道路平面设计线形要素与配置
《道路勘测设计》9-3-4 平面设计
3.5.2 平面线形要素的组合与衔接
1．直线与曲线的组合 直线与曲线的组合与过渡应协调匀顺。平曲线的半径及其设计 使用长度应与邻近的直线长度相适应。 长直线容易导致高速行车，所以，长直线的尽端应避免使用小 半径的曲线，当直线长度 L ＞ 500m 时，宜有R≥500m ；而较短 的直线与小半径的平曲线连在一起，频繁转弯，造成驾驶员操 作 紧 张 ， 此 时 的 曲 线 不 宜 太 小 ， 当 L≤500m 时 ， 宜 有 R≥L （m）。 2．曲线与曲线的组合
2
2
q2
Th 2 R2 tan
2
2
LS 2 2
LS 2 2(Th 2 R2 tan
2
2
)
15.3250 ) 151 .09 2
LS 2 2(212 .06 1000 tan
则计算得，T2= 212.17m >212.06 取Ls2=151.09-2×0.11=150.88 计算得， T2=212.07m
2 3 Ls1 Ls1 Ls1 Ls1 p1 , q1 , 1 2 24R 2 2R 240R
2 3 Ls2 Ls2 Ls2 Ls2 p2 , q2 , 2 24R 2 2R 240R 2
缓和曲线参数：A12 = RLs1，A22 = RLs2
缓和曲线参数：A12 = RLs1，A22 = RLs2
则经计算得，T1=195.48m < 407.54/2=203.77m T2=407.54-T1=407.54-195.48=212.06 m 按1：1：1试算Ls2： Ls2=αR/2=15°32′50″×π/180×1000/2=135.68 计算切线长T2得，T2=204.45m
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。
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9
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10
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11
描述直线的指标
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12
描述直线的指标
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13
圆曲线
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14
（1）平曲线要素 pp203
E
圆曲线的四要素及其计算公式
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加宽表达（平面图或道路分块图）
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69
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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？
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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”。
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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。
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6
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7
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8
描述直线的指标
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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。
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35
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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。
简述公路平纵线形组合设计原则
简述公路平纵线形组合设计原则1.引言1.1 概述概述部分内容:公路平纵线形组合设计原则是指设计公路平面布置时，根据道路的特定需求和周边环境条件，合理确定公路的纵坡、水平线形及曲线形等要素的组合方式。
公路平纵线形组合设计是公路工程设计中的重要环节，直接关系到公路的舒适性、通行能力和安全性。
在公路平纵线形组合设计的过程中，需要考虑道路的纵向变化、交通安全、通行能力、视距等因素。
通过合理的设计，可以减小交通事故的发生概率，提高道路的通行效率，保障行车的舒适性。
同时，公路平纵线形组合设计还要综合考虑环境保护、土地利用等因素，使公路与周边的自然、人文环境相协调。
在实际设计中，公路平纵线形组合设计要根据不同道路类型和功能进行分析研究，比如高速公路、城市快速路、乡村公路等。
不同道路类型的设计要求和要点不同，需要根据实际情况进行调整和优化。
综上所述，公路平纵线形组合设计原则在公路工程设计中具有重要作用，通过合理的设计可以提高道路的舒适性、通行能力和安全性。
在未来的设计中，我们需要不断总结经验，借鉴国内外先进的设计理念和技术，不断创新和完善公路平纵线形组合设计原则，为建设更优质、更便捷、更安全的公路网络做出贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在介绍本篇长文的组织和框架，以便读者可以更好地理解文章的内容和逻辑结构。
首先，本篇长文分为引言、正文和结论三个部分，每个部分都有其特定的目的和内容。
引言部分主要是对整个文章进行概述，并介绍文章结构的整体安排。
正文部分是文章的核心部分，详细介绍了公路平纵线形组合设计原则的相关要点。
结论部分则对正文进行总结，并展望了未来可能的发展方向。
在引言部分，我们首先会概述本篇长文的主题——公路平纵线形组合设计原则，以及与该主题相关的背景和重要性。
接着，我们会介绍文章的结构安排，明确各个部分的内容和目的，以便读者可以在阅读过程中有条理地理解和掌握文章的核心思想。
正文部分是本篇长文的重点，会详细介绍公路平纵线形组合设计原则的要点。
[整理]公路线形设计
![[整理]公路线形设计](https://img.taocdn.com/s3/m/06d889d2960590c69fc37661.png)
7公路平面7.1 一般规定7.1.1公路平面线形由直线、圆曲线和回旋线三种要素组成。
本规范只对有关线形要素的种类、性质和指标的“一般值”或“最小值”作出了规定，至于这些技术指标如何运用以及它们之间应当如何组合，则一并在第9章“线形设计”中论述。
7.1.2平面线形各要素的选择应根据公路等级、设计速度，充分考虑沿线自然环境和社会环境，做到该直则直，该曲则曲，设计的平、纵面线形舒顺流畅，采用的平、纵指标高低均衡，并与地形、景观、环境等相协调。
7.2直线7.2.1直线是平面线形基本要素之一，具有能以最短的距离连接两控制点和线形易于选定的特点。
但由于直线线形缺乏变化，不易与地形相适应等原因，位于山岭重丘区的公路，往往造成工程量增大、破坏自然环境等弊端；在高速公路、一级公路行车速度快的情况下，更易使驾驶者感到单调、疲乏、难以准确目测车间间距，增加夜间行车车灯眩目的危险，还会导致出现超速行驶状态。
因而在设计直线线形和确定直线长度时，必须慎重选用。
有些国家在长直线的运用上有条件地加以限制。
像意大利和日本这样的多山之国，高速公路平面线形以曲线为主，如日本、德国规定直线最大长度不宜超过设计速度的20倍，即72s行程；西班牙规定不宜超过80%的设计速度的90s行程；法国认为长直线宜采用半径5 000m以上的圆曲线代替；美国规定线形应尽可能直捷，而应与地形一致；俄罗斯对直线的运用未作规定，且部分类似于高速公路的快速干道则不封闭，但都采用宽中央分隔带改善路容，设置低路堤、缓边坡以增加高速行车的安全度。
调研中，各省对长直线的运用存在不同看法，也确有直线长度远远超过20v的事例，但直线本身并无优劣之说，关键在于如何结合地形恰当地运用。
本次修订对直线的最大长度未作明确限定，仅规定“直线的长度不宜过长”，给设计人员留下空间去作分析、判断，以使设计更加符合实际。
7.2.2圆曲线间的直线长度不宜过短，是基于保证线形连续性而考虑的。
本次修订在“规范用词严格程度”上仍维持“宜”，表示允许有选择，在有条件时首先应这样做。
《道路平面线形 》课件
满足设计速度
根据道路等级和设计速 度要求，合理选择线形 要素，确保行车安全。
连续性与一致性
保持线形的连续与一致 ，提高行车方向感和驾
驶舒适度。
环保与景观协调
考虑环境保护和景观协 调，合理选择线形要素 ，减少对自然环境的破
坏。
02 道路平面线形要素
直线
直线是最简单的道路平面线形，具有 方向一致、距离短、效率高等优点。
提升道路景观
通过线形优化与周围景观相协 调，提升道路景观品质。
优化方法
现场勘查与数据收集
对道路沿线地形、地貌、交通流量等进行详 细勘查和数据收集。
计算机辅助设计
利用计算机辅助设计软件进行线形设计和模 拟。
数学建模与分析
建立道路平面线形数学模型，运用数学方法 进行优化分析。
多方案比选与综合评估
制定多个优化方案，进行综合评估，选择最 优方案。
加强环境保护措施
采取水土保持、生态修复等措施， 减少道路建设对环境的影响。
03
02
加强交通安全设施
设置交通标志、标线、安全护栏等 ，提高道路安全水平。
加强后期维护管理
定期巡查、保养和维护，确保道路 线形保持良好状态。
04
SketchUp
一款易于学习的三维建模软件，可以用于 道路设计的初步方案制定和可视化展示。
04 道路平面线形优化
优化目标
提高行车安全性
通过优化道路平面线形，降低 交通事故风险，确保行车安全
。
提高道路通行效率
合理设计道路平面线形，减少 拥堵，提高道路通行速度和效 率。
降低建设和维护成本
优化设计可降低道路建设和维 护成本，实现经济可持续发展 。
道路路线平面设计PPT课件
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32
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33
4.1.3.2 超高构成
从直线上的不设超高过渡到圆曲线上的全超高，有两种构成方式， 即绕未加宽前的路面内边缘旋转和绕线路中心线旋转。如图4-7。
.
34
4.1.3.3 超高缓和段 从直线上的路拱双坡横断面变为曲线段的具有全超高的单坡横
断面的渐变过程，这一变化段称为超高缓和段（见图4-6）。
但是，当ib很大时，行车速度低于设计速度或因故停车时，汽车 由于重力作用，会有向路面内侧下滑的倾向，特别是当冬季路面冰 冻或雨季路面泥泞湿就更危险。因此，ib的容许值应依据道路所在 地区的气候条件、地形等因素来决定。
.
24
为了保证低速车在恶劣的气候条件下能安全行驶不致有下滑的危 险性，则超高的最大容许值ib必须满足以下条件。即
0.18
0.16
0.14
美国
0.12
日本
0.10
德国
0 20 40 60 80 100 120 140 v/(km/h)
图4-5设计车速与横向力系数关系
.
23
（2）最大超高率
汽车以一定的设计速度在曲线上行驶的稳定性是由路面超高横 坡度和路面与轮胎之间横向附着力共同保证的。若取得较大的向心 力来平衡离心力，就需较大的超高度ib，以保证行车的稳定性。
127( ib)
式中：v—计算行车速度，km/h； —横向力系数； ib—路面超高横坡度，%。
在指定的设计车速下，极限最小半径Rmin决定于可以容许的最大 横向系数 ma和x 该曲线的最大超高度 ib max
最小半径
V2
Rmin12(7maxibma)x
.
18
对于 和 max 做ib m如ax 下讨论：
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。
道路勘测设计__第二章_平面设计
hg b
公路学院
3.横向滑移条件分析
横向滑移：汽车在横向力的作用下，可能产生沿横向力方 向的侧向滑移。
稳定条件：横向力大于或等于轮胎与路面之间的横向附着 力。即：
X Y h G h
φh——横向附着系数
X G
h
R
V2
127 h
ih
利用此式可计算出汽车在平曲线上行驶时，不产生横
曲线构成反弯的错觉； ②当直线过短甚至把两个曲线看成是一个曲线。
危害： 破坏了线形的连续性，造成驾驶操作失误，应尽
量避免。 解决办法：
因为是视觉上的判断错觉，最好的办法是在两同 向曲线间插入长的直线段，让驾驶员在前一个曲线 上看不到下一个曲线。
公路学院
《规范》规定： 当设计速度≥60km/h时，同向曲线间的直线最小
反向曲线：两个转向相反的相邻曲线之间连以 直线所形成的平面线形。
对反向曲线间直线最小长度的规定，主要考虑 考虑到其超高和加宽缓和的需要，以及驾驶人员操 作的方便。
公路学院
《规范》规定： 当设计速度≥60km/h时，反向曲线间直线最小
长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的2 倍为宜。
l 2V
道路勘测设计
（第二章 平面设计）
内容提要
• 汽车行驶轨迹特性与道路平面线形要素 。 • 直线的特点和运用、最大长度和最小长度。 • 圆曲线的特点、半径大小及其长度 。 • 缓和曲线的性质、形式及最小长度和参数 。 • 平面线形设计原则和线形要素组合类型 。
公路学院
第一节 概 述
一、路线的相关概念
《标准》中计算一般最小半径时:
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道路平面设计线形要素与配置
摘要：根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定道路各线形要素
和几何参数，保持线形的连续性和均衡性，避免长直线，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，线形设计还应考虑行驶美学、驾驶员的视觉及心理上
的要求，因此本次着重讨论圆曲线的半径、缓和曲线长度以及直线、曲线的合理
配置等。
关键词：道路；线形要素；长直线；圆曲线；半径；缓和曲线；长度；合理
配置
1 道路线形要素基本概述
1.1路线平面的基本线形
道路是一条三维空间的实体，是一个带状构造物。
它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线形构造物。
1.2直线
a.直线的特点：
直线距离短，直捷，通视条件好。
汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，
驾驶操作简易。
便于测设。
直线线形大多难于与地形相协调，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。
过长的直线易使驾
驶人感到单调、疲倦，难以目测车间距离。
b. 宜采用直线线形的路段：
（1）不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；
（2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；
（3）长的桥梁、隧道等构造物路段；
（4）路线交叉点及其前后；
（5）双车道公路提供超车的路段。
1.3圆曲线
是平面线形中常用的基本线形，在道路遇到障碍或地形需要改变时设置。
1.4缓和曲线
设置在曲线与圆曲线或不同半径的两圆曲线之间，用以缓和人体感到的离心
加速度的急骤变化，从而达到驾驶员操作流畅，视觉平顺，线形连续。
缓和曲线
目前有：回旋曲线、三次抛物线、双纽曲线等。
汽车行驶轨迹与道路平面线形，行驶中汽车重心轨迹的几何特征：
（1）轨迹连续。
这个轨迹是连续的和圆滑的。
（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：其曲率的变化率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。
2 圆曲线
2.1概述
它是路线平面设计中的主要组成部分，它具有易与地形相协调、可循性好、
线形美观、容易测设等优点，使用十分普遍。
其特点：
（1）测设、计算简单。
（2）由于离受心力作用，占用道路更宽。
（3）汽车在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件差，易发生交通事故。
（4）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。
圆曲线的优点：符合地形、布线灵活；线形优美。
圆曲线的缺点：路线较直线长；行车受力复杂；视距受阻；驾驶劳动强度大。
2.2圆曲线半径的确定
一般情况下宜采用最小半径的4—8倍或超高2%—4%的圆曲线半径；地形限
制时，应采用大于或接近于一般最小半径；地形特别困难不得已时，方可采用极
限最小半径；前后线形要素要协调，使之连续、均衡；应配合纵面线形，避免小
半径与陡坡相重合；积极推行反算，并结合标准。
2.3圆曲线的计算
ZY=JD-T
YZ=ZY+L
QZ=ZY-L/2
JD=QZ+J/2
3 缓和曲线图圆曲线计算
3.1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。
（1）缓和曲线的线形特征：
曲率渐变，设于直线与圆曲线间，符合汽车转弯时的行驶轨迹。
线形缓和，
消除了曲率突变点。
曲率渐变，线形顺适美观，具良好的视觉效果和心理作用感。
线形灵活、自由，更能与环境适应、协调配合。
使平面线形更加灵活、经济、合理。
计算、测设均较复杂。
（2）缓和曲线的作用
线形缓和；通过曲率的变化，线形圆滑美观，有良好的视效果和心理作用感，适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅，便于车辆遵循。
行车缓和；离心加
速度逐渐变化，不致产生侧向冲击力，乘客感觉舒适；超高和加宽缓和；超高横
坡度逐渐变化，减少行车振荡，使行车更加平稳。
3.2 设计标准
（1）缓和曲线的最小长度
将β0=3°和β0=29°分别代入上式，则A的取值范围为：
经验证明：当R在100m左右时，通常取A＝R；如果R小于100m，则选择
A≥R。
在圆曲线半径较大时，R≥3000m，A<R/3。
（3）缓和曲线的省略
在直线和圆曲线间设置缓和曲线后，圆曲线产生了内移，其位移值为
在Lh一定的情况下，△R与圆曲线半径成反比，当R大到一定程度时，△R
值将会很小。
这时缓和曲线的设置与否，线形上已经没有多大差异。
一般认为当
△R ≤0.10时，即可忽略缓和曲线。
如按3s行程计算缓和曲线长度时，取△R
=0.10，计算不设缓和曲线的临界半径
4 平面线形的组合与衔接
4.1直线与曲线的组合
路线直曲的变化应缓和匀顺，直线与曲线组合得当，能提高线形的行驶质量。
直线与曲线配合不好的线形应予避免。
同向曲线间的短直线可用大半径的曲线来
代替。
4.2、曲线与曲线的组合
要求：线形连续均匀、没有急剧的突变。
圆曲线的组合：回头曲线适用二、三、四级公路当自然展线无法争取需要的距离以克服高差时，或因地形、地质条
件所限不能采取自然展线时，可采用回头曲线展线。
4.3 平面组合线形
简单型曲线：直线-圆曲线-直线的顺序组合的线形。
适用：四级公路。
凸型曲线：直线-回旋线-回旋线-直线的顺序组合的线形。
适用：一般不用，
仅地形、地物受限路段用；设置的几何条件。
S型：两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合。
适用场合：交点间距受限（交点间距较小），S型两圆曲线半径之比不宜过大
C型：同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的线形。
其连接处的曲率
为0，也就是R=¥，相当于两基本型的同向曲线中间直线长度为0。
适用：交点间距受限（交点间距较小）。
C型曲线只有在特殊地形条件下方可采用。
5 总结
在现代高速公路、城市道路上，缓和曲线、直线和圆曲线，成为平面线形的
主要组成部分被广泛地使用。
道路线形设计优良与否至关重要，它不仅便于车辆
遵循，使乘客感觉舒适，对汽车行驶的安全性、舒适性、经济型及通行能力和交
通容量等起着决定性的作用，而且会对沿线影响区内的经济开土地利用、环境保
护及即人们的生产生活产生较大的影响，改善道路线形设计，对有效减少交通事
故具有重要意义。
参考文献
[1]黎东培，郑传海. 浅谈公路设计中应注意的问题及解决对策[J]. 企业导报. 2012
[2]李志伟. 公路道路线形设计中应注意的几个问题[J].交通世界. 2012。