第三章城市道路平面线形设计

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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。
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。
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。
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。
第三章课程学习内容
1 概述 2 平面线形设计的来自百度文库容和原则 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。
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。
段时间内所走的距离。
S2

V2
254( )
（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
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。
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
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。
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
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。
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
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。
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
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。
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。
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；
五、绘制平面图
谢 谢！
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。
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
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。