华南理工大学《道路勘测设计》习题及参考答案.doc

华南理工大学土木与交通学院交通运输工程硕士研究生路线设计原理与方法思考题1. 地形与自然特征、交通量、车辆、速度是公路路线的设计依据。试分析这四个要素对公路路线设计的影响。答：（1）地形与自然特征是反应了公路的地形及地质特点，而地形地质是公路选线的重要依据。它直接影响路线的走向及设计指标。（2）交通量用来来确定道路的车道数、宽度及公路的等级，它也是评价服务水平、通行能力的依据。（3）车辆类型尺寸对公路系统的安全营运有很大影响，是公路几何设计的重要控制因素。设计采用标准车辆。（4）速度主要指设计速度与运行速度，以车辆的实际运行速度作为线形设计速度，可以保证在一个设计区段内行车速度的连续性和一致性。2. 交通量、通行能力及服务水平三者的关系是什么？答：交通量是确定交通量用来来确定道路的车道数、宽度及公路的等级，它也是评价服务水平的依据。通行能力是指某一路段最大所能承受的交通量。交通量越大，需要的车道数越多，反之，需要的车道数越少。车道数越多，车道宽度越大，通行能力越强，反之，通行能利越弱。交通量越接近通行能力服务水平就越差，反之，服务水平越高。3. 平曲线最小半径、道路最大纵坡这些指标是如何确定的？在设计中一般怎样考虑？答：平曲线最小半径是根据按设计速度，能保证其安全行驶的最小半径。道路最大纵坡是按公路等级和自然条件等因素所限定的最大纵坡值。最大纵坡主要考虑载重汽车的爬坡性能和通行能力。设计根据设计时速及道路等级，平曲线半径在满足最小半径的基础上，尽量取大值，但不宜超过10000米。纵坡在小于最大纵坡的基础上，尽可能缓，但一般宜大于最小排水纵坡，坡长不能超过坡度相应的最大坡长。4. 汽车行驶轨迹有哪些特征？道路线形由哪些要素组成？设计中为什么要求线形各要素之间的协调与配合？在设计中如何做到线形各要素之间的协调与配合。答：汽车的行驶轨迹特点：（1）轨迹是连续的，光滑的。（2）轨迹是的曲率是连续的。（3）轨迹的曲率变化率是连续的。道路线形由：直线、圆曲线、缓和曲线组成。线形各要素的协调与配合可以保证行车轨迹的连续性，曲率变化的均匀性，速度的连续性和一致性。设计中平面线形应满足规范，曲率变化尽量均匀，尽可能采用高指标，平纵组合应满足要求。5. 为什么要限制直线的长度？在设计中如何考虑？答：直线过长，容易引起驾驶员视觉疲劳，发生安全事故。设计中应尽量避免直线过长，在一定的长度时变换线形，插入缓和曲线或圆曲线。6. 为何要设置爬坡车道？如何设置？答：爬坡车道供慢速上坡车辆行驶的专用车道，可以保证快速车辆能越过货车和其它慢速车辆向前行驶，不仅可减少慢车压车时间，提高整个路段的平均车速和服务水平；也避免了强行超车，有利于交通安全。爬坡车道设置在上坡路段原有车道的外侧。我国现行公路工程技术标准规定，高速公路和一级公路，当纵坡大于4时，需沿上坡方向设爬坡车道。爬坡车道的宽度一般为3米。 7. 避险车道的作用及其组成是什么?答：避险车道是指在长陡下坡路段行车道外侧增设的供速度失控车辆驶离正线安全减速的专用车道。避险车道主要由引道、制动车道、服务车道及辅助设施（路侧护栏、防撞设施、施救锚栓、呼救电话、照明）等组成。8. 道路上可能存在视距不良的路段有哪些？设计中如何保证？答：1、平面弯曲路段。2、凸形变坡路段。3、凹形变坡路段。设计中应采用满足视距的圆曲线半径及竖曲线，清除转弯处遮挡的障碍物。在条件受限制的路段可设置反光镜，提高视距。9. 线形设计检验和评价的方法有哪些？答：设计检验评价方法主要有：传统的计算行车速度设计方法及检验评价体系，主要以设计时速为标准，参照规范指标进行设计，通过设计指标是否满足规范要求，来检验线形好坏。基于理论运行速度的公路线形设计方法及检验评价体系，通过预测模型推算运行速度来检验修正平纵设计检验的方法。10. 为何要进行坡长限制？达到坡长限制值后如何设计？答：长距离的陡坡对汽车行驶不利，连续上坡使汽车发动机过热，行车条件恶化。下坡则因制动频繁而危机行车安全，载重车减速阻止尾随车流的运行，对行车安全不利。坡长过短会使变坡点增加，行车颠簸频繁。坡差较大时，还容易造成视距不良。坡长过长时，增加变坡点，中间设置缓坡。坡长过短时，可考虑合并几个坡段为一个坡段，减少变坡点个数。11. 为何要限制平均纵坡及合成坡度?答：平均纵坡较大，上坡使用低速档较久，易导致车辆冷却水沸腾。下坡则因制动片发热、失效而导致事故发生，因此需要限制平均纵坡。在急弯陡坡的路段上，行车容易发生危险，为防止车辆在弯道上行驶时，由于合成坡度过大而引起的不适和危险，因此需要限制合成坡度。12. 简述设计速度、运行速度的基本概念，并分析两者之间的区别和作用。为什么说设计速度是公路路线设计的依据，而运行速度是路线设计质量的衡量标准。答：设计速度（又称计算行车速度），是指当气候条件良好、交通密度小、汽车运行只受公路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度。运行速度是在单元路段上，在干净、潮湿条件下车辆的实际行驶速度。通常按统计学中测定的从高速到低速排列第85个百分点对应的车辆行驶速度作为运行速度。两者之间主要区别是：设计速度指的的是在良好环境下，平均驾驶水平，能保证安全的最大行驶速度。而运行速度指在具体的路线单元实际行驶，中的第85个百分位对应的速度。设计速度主要用于公路线性设计依据，而运行速度主要最为检测评价路线质量的指标。在设计中一段路线的设计时速通常是定值，这样方便以此为依据进行设计，而运行速度在不同路段而不同，可以利用运行车速来评价相邻路段车速的差距，保证汽车在连续路段上行驶的连续性和一致性，并检验与实际行车速度相符情况。13. 确定车辆运行速度的方法有哪几种？试分析说明，并分别论述其特点和适应性。答：运用运行车速评价线性方法有：美国方法、瑞士方法、德国方法。美国方法特点：根据路线平面及纵面路况估计小客车及大货车的可能平均速度，将其绘制成车速变化图，根据其判断准则确定线形上的速度是否达到设计一致性。瑞士方法特点：道路设计中所定义的设计速度根据每条道路类型的不同而各异。德国方法特点：使用运行速度控制道路的设计标准，其定义的运行速度反映的是干燥和潮湿路面状况下自由流状态客车的85%分位车速。14. 基于运行速度的线形评价标准、方法及步骤是什么？答：评价标准主要有：1、采用与线形连续性评价相同的指标和评价标准：（1）计算行车速度与运行车速之间的差值；（2）相邻路段运行速度差的比值；（3）利用加速度进行验证评价；（4）总体线形连续性评价的指标； 2、线形指标：（1）单曲线半径与平均半径之比；（2）单竖曲线率与平均竖曲线率的比值；3、舒适性指标：横向加速度值；4、视距指标。方法及步骤：1、收集线形设计资料；2、输入线形资料，计算运行速度，3、根据资料及运行速度计算各项指标的得分，并计算出线形总得分；4、计算线形安全指数ASI；5、输出最终结论。15. 交通部2004年颁布的公路安全性评价指南提出了设计速度与运行速度之差，和相邻运行速度之差两种评价线形连续性的指标，试分析两者的异同点，及在公路安全性评价中的作用。答：设计速度与运行速度之差，主要评价设计时速是否与实际运行速度相符。相邻运行速度之差，主要评价线形指标连续型是否良好，曲率变化是否均匀。一个重在相符性，一个重在线形指标是否连续均匀。在公路安全型评价中是基于线形连续性评价中最重要的两项。16. 试分析高速公路长陡坡路段的安全问题，在设计中可以从哪些方面进行改善？答：高速公路长陡坡路段一直是交通安全事故的频发点。设计中可从以下方面加以改善：1、任意连续3km的平均纵坡不宜大于4%，相对高差大于300m时，平均纵坡不宜大于2.5%。2、连续下坡过程在中间尽量设置较长的缓坡，有条件时设置反坡。3、应通过交通安全设施的设置，严禁驾驶员采用空档下坡，并控制合理下坡速度。4、在合适位置设置爬坡车道和避险车道。17. 什么是期望速度？它与设计速度、运行速度有什么不同？试述如何得到期望速度。答：期望速度是基于国内外对线形评价的标准及驾驶员的驾驶心理，并在实测的初始运行速度的基础上，提出的期望速度。大致为各设计速度下的初始运行速度15km/h。其与线形密切相关，并且随公路等级和线形条件的变化而改变，期望速度不是一个定值。18. 简述基于设计速度进行公路路线设计的方法及流程，并分析该设计方法的不足。答：基于设计速度的设计方法及流程：1、根据设计速度、地形等初定平纵技术指标。2、按规范要求检查线形看是否满足，不满足调整。3路线确定技术指标。不足之处：1、线形设计要素与实际行车速度不相符。2、线形要素之间的组合设计不合理。3、设计车速和实际行车速度的不相容。19. 简述基于运行速度进行公路路线设计的方法及流程，并分析其特点。答：基于运行速度的设计方法及流程：1、根据设计速度、地形等初定平纵技术指标。2、按规范要求检查线形看是否满足，不满足调整。3根据路线资料，通过理论运行速度预测模型计算全路段运行速度。4、按运行速度要求检查运行速度是否满足要求。5、确定路线技术指标。特点：1、利用运行车速作为计算车速，确保线形各几何元素能满足汽车行驶的需要2、利用运行车速来评价相邻路段车速的差距，保证汽车在连续路段上行驶的连续性和一致性3、与实际行车速度相符。20. 简述平面线形设计中直线型定线方法和曲线型定线方法的主要内容、设计方法及各种的特点。答：直线型定线方法是根据控制点或导向线和相应的技术指标，试穿出一系列与地形相适应的直线作为基本线形单位，然后再量直线转折处用曲线予以连接的定线方法，即交点法。数据采集有两种方法：（1）直接采集：在网格地形图上量取交点的坐标。一般只能估到米。（2）推算交点坐标。 一般适用于地形简易的平原微丘地区。曲线型定线方法：根据地形地物条件，设置合适的圆曲线，然后把这些圆曲线用缓和曲线连接起来。一般宜用于地形复杂的山岭重丘地区。21. 什么是公路路线的适宜性和均衡性 ？在路线设计中如何考虑？答：，路线的适宜性是指公路路线与自然条件的抽调、配合，使公路与周围环境融为一体，最大限度地减少对自然环境的破坏。路线的均衡性是指公路路线自身各要素间的协调、配合，使公路线形能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性，最大限度地保证行车安全。适宜性的控制因素：公路路线应与地形、地质条件、自然景观、环境保护、资源节约相适宜。均衡性的控制因素：相邻平纵技术指标、平纵组合、不同设计路段之间衔接、路线交叉路段的线性、路线与桥隧衔接段都应均衡。22. 什么是公路线形连续性设计？在设计中如何保证线形的连续性。答：续性设计是指公路的几何条件（即公路的实际特征）既不违背驾驶员的期望，也不违背驾驶员安全地操作和驾驶汽车的能力，即：连续的公路设计确保驾驶员能够沿着路线以他们期望的速度行驶。通过运行速度检验线形连续性，保证路线线形设计的连续性。23. 什么是公路灵活性设计？在路线设计中对技术指标中的主要指标、次要指标、突破指标等应该如何掌握？答：公路灵活性是指设计者应根据每个公路项目的各自特点及需求，在运输功能和安全与周围自然和社会环境之间寻求协调与结合，根据实际情况设计道路。主要指标要贯彻执行，对次要指标要灵活掌握，对突破指标要论证使用。24. 什么是公路安全性设计与评价？在路线设计中如何保证公路的安全性？答：安全性设计提出了从改善环境安全入手，通过在设计阶段的公路安全性评价，优化公路设计，从而弥补行为安全、车辆安全的不足，消除必然交通事故、降低偶然事故概率。从设计角度，安全评价的内容总体上可归并为包括平、纵、横的线形设计和包括净空宽度、路侧边坡、排水设施、交通工程的路侧设计。采用基于运行速度的线形设计方法，能很好的保证公路的安全性。25. 为什么要对高速公路进行限速行驶？对高速公路的限速主要考虑哪些因素？答：超速行驶的危害是极其严重的。高速公路上的交通事故，大部分都是由于超速行驶引发的。主要是考虑了诸如道路性能，车辆机械性能、气候特点、驾驶员的生理特性等众多因素，是在既保证驾驶员安全，又保证充分利用道路资源的基础上制定的，因而是科学的、合理的。26. 目前很多高速公路采用该道路的设计车速作为限速标准，试分析其合理性。答：因为高速公路的设计车速是车辆在正常行驶时，该高速公路线形最差位置都能保证行车安全的时速，因此在该高速公路上，以不超过该速行驶，能保证行车安全，以此时速作为限速标准，能有效的保证行车的安全。27. 试分析公路线形对交通安全的影响。答：长直线：合理的直线长度应根据驾驶员的心理和视觉效果等方面确定，定线时要避免追求长直线，要因地制宜，灵活运用。曲线半径：半径越小的路段发生交通事故越多，平曲线线形应适合地形的变化，曲线半径不可过大或过小。曲线转角：曲线偏角过小，曲线长度将会看起来比实际短，使驾驶员对公路产生急转弯的错觉，因此，当偏角小时应设置较长的曲线，同时偏角也不该大于30度，那样会造成严重的交通安全隐患。坡度与坡长：坡度越陡，事故越多，理论上最小纵坡视距良好，但实际上高速公路的小纵坡区段对交通安全也有不利影响。竖曲线：竖曲线半径过小或长度不足会产生离心力过大和行车时间过短等不利因素。竖曲线的频繁变换会影响行车视距，降低道路安全性能。视距：视距不足路段容易发生事故。平纵组合：几何线形的均衡性是保证安全的重要前提。28. 试述高速公路安全性评价的内容和方法。答：评价的主要内容：总体评价（设计符合性、速度协调性两个方面）、交通适应性评价（基本路段和互通区的服务水平分析）、路线评价（平面、纵面、横断面、视距和平纵线行组合分析）、桥梁评价（风险评估及结构安全评价）、互通立交评价（线性评价与交通适应性分析）、交通工程及沿线设施评价（标志、标线及视线诱导标、护栏、防眩及监控系统）。评价的方法：1、速度协调性分析，2、事故调查与分析，3、设计符合性调查，4、营运安全评价清单，5、交通冲突技术，6、综合安全评价方法。29. 什么是公路景观设计？简述公路景观设计及评价的内容和方法。答：公路景观设计指的是公路的线形、构造物型式与沿线自然景观相协调的美学设计。公路景观设计评价内容有：自然景观、人文景观、公路建设影响。方法有：景观综合评价指数法、层次分析法、应用模糊综合评价理论。30. 高速公路线形设计中如何体现“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念？答：采用基于运行速度的路线设计方法，设计出线形连续性指标好线形能体现安全理念。采用环保选线法可以体现环保的理念。设计出线形指标组合合理，视距、舒适性指标好的线形能体现舒适的理念。综合考虑地形、地质、环保、安全及人文等方面因素能体现和谐的理念。31. 简述爬坡车道、紧急避险车道的作用和设计原则。答：爬坡车道设置在高速公路或其它高等级公路的上坡路段，供慢速上坡车辆行驶用的车道。 爬坡车道设置在上坡路段原有车道的外侧，供慢速上坡车辆行驶的专用车道。我国现行公路工程技术标准规定，高速公路和一级公路，当纵坡大于4时，需沿上坡方向设爬坡车道。爬坡车道的宽度一般为3米。紧急避险车道是道路上为失控车辆所设置的紧急避险通道，一般设置在较易发生事故的路段。避险车道应具有两个作用：一是使失控车辆从主线中分流，避免对主线车辆造成干扰；二是使失控车辆平稳停车，不应出现人员伤亡、车辆严重损坏和装载货物严重散落的现象。32. 试分析公路交通事故产生的原因。为什么说公路线形设计是否合理是关系到高速公路安全性的根本问题？并讨论在公路线形设计中如何保证公路的安全性。答：我国高速公路交通事故的原因分析归纳起来主要有以下几方面的因素： （1）人的因素，一是驾驶员高速驾驶条件下生理特征的变化，二是驾驶员的不良驾驶习惯与行为。（2）车辆因素，现有行驶车辆中大部分车辆均不能满足高速公路对行驶车辆动力性、制动性、操纵稳定性的要求。（3）道路因素，道路环境不能满足安全行车条件。（4）、气候因素。因为公路线形设计的不合理容易导致交通事故，而合理的线形设计可以减少交通事故的产生，减少因以上原因而发生的交通事故。采用基于运行速度的线形设计方法，能很好的保证公路的安全性。33. 根据勘察设计新理念，在地形选线的基础上，目前又提出地质选线、环境选线、安全选线等设计思想。试简要论述地形选线、地质选线、环保选线、安全选线的主要内容和特点。答： 1.地形选线：路线布设与地形相协调。路线走向尽量与河流、山川相吻合，不强拉直线，硬性切割地形，要顺势而行，且应注意避让环境敏感区。2.地质选线：避让不良地质区域，在设计过程中，应加强地质调查和勘察工作。3.环保选线主要避免对生态环境造成破坏，尽量避免生态破坏。4、安全选线：尽量选择急完较少，线形顺直的走廊带，选出的线形应该平面线形连续性好，纵面应该平缓，利于行车。地形选线特点：态势吻合，总体协调。地质选线特点：躲避为主，处理为辅。环保选线特点：不扰为上，少扰为本。安全选线特点：平面均衡，纵面平缓