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第三章 城市道路平面线形设计

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道路勘测设计(平面线形设计1)

道路勘测设计(平面线形设计1)

制定最大超高坡度 ih （max ）要根据道路所在地区的气候条件， 还要给驾驶员和乘客以心理上的安全感。对重山区，城市附近， 交叉口以及有相当数量非机动车行驶的道路，最大超高还要比 一般道路小些。
（二）最小半径的计算
《标准》中规定的最小平曲线半径是汽车在曲线部 分能安全而又顺适的行驶的条件而确定的。 最小平曲线半径的实质是汽车行驶在公路曲线部分 时，所产生的离心力等横向力不超过轮胎与路面的 摩阻力所允许的界限，并使乘车人感觉良好舒适的 曲线半径值。
哪一个最优？
2. 当采用长的直线线形时，应注意的问题：
（3）道路两侧过于空旷时，宜采取植不同树种或设
臵一定 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，除曲线半径、
超高、视距等必须符合规定外，还必须采取设臵标 志、增加路面抗滑能力等安全措施。
美 国 俄 勒 冈 州
X Fcos α Gsin α
X F Gi h Gv 2 Gi h gR v2 G( ih ) gR
Y
X
V2 ih 127R
（一）计算公式与因素
根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径： 当设超高时 ：
V2 R 127( i h )
式中：V——设计速度，（km/h）；

V2 R 127( μ ih )
ih
1．极限最小半径
指各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系数情况 下，能保证汽车安全行驶的最小半径。
V2 R 127( μ ih )
强调说明：极限最小半径是路线设计中的极限值，是在特殊困难 条件下不得已才使用的，一般不轻易采用。
2．一般最小半径

道路平面设计

道路平面设计

1、直线最大长度
世界性研 究课题
《规范》第7.2.1款：“直线的长度不宜过长。”
直线的最大长度，在城镇附近或其他景 色有变化的地点大于20V（V为设计车速）是 可以接受；在景色单调的地点最好控制在 20V以内；而在特殊的地理条件下应采取相 应的技术措施。
2、直线的最小长度
1）同向曲线间的直线最小长度 互相通视的同向曲线间若插以短直线，容
一、 圆曲线的设计标准
（一）圆曲线半径
V2
R 127 ih
(3-48)
式中：V―――行车速度 (km/h) ；
μ―――横向力系数；
ih―――横向超高坡度。
在车速V一定的条件下，最小曲线半径Rmin决定 于容许的最大横向力系数μmax和最大横向超高坡度 imax。
1、关于横向力系数μ
横向力的存在对汽车产生种种不利的 影响，μ值越大越不利，主要表现在如下几 个方面：
第3章 道路平面设计
本章主要内容：
1、平面线形设计原理 2、直线设计 3、圆曲线设计 4、缓和曲线设计 5、平面线形设计与计算 6、视距 7、平面设计成果
通过本章学习掌握道路平面线形设计。
第一节 平面线形设计原理
一、相关概念
路线----指道路中线 。 线形----道路中线的空间形状。 路线的平面(horizontal)--道路中线在水平面上的投影。 路线纵断面(vertical)--沿着中线竖直剖切，再行展开。 路线横断面(cross-sectional)--中线各点的法向切面。
（2）不设超高的最小半径
所谓不设超高的最小半径是指道路曲线半径 较大、离心力较小时，汽车沿双向路拱外侧行驶 的路面摩擦力足以保证汽车行驶安全稳定所采用 的最小半径。

城市道路线形

城市道路线形
一般最小半径：指设超高时的推荐半径。其数值介于不设超 高的最小半径和极限最小半径之间。超高值随半径增大而按 比例减小。
由式3-2-7算出的R值，称为圆曲线不设超高容许的最小半径。
3.小半径弯道路面的超高与加宽
1）超高设置 如果因为地形、地物的原因，道路实际允许的最大转弯半
径小于不设超高的圆曲线的最小半径时，车辆在弯道外侧行驶 就要减速，否则就会产生过大的横向力。为了减小横向力，就 需要把弯道外侧横坡做成与内侧同向的单向横坡。即称为超高 横坡度i超（%）。
城市道路线形
主要介绍城市道路平面规划设计及道 路纵断面规划设计等内容。
道路是一条三维空间的带状构造物，几何尺寸描述了道路的 空间形态。 道路在水平面上的投影称作路线的平面； 平面中间位置的一条纵向线即为道路的中线； 沿中线竖直剖切再行展开的道路剖面即是路线的纵断面； 与中线垂直的道路法向切面是道路的横断面。 路线几何设计是指确定路线空间位置的工作，包括:
8.1 道路平面规划设计
8.1.1 概述
平面线形指道路中心线在水平面上的投影线。 一 般由直线和平面曲线（平曲线）构成。
平面线形三要素：
直线——曲率为零（曲率半径为无穷大）的线形： 圆曲线——曲率为常数的线形： 缓和曲线 ——曲率为变数的线形：
曲率不பைடு நூலகம்续的路线
曲率连续的路线
8.1 道路平面规划设计
➢路线平面设计; ➢路线纵断面设计; ➢横断面设计。 三者关系： 既要分别进行，又相互关联，需综合考虑，特别是现代道 路许多新的技术要求更是需要进行三维的协调设计。
8.1 道路平面规划设计
8.1.1 概述
路线—道路中心线
路线线形—道路中心线的空间形状
道路平面线形—道路中心线在水平 面上的投影

城市道路平面设计

城市道路平面设计
① 最大直线长度
• 最大直线长度的量化还是一个需要研究的课 题，目前各国有不同的处理方法，德国和日 本规定20V，美国为180s的行程。
• 最大直线长度不必太拘泥，最小长度应该保 证。
.
9
.
10
.
11
描述直线的指标
.
12
描述直线的指标
.
13
圆曲线
.
14
（1）平曲线要素 pp203
E
圆曲线的四要素及其计算公式
.
68
加宽表达（平面图或道路分块图）
.
69
.
70
思考题
1.什么是平面曲线三要素？ 2.直线道路最小长度有什么规定？ 3.圆曲线的半径如何确定？ 4.圆曲线最小半径由哪几类？
.
71
道路平面线形由直线、圆曲线和缓和曲线三种 组合而成，“平面线形三要素”。
.
5
直线
直线适用于地形平坦、视线目标无障碍处。在 平原区，直线作为主要线形要素是适宜的。
直线路段能提供较好的超车条件。 但直线过长、景色单调，往往会出现过高的车
速或司机由于缺乏警觉易疲劳而发生事故。
.
6
.
7
.
8
描述直线的指标
.
34
超高过渡方式——无中央带
① 绕内边缘旋转 先将外侧车道绕中线旋转，当达到与内侧车道构 成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车 道边缘旋转，直至达到超高横坡值为止。
.
35
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36
各种旋转方式的适用性
绕内边缘线旋转，由于行车道内侧不降低，有利于路基纵 向排水，一般新建公路多用此方式。绕中心线旋转可保持 中线标高不变，且在超高坡度一定的情况下，外侧边缘的 抬高值较小，多用于旧路改建工程。

道路勘测设计第三章平面设计

道路勘测设计第三章平面设计
道路勘测设计第三章平面设 计
3.1 概述 3.1.1 路线
(1)路线
(2)路线的平面
(3)路线的纵断面
(4)路线的横断面
图3-1 公路的平面、纵断面示意图
3.1.2 平面线形设计的基本要求 (1)汽车行驶轨迹
轨迹在几何性质上有以下特征： 1) 轨迹连续圆滑，即在任何一点上不出现错头、折点。
3-2 不连续的路线
120
100 80
60
40
30
20
0.10
0.12 0.13 0.15 0.15 0.16 0.17
6
6
6
6
6
6
6
8
8
8
8
8
8
8
10
10
10
10
10
10
10
2）一般最小半径
按设计速度行驶的车辆能保证其安全性和舒适性的最小半径，它是通常情况下推荐采用的最小半径 值。
表3-5 圆曲线最小半径一般值的横向力系数和超高值
3）道路两侧过于空旷时，宜采取措施，以改善单调的景观。 4）长直线下坡方向尽头的平曲线应采取相应的措施。
3-5 道路图片
（3） 直线的最小长度 1）同向圆曲线间的直线最小长度
当设计速度≥60km/h时，同向曲线间的直线最小长度以不小于设计速度的6倍为宜。
3-6 同向曲线
3-7 同向曲线间插入短直线
80 400 250 2500 3350
60 200 125 1500 1900
40 30 20 100 65 30 60 30 15 600 350 150 800 450 200
表3-8 城市道路圆曲线最小半径
设计速度(km/h) 不设超高最小半径/m 设超高推荐半径/m

城市道路与交通规划(全套课件757P)

城市道路与交通规划(全套课件757P)

通行能力
道路通行能力分为：
设计通行能力 ---- 一设计中的道路的组成部分在预测的道路、
交通、控制、和气候环境条件下，该组成部分一条车道或一车行 道对上述诸条件有代表性的均匀段或某一横断面上，在所选用的 设计服务水平下，单位时间内能通过车辆或行人的最大数量。
第2章 城市道路交通基本知识
2.1.2.2 服务水平与通行能力
根据公路的使用任务、功能和适应交通量分为五个等级：高速
公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。
按在道路网中的地位、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、次干路和支路。
绪论
各级城市道路网规划指标
城市道路规划设计的内容 路线设计 交叉口设计 道路附属设施设计 路面设计 交通管理设施设计 城市道路设计原则
1.2.2 车辆的停放
非机动车的停放用地：自行车为主 。一半按每辆车占地
1.2~1.4㎡估算城市规划中自行车停车场用地面积。 1.2.3 车辆的重量与装载量
车辆自重 车辆载重
第1章 行人和车辆基本知识
1.2 车辆基本知识
1.2.4 车辆的动力特征
基本动力特征：汽车运动时需要不断克服运动中所遇到的各
我国多采用“平形式”和“垂直式”。
第1章 行人和车辆基本知识
1.2 车辆基本知识 1.2.2 车辆的停放
停车设施类型：路边停车带和路外停车场。
路边停车场：单边单排的港湾式布置，有时可设分隔岛和通
道。
路外停车场：露天地面停车场和室内停车库。
机动车停放空间需求：净空需求、通道宽度、停放面积。
第 1章 行人和车辆基本知识 1.2 车辆基本知识

《道路工程》第3章 道路平面设计

《道路工程》第3章 道路平面设计

（1）确定最小半径的原则
圆曲线最小半径是以汽车在曲线部分能安全而又顺适 地行驶为必要条件的。确定圆曲线最小半径的实质是 汽车行驶在公路曲线部分时所产生的离心力等横向力 不超过轮胎与路面的附着力。即不产生横向滑移。
h
横向力2
ih
h
路拱横坡度，“+”时在曲线内侧车道上行驶，“-”时在外车 道 横向附着系数，为路面与轮胎之间的横向摩阻系数极限值
3、关于圆曲线的运用 曲线最小半径应符合表3.0.14的规定。直线与小 于不设超高的圆曲线最小半径相衔接处应设臵回 旋线，回旋线参数及其长度应根据线形设计以及 对安全视觉景观等的要求选用较大的数值。 四级公路的直线与小于不设超高的圆曲线最小半 径相衔接处可不设臵回旋线用超高加宽缓和段径 相连接。
4、关于城市道路 与公路不同，《城市道路设计规范》提供了设超 高最小半径，设超高推荐半径，不设超高最小半 径以及不设缓和曲线最小半径。当受地形条件限 制时，可采用设超高推荐半径值；当地形条件特 别困难时，可采用设超高最小半径值。
1、概述
缺点： ① 直线过长、景色单调，往往会出现过高的车 速或司机由于缺乏警觉易疲劳而发生事故。 ② 适应地形能力较差，在地形变化复杂地段， 工程费用高。
2、描述直线的指标
①最大直线长度： 德国和日本规定20V(单位为米，V为计算行车速度，用 公里/小时为单位); 美国为180s的行程; 我国对于设计速度大于或等于60km/h的公路最大直线 长度为以汽车按设计速度行驶70s 左右的距离控制，一 般直线路段的最大长度(以m计)应控制在设计速度(以 km/h 计)的20 倍为宜; 最大直线长度的量化是一个值得进一步研究的课题。
E ( R p ) sec

2

《道路平面线形 》课件

《道路平面线形 》课件
特点，减少工程量。
满足设计速度
根据道路等级和设计速 度要求，合理选择线形 要素，确保行车安全。
连续性与一致性
保持线形的连续与一致 ，提高行车方向感和驾
驶舒适度。
环保与景观协调
考虑环境保护和景观协 调，合理选择线形要素 ，减少对自然环境的破
坏。
02 道路平面线形要素
直线
直线是最简单的道路平面线形，具有 方向一致、距离短、效率高等优点。
提升道路景观
通过线形优化与周围景观相协 调，提升道路景观品质。
优化方法
现场勘查与数据收集
对道路沿线地形、地貌、交通流量等进行详 细勘查和数据收集。
计算机辅助设计
利用计算机辅助设计软件进行线形设计和模 拟。
数学建模与分析
建立道路平面线形数学模型，运用数学方法 进行优化分析。
多方案比选与综合评估
制定多个优化方案，进行综合评估，选择最 优方案。
加强环境保护措施
采取水土保持、生态修复等措施， 减少道路建设对环境的影响。
03
02
加强交通安全设施
设置交通标志、标线、安全护栏等 ，提高道路安全水平。
加强后期维护管理
定期巡查、保养和维护，确保道路 线形保持良好状态。
04
SketchUp
一款易于学习的三维建模软件，可以用于 道路设计的初步方案制定和可视化展示。
04 道路平面线形优化
优化目标
提高行车安全性
通过优化道路平面线形，降低 交通事故风险，确保行车安全
。
提高道路通行效率
合理设计道路平面线形，减少 拥堵，提高道路通行速度和效 率。
降低建设和维护成本
优化设计可降低道路建设和维 护成本，实现经济可持续发展 。

城市道路设计第三章 城市主、次干路及支路

城市道路设计第三章 城市主、次干路及支路
措施使汽车在障碍物前停下来所需要的最短距离。 2、会车视距
会车视距是在同一车道上两对向汽车相遇，从相互发现 时起，至同时采取制动措施使两车安全停止，所需的最短距 离。会车视距为停车视距2倍。 3、超车视距
超车视距是指汽车安全超越前车所需的最小通视距离。 城市道路不允许车辆越过中线超车，因此不存在超车视距。
4、路测带的组成及其宽度
组成：人行道、绿化带、公用设施带等。 （1）人行道
人行道最小宽度如下表所示： （2）绿化带
人行道树株距一般为4~6m,树池采用1.5m方形或1. 2*1.8m矩形。
21
22
（3）设施带 设施带包括设置行人护栏、照明灯柱、标志牌杆柱、信号灯杆柱等的宽度。红线宽度
较窄及条件困难时，设施带可与绿化带合并，但应避免设施带与绿化带的干扰，常用 宽度为：护栏0.25m~0.5m,杆柱1.0~1.5m. ( 4 ) 路缘石 是设置在路面与其它构造物之间的标石，俗称道牙。其形状有平式、立式、斜式等几 种，如下图所示：
规定机动车车行道宽度如下表。
6
7
3、平曲线加宽值及其过渡段
8
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11
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13
（2）加宽值的过度方式：直线过度、高次抛物线过度、回旋线过度、改进直线过度等。 （3）加宽缓和段长度设置的三种情况： 对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用与缓和曲线相同长度。 对于不设置缓和曲线，但设置有超高的缓和曲线的平曲线，可采用与超高缓和段相同
土路肩：横坡度较路面宜增大1.0％～2.0％；
硬路肩：一般情况下横坡度与行车道横坡度相同，也可以稍 大于路拱横坡。
5.人行道横坡宜采用单面坡形式，坡度为1.5％～3％.
（三）超高
1.超高：是指为了减小行驶车辆在曲线路段产生的离心力，将路 面做成外侧高，内侧低的单向横坡形式。

城市道路平面线形设计

城市道路平面线形设计

汽车在平面曲线路段上转弯时，受到的离心力主要随着车 速和道路弧度（转弯半径）的变化而变化，车开得越快，道路 弧度越大，受到的离心力越大。
离心力
向心力
第27页/共45页
减小离心力的措施
1、转弯处路段设计，要“外高内低”，有一点的倾斜度， 防止车辆转弯时向外侧滑，但倾斜度不能过大。
第28页/共45页
在张家界天门山，被称为“通天大道”的盘山公路共计 99弯，似玉带环绕，弯弯紧连，层层叠起，依山籍壁，直冲 云霄，被称为“天下第一公路奇观”，对行车司机来说是个 很大的挑战。
第21页/共45页
贵州六盘水“八大弯” 贵州六盘水“八大弯” 公路，被称为中国最具挑 战性的公路。不仅曲折环 绕，而且位于山上，高差 非常明显。
n 纵断面处：凸竖曲线
n
凹竖曲线(桥下视距）
第33页/共45页
车辆在平曲线上转弯时，因为看不到前方的障碍物，所以转 弯路口都会设置反射凸透镜，让司机提前看到过来车辆。
第34页/共45页
一、停车视距
停车视距是指驾驶人员发现前方有障碍物后，采取制定措 施使汽车在障碍物前停下来所需要的最短距离。
停车视距构成：停车视距由三部分组成。反应距离、制动 距离和安全距离。
第14页/共45页
城市道路平曲线设计
2、直线的设计
1．直线不能太长，否则容易引起驾驶员疲劳。直线最大长 度为设计车速的20倍。
2．相邻两个圆曲线之间的直线长度不能太短；
同向曲线间的最小直线长度（m）宜大于或等于设计车 速（km/h）数值的6倍；
反向曲线间的最小直线长度（m）宜大于或等于设计车 速（km/h）数值的2倍；
n ①加速行驶距离S1：
▪ ②超车汽车在对向车道上行驶的距离S2 ：

[交通运输]第三章平面设计断背曲线

[交通运输]第三章平面设计断背曲线

§2.4缓和曲线
• 缓和曲线是道路平面线形三要素之一。 • 缓和曲线：设置在直线和圆曲线之间
或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线 之间的一种曲率连续变化的曲线。 • 《规范》规定：除四级公路外的其它各 级公路都应设置缓和曲线，另外，当圆曲 线半径大于“不设超高的最小半径”时可 省略缓和曲线。
2.当不得已采用了长直线时，应注意其对应的纵坡不 宜过大；如果两侧地形过于空旷时，适宜种植不同树 种或设置一定建筑物等技术措施予以改善；定线时应 注意把自然风景或建筑物纳入驾驶员的视线范围内；
在长直线尽头设置的平曲线，除曲线半径、 超高、视距等必须符合规定要求外，还必 须采取设置标志、增大路面抗滑能力等安 全保障措施。
ih 6% ~ 8% h 0.05 ~ 0.06
• 适用：一般最小半径是在通常情况下推荐采用的最 小半径。
• 一方面考虑了汽车在这种曲线上以设计速度或以 接近设计速度行驶时，旅客有充分的舒适感；
• 另一方面考虑到在地形比较复杂的情况下不会过 多增加工程量。
③.圆曲线不设超高最小半径：指道路曲线半径较大、 离心力较小时，汽车沿双向路拱（不设超高）外侧 行驶的路面摩擦力足以保证汽车行驶安全稳定所采 用的最小半径。
（3）这个轨迹的曲率变化是连续的，即轨迹上任意一 点不出现两个曲率变化率值。
三、道路平面线形
1.平面线形三要素：直线、圆曲线、缓和曲线 2 .路线平面设计的内容 直线、圆曲线和缓和曲线的选用和相互间的组合； 线形与地形、地物、环境和景观的协调； 考虑线形设计对驾驶员视觉与心理的影响。
§2.2 直线
4．横向稳定性的保证
汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系 数μ值的大小。
现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg，而 h<0.5,

《道路工程》第3章-道路平面设计

《道路工程》第3章-道路平面设计
四级公路的直线与小于不设超高的圆曲线最小半 径相衔接处可不设置回旋线用超高加宽缓和段径 相连接。
4、关于城市道路
与公路不同，《城市道路设计规范》提供了设超 高最小半径，设超高推荐半径，不设超高最小半 径以及不设缓和曲线最小半径。当受地形条件限 制时，可采用设超高推荐半径值；当地形条件特 别困难时，可采用设超高最小半径值。
②同向曲线间最小长度：
在同向曲线间插入短直线容易产生把直线和两端的 曲线看成为反向曲线的错觉,当直线过短时甚至可能把 两个曲线看成一个曲线，容易造成司机的判断错误。
对于设计速度大于或等于60km/h的公路，同向曲线 之间直线的最小长度(以m计)以不小于设计速度(以 km/h 计)的6倍为宜。
③反向曲线间最小长度：
计算行车速度Km/h
80
60
50
40
30
20
设超高最小半径
250
150
100
70
40
20
设超高推荐半径
400
300
200
150
85
40
不设超高最小半径
1000
600
400
300
150
70
不设缓和曲线最小半径
2000
1000
700
500
四、缓和曲线
1、概述
缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设 置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向 相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。 除四级路可不设缓和曲线外，其余各级公路 都应设置缓和曲线。 在现代高速公路上，有时缓和曲线所占的比 例超过了直线和圆曲线，成为平面线形的主要组成 部分。 在城市道路上，缓和曲线也被广泛地使用。
C型曲线 CC R1 d1 R2 d2 2 b1 b2 2

道路平面设计

道路平面设计
第三节 道路平面线形设计
一、一般原则 二、直线的应用 三、直线与曲线的组合 四、曲线组合 五、平面设计成果 六、视距
一、一般原则
(1) 平曲线长度足够：每种曲线长度应大于
行驶 3″的距离;
(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。当公路转角较 小时，应设法调整平面线形，当不得已而 设置小于7o的偏角时，则必须设置足够 长的曲线。
(6)组合复杂的线形，应特别注意整条路线 技术指标的均衡性与连续性，以获得良好 舒适的行车条件。
一、一般原则
(7) 平面线形设计时，应注意平面线形 与纵断Байду номын сангаас线形之间的良好组合，形成良 好的空间线形，保证行车的快速、安全、 舒适。
(8)平面线形应直捷、连续、顺适，并与 地形、地物相适应，与周围环境相协调。
6、C形曲线:两同向回旋曲线在其零点径相 连接(即连接处曲率为0，R＝∞)
五、路线平面设计成果
（一）公路路线平面图
若为供工程可行性研究、初步设计阶段的方案研 究与比选，可采用1：50000或1：10000的比例 尺测绘(或向国家测绘部门和其他工程单位搜集)。 但作为初步设计、施工图设计的设计文件组成部
2)两端带缓和曲线的组合形式 （lF=0 ，ls≠0）
3)卵形曲线 （lF≠0 ，ls≠0）
卵形曲线要求大圆能完全包住小圆，如果大圆半径为无穷大，
那么它就是直线，而回到基本型。所以卵形曲线可以认为是具有 基本形l式F 的一般线形。不过卵形的回旋曲线不是从原点开始，而
是使用曲率从 1到 这1一段。
一、一般原则
(3)同向曲线间应设置足够长度的直线，一般 以不小于6倍设计车速（以 km／h计）的直 线长度为宜。

道路勘测设计-平面设计

道路勘测设计-平面设计

50 400 200 100
40 300 150 70
30 150 85 40
20 70 40 20
2.圆曲线
（4）平曲线最小长度
平曲线：道路上除直线外的部分，分为有缓和曲线的和 没有缓和曲线的两种。 应大于2ls (2倍缓和曲线长)。 应大于6s行程。 平曲线中的圆曲线和每一个缓和曲线都应大于3s行程。 公路与城市道路设计规范中都给出了各级道路在不同的 设计速度下的平曲线、圆曲线最小长度，和最小缓和 曲线长度。 城市道路平曲线与圆曲线最小长度
积分得
l A
2
ρ · 2 l＝A
dl
A l
2
d
Y
l
2 2 A l
——缓和曲线上任意 一点的偏角

A 2

2
A 2
dx

cos d
x A 2 (1
cos d
dl
10
2


4
216
4
④ 符合视觉要求—— l
R 9
~ R
选取原则：缓和曲线+圆曲线+缓和曲线，三部 分长度大致相同，各占1/3。
3.缓和曲线
（6）不设缓和曲线的条件
①小圆曲线半径大于不设超高圆曲线最小半径时；
②复曲线中小圆半径临界半径，且符合下列条件之一时： 小圆曲线设置最小长度缓和曲线，且大圆与小圆的内移值之差不 超过0.10m； 设计速度≥80km/h时，大圆半径(R1)与小圆半径(R2)之比小于1.5； 设计速度＜80km/h时，大圆半径(R1)与小圆半径(R2)之比小于2。 ③ 《标准》规定，四级公路不设缓和曲线 。

03(08)第三章 平面设计

03(08)第三章 平面设计

[不设超高最小半径]：道路曲线半径较大、离心力较小时，汽车驶 安全稳定采用的最小半径。 圆曲线半径大于一定数值时可以不设置超高而允许设置等于直线路 段路拱的反超高，从行驶的舒适性考虑必须把横向力系数控制到最 小值。
当路拱横坡为1.5%时横向力系数采用0.035，当路拱横坡为2.5%时 横向力系数采用0.040， 当路拱横坡为3.0%时横向力系数采用 0.045 ，当路拱横坡为3.5%时横向力系数采用0.050 。
(3) 圆曲线运用
曲线最小半径应符合上表的规定。直线与小于上表 所列不设超高的圆曲线最小半径相衔接处应设置回 旋线，参数及其长度应根据线形设计以及对安全视 觉景观等的要求选用较大的数值。
四级公路的直线与小于不设超高的圆曲线最小半径 相衔接处可不设置回旋线，用超高加宽缓和段径相 连接。
EN
练习
3-4(1) P 67
rl C A
(二)缓和曲线基本形式
1、回旋线的数学表达式
rl=A
2
r----回旋线上某点的曲率半径(m) l----回旋线上某点到原点的曲线(m) A---回旋线的参数。
A2 dl Rd d l
l
2
2A
2

dx dl cos
dy dl sin
dx A cos d 2
3、缓和曲线的省略 1．在直线与圆曲线间，当圆曲线半径大于或等于 3-1所列“不设 超高的最小半径”时； 2．半径不同的同向圆曲线间，当小圆半径大于或等于“不设 超高的最小半径”时； 3．小圆半径大于表3-5中所列半径，且符合下列条件之一时：
（1）、小圆曲线按规定设置相当于最小回旋线长的回旋线时，其 大圆与小圆的内移值之差不超过0.10m。
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根据道路走向（由城市交通联系和道路网规划确定）， 按照拆迁量、工程经济、车辆运行要求、城市发展要求以及 沿线规划区块设计思路等，合理确定平面线形初步设计方案。
主要基础资料是地形图。道路网规划一般为1：2000 —1：5000；详细规划中道路平面设计为1：500—1：1000。
先从中心线开始拟定设计。
离心力
向心力
减小离心力的措施
1、转弯处路段设计，要“外高内低”，有一点的倾斜度， 防止车辆转弯时向外侧滑，但倾斜度不能过大。
减小离心力的措施
2、扩大转弯半径。在高速公路或坡度比较缓、路面宽阔的 道路，进弯道时尽量要将车靠内侧行驶，出弯道时尽量 将车靠外侧行驶。这样就可以改变汽车行驶的弧度，延 缓转弯时的弯度，有效减小离心力。
平面线形三要素 ⑴． 直线(line)； ⑵． 圆曲线(circular curve) ； ⑶． 缓和曲线(transition curve) 。
设计车速
车速是道路几何线形的基本依据之一。设计车速就是指具 有平均驾驶水平的驾驶员在天气良好、低交通密度时能够保持 安全、舒适行驶的最高速度。
道路设计上一定要给车辆足够的缓冲距离。 设计车速的大小对道路弯道半径、弯道超高、行车视距等 线形要素取值起决定作用，并对道路横断面尺寸、侧向净宽、 道路纵坡度等有密切关系。
n
凹竖曲线(桥下视距）
车辆在平曲线上转弯时，因为看不到前方的障碍物，所以转 弯路口都会设置反射凸透镜，让司机提前看到过来车辆。
一、停车视距
停车视距是指驾驶人员发现前方有障碍物后，采取制定措 施使汽车在障碍物前停下来所需要的最短距离。
停车视距构成：停车视距由三部分组成。反应距离、制动 距离和安全距离。
2． 直线的应用
直线道路的最大长度必须有所限制，否则司机会感到疲倦。 而且直线路段两边应该适当布置景观。
我国线路设计规范规定：公路的设计时速为120km/h，根据 计算，直线最大长度就为20 * 120 = 2400米，也就是2.4公里。
城市里面，机动车限速一般为20-80km/h，所以城市道路最 大直线长度一般为0.4-1.6公里。
减小离心力的措施
3、转弯时要降低车速，一般公路转弯口都设有路标和反射镜， 以便让司机知道前方是否有车辆，提前做好准备。
城镇街道或出入大门的转弯，转弯前在50-100米内减速用 转向灯表示行进方向，做到“一慢、二看、三通过”。
车辆在转弯前，首先必须控制车速，并随时做好停车 的准备，尽量避免使用紧急制动与弯路中会车。在转弯时， 操纵方向盘要与车速相配合，应适时转，不同路况的转弯 技巧，及时回方向，转向角度要视实际情况而定，避免意 外事故发生。因为转弯车速过快造成的车祸事故屡见不鲜。
第三章课程学习内容
1 概述 2 平面线形设计的内容和原则 3 离心力 4 行车视距 5 平面线形设计的步骤
1 概述
路线的概念
路线，字面意思就是指，从一个地方到另一个地方，沿着特 定方向的空间直线或曲线所经过的道路。
线形几何学，就是要研究道路所在空间曲线的几何特性（如 几何构成，几何形状，几何元素关系等）及各种线形路用特 性的一门学科。 线形几何学是城市道路交通规划的基本科学依据。
三、缓和曲线
汽车由直线进入圆曲线或者由圆曲线驶入直线路段时， 其运动轨迹是一条曲率渐变的曲线，尤其是在城市快速路与 不同等级道路衔接时，汽车很可能超出自己的车道驶出一条 较长的过渡性轨迹线，此即缓和曲线。它位于直线与圆曲线 之间，在起点处与直线段相切，而在终点处与圆曲线相切。
缓和曲线作用 曲率连续变化，便于车辆遵循车道行驶； 离心加速逐渐变化，旅客感觉舒服； 超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳； 与圆曲线配合得当，增加线形美观。
世界上最长的直行公路——澳大利亚艾尔公路
艾尔高速公路，穿越西澳大利亚州和南澳大利亚通过纳 勒伯平原。是世界上最长的无转弯公路，直线长达146公里， 没有一个转弯，对任何司机来说都是一项艰难的挑战，直得 让人发疯！
城市道路平曲线设计
2、直线的设计
1．直线不能太长，否则容易引起驾驶员疲劳。直线最大长 度为设计车速的20倍。
城市道路平曲线设计
一、直线 道路中直线段最多、也最简单。
1. 直线的特点 路线便捷，两点之间以直线为最短。
2．行车方向明确，行驶受力简单，驾驶操作简易。 测设简单，施工容易。 过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦，难以目测车间
距离，于是产生尽快驶出直线的急燥情绪，易超车。 直线线形大多难于与地形相协调。
S2
Hale Waihona Puke V2254( )（3）安全距离
S3 5 ~ 10m
二、会车视距：
▪ 定义：会车视距是在同一车道上两对向汽车相遇，从相 互发现时起，至同时采取制动措施使两车安全停止，所需的 最短距离。 ▪ 会车视距SH约等于2倍停车视距。
三、超车视距 n 超车视距是指汽车安全超越前车所需的最小通视距离。 n 超车视距的构成：超车视距的全程可分为四个阶段
n ①加速行驶距离S1： ▪ ②超车汽车在对向车道上行驶的距离S2：
n ③超车完了时，超车汽车与对向汽车之间的安全距离S3:
n
S3=15～60m
n ④超车汽车从开始加速到超车完了时对向汽车的行驶距离
S4:
n全超车视距为： S超=S1+S2+S3+S4
5 平面线形设计的步骤
平面线形设计的步骤
平面线形设计是道路平面设计的主要内容，其主要步骤 如下： 一、初步拟定平面线形
ST S1 SZ S0
反应距离
制动距离
S1
停车视距ST SZ
S0 安全距离
▪（1）反应距离S1：是当驾驶人员发现前方的阻碍物，经过判 断决定采取制动措施的那一瞬间到制动器真正开始起作用的那
一瞬间汽车所行驶的距离。
S1
V 3.6
t
▪（2）制动距离：是指汽车从制动生效到汽车完全停住，这
段时间内所走的距离。
贵州晴隆县的山路，共有24拐
在张家界天门山，被称为“通天大道”的盘山公路共计99 弯，似玉带环绕，弯弯紧连，层层叠起，依山籍壁，直冲云霄， 被称为“天下第一公路奇观”，对行车司机来说是个很大的挑 战。
贵州六盘水“八大弯”
贵州六盘水“八大弯” 公路，被称为中国最具挑 战性的公路。不仅曲折环 绕，而且位于山上，高差 非常明显。
纵断面线形：道路中心线保持各点高程不变沿里 程展开后的立面投影线。
道路平面线形
道路横断面 线形
道路纵断面线形
2 平面线形设计的内容和原则
平面线形设计的原则
遵循城市总体规划中的道路网布局，与地形地 质水文相结合、合理衔接直线与平曲线、合理设置 缓和曲线及弯道设计、合理设置沿线其他设施。
平面线形设计的内容
4 行车视距
行车视距
行车视距——汽车在行驶中，当发现障碍物后，能及时采取措施， 防止发生交通事故所需要的必须的最小距离。包括停车视距、会车视 距、超车视距。
汽车在行驶过程，三种情况下存 在视距问题的情况，看不到前方障碍 物的情况。夜间行车设计不考虑。
n 平面上：平曲线（转弯的时候）
n 纵断面处：凸竖曲线
路线设计的任务 在调查研究掌握大量材料的基础上， 设计出一条有一定技术标准、满足 行车要求、工作费用最省的路线。
道路线形
城市道路：空间三维曲线，既有方向变化，又有 高程变化的带状空间构筑物。
平面线形：道路中心线在平面上的投影线，反映 沿线道路方向的转折变化，由直线和曲线组合而 成，曲线包括圆曲线和缓和曲线。
缓和曲线要求 有足够的长度，有合理的曲线形式。
平面线形衔接中，相邻的曲线悬殊不能过大，否则 对司机行车非常危险。
云南宜良某山路——7公里 路68道拐
在昆明市宜良县城西有 一条通往靖安哨的盘山公路， 公路依山梁而修，弯弯曲曲， 短短的7公里公路，共有68 道拐，远远超出了被称为世 界闻名的贵州24道拐的公路。 据有关专家介绍，这算得上 是世界公路史上的奇迹。
二、选用弯道平曲线半径
三、编制里程桩 道路直线段和曲线段确定后，从路线起点，按每20m、50m、100m的距离
依前进方向顺序编列里程桩号，对曲线起点、中点、终点以及桥涵、交叉 口等特征点编列加桩号。
道路定桩，有里程桩和安全警示桩两种。
四、确定道路红线 用地红线，是城市用地的边界线。 城市道路红线是规划道路的路幅边界线，将城市道路用地和
3 离心力
离心力的定义
在牛顿力学上，离心力是一种惯性，车辆行动时会受到 惯性的作用，比如向前加速，车向后仰；突然刹车，车会向 前倾。所以当车辆在转弯时，也会受到反向的惯性力作用， 往左旋转，车辆向右倾；向右旋转，车辆向左倾。
离心力的定义
车辆在曲线道路上受到 的转弯惯性，就是车辆受到 的离心作用，用一种虚拟的 力来表示，就是离心力。
2．相邻两个圆曲线之间的直线长度不能太短；
同向曲线间的最小直线长度（m）宜大于或等于设计车速 （km/h）数值的6倍；
反向曲线间的最小直线长度（m）宜大于或等于设计车速 （km/h）数值的2倍；
二、圆曲线
在城市道路设计中，直线段长度有限制，所以必须采用 圆弧曲线来连接直线路段，并在切点相连以保障线形平顺。 其半径与长度由汽车在弯道上行驶的特点和要求决定。
离心力并不是真实存在的 力。它的作用只是为了在旋 转参考系（非惯性参考系） 下，牛顿运动定律依然能够 使用。
2
2
计算汽车离心力的公式，F=mv /r=Gv /gr，所以，离心力
主要和车辆的重量、速度和曲线半径有关。
车辆的重量一般是特定的，所以转弯时需降速，扩大转弯半径。
汽车在平面曲线路段上转弯时，受到的离心力主要随着车 速和道路弧度（转弯半径）的变化而变化，车开得越快，道路 弧度越大，受到的离心力越大。
其他建设用地划分开来。包括通行机动车、非机动车和行人 交通所需的道路宽度；