道路平面设计及计算方法
道路勘测设计 第二章道路平面设计3
R
0
]
y P R {1 cos[( LP LS 2) 180 R]}
基本形单曲线回旋线要素计算
（二）设置缓和曲线的圆曲线：基本型单曲线 3、加密桩点坐标计算： （1）缓和曲线段内坐标计算： 切线支距法：
LP x LP 2 40 R 2 LS
L y P 6 RLS
2.4 道路平面设计方法
三、平面设计一般规定与基本步骤
道路平面布置设计的步骤：
（1）根据道路的技术等级，根据《标准》JTG B01-2003和《规范》 JTG D20-2006查出设计速度、最小半径、缓和曲线最小长度、直线 段的最大最小长度等主要技术标准的规定值
（2）根据地形、地物条件确定控制因素
（三）复曲线设计：
3、卵形复曲线：
实际工程中，应尽量避免采用这种曲线
（三）复曲线设计：
3、卵形复曲线：
①复中设置缓和曲线的特点： 缓和曲线段两端点的 曲率半径分别与相应 圆的圆曲线半径一致
曲线定位桩点计算
FZ
较小半径圆曲线相对 于大半径圆曲线内移 一段距离
即复曲线中间缓和曲 线段被原公切点中分 缓和曲线段中点(FZ 点)通过内移距离(内 移值之差PF)的中心
Eh B
切线支距法： x q R sin
Lh
y P R (1 cos )
LP LS 180 [
LS 90 LS 0 (弧度) (度) 2R R
θ
LP LS / 2180
R
x q R sin[( LP LS 2) 180 R]
Eh ( R P) sec R(m) 2
Lh ( 2 0 )
道路平面设计之道路平面线形
2 h
l
y
=
l3 6R lh
−
l7 336 ⋅ R 3lh3
l ―回旋线上任一点到 曲线起点的曲线长度
R―主曲线半径 lh ―缓和曲线长度
坐标原点在ZH、HZ
（4）在圆曲线上任意点的坐标公式
ϕm
=
αm
+
β0
=
90
π
⋅ ( 2lm + lh R
)
x = q + R ⋅sin ϕm
y = ΔR + R(1− cosϕm )
三. 缓和曲线
2、缓和曲线的选择
（1）缓和曲线轨迹特点：由直线驶入圆曲线 转弯时，其轨迹上的任一点的曲率半径与其行 程l（自转弯开始点算起）成反比，此轨迹方程 为回旋曲线方程。因此我国《标准》规定缓和 曲线采用回旋曲线。
三. 缓和曲线
（2）缓和曲线的一般方程式：
ρ ⋅l = C
(2-26)
为了设计方便，使量纲一致，故令A2=C，则
一. 直 线
断背曲线：互相通视的同向曲线间若插以短直 线，容易产生把直线和两端的曲线看成为反向曲 线的错觉，当直线过短时甚至把两个曲线看成是 一个曲线，这种线形破坏了线形的连续性，且容 易造成驾驶操作的失误，通常称为断背曲线。
设计中应尽量避免。
一. 直 线
断背曲线
X 直线的计算
一. 直 线
不设超高最小半径（m） 5500 4000 2500 1500 600 350 150
二. 圆曲线
3、平曲线长度（curve radius）
（1）平曲线最小长度规定
① 从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及视觉要求来 看，应对平曲线长度加以限制。
城市道路平面设计
• 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
.
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。
《公路平面设计》PPT课件
a
50
一般最小平曲线半径
式中：R—— 一般最小半径，m； ib—— 路拱超高横坡度； ——一般最小半径所对应的横向力系数。
a
51
3．不设超高的最小半径 定义：指平曲线半径较大，离心力较小时，汽车 沿双向路拱（不设超高）外侧行驶的路面摩阻力足 以保证汽车行驶安全稳定所采用的最小半径。路面 ， 不设超高。
a
27
A.当Ｖ≥60km/h时，直线≥６Ｖ（以km/h计）为宜 B.当Ｖ≤40km/h时，可参照上述规定执行
a
28
②反向曲线间的直线最小长度
两反向曲线间夹有直线段时，由于两弯道转弯方 向相反，考虑其超高和加宽缓和的需要以及驾驶人员 的操作方便，其间的直线最小长度应予以限制。《公
路路线设计规范》规定，当计算行车速度≥60km/h时， 反向曲线间直线最小长度（以m计）以不小于行车速 度 （ 以 km/h 计 ） 的 2 倍 为 宜 ； 当 计 算 行 车 速 度 ≤40km/h时，可参照上述规定执行。特别困难的山岭 区三、四级公路设置超高时，中间直线长度不得小于 15m。若二反向曲线已设缓和曲线，在受到条件限制 的地点也可将二反向曲线首尾相连，但被连接的二缓 和曲线和圆曲线应满足一定的技术条件。
略感曲线存在，尚平稳；
0.20
已感到曲线存在，稍感到不平稳；
0.35
感到有曲线存在，已感到不平稳；
0.40
转弯时已非常不稳定，站立不住有倾倒的危险；
运营经济性：
0.10 ～0.15 轮胎磨耗及燃料消耗增加较小。
aபைடு நூலகம்
47
二、最小半径的计算
《标准》根据不同横向摩阻系数值，对于不同等级的公路规 定了极限最小半径、一般最小半径和不设超高的最小半径三个最 小半径。
《道路工程》讲义第二章-平面设计
为超高。
2.曲线上汽车的受力分析
将离心力F和车重分解为平行于路面的横向力和垂直于路面 的竖向力，即：
横向力： X＝Fcosα－GSinα 竖向力： Y＝FSinα＋Gcosα Y α很小，可以认为sinα≈tgα＝ih ，cosα≈1 ， ih为超高 X
X
F Gih
G 2 gR
Gih
G
2 gR
平面线形几何
直线
直线的方向表示
1. 用直线的夹角或转角表示 2. 用方位角表示
直线
直线的表达式
平面线形与交通事故
相关研究表明： 丹麦 20%的伤亡事故，13% 的死亡事故发生在平曲线路段 法国超过 20%的死亡事故发生在危险的平曲线上
发展中国家情况：
平曲线上事故形态
两种主要事故形态 冲出路边撞固定物 （Running off the road and hitting an object） 失控翻车（Lost control and Rolled over）
第二章 平面设计
川藏公路
重庆巴南波浪形公路
第一节 概述
一、相关概念
道路 路线
布设在地表面上的三维空间实体工程构筑物，包括 路基、路面、桥涵、隧道及其他沿线设施等
道路中心线的空间位置
线形
道路中心线的立体形状
路线平面 道路中心线的水平投影
路线纵断面 沿中线竖直剖切再行展开的断面（展开是指展开平
面、纵坡不变）
（4）考虑舒适性
当μ超过一定数值时，驾驶者在曲线行驶中驾驶紧张， 乘客感到不舒适。 μ ＜0.1～0.16间，舒适性可以接受。
考虑对行车的安全、经济与舒适方面的要求，最大横向 力系数采用：
设计速度 （Km/h）
道路平面线型概述
一、道路平面线型概述一、路线道路：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施构成的三维实体。
路线：是指道路中线的空间位置。
平面图：路线在水平面上的投影。
纵断面图：沿道路中线的竖向剖面图，再行展开。
横断面图：道路中线上任意一点的法向切面。
路线设计：确定路线空间位置和各部分几何尺寸。
分解成三步：路线平面设计：研究道路的基本走向及线形的过程。
路线纵断面设计：研究道路纵坡及坡长的过程。
路线横断面设计：研究路基断面形状与组成的过程。
二、汽车行驶轨迹与道路平面线形（一）汽车行驶轨迹行驶中汽车的轨迹的几何特征：（1）轨迹连续：连续和圆滑的，不出现错头和折转；（2）曲率连续：即轨迹上任一点不出现两个曲率的值。
（3）曲率变化连续：即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。
（二）平面线形要素行驶中汽车的导向轮与车身纵轴的关系：现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的，称为平面线形三要素。
二、直线一、直线的特点1、优点：①距离短，直捷，通视条件好。
②汽车行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。
③便于测设。
2、缺点①线形难于与地形相协调②过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦，难以目测车间距离。
③易超速二、最大直线长度问题：《标准》规定：直线的最大与最小长度应有所限制。
德国：20V（m）。
美国：3mile（4.38km）我国：暂无强制规定景观有变化≧20V；<3KM景观单调≦ 20V公路线形设计不是在平面线形上尽量多采用直线，或者是必须由连续的曲线所构成，而是必须采用与自然地形相协调的线形。
采用长的直线应注意的问题：公路线形应与地形相适应，与景观相协调，直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调的缺陷，应结合具体情况采取相应的技术措施。
（1）直线上纵坡不宜过大，易导致高速度。
（2）长直线尽头的平曲线，设置标志、增加路面抗滑性能（3）直线应与大半径凹竖曲线组合，视觉缓和。
（4）植树或设置一定建筑物、雕塑等改善景观。
道路勘测设计计算书
道路勘测设计计算书一、路线方案比选（1）路线长度及延长系数A 、B 两点间的直线距离为1301m ,A 为路线起点，B 为路线终点。
方案一：路线实际长度为1388、5m 0661130351388、、点直线长度、路线实际长度技术延长系数===B A ，之间。
、、在201~051方案二:路线实际长度为1342、7m （2）转角数方案一：两个 方案二：一个 （3）转角总和及转角平均度数方案一：转角总和'''002490 ，转角平均度数'''001245 。
方案二：转角总和'''002430 ，转角平均度数'''002430 。
(4) 平曲线要素方案一: 1JD m R 200= m L s 80= ‘’‘左004851 =α方案一: m R 320= m L s 80= ‘’‘左002430 =α(5) 由上述可知，两方案基本上都满足各技术指标，两条路线的长度基本相同。
从地形图上看，尽管方案一的路线转角个数和转角度数都比方案二的路线多，但是能较好地满足填挖平衡，且在地形相对复杂的地区容易展线，容易施工；而方案二的路线有些路段高差太大，会出现大填大挖的情况，这就增加了施工的难度。
从总体来看，方案一的路线能较好地与周围地形相协调，施工较方便，工程造价可能要低于方案二的路线，比较经济合理，所以优先选用方案一的路线。
二、平面设计 （1）确定交点坐标根据地形图所给的坐标方格网计算路线起终点及交点坐标，如下： A 点坐标：N3984 E4046 1JD 点坐标：N3408 E4058 2JD 点坐标：N3108 E4452 B 点坐标：N2784 E4540 (2)计算方位角和路线转角 纵坐标增量n n N N N -=∆=1 横坐标增量N n E E E -=∆=1 两点间距离22E N D ∆+∆=方位角NE∆∆=-1tanα 根据以上各式计算数值如下表（3）平曲线设计分别计算两平曲线要素，如下 （4）桩号计算起点A 桩号 K0+000 1JD 桩号 K0+576.125 2JD 桩号 K1+56.883 终点B 桩号 K1+388.691 平曲线上各主点桩号计算如下 1JD 桩号 K0+576.125 2JD 桩号 K1+56.883从路线起点A 开始，直线段上每隔50m 加一整桩，平曲线上每20m 加一整桩。
道路工程平面线型设计
道路工程平面线型设计在平面线型设计中，汽车形式轨迹的特性，道路平面线型的要素以及直线的特点与运用等等都是我们需要掌握的特点，如何设计出一条合理且优秀的线型，相信看完今天的内容大家都会有自己的答案。
一、道路平面线型概述一、路线道路：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施构成的三维实体。
路线：是指道路中线的空间位置。
平面图：路线在水平面上的投影。
纵断面图：沿道路中线的竖向剖面图，再行展开。
横断面图：道路中线上任意一点的法向切面。
路线设计：确定路线空间位置和各部分几何尺寸。
分解成三步：路线平面设计：研究道路的基本走向及线形的过程。
路线纵断面设计：研究道路纵坡及坡长的过程。
路线横断面设计：研究路基断面形状与组成的过程。
二、汽车行驶轨迹与道路平面线形（一）汽车行驶轨迹行驶中汽车的轨迹的几何特征：（1）轨迹连续：连续和圆滑的，不出现错头和折转；（2）曲率连续：即轨迹上任一点不出现两个曲率的值。
（3）曲率变化连续：即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。
（二）平面线形要素行驶中汽车的导向轮与车身纵轴的关系：现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的，称为平面线形三要素。
二、直线一、直线的特点1.优点：①距离短，直捷，通视条件好。
②汽车行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。
③便于测设。
2.缺点①线形难于与地形相协调②过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦，难以目测车间距离。
③易超速二. 最大直线长度问题：《标准》规定：直线的最大与最小长度应有所限制。
德国：20V（m）。
美国：3mile（4.38km）我国：暂无强制规定景观有变化≧20V；<3KM景观单调≦ 20V公路线形设计不是在平面线形上尽量多采用直线，或者是必须由连续的曲线所构成，而是必须采用与自然地形相协调的线形。
采用长的直线应注意的问题：公路线形应与地形相适应，与景观相协调，直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调的缺陷，应结合具体情况采取相应的技术措施。
道路工程第四章 路线几何设计
圆曲线内移植：
p
l
2 s
l34
24R 2348R3
回旋线终点处半径方向与Y轴的夹角 ：
o
28.6479ls R
23
切线长 曲线长 外距
Ts (R P) tan 2 q
Ls
(
z
0
)
180
o
2ls
E (R P) sec R
2
超距 D 2Ts Ls
24
4、主点里程桩号计算方法
以交点里程桩号 为起算点： ZH = JD – T HY = ZH + Ls QZ = ZH + L/2 YH = HZ – Ls HZ = ZH + L
影响； ⑥对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及
其对策实施的可能性。
42
三）、地形的划分
1、平原区 ①地面高度变化微小，有时有轻微的波状起伏 或倾斜。 ②有泥沼、盐渍土、淤泥、河谷漫滩、草原、 戈壁、沙漠，耕地，居民点密集。 ③有湖泊、水塘。
2、山岭区 ①山高谷深，坡陡流急，地形复杂； ②温差大，暴雨多，河流水位变化大；
7
采用长直线应注意的问题
（1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下 陡坡更易导致高速度。
（2）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，这样 可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。
（3）道路两侧过于空旷时，宜采取植不同树种 或设置一定建筑物、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 采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。
33
34
（2）清除距离视点轨迹线小于最大横净距 的障碍物。 适用：分散障碍物，如独立建筑物等 。
《道路工程》第3章-道路平面设计
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
城市道路平面设计规范标准
第一节平面设计第５．１．１条平面设计应符合下列原则：一、道路平面位置应按城市总体规划道路网布设。
二、道路平面线形应与地形、地质、水文等结合，并符合各级道路的技术指标。
三、道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接，合理地设置缓和曲线、超高、加宽等。
四、道路平面设计应根据道路等级合理地设置交叉口、沿线建筑物出入口、停车场出入口、分隔带断口、公共交通停靠站位置等。
五、平面线形标准需分期实施时，应满足近期使用要求，兼顾远期发展，减少废弃工程。
第５．１．２条直线、平曲线的布设与连接宜符合下列规定：一、计算行车速度大于或等于６０ｋｍ/ｈ时，直线长度宜满足下列要求：１．同向曲线间的最小直线长度（ｍ）宜大于或等于计算行车速度（ｋｍ/ｈ）数值的六倍。
２．反向曲线间的最小直线长度（ｍ）宜大于或等于计算行车速度（ｋｍ/ｈ）数值的二倍。
当计算行车速度小于６０ｋｍ/ｈ，地形条件困难时，直线段长度可不受上述限制，但应满足设置缓和曲线最小长度的要求。
二、计算行车速度大于或等于４０ｋｍ/ｈ时，半径不同的同向圆曲线连接处应设置缓和曲线。
受地形限制并符合下述条件之一时，可采用复曲线。
１．小圆半径大于或等于不设缓和曲线的最小圆曲线半径；２．小圆半径小于不设缓和曲线的最小圆曲线半径，但大圆与小圆的内移值之差小于或等于０．１ｍ；３．大圆半径与小圆半径之比值小于或等于１．５。
三、计算行车速度大于或等于４０ｋｍ/ｈ时，长直线下坡尽头的平曲线半径应大于或等于不设超高的最小半径。
在难以实施地段，应采取防护措施。
四、计算行车速度小于４０ｋｍ/ｈ，且两圆半径都大于不设超高最小半径，可不设缓和曲线而构成复曲线。
第５．１．３条道路的圆曲线半径应采用大于或等于表５．１．３规定的不设超高最小半径值。
当受地形条件限制时，可采用设超高推荐半径值。
地形条件特别困难时，可采用设超高最小半径值。
第５．１．４条平曲线由圆曲线及两端缓和曲线组成。
平曲线长度与圆曲线长度应大于或等于表５．１．４-１的规定值。
道路平面线形设计
Ch3 道路平面线形设计【本章主要内容】§3-1 平面线形概述§3-2 直线§3-3 圆曲线§3-4 缓和曲线（3h)§3-5 平面线形的组合与衔接§3-6 行车视距§3-7 道路平面设计成果【本章学习要求】掌握平面线型的基本组成要素:直线、圆曲线、缓和曲线的设计标准、影响因素及确定方法、要素计算；行车视距的种类及保证；平面设计的设计成果；了解平面线型的组合设计。
本章重点：缓和曲线设计与计算、平面设计注意事项，难点：缓和曲线。
§3-1 道路平面线形概述基本要求：掌握平面线形的概念，平面线形三要素，了解汽车行驶轨迹对道路线形的要求。
重点：平面线形的概念。
难点：平面线形三要素。
1 平面线形的概念平面线形—道路中线在平面上的水平投影，反映道路的走向。
2 平面线形三要素2．1 汽车行驶轨迹大量的观测和研究表明，行驶中的汽车，其导向抡旋转面与车身纵轴之间的关系对应的行驶轨迹为：1) 角度为0时，汽车的行驶轨迹为直线；2) 角度不变时，汽车的行驶轨迹为圆曲线；3) 角度匀速变化时，汽车的行驶轨迹为缓和曲线。
行驶中的汽车，其轨迹在几何性质上有以下特征：1)轨迹是连续和圆滑的；2)曲率是连续的；3)曲率的变化是连续的。
直线一圆曲线一直线符合第（1）条规律直一缓一圆一缓一直符合第（1）、（2）条规律整条高次抛物线可能符合全部规律，但计算困难，测设麻烦。
2.2平面线形要素直线、圆曲线、缓和曲线称为平面线形的三要素。
§3-2 直线基本要求：了解直线的使用特点和适用条件；掌握直线的设计标准及计算。
重点：直线的设计标准。
难点：路线方位角、转角的计算。
1 直线的特点1.1 以最短的矩离连接两目的地；1.2 线形简单，容易测绘；1.3 长直线，行车安全性差；1.4 山区、丘陵区难与地形与周围环境协调。
2 设计标准2.1直线最大长度1）限制理由2）直线最大长度：20V。
公路平面设计
半径的多个圆曲线组合而成的复曲线，对地形、地物 和环境有更强的适应能力； 3）汽车在圆曲线上行驶要受到离心力的作用，圆曲线 半径越小、行驶速度越高，行车就越危险； 4）汽车在圆曲线上转弯时各轮迹半径不同，比在直线 上行驶多占用路面宽度； 5）汽车在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件较差， 视线会受到路堑边坡或其他障碍物的阻挡，易发生行 车事故。
平面圆曲线部分，当半径小于不设超高的最 小半径时必须设置超高。 （2）超高缓和段形式
从直线上的双向路拱横坡过渡到圆曲线上具 有超高单向横坡度，要有一个逐渐变化的区段， 这一变化段称为超高缓和段。超高缓和段的过渡 形式，根据不同的旋转基线有两种情况（无中间 带和有中间带公路）六种形式。
五、平曲线超高
2Lc
外距：
四、缓和曲线
Eh
(R
p)
sec
2
R
切曲差： Dh 2Th Lh
（2）主点桩号的计算
带有缓和曲线的公路平曲线的基本桩号有ZH、HY、
QZ、YH、HZ，各点里程桩号的计算方法如下：
ZH=JD-Th
HY=ZH+Lc
YH=HY+L′
HZ=YH+lC QZ=HZ-L′/2
JD=QZ+Dh/2（校核）
无中间分隔带公路的超高
五、平曲线超高
有中间分隔带公路的超高
五、平曲线超高
三种超高过渡方式各有优缺点，中间带宽度较 窄时可采用绕中央分隔带的中心线旋转；各种中 间带宽度都可以采用绕中央分隔带的两侧边缘旋 转；对于车道数大于4条的公路可采用绕各自行车 道中心线旋转；对于分离式断面的公路由于上、 下行车道是各自独立的，其超高的设置及其过渡 可按两条无分隔带的公路分别予以处理。
道路平面设计步骤
道路平面设计步骤
道路平面设计是道路设计的重要组成部分，主要包括以下步骤：
1.根据使用任务的要求和交通情况，确定路面等级，考虑路上车型组成
和交通量大小，以及当地自然条件、材料供应情况和施工条件等因素，选定面层类型。
2.根据面层与基层相互配合的需要，满足基层承重作用和传递、分布荷
载的要求，按就地取材的原则，选取基层类型，基层可做成双层或多层。
对冰冻和水文条件不良地区，为防止路面冻胀翻浆，应作垫层设计和土基特殊处理。
3.各个结构层应取得合理的组合，强度和厚度要配合得当，在各种自然
因素的综合作用下，能在使用期限内始终保持足够强度，满足行车需要。
4.根据路面力学计算方法或其他经验公式计算确定各结构层厚度。
5.选配各结构层材料，包括粒料的级配组成、结合料（水泥、沥青等）
的用量计算等。
通过以上步骤，可以对道路进行平面设计，确定路面等级、结构组合和各结构层的厚度和材料选配。
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 。
(完整版)道路设计
一、道路设计的步骤、方法（一）纸上定线1、拟定路线走向在给定的地形图上根据主要控制点研究线路总体布局，分析地形、地质及地物等情况，选择地势平缓、山坡顺直、河谷开阔等有利于展线的地点，拟定线路各种可能的走向。
2、试坡当遇到纵坡的限制较严时，必须用平均纵坡i沿各种可能的走向由上而下进行试坡，设等高线间距为h，取计算等高线的平均长度a，a=h/i，用量规开度为 a（比例与地形图同），在图上试坡，得出均坡线。
3、定导向线分析均坡线，结合地形、地物及艰巨工程等情况，选择相应的中间控制，从而调整控制点相应线路的纵坡，重新试坡，得出导向线。
4、修正导向线参照导向线作平面试线，注明平曲线半径，量出地形变化点桩号及标高，绘制纵断面图。
并设计纵坡，得出各桩位概略设计标高。
5、定线在所定向线的基础上，按规定的技术标准反复试线才能得到满意的结果。
6、纵断面设计路线确定后，量出路中心线穿过每一等高线的标号和高程，绘制纵断面图和进行纵断面设计。
纸上定线是个反复试定的过程，试线修改次数越多，最后所定路线的质量相对来说越高，直至取得最佳线路方案为止，纸上定线工作才能算完成。
（二）公路平面设计1、圆曲线半径的原则（1）确定圆曲线半径的原则①各级公路的圆曲线半径应尽量采用较大的半径，在一般情况下，宜选用大于《标准》所规定的该级一般最小半径。
只有当地形、地物或其他条件限制时，方可采用小于一般最小半径，不要轻易采用极限最小半径。
②圆曲线半径的选定，除要与弯道本身所在位置的地形、地物条件相适应，使曲线沿理想的位置通过外，还要考虑与弯道前后的线形标准相协调。
③圆曲线半径过大也失去意义，因此最大半径不宜超过 10000m，以利于设计与施工。
④各级公路不论转角大小，均应设置曲线（包括圆曲线和缓和曲线）。
（2）确定路线导线交点转角首先在地形图上，从起点由左向右编写转角号，即JD1、JD2、JD3 ……。
确定路线导线交点转角要用正切法。
不得用量角器直接量取。
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道路平面设计及计算方法
1
基本内容
3.1 路线平面的基本线形 3.2 圆曲线 3.3 缓和曲线 3.4 弯道的超高与加宽 3.5 行车视距 3.6 平面线形的组合与衔接 3.7 路线的平面交叉 3.8 路线平面图的绘制
2
2
3.1 路线平面的基本线形
直线
曲率为零
圆曲线
曲率为常数
平面线 形要素
19
3.2 圆曲线
20
3.2 圆曲线
• 圆曲线半径
– 最大半径：宜尽量采用大半径曲线。 利：行车舒适； 弊：测设和施工不便； —— 不超过 10000米
21
3.2 圆曲线
• 平曲线长度
– 最小长度 从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及视觉要 求来看，应对平曲线长度加以限制。 公路按6s行程长度控制；条件许可的按9s 控制：LS：LY：LS ≈ 1：1：1，才能使其线 形美观、顺畅。
– 长直线或长下坡尽头的平曲线必须采取设置标 志、增加路面抗滑能力等安全措施；
10
美 国 俄 勒 冈 州 沙 漠 公 路
11
德 国 柏 林
12
3.1 路线平面的基本线形
• 直线最小长度
– 同向曲线间
同向曲线：指两个转向相同的相邻曲线间 连以直线所形成的平面线形。
当V ≥ 60km/h时，直线段长度6V为宜 当V ≤ 40km/h时，可参照上述规定执行
缓和曲线
曲率为变数
3
3.1 路线平面的基本线形
汽车重心 轨迹特征
轨迹连续 —— 轨迹上任一点不出现转折和错位
轨迹曲率连续 —— 轨迹上任一点不出现两个曲率值
轨迹曲率变化率连续 —— 轨迹上任一点不出现两个曲 率变化率值
4
3.1 路线平面的基本线形
曲率不连续
5
3.1 路线平面的基本线形
曲率连续
6
25
3.2 圆曲线
• 圆曲线的计算
– 圆曲线几何要素
切线长：T R tan
2
曲线长：L R
180
外距： E R(sec 1)
2 校正值：J 2T L
26
3.2 圆曲线
• 圆曲线的计算
– 曲线主点桩号计算
ZY（桩号）=JD（桩号）－T YZ（桩号）=ZY（桩号）+L QZ（桩号）=YZ（桩号）－L/2 JD（桩号）=QZ（桩号）+J/2
– 地形受限时，应采用大于或接近于一般最小半 径；地形条件特别困难时，方可采用极限最小 半径；
– 应同前后线形要素相协调，使之 圆曲线半径的确定
– 应同纵面线形配合，避免小半径曲线与陡坡相 重叠；
– 每个弯道半径值的确定，应根据实地的地形、 地物、地质、人工构造物及其它条件的要求， 用外距、切线长、曲线长、曲线上任意点线位 、合成纵坡等控制条件反算，并结合标准综合 确定。
27
3.2 圆曲线
• 圆曲线计算算例 1
已知JD5桩号为K4+099.510，交点转角为50o04’，圆曲线半 径为400米，试求出其曲线要素及特征点桩号。
解：(1) 要素计算 T=R*tan α/2=400*tan 50o04’/2=186.806m (三位有效数字) L=π*R* α /180= π *400* 50o04’/180=349.531m E=R*(sec α /2-1)=400(sec 50o04’/2-1)=41.471m J=2T-L=24.081m
3.1 路线平面的基本线形
直
行车单调，司机易疲劳；
线
段
越
长
夜间产生眩光；
越
好
吗
？
易超车、超速；
7
3.1 路线平面的基本线形
• 直线段最大长度
– 德国20V（72秒行程） – 前苏联8km – 美国3mile
• 总原则：公路线形应与地形相适应，与景 观相协调，直线的最大长度应有所限制， 当采用长的直线线形时，为弥补景观单调 的缺陷，应结合具体情况采取相应的技术 措施。
极限最小半径：μ和ih均取最大，仅考虑安全性； 一般最小半径：既考虑安全性，也考虑舒适性；
不设超高最小半径：曲线半径较大，离心力较小， 靠轮胎与路面间的摩阻力就足以保证汽车安全稳定
行驶所采用的最小半径,这时路面就可以不设超高。
公路： μ = 0.035，ih ＝ -0.015； 城市道路：μ = 0.06， ih ＝ -0.015；
28
3.2 圆曲线
(2) 桩号计算
✓ JD5 ✓ -T)
13
3.1 路线平面的基本线形
断背曲线
14
3.1 路线平面的基本线形
• 直线最小长度
– 反向曲线间
反向曲线——指两个转向相反的相邻曲线 间连以直线所形成的平面线形。
当V ≥ 60km/h时，直线段长度2V为宜； 当V ≤ 40km/h时，可参照上述规定执行； 特别困难四级 —— 15 m；
22
3.2 圆曲线
• 平曲线长度
– 小转角（ ≤7°）时的平曲线长度
曲线长度看上去较实际长度为短。因为在曲线两端 附近的曲线部分被误认为是直线，只有在交点附近 的部分才能看出是曲线，这就会给驾驶员造成急转 弯的错觉。
23
3.2 圆曲线
• 圆曲线半径的确定
– 一般情况下宜采用极限最小半径的4～8倍或超 高为2～4％的圆曲线半径；
15
3.2 圆曲线
• 圆曲线线性特征
– 曲线上任意一点的曲率半径R=常数，故测设 比缓和曲线简便。
– 汽车在圆曲线上的行驶要受到离心力；在平曲 线上行驶时要多占路面宽。
– 视距条件差，容易发生交通事故。 – 较大半径的长缓圆曲线具有线形美观、顺适、
行车舒适等特点，故常采用。
16
3.2 圆曲线
• 圆曲线设计标准
8
3.1 路线平面的基本线形
• 采用长直线线形应注意的问题
– 长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡 坡行驶更易导致高速度；
– 长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，可以 使生硬呆板的直线得到一些缓和；
9
3.1 路线平面的基本线形
• 采用长直线线形应注意的问题
– 两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同树种或 设置一定建筑物、 雕塑、广告牌 等措施，以 改善单调的景观；
圆曲线 设计标准
圆曲线半径 平曲线长度
最小半径
最大半径
最小长度 小转角时 平曲线长度
17
3.2 圆曲线
• 圆曲线半径
横向力系数：
Y G
v2 gR
ih
V2 127R
ih
横向力系数
行驶稳定性 乘客舒适性 运营经济性
R
V2
127( ih )
18
3.2 圆曲线
• 圆曲线半径
孰大孰小？
– 最小半径