道路勘测设计资料

第三章平面设计

第一节概述

一、路线

道路：一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等组成的空间带状构造物。它在平面上有左右转弯、纵面上有上下起伏、横面上有一定宽度。

路线：道路中线的空间位置。

线形：道路中心线的立体形状。

路线平面：路线在水平面上的投影。

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）。

路线横断面：中线上任一点的法向切面。

路线设计：确定路线空间位置和各部分的几何尺寸。

设计一条道路，对于平、纵、横三个方面，既要综合考虑，又需分别处理。

路线的平面

道路三维图

二、汽车行驶轨迹与道路平面线形

（一）汽车行驶轨迹

道路是供汽车行驶的，道路设计必须满足汽车行驶轨迹的要求，只有道路的平面线形与汽车的行驶轨迹相符合或相接近，才能保证汽车行驶的舒适与安全，而且汽车速度越高，这种要求越显重要。

（1）汽车行驶轨迹的痕迹

①雪后第一辆车行驶的痕迹

②已建公路车道中的油渍的痕迹

③夜间连续摄影前灯的痕迹

（2）行驶轨迹观测：

①用横摆仪随车量测

②用全站仪量测轨迹

③用GPS测轨迹

（3）汽车行驶轨迹重心的几何特征

①轨迹是连续的、圆滑的，任一点不出现错头和破折；

②曲率是连续的，任一点不出现两个曲率值；

③曲率变化是连续的，任一点不出现两个曲率变化率值。

（4）平面线形要素

①直线－圆－直线组合的平面线形

满足平面线形连续、圆滑的第一条要求，但在ZY和YZ点处曲率和曲率变化率值不连续的（直线上曲率为0，圆曲线上曲率为1/R）。

该线形组合一般只用于低等级公路（四级公路）。

②直－缓－圆－缓－直组合的平面线形

在直线与圆曲线间引入了一条曲率逐渐变化的“缓和曲线”，使整条线形符合汽车行驶轨迹特性的第一条和二条。不满足汽车行驶轨迹特性的

第三条要求，但与汽车行驶轨迹接近，而且，汽车行驶无轨道，在车道宽度内允许有一定偏离。

该线形组合可用于三级以上公路（包括三级公路）。

③平面线形三要素

现代道路平面线形是由直线、圆曲线和缓和曲线构成的，称之为平面线形三要素，道路平面线形设计就是从线形的角度去研究三个要素的选用和相互间的组合等问题。

三、路线平面设计的内容

道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，避免采用长直线，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。

对于车速较高的道路，线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。

本章将重点讨论这些要素。如圆曲线半径、缓和曲线长度以及直线、曲线的合理配置等。

本节小结

理解与掌握路线平面、纵断面、横断面及线形等概念；汽车行驶轨迹的几何特征；平面线形三要素与平面线形曲率图。

思考题

1.汽车行驶轨迹的几何特征对平面线形的几何构成有何影响？

2. 平面线形三要素是什么？

第二节直线

摘要内容：

主要介绍直线的优缺点、直线的最大长度和曲线间直线的最小长度等。

课时：1学时

讲课重点

1. 直线的优、缺点。

2. 直线的最大长度；运用长直线时应注意的问题。

3. 相邻同向、反向圆曲线间的直线长度。

4. 断背曲线的危害与解决办法。

讲课难点

1. 对相邻同向、反向圆曲线间的最小直线长度的理解；

讲授重点内容提要

一、直线的特点

1．优点

●两点之间距离最短

●具有短捷、直达的印象

●行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易

●测设简单方便（用简单的就可以精确量距、放样等）

●在直线上设构造物更具经济性。

2．缺点

●直线单一无变化，与地形及线形自身难以协调

●过长的直线在交通量不大且景观缺乏变化时，易使驾驶人员

感到单调、疲倦。

●在直线纵坡路段，易错误估计车间距离、行车速度及上坡坡

度。

●易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速行驶。

二、直线的运用

直线的运用应注意同地形、环境的协调与配合。采用直线线形时，其长度不宜过长。但在下述路段上可采用直线：

(1)农田、河渠规整的平坦地区、城镇近郊规划等以直线条为主体时，宜采用直线线型。

(2)特长、长隧道或结构特殊的桥梁等构造物所处的路段，以及路线交叉点前后的路段宜采用直线线形。

(3)双车道公路为超车所提供的路段宜采用直线线形。

三、直线的最大长度和最小长度

1．直线的最大长度

我国《标准》和《规范》对直线的最大长度没有具体的规定，只有原则规定（即直线长度不宜过长）。当地形条件及其它特殊情况限制而采用长直线时，为弥补长直线路段景观单调缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。

从理论上求解直线的最大长度是非常困难的，主要应根据驾驶员的视觉反应及心理上的承受能力来确定。各国普遍从经验出发，根据调查分析的结果来规定直线的最大长度。

⏹日本和德国，一般规定直线的最大长度不超过20V（m）（V为设

计车速，以km/h计）；

⏹前苏联规定为8km；

⏹美国则规定为3mile（约为4.83km）。

我国地域辽阔，地形变化万千，对直线的最大长度很难作出统一的规定，强调“宜直则直，宜曲则曲”，“不过分追求长直线，但也不能人为设置曲线”（如戈壁滩和大草原）。