现代道路设计第二讲—道路路线设计基本原理
知识梳理：公路路线设计理念图文解读
知识梳理：公路路线设计理念图文解读路线设计的关键是路线方案选择和路线平纵指标的掌握，应充分重视公路自身线形协调设计、公路线形与结构物协调设计和公路线形与环境协调设计，并以运行车速进行安全检验。
1、景观协调考虑公路沿线的山岭、坡地、河流，构成美丽的风景，千变万化的植被体现出一种自然美。
公路作为一种构造物，既要满足车辆通行的基本要求，又要达到自然景观与再造景观的和谐统一。
路线线形设计要有"势"的理念。
线形走向要与山川、河流、大地的势相吻合，不能强拉直线，硬切山梁，横跨山谷，尽量避免长直线。
要顺势而为，线形连贯，平滑平顺，自然流畅，给人良好视觉效果。
线形设计还要有"动"的理念。
车辆在路上行驶，人的视线随沿途景观连续运动。
选择、利用、创造景观需要用连续手法实现，这种连续可以通过形态、质地、色彩的渐进来完成。
2、路线方案选择路线方案选择受到多种因素的影响，以往较注重工程本身，如长度、工程量、投资等方面。
从全面、协调、可持续的科学发展观的角度，还应强调安全、环保、社会等因素。
路线方案选择，除应做到地形选线、地质选线外，还应做到安全选线、环保选线。
应选择有利于环境保护或对环境影响小的方案；应选择纵坡平缓、线形均衡、行车安全的方案；应选择少占耕地，有利于社会协调发展的方案。
不把工程本身和投资放到第一取舍的位置。
3、运行车速检验运行车速理念的运用是兼顾公路环保景观与运行安全的有效手段。
总体上看，环保景观公路所在区域大多地形较为复杂困难，采用过高平纵指标势必引起大量高填深挖，导致环境破坏。
受地形等限制，部分困难路段甚至无法达到一般性指标要求，形成安全隐患。
运行安全是公路设计与建设需考虑的首要因素。
有关研究显示，大量公路交通事故由相邻路段较悬殊的行驶速度差导致。
运行车速理念的核心就是通过改善相邻路段指标的组合，降低容许速度差，从而消除安全隐患。
因此，体现安全与环保的公路线形设计，不在于全线（或局部）平纵指标的高低，而在于整体线形的连续性及衔接路段的级差控制。
路线设计概述
1.概述道路是一条三维空间的实体，它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线形构造物。
一般所说的路线，是指道路中线的空间位置。
路线在水平面上的投影称作路线的平面线形，由直线、圆曲线和缓曲线构成。
路线设计是指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作。
为方便设计，路线设计分解为路线平面设计、路线纵断面设计和路线横断面设计，三者既相互配合，同时更要与地形、地物、环境、景观相协调。
直线具有距离短、方向明确、线形易于布的优点，可作为平原区的主要线形要素。
但过长的直线又易引起驾驶员的单调和疲劳，出现过高的车速，因此有必要避免使用过长的直线，并注意与地形、地物、环境相适应。
在平面线形上，圆曲线是使用最多的基本线形。
圆曲线在现场容易设置，可以自然地表明方向的变化。
采用平缓而适当的圆曲线，即可引起司机的注意，又起到诱导视线的作用。
圆曲线具有一定的半径，在透视图中的形状为椭圆。
在直线和圆曲线之间或在不同半径的两圆曲线之间，采用曲率半径不断变化的缓和曲线以适应汽车驶轨迹。
缓和曲线的作用是缓和人体感到的离心加速度的急剧变化，且使驾驶员容易做到均匀的操作方向盘，提高视觉的平顺度及线形的连续性。
缓和曲线的曲率从为零渐渐地向某一定值变化，使圆曲线与直线平顺地衔接。
2.线路总体设计和选线原则与要点2.1选线原则路线设计应在公路建设项目工程可行性研究报告所选定的路线走向和主要控制点的基础上进行。
首先，要作出总体设计，这主要包括：确定地形类别和计算行车的速度，确定车道数以及城镇或其他路线连接线交叉的地点、方式等。
总体设计为具体选线提出了要求、基本方向和规模，选线是总体设计的具体化，在选线时要注意掌握以下原则。
1)比选原则选线是一项技术性、综合性强，且复杂的工作，即使设计者主观上有完美的设想，也难免使实际线路存在不足，发现优劣的最佳途径，就是比较选择。
在路线设计的各个阶段，应用各种先进手段，对路线方案做深入细致的研究，在多方案论证比选的基础上，选定路线最优方案。
现代道路设计课件概要
平面线形基本要素及其设计要求1.直线特点：直线路线短捷，行车方向明确；直线线形简单，测设容易；过长的直线线形呆板，行车单调，容易使驾驶员产生疲劳，容易发生超车和超速行驶，行车时难以估计车辆之间的距离，夜间行车容易产生眩光等等，这些都是影响行车安全的不利因素。
直线线形呆板，布设时难以与地形及周围环境很好地协调。
直线的运用注意的问题：1)直线路段路线纵坡不应过大；2)平面直线最好与纵面大半径的凹形竖曲线组合；3)直线路段两侧地形过于空旷、景观单调或变化较少时，宜采取植不同的树种或设置合理的建筑物等措施改善公路沿线的景观，保证行车安全、舒适；4)长直线或长下坡尽头的平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定要求外，还必须采取设置交通标志、增加路面抗滑能力等安全措施；5)直线长度既不宜过长，也不宜过短，尤其是同向平曲线之间不得设置短的直线。
按《公路路线设计规范》规定，最大的直线长度为设计车速的20倍左右为宜，而最短的直线长度反向曲线间2倍设计车速（以km/h取计）、同向曲线间取6倍设计车速（以km/h计）为宜。
2.圆曲线特点：圆曲线上任意点的曲率半径R为常数，故测设比较简便；汽车在圆曲线上行驶要受到离心力作用，并需要多占宽度；汽车行驶在圆曲线内侧，驾驶员视线受到路堑边坡或其他障碍物的影响，视距条件较差，容易发生事故；采用较大半径的长缓圆曲线，具有线形美观、顺适、易于适应地形和环境、行车舒适等特点。
应用圆曲线的关键是如何选择合理的圆曲线半径和长度，一般情况下应遵循如下几点：1)适应地形的情况下应尽量选用较大的曲线半径；2)半径的选定要根据路线走向、地形地物约束情况及线形组合要求等，采用切线长、外距、曲线长等进行反算，然后对照规范规定进行取舍；3)一般情况下宜采用极限最小半径的4~8倍或超高为2%~4% 所对应的圆曲线半径值；4)地形条件特别困难时，可使用极限最小半径；5)对于高等级公路，圆曲线半径除满足上述要求外，最好还要满足视觉舒适的最小半径，以保证线形美观、协调和行车视觉舒适。
公路设计知识点
公路设计知识点公路作为现代交通运输网络的重要组成部分，其设计对于保障道路交通的安全和效率具有重要意义。
本文将介绍公路设计的一些基本知识点，旨在帮助读者更好地了解公路设计的原则和要点。
一、设计基础1.1 设计目标：公路设计的目标是在保证交通运输的安全和效率的基础上，合理利用土地资源，满足交通需求。
1.2 设计原则：公路设计应遵循合理布局、安全可靠、经济合理、环境友好的原则。
1.3 设计要素：公路设计需要考虑道路线形、几何要素、交通量、车速等因素，并综合考虑道路的交通安全、舒适度和通行效率。
二、道路线形设计2.1 道路等级：根据交通需求和功能，公路可分为高速公路、快速公路、一级公路等不同等级。
2.2 路线选择：路线选择要综合考虑山地、河流、城市、土地利用等因素，寻找最佳的路径。
2.3 路线布局：路线布局要遵循原则，如尽量减少对人口、环境影响，符合土地利用规划等。
2.4 弯道设计：弯道的半径和超高应根据设计速度、车辆类型和地形条件进行合理确定，以保证行车安全。
3.1 切线要素：包括道路宽度、弯心、超高和超高平顶长度等。
3.2 横断面设计：根据交通量和道路等级，确定道路横断面的各个要素，如车行道宽度、路肩宽度、中央分隔带宽度等。
3.3 纵断面设计：根据地形起伏和交通需求，确定道路纵断面的纵坡和爬坡车道等。
四、交通量和车速设计4.1 交通量测算：根据道路等级和交通需求，进行交通量测算，包括日交通量、小时交通量等。
4.2 设计车速：根据道路等级和交通需求，确定设计车速，如设计速度、设计车辆类型等。
4.3 车道数量：根据交通量和设计车速，确定道路的车道数量，以保证交通的畅通和安全。
五、交通安全设施设计5.1 标志和标线：根据道路等级和交通需求，设计合理的标志和标线，包括限速标志、路口标线等。
5.2 防护设施：对于易发生事故的路段，应设置合理的防护设施，如护栏、减速带等。
5.3 路灯设计：根据道路照明需求和安全要求，进行合理的路灯设计，以保障夜间交通安全。
路线设计基础知识
中交跨世纪
合流渐变段 合流渐变段 合流渐变段
全宽爬坡车道
3.5m.
分流渐变段
全宽爬坡车道
硬路肩宽(供非汽车交通行驶部分)
.3m5
分流渐变段
全宽爬坡车道
分流渐变段
土路肩 硬路肩 行车道 中间带
土路肩 硬路肩 行车道 中间带
高速公路为六、八车道，一级公路为六车道时，中间带宽度、路肩宽度均应采 用“一般值”。
一级公路作为干线公路需紧靠行车道布设慢车道时，可利用路基宽度中的硬路 肩及土路肩部分，作为非机动车道使用。
二级公路作为集散公路设计速度为80km/h时，需设置慢车道的路段，其路基宽 度经技术经济论证可采用15.0m。
主要内容
➢ 公路横断面 ➢ 公路平面 ➢ 公路纵断面 ➢ 线形设计 ➢ 平面交叉
中交跨世纪
1 2024/5/27
课程安排
第一讲 公路横断面 第二讲 公路平面与纵断面 第三讲 线形设计 第四讲 应用路线大师学习路线设计 第五讲 平面交叉
中交跨世纪
2 2024/5/27
概述
把路线看作是行进中的物体，平面、纵断面、横断面就是它的 三个剖面。
公路横断面
路基宽度
公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和。当设有中间带、紧急停车带、爬坡 车道、加(减)速车道、错车道时，还应包括这些部分的宽度。
各级公路整体式断面路基宽度
中交跨世纪
5 2024/5/27
公路横断面
路基宽度
高速公路、一级公路的路基宽度，一般情况下应采用表2.1.2-1中的“一般值”。 设计速度为120km/h的四车道高速公路宜采用28.0m的路基宽度。当地形条件及 其它特殊情况限制时，可采用表2.1.2-1中的“最小值”。
现代道路设计第二讲—道路路线设计基本原理
1.2平面设计 平面设计
汽车行驶轨迹 目的： 目的： 几何形体构成、尺寸的拟定、各元素之间配合的关系、 几何形体构成、尺寸的拟定、各元素之间配合的关系、 平面上直线、圆曲线、缓和曲线三个几何元素的取值、 平面上直线、圆曲线、缓和曲线三个几何元素的取值、 如何搭配， 如何搭配，使之与行驶轨迹相吻合 问题： 问题： 长直线，德国≥20V设计车速 长直线，德国 设计车速 平曲线各元素之间配合：（单体与整体） ：（单体与整体 平曲线各元素之间配合：（单体与整体） 长直线与圆曲线的配合 曲线与曲线之间的配合 公路线形设计不应使驾驶员产生错误判断。整体配合是衡 量设计水平的标准。
1.1.3.1设计速度 设计速度 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。 设计速度是决定公路几何形状的基本依据。公路的曲 线半径、超高、视距等直接与设计速度有关。同时也影 响车道宽度、中间带宽度、路肩宽度等指标的确定。
1.2.2公路平面线形 公路平面线形 对汽车行驶轨迹特性的研究，可以了解平面线形 的几何构成，公路平面线形应符合汽车行驶轨迹的要 求。 直线、圆曲线及缓和曲线称为平面线形三要素。 由直线、缓和曲线及圆曲线构成的公路平面线形，轨 迹的曲率是连续的。
1.2.3需进一步研究和注意的问题 需进一步研究和注意的问题 （1）平面三要素的合理组合应用问题，如直线的最 大长度、曲线间的直线长度、直线与圆曲线半径的协 调配合等。 （2）从路基和边坡稳定性考虑，研究平面线形三要 素与工程数量、填挖高度的关系。 （3）从行车安全考虑，研究平面线形三要素与交通 事故的关系，以指导公路线形设计。 （4）从生态环境考虑，研究公路线形与环保、生态、 气候、地质等的问题，研究特殊地区和不良地质地区 的公路平面线形。
道路工程概论 第二章 公路路线设计
平面线型要素〔见下图〕: 直线 linearity 圆曲线 circular curve 缓和曲线 transition curve
YZ ZY JD2 YY JD3 YZ ZY JD4A GQ JD4B YZ
JD1 ZY
ZY---直圆切点；YZ---圆直切点；JD---交点；ZH--直缓点； HY-缓圆点； 1.直线 直线是两点间距离最短的路线。 特点:里程短、运营经济、行车视距良好、乘坐平稳舒适。 直线不宜过短，另外，两同向曲线间直线段不宜过短，否 则，会形成“断背曲线”，对行车不利。 但，过长直线又易引起驾驶员产生麻痹与疲劳感，乘客也 感到单调乏味，易疲劳。 直线长度须加以限制。 德国规定∶直线长度＜20v米（v--行车时速km/h）
• 设计小时交通量＝（0.12---0.155）×年平均日交通量
6.通行能力 traffic capacity 道路上的通行能力—是指一条道路在单位时间内， 道路与交通正常条件下，保持一定速度安全行驶时，可能 通过的车辆数。
通行能力是道路规划和设计的依据，也是检验一条道 路是否充分发挥作用和是否发生堵塞的理论依据。 影响通行能力的因素
• 停车视距 （stopping sight distance） • 会车视距 （meeting sight distance） • 超车视距 （overtaking sight distance）
1、停车视距 汽车在公路上行驶，当驾驶员发现路面前方有障碍物， 经判断后，采取制动措施，是汽车在障碍物前停止，这一 必须保证的最短安全距离，称为停车视距。 停车视距按下式计算〔见下图〕
式中:
SH---全超车视距； S1---加速行驶距离； S2---超车在对向车道行驶的距离； S3---超车后的安全距离〔20～60m〕; S4---超车从开始加速到超车完成时段内，对向汽车的行驶 距离m.
路面设计原理
路面设计原理路面设计是指根据道路使用功能和交通量，对道路路面结构、材料和厚度等进行合理设计的过程。
路面设计的目的是确保道路的安全、舒适和经济性，为行车提供良好的行车条件。
在进行路面设计时，需要考虑诸多因素，包括交通流量、车辆类型、气候条件、地质条件等，以确保设计的路面能够满足实际使用条件下的要求。
首先，路面设计需要考虑道路的使用功能。
不同类型的道路，如高速公路、城市道路、乡村道路等，其使用功能和要求是不同的。
高速公路需要考虑高速行驶车辆的稳定性和舒适性，因此路面设计需要更加平整和耐磨；城市道路需要考虑交通流量大、频繁停车等因素，因此路面设计需要更加耐久和抗压。
根据不同的使用功能，进行合理的路面设计，是确保道路安全和舒适的基础。
其次，路面设计需要考虑交通量和车辆类型。
交通量大的道路需要考虑路面的耐久性和抗压能力，以应对频繁的车辆行驶；而车辆类型不同，如大型货车和小型轿车，对路面的影响也是不同的，因此设计时需要考虑不同车辆类型的影响，以确保路面能够承受不同类型车辆的行驶。
另外，气候条件也是路面设计需要考虑的因素之一。
气候条件对路面的影响很大，如高温会导致路面柔软，易变形；低温会导致路面硬化，易开裂。
因此，在路面设计时需要考虑气候条件对路面的影响，选择合适的路面材料和结构，以确保路面在不同气候条件下能够保持良好的使用状态。
最后，地质条件也是路面设计需要考虑的重要因素。
不同地质条件下，路面的承载能力和稳定性是不同的，因此在进行路面设计时需要充分考虑地质条件，选择合适的路面结构和材料，以确保路面能够在不同地质条件下保持稳定和耐久。
综上所述，路面设计是一个综合考虑多种因素的过程，需要根据道路的使用功能、交通量、车辆类型、气候条件和地质条件等因素，进行合理的路面设计，以确保道路的安全、舒适和经济性。
只有在考虑全面的情况下进行路面设计，才能设计出满足实际使用要求的路面，为行车提供良好的行车条件。
道路结构设计原理
半柔性复合路面结构设计
4.5半柔性复合路面结构组合特性研究
路面结构组合原则
路面结构层次的合理选择和安排，是整个路面结构是否 能在设计使用里承受行车荷载和自然因素的共同作用， 同时又能发挥各结构层的最大效能，是整个路面结构经 济合理的关键。
半柔性复合路面结构设计
半柔性复合路面的破坏状态
半柔性复合路面由于环境因素的不断影响和行车荷载的 反复作用，经过一段时间的使用，便会产生破坏而失去 原有的使用能力。
（1）表面裂缝 半柔性复合路面产生表面裂缝主要是由于半柔性复合 路面材料本身的收缩造成的，与荷载作用无关。一般 情况下，表面裂缝是不会影响该路面的正常使用，如 图 3.1 所示。
半柔性复合路面的破坏状态
（2）线状裂缝 线状裂缝包括横向裂缝和纵向裂缝两种：与道路中线近 于垂直的裂缝是横向裂缝；与道路中线大致平行的裂缝 为纵向裂缝。如图 3.2 和图 3.3 所示。分析可能导致 半柔性复合路面产生裂缝的原因是： a、地基沉降，承载力不足； b、荷载和温度的共同作用所引起； c、半柔性面层与基层之间存在坚硬颗粒，导致应力集 中，发生剪应力破坏，产生裂缝。
设计标准设计标准1为防止半柔性复合路面材料面层和半刚性基层底基为防止半柔性复合路面材料面层和半刚性基层底基层的疲劳开裂拉应力设计指标半柔性复合路面材料面层的疲劳开裂拉应力设计指标半柔性复合路面材料面层或半刚性材料层层底计算点的层或半刚性材料层层底计算点的拉应力拉应力mm应小于或等于应小于或等于该层材料的容许拉应力该层材料的容许拉应力r2为控制路基土的压缩引起路面的沉陷路基垂直压为控制路基土的压缩引起路面的沉陷路基垂直压应变验算标准路基表面由车轮荷载作用产生的应变验算标准路基表面由车轮荷载作用产生的垂直应垂直应变变zz小于或等于路基的容许垂直压应变小于或等于路基的容许垂直压应变z4545半柔性复合路面结构组合特性研究半柔性复合路面结构组合特性研究路面结构组合原则路面结构组合原则路面结构层次的合理选择和安排是整个路面结构是否路面结构层次的合理选择和安排是整个路面结构是否能在设计使用里承受行车荷载和自然因素的共同作用能在设计使用里承受行车荷载和自然因素的共同作用同时又能发挥各结构层的最大效能是整个路面结构经同时又能发挥各结构层的最大效能是整个路面结构经济合理的关键
道路路线设计
浅谈道路路线设计一、摘要从狭义上来说，道路运输是指汽车在道路上有目的地移动过程。
在这个过程中，车是必不可少的，道路在该过程中也起着至关重要的作用。
并且由于道路运输的投资少、见效快、经济效益高；机动灵活、运输方便、适应性强、商品流通周期短、资金周转快，可实现“户到户”的直达运输，运输损耗少的特点，特别是高速公路的出现，运输速度显著提高、运输量增大，道路运输在交通运输系统中将会起着越来越重要的作用。
中国是历史悠久的文明古国，道路运输的发展先于世界各国。
然而在当今社会，我国的公路运输体系远远落后发达国家，并且还存在着以下几大问题：1、数量少（公路通车总里程少、公路密度偏低）。
2、公路网等级低、高等级公路少、路面质量差、标准低。
3、东西部差距较大，平原区与山区差别大。
4、通行能力低（通行能力大、运营效益高的公路主骨架未形成）。
5、服务水平低（公路运输服务不满足要求）。
二、关键词原则、要求、结构组成、设计三、正文（一）线形设计原则公路的线形设计本着“安全、先进、经济、环保、美观”的总体设计思想，路线设计时遵循以下原则：1、灵活应用曲线为主的平面线形以适应地形，减少对自然破坏，提倡环保设计。
2、重视平面、纵面与地形横断面的结合，部分困难路段可采用分离式路基。
3、本着“保护耕地、节约用地、少拆房屋、方便群众、保护环境、保护古迹”的原则，尽量减少对社会人文环境的破坏。
4、结合沿线城镇发展规划，带动地方经济发展，合理确定路线走向。
既要适当选用较高技术标准，也要合理控制投资。
5、行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足。
（二）线形设计的基本要求1、应根据公路等级及其使用任务和功能，合理利用地形，正确使用标准，确保线形的均衡。
2、路线设计中对公路的平、纵、横3方面应综合设计。
3、路线设计应保持线形的连续性。
4、线形设计应与当地的环境和景观相协调。
5、路线设计应避免穿过地质不良地区。
6、干线公路应避免穿过城镇，应遵循便民而不扰民的原则。
道路总体规划设计原理
1.交通运输的性质特点有哪些？它对交通运输规划建设的重要启示有哪些？答：交通运输的性质：交通运输是指劳动者使用运输工具和设备，实现人和物空间位移的有目的的生产活动。
交通运输业是一个独立的、特殊的物质生产部门，是发展国民经济、提高人民物质文化生活水平的重要基础设施。
交通运输具有物质生产的三个要素：从事交通运输生产的劳动者；线路、机场、码头、车站、机车、车辆、船舶、通信、信号等劳动资料；作为劳动对象的旅客或货物。
交通运输的主要特点：运输产品的非实体性、运输生产过程和运输消费过程的同时性、运输产品的非储存性和相同性、运输生产范围的广泛性。
重要启示：在综合交通运输体系中，五种运输方式应当各得其所协调配合、发挥各自的优势，协调发展，共同为国民经济持续、稳定、快速发展服务。
交通运输是国民经济的基础设施，它的承受能力制约着国民经济发展的规模和速度。
发展我国的综合运输体系要符合我国的国情民情。
总之，运输业的发展影响着社会生产、流通、分配和消费的各个环节，对人民生活、政治和国防建设都有重要作用。
交通运输业应超前发展，在规划时必须要有超前意识，而且交通运输能力要有储备。
2.交通在国民经济中的地位与作用？五种运输方式的技术经济特征有哪些？答：地位与作用：交通运输是人类社会生产、经济、生活中一个不可或缺的重要环节。
交通运输业从事旅客和货物运输，在整个社会机制中起着纽带的作用，是国民经济的重要组成部门之一。
交通运输既是衔接生产和消费的一个重要环节，又是保证人们在政治、经济、文化、军事等方面了解交往的手段。
因此，交通运输业在现代社会的各个方面起着十分重要的作用。
五种运输方式的技术经济特征有：交通运输是人类社会生活和社会发展的基础之一；交通运输是生产力的组成部分；交通运输是国民经济的主要基础；交通运输促进社会分工并组成现代工业的先驱；交通运输促进资源的合理分配并构成国民经济的重要比例关系。
3.交通运输系统构成与特征有哪些？答：交通运输系统通常由以下四个部分组成：基础设施（或称固定设施）；运载工具（或称为移动设施）；管理与控制系统；交通流。