 坡 長 可 從 3%縱 坡 的 1700ft 變 化 至 8%縱 坡的 500ft 。 持 續(xù) 長 坡 的 坡 度 必 須 小 千 公 路 任 何 一 個 端 面 的 最 大 坡 度 ， 通 常 將 長 的 持 續(xù) 單 一 縱 坡 斷 開 ， 設 計 成 低 部 為 一 陡 坡 ， 而 接 近 坡 頂 則 讓坡 度 減 小 。 同 時 要 避 免 由 千 縱 斷 面 傾 斜 而 造 成 的 視 野 受 阻 。高 速 公 路 的 最 大 縱 坡 為 爐 1/o,只有當路面排水成問題時，如水必須排至邊 溝 或 排 水 溝 最 小 坡 度 標 準 才 顯 示 起 重 要 性 。 這 種 情 況 下 ， AASHTO建 議 最 小 坡 度 為 0.35%。C. 視距為保證行車安全，公路設計必須似的駕駛員視線前方有足夠的一段 距離，使他們能夠避讓以外的障礙物，或者安全地超車。視距就是車輛 駕駛員前方可見的公路長度。安全視距具有兩方面含義： “停車視距或“不超車視距”或超車視距”。有 時 ， 大 件 物 體 也 許 會 掉 到 路 上 ， 會 對 撞 上 去 的 車 輛 造 成 嚴 重 的 危 害 。同樣，轎車或卡車也可能會被一溜車輛阻在車道上。無論是哪種情況 發(fā)生，合理設計要求駕駛員在一段距離以外就能看見這種險情，并在 撞上去之前把車剎住。此外，認為車輛通過離開所行駛的車道就可以 躲 避 危 險 的 想 法 是 不 安 全 的 。 因 為 這 會 導 致 車 輛 失 控 或 是 與 另 一 輛 車想 撞 。停 車 視 距 由 兩 部 分 組 成 ： 第 一 部 分 是 當 駕 駛 員 發(fā) 現(xiàn) 障 礙 物 而 作 出 制 動 之前 駛 出 的 一 段 距 離 ， 在 這 一 察 覺 與 反 應 階 段 ， 車 輛 以 其 初 始 速 度 行 駛 ； 第 二部 分 是 駕 駛 員 剎 車 后 車 輛 所 駛 過 的 一 段 距 離 。 第 一 部 分 停 車 視 距 取 決 千 車速 及 駕 駛 員 的 察 覺 時 間 和 制 動 時 間 。 第 二 部 分 停 車 視 距 取 決 千 車 速 ， 剎車 ， 輪 胎 ， 路 面 的 條 件 以 及 公 路 的 線 形 和 坡 度 。在雙車道公路上，每間隔一定距離，就應該提供超越慢行車輛的機會。否則，公路容量將降低，事故將增多，因為急燥的駕駛員在不能安全超 車 時 冒 著 撞 車 危 險 強 行 超 車 ， 能 被 看 清 的 容 許 安 全 超 車 的 前 方 最 小距 離 叫 做 超 車 視 距 。駕駛員在做出是否超車的決定時，必須將前方的能見距離與完成超車 動 作 所 需 的 距 離 對 比 考 慮 。 影 響 他 做 出 決 定 的 因 素是 開 車 的 小 心 程 度和車輛加 速性能。由千人與人的顯著 差別 ， 主 要 是 人 的 判 斷 和 動 作 而 不 是 力 學 定 理 決 定 的 超 車 行 為 隨 著 駕 駛 員 的 不 同 而 大 不 相 同 。 為 了確 立 超 車 視 距 值 ， 工 程 人 員 觀 察 了 許 多 駕 駛 員 的 超 車 行 為 。 在1938-1941 年 間 ， 進 行 了 建 立 超 車 視 距 標 準 的 基 本 調 查 。 假 設 操 作 條件如下：1. 被超車輛勻速行駛。2. 超車在進入超車區(qū)時減速行駛在被超車后。3. 當 到 達 超 車 區(qū) 時 駕 駛 員 需 一 短 時 間 來 觀 察 超 車 區(qū) ， 并 開 始 超 車 。4. 面對相向車輛，在一個延遲的啟動和一個匆忙的拐彎的動作中，完成超車。在超車過程中，超車在超車道上加速，起平均速度比被超車快 l Om il/h。5. 當超車返回到它原來的車道上時，在它與另一車道上的相向車輛之間必須有一定的安全距離。以上五項之和就是超車視距。