第三章平面设计

（三）竖曲线半径的选用 竖曲线应选用较大半径为宜。当受限制时可采用一般最小值：坡差小 时应尽量采用大的竖曲线半径。有条件时，宜按P139 表5-4的规定进 行设计。 （四）相邻竖曲线的衔接 相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是同向凹形竖曲线之间，如直 坡段不长应合并为单曲线或复曲线。如图5-12所示。


驾驶员的动视觉具有如下特点： （1）驾驶过程中，驾驶员不易全面正确感觉车外的情况变化 （2）驾驶过程中，驾驶员的空间分辨能力降低 （3）高速行驶时，对驾驶员易形成“道路催眠”。 （4）高速行驶时，驾驶员更易出现错觉，导致判断失误增加。
（三）视觉分析方法 道路动态透视图评价。


（三）平、纵线形设计中应避免的组合 （1）避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线 （2）避免将小半径的平曲线起、终点设在或接近竖曲线的顶部或底 部。 （3）避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。 （4）避免小半径的竖曲线与缓和曲线重合。 （5）避免在长直坡上设置陡坡或长度短、半径小的竖曲线。 （6）避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形。





组合效果分析 （1）第一种组合线形简单，行车枯燥，视景缺乏变化，易使驾驶员 产生疲劳和频繁超车、超速。设计时应采用画车道线、设标志、绿化 ，并与路侧设施配合等方法调节单调的视觉，增进视线诱导。 （2）第二种组合具有较好的视距条件，能给驾驶员以动的视觉效果 ，行车条件较好，设计时应避免采用较短的凹形竖曲线，在连续两个 凹形竖曲线间注意避免插入短的直坡段，在长直线末端不宜插入小半 径的凹形竖曲线。 （3）第三种组合视距条件差，线形单调，应注意避免：无法避免时 应采用较大的竖曲线半径，若长直线上反复凹凸时，应避免出现“驼 峰”、“暗凹”和“浪形”等不良视觉现象。 （4）第四种组合只要圆曲线半径选择适当，纵坡不过陡，可获得较 好的视觉和心理感受，设计时须检查合成坡度是否超限。 （5）第5.6种组合设计是较复杂的组合形式。若平、纵面线形要素大 小适宜，位置适当，均衡协调，可活得视觉舒顺、视线诱导良好的立 体线形：相反，则会出现一些不良的后果。
二、平面线形要素组合设计
（一）平面要素组合类型
1.基本型曲线：
如图（5-1）所示，按照直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线的顺序组合的线 形形式。回旋线、圆曲线、回旋线之长度比宜设计成1︰1︰1～1：2：1。
2. S型曲线：
如图（5-2）所示，两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合线形形式。 （1）S型相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等
（2）S型两圆曲线半径之比不宜过大，以R2/R1=1~1/3为宜
（3）L ≤（ A1+A2）/40 L—反向回旋线间短直线或重合段的长度（m）；A1、A2—回旋线参 数。
3.卵型曲线：
如图（5-3）所示，用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合线形形式。 其公用缓和曲线的参数 A 最好在R2/2≤A≤R2范围内(R2为小圆半径 ), 两圆曲线半径之比以满足R2 /R1=0.2~0.8 为宜 , 两圆曲线的间距以 D/R2=0. 00 3~0.03 为宜 (D 为两圆曲线间的最小间距 ) 。




（四）平曲线应有足够的长度
最小平曲线长度，一般应考虑按下述条件确定： 1.驾驶员操作从容、乘客感觉舒适要求的平曲线最小长度 平曲线最小长度不应小于P135 表5-1规定 2.转角α小于 7° 时的平曲线长度 当道路转角小于或等于 7°时 , 容易产生错觉,即不易识别出曲线,并误 认为比实际曲线要短.为了使驾驶员不产生错觉,应使α小于 7°的曲线 的外距E与7°时曲线的外距相等, 即应设置较长的平曲线。
3.2 直线
一 直线的特点
1.优点：
(1)节省距离;
(2)汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易； (3)测设简单。
2.缺点：
(1)在地形有较大起伏的地区 , 直线线形大多难于与地形相协调 , 易产 生高填深挖路基 , 破坏自然景观 , 若长度运用不当 , 不仅破坏了线形 的连续性 , 也不便达到 线形设计自身的协调。 (2)过长的直线易使驾驶人员感到单调、疲倦 , 难以目测车间距离 , 于 是产生尽快驶出直线的急躁情绪 , 一再加速以至超过规定车速许多 , 这 样很容易导致交通事故的发生。


二、组合设计原则 道路平、纵线形组合设计的原则如下： 1.在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。 2.保持线形技术指标在视觉和心理上的大小均衡。 3.选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。 4.注意与道路周围环境的配合。
三、组合设计方法



（一）平、纵线形组合方式 通过分解立体线形要素，平、纵线形有以下六种组合形式。如图5-21 所示 （1）平面为直线，纵断面是直坡线——构成恒等坡度的直线： （2）平面为直线，纵断面是凹形竖曲线——构成凹下去的直线： （3）平面为直线，纵断面是凸形竖曲线——构成凸起的直线： （4）平面为曲线，纵断面是直坡线——构成恒等坡度的平曲线： （5）平面为曲线，纵断面是凹形竖曲线——构成凹下去的平曲线： （6）平面为曲线，纵断面是凸形竖曲线——构成凸起的平曲线。
第 5 章 线形设计
5.1 5.2 5.3 5.4 平面线形设计 纵断面线形设计 平、纵线形组合设计 线形设计检验与评价
5.1平面线形设计
一 平面线形设计要点 （一）. 平面线形简捷、连续、 顺适，与地形、地物相适应，与周边环 境相协调。 （二）. 保持平面线形的均衡与连贯 。 1.直线与平曲线的组合
3.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。 由于线形几何要素的确定是以设计速度为依据的 , 因此 , 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。
4.凸型曲线：如图（5-4）所示在两个同向回旋线间不插入圆 曲线而径相衔接的基本型线形的特例。 只有在路线严格受地形、地物限制处方可采用凸型曲线。
5.复合型曲线： 如图（5-5）所示，两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接 的线形形式 。 （1）两个回旋线参数之比宜为： A2/A1=1/1.5 （2）复合型回旋线除了受地形和其它特殊限制的地方外，一般很 少使用，多出现在互通式立体交叉的匝道线形设计中。 6.C型曲线： 如图（5-6）所示，同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的 形式 。 C型曲线对于行车和线形外观来说都存在不利影响，只在有特殊地 形条 件下方可采用。
5.3平、纵线形组合设计


平、纵线形组合设计的总要求：设计速度v≥60km/h，必须重视平、 纵的合理组合。设计速度≤40km/h。在保证行车安全的前提下，正确 运用线形要素指标。 一、视觉分析 （一）概念和意义

从视觉心理出发 , 对道路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑 的协调等进行研究 分析 , 以保持视觉的连续性 , 使行车具有足够的舒 适感和安全感的综合设计称为视觉分析。
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（二）平、纵线形组合的基本要求 （1）直线与直坡线、直线与凹形竖曲线、直线与凸形竖曲线、平曲 线与直坡线是常用的组合形式。只要圆曲线半径和竖曲线半径达到一 般值以上就能获得较好的效果。 （2）平曲线与竖曲线宜相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。


（3）要保持平曲线与竖曲线大小均衡。 研究认为：竖曲线半径约为平曲线半径10~20倍，能达到均衡。 （4）要选择适当的合成坡度

3.高、低标准之间要有过渡 （三）注意与纵断面设计相协调
在平面图形设计中，应考虑纵断面设计的要求，与纵断面线形相协调。 特别是平原微丘区的的道路，平曲线指标一般较高，平曲线较长，与 铁路，主要道路及河流交叉的地方往往是纵断面线形的控制点。在设 计平面线形时，应考虑平原区道路纵断面设计的特殊处，为纵断面设 计留有活动余地，以利于平纵线形组合设计。
7.回头曲线： 如图（5-7）所示：当山区因地质地形条件限制，自然展线困难 时所设置的回头形状的曲线称为回头曲线（圆心角大于或接近于 180°） 回头曲线是由一个主曲线、两个辅助曲线和主、辅曲线所夹的直 线段组合而成的复杂曲线。 设计速度为40km/h的公路采用35,30km/h的回头曲线设计速度； 设计速度为30km/h的公路采用25km/h的回头曲线设计速度。 主曲线继续指标规定如P135 表5-3所示
二、纵断面线形设计的一般原则





原则如下 （1）应满足纵坡及竖曲线的各项规定，以及相关高程控制点和构造 物设计对纵断面的要求。 （2）纵断面线形应平顺连续。 （3）平面上直线路段不宜在短距离内出现凹凸起伏频繁的纵断面线 形。 （4）连续上坡合下坡路段应符合平均纵坡的规定。 （5）长下坡的直坡段端部不应设计小半径的凹形竖曲线或平曲线。 （6）纵断面设计应考虑路面排水的要求。 （7）在回头曲线路段，路线纵坡有特殊规定，应先定出回头曲线的 纵坡，再从两端接坡。 （8）应争取纵向填挖平衡。
5.2纵断面线形设计





一、纵断面线形设计要点 （一）纵坡极限值的运用 在山区道路的设计中，应避免过分追求平缓的纵坡，使工程量和工程 投资增大，影响区域自然环境，或为节省工作量采用较长的陡坡或采 用不合理的陡坡与缓坡组合而影响行车安全。 应从以下三方面分析： （1）工程和环境。 （2）道路通行能力 （3）车辆行驶速度 （二）最短坡长 坡长不宜过短，以不小于设计速度9s的行程为宜
直线与平曲线变化应连续、均衡，圆曲线半径长度与相邻直线长度相适 应。设计时应避免以下组合：
(1)长直线尽头不能接以小半径曲线。
(2)短直线接大半径平曲线


2.平曲线与平曲线的组合
相邻平曲线之间的设计指标应连续、均衡、避免突变。在条件允许时， 相邻圆曲线大半径与小半径之比宜小于2.0，相邻回旋线参数之比宜 小于2.0，这种要求对行车是有利的。
二 直线的最大长度和最小长度
1.直线的最大长度 德国和日本：直线的最大长度（以米计）为20Ⅴ（Ⅴ是计算行车速度，用 km/h表示）； 苏联：8km； 美国：3mile（4.83km）。 我国规范指出:
直线的最大长度应有所限制，尽量避免长直线。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。
（二）驾驶员动视觉特点 驾驶员的视觉判断能力与车速密切相关 , 车速越高 , 其注视前方越远 , 而视角逐渐变小。 研究表明 : ①驾驶员的注意力集中和心理紧张程 度随车速的增加而增加。②注意力集中点和 视野距离随车速而增大 , 高速行驶时 , 驾驶员对前景细节的视觉开始变得模糊不清。③视角随 车速逐渐变窄 , 高速时驾驶员已不能顾及两侧景象了。

相邻反向竖曲线之间，为使增重与减重间和缓过渡，中间最好插入一 段直坡段。若两竖曲线半径接近极限值时，这段直坡段至少应为设计 速度的3s行程：当半径比较大时，亦可直接连接。如图5-12b所示




（五）各种地形条件下的纵坡设计 （1）平原、微丘地形的纵坡应均匀平缓，注意保证最小填土高度和 最小纵坡的要求。丘陵地形应避免过分迁就地形而起伏过大，注意纵 坡应顺适下产生突变。 （2）山区沿河线应尽量采用平缓纵坡，坡长不应超过限制长度，纵 坡不宜大于6%，注意路基控制标高的要求。 （3）越岭线：纵坡应力求均匀，尽量不采用极限或接近极限的坡度 ，更不宜在连续采用极限长度的陡坡之间夹短的缓和坡段。越岭路线 一般不应设置反坡。垭口附近的纵坡应尽量缓一些，应满足平均纵坡 的要求。 （4）山脊线和山腰线除结合地形不得已时采用较大纵坡外，在可能 条件下纵坡应缓些。