城市道路平面设计

180
曲线外距 E R(sec 1)源自超距2 D 2T LT
L
a/2 a/2
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设置圆曲线的平曲线桩号计算
JD
ZY JD T
ZY
QZ
YZ ZY L
YZ
QZ ZY L / 2
交点 JD=QZ+D/2 （校核用）
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例题：某单圆曲线，交点桩号为k1＋600，转 角α为300，若该曲线半径取400米，试进行曲 线要素和主点桩号计算。
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缓和曲线的指标（1） ——不设缓和曲线的最小圆曲线半径
设计车速大于40km/h时，圆曲线半径大于不 设缓和曲线的最小圆曲线半径时，直线与圆曲 线可直接连接。
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缓和曲线的指标（2） ——缓和曲线最小长度
缓和曲线最小长度应满足三方面要求：曲率逐 渐变化，乘客感觉舒适；行车时间不宜太短； 超高过渡宜平缓 。
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(6)复曲线
平面线形的组合
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在宽阔的平原微丘区，路线应直捷顺畅。
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在没有任何障碍物的戈壁、草原等开阔地区，应以 直线为主。
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在起伏的山岭和丘陵地区，线形以曲线为主。
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2、道路路段平面综合设计
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区位图
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直线曲线及转角表
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路线逐桩坐标表
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平面设计图
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加宽表达（平面图或道路分块图）
汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾 覆之前先产生横向滑移，为此，在道路 设计中应保证汽车不产生横向滑移，同 时也就保证了横向倾覆的稳定性。
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X Y
X F cos G sin Y F sin G cos
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横向力系数μ
横向力系数μ ——单位车重的横向力
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。
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超高过渡方式——有中央带
③ 绕中间带边缘旋转 将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使 之各自成为独立的单向超高断面。此时中央分 隔带维持原水平状态。
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圆曲线半径的确定
圆曲线半径计算公式
R V2
127( iy )
圆曲线半径影响因素： 横向力系数和超高横坡度
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R V2
127( iy )
iy路拱横坡度，“十”表示路面横坡倾斜方向指向圆 心，“一”表示路面横坡倾斜方向指向圆的外侧。
在指定车速V下，最小Rmin取决于容许的最大横向
• 最大直线长度不必太拘泥，最小长度应该保 证。
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描述直线的指标
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描述直线的指标
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圆曲线
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（1）平曲线要素 pp203
E
圆曲线的四要素及其计算公式
切线长 T Rtg
2
圆曲线长 L R
47
曲率不连续的线型
k（曲率半径）
R1 o1
o2 R2
S(位移) o
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曲率连续的线型
k（曲率半径）
R1 o1
o2 R2
S(位移) o
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JD
QZ
ZY
YZ
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(5)缓和曲线
1. 设置缓和曲线的作用 曲率连续变化，便于车辆遵循。 离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适。 超高横坡度及加宽逐渐变化，行车更加平稳。 与圆曲线配合，增加线形美观。
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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？
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70
120 100 80 60 40 30 20
超高渐变率（超高旋转轴位置）
中线
边线
1/250
1/200
1/225
1/175
1/200
1/150
1/175
1/125
1/150
1/100
1/125
1/75
1/100
1/50
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某城市道路（设计车速30km/h），为一块板 断面，双向四车道，每条车道宽3.75m。道路 横坡为1.5%，R=250m小半径平曲线处设置超 高（绕内边线旋转），试求超高缓和段长度。
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超高过渡方式——有中央带
④ 绕中间带中心线旋转 先将外侧行车道绕中间带的中心线旋转，待达到 与内侧行车道构成单向横坡后，整个断面一同绕 中心线旋转，直至达到超高横坡值为止。此时中 央分隔带呈倾斜状。
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3.超高缓和段（渐变段）
l超
Bi 超 i附
设计速度（km/h）
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（4）弯道加宽 pp206
平曲线加宽原因：
（1）汽车在曲线上行驶时，前后轮轨迹不重合， 占路面宽度大。
（2）由于横向力影响，汽车出现横向摆动。
汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中 以后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧， 故曲线内侧应增路面宽度，以确保曲线上行 车的顺适与安全。
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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。
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各种旋转方式的适用性
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4
平面基本线形
平面线形：道路中心线在平面上的投影线。 • 直线：曲率K=0 • 圆曲线：曲率K=常数 • 缓和曲线：曲率K=变数；
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”。
城市道路平面设计6章 城市道路平面与纵
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。
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(5)缓和曲线 pp206
缓和曲线：它是设置在直线与圆曲线之间或半径 相差较大的两个圆曲线之间的一种曲率连续变化 的曲线。使直线和圆曲线之间过渡平稳，行车舒 适，作为超高、加宽的缓和带。
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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。
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7
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8
描述直线的指标
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。
X G
v2 gR
iy
V2 127R
iy
——μ值愈大，汽车在圆曲线路段上的稳定性愈 差；反之，稳定性愈好。
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横向力系数：
X G
v2 gR
iy
V2 127R
iy
上式表达了横向力系数与车速、平曲线半 径及超高之间的关系。
μ值愈大，汽车在平曲线上的稳定性愈差。 横向力是汽车行驶的不稳定因素 横向力系数（单位车重的横向力 ）
力系数和该曲线的最大超高坡度。
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圆曲线半径的确定
道路的圆曲线半径，宜≥不设超高最小半径。 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。
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最小圆曲线长度
JD
ZY JD T
ZY
QZ
YZ ZY L
YZ
QZ ZY L / 2
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作业：
某城市道路，其单圆曲线半径150m，曲线转角 64.951° ，JD桩号K0+222.335。试计算三个主 点桩的桩号。
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（2）弯道半径选定
汽车行驶的横向稳定性
5.2.1 城市道路平面设计
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1
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2
平面设计主要内容
平面线形设计（直线、圆曲线、缓和曲线设计） 弯道设计：弯道加宽、弯道超高 道路绿化的平面布置 桥梁、隧道、平面交叉口、广场等的平面布设，
分隔带、路缘带断口，公交站点的平面布置
城市道路平面设计6章 城市道路平面与纵
3
1、道路平面曲线设计
最小圆曲线长度：汽车在道路曲线段行驶时，如 果曲线很短，司机操作方向盘频繁，在高速驾驶 的情况下是危险的，圆曲线宜有大于3s的行程。
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（3）超高 pp205
定义：在弯道上，当汽车在双向横坡的车道外侧 行驶时，车重的水平分力将增大横向侧滑力。当 采用的圆曲线半径小于不设超高的最小半径时， 为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力， 将曲线段的外侧路面横坡做成与内侧路面同坡度 的单坡横断面，称为超高。