现代道路设计平面线形设计
道路勘测设计(平面线形设计1)
制定最大超高坡度 ih （max ）要根据道路所在地区的气候条件， 还要给驾驶员和乘客以心理上的安全感。对重山区，城市附近， 交叉口以及有相当数量非机动车行驶的道路，最大超高还要比 一般道路小些。
（二）最小半径的计算
《标准》中规定的最小平曲线半径是汽车在曲线部 分能安全而又顺适的行驶的条件而确定的。 最小平曲线半径的实质是汽车行驶在公路曲线部分 时，所产生的离心力等横向力不超过轮胎与路面的 摩阻力所允许的界限，并使乘车人感觉良好舒适的 曲线半径值。
哪一个最优？
2. 当采用长的直线线形时，应注意的问题：
（3）道路两侧过于空旷时，宜采取植不同树种或设
臵一定 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，还必须采取设臵标 志、增加路面抗滑能力等安全措施。
美 国 俄 勒 冈 州
X Fcos α Gsin α
X F Gi h Gv 2 Gi h gR v2 G( ih ) gR
Y
X
V2 ih 127R
（一）计算公式与因素
根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径： 当设超高时 ：
V2 R 127( i h )
式中：V——设计速度，（km/h）；
V2 R 127( μ ih )
ih
1．极限最小半径
指各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系数情况 下，能保证汽车安全行驶的最小半径。
V2 R 127( μ ih )
强调说明：极限最小半径是路线设计中的极限值，是在特殊困难 条件下不得已才使用的，一般不轻易采用。
2．一般最小半径
道路平面线形设计标准是什么
道路平面线形设计标准是什么道路平面线形设计标准是指在道路设计中，根据道路功能要求以及交通安全、交通效率等因素，确定道路的线形设计参数。
道路线形设计标准是道路规划和设计中的重要部分，主要包括设计车速、设计几何断面、曲线半径、坡度等。
首先，道路的设计车速是确定道路几何形状和水平曲线半径等参数的基础。
设计车速是指车辆可以安全、顺畅地行驶在道路上的最高速度。
设计车速的选择应综合考虑道路功能、交通安全和经济因素等，通常分为快速道路、普通道路和低速道路等不同级别，每个级别都由相应的标准规定。
其次，设计几何断面是指道路在水平和垂直方向上的形状和尺寸。
水平几何断面的设计包括道路宽度、车道数量、分隔带宽度等参数的确定；垂直几何断面的设计包括路堤高度、坡度、路肩宽度等参数的确定。
设计几何断面的确定需要考虑道路的交通量、车辆类型、交通流组成等因素，以实现安全、顺畅、高效的交通。
曲线半径是指道路的水平曲线，在道路设计中起到引导车辆行驶和保证安全的作用。
曲线半径的选择与设计车速相关，设计车速高的道路需要较大的曲线半径，以确保车辆在曲线行驶时有足够的视距和横向空间来保证安全。
坡度是指道路在垂直方向上的变化率，用来描述道路的爬坡或下坡程度。
坡度的选择应考虑道路的水平曲线、纵坡曲线、视距要求以及排水等因素。
合理的坡度设计不仅可以提高道路的通行能力，还可以减少交通事故的发生。
除了以上几个参数外，道路平面线形设计还需要考虑其他因素，如道路标线、交通标志、路缘石、交叉口等，以实现道路的安全、流畅和便利。
同时，不同地区、不同类型的道路都有相应的线形设计标准，如城市快速路、高速公路、乡村道路等，每个标准都有具体的设计要求和限制条件。
总之，道路平面线形设计标准是道路规划和设计的重要参考依据，它通过合理确定设计车速、几何断面、曲线半径、坡度等参数，为道路的安全、流畅和高效提供技术支持。
道路线形设计标准的制定需要综合考虑道路交通状况、车辆类型、经济效益等因素，以满足人们对道路交通的需求。
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。
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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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68
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。
第2章 道路平面线型规划设计
第2章城市道路平面线形规划设计2.1城市道路平面规划设计的内容和要求道路线形指道路路幅中心线（又称中线）的立体形状，道路中线在平面上的投影形状称为平面线形。
城市道路平面线形规划可划分为总体规划、详细规划两个阶段。
总体规划阶段的城市道路平面线形规划主要是根据城市主要交通联系方向确定城市主要道路中心线的走向,并进一步确定城市路网；详细规划阶段的城市道路平面线形规划设计一般在上一层次已经确定的城市道路网规划基础上进行，需要进一步详细确定用地范围内各级道路主要特征点的坐标，曲线要素等内容，便于进一步的道路方案设计。
在城市道路规划设计中，经常会碰到山体、丘陵、河流和需要保留的建筑，有时还因地质条件差而需要避开不宜建设的地方，所以无论城市道路还是公路不可避免要发生转折，就需要在平面上设置曲线，所以平面线形由直线和曲线组合而成。
如果城市道路转折角度不大，可把转折点设在交叉口，使道路线形呈折线状，这样可以减少道路上的弯道，便于道路施工和管线埋设，也有利于道路两侧建筑的布置。
如果转折点必须设置在路段上，则需要根据车辆运行要求设置成曲线，曲线又可分为曲率半径为常数的圆曲线和曲率半径为变数的缓和曲线。
城市道路平面线形规划设计的主要任务为：根据道路网规划确定的道路走向、道路之间的方位关系，以道路中线为准，考虑地形、地物、城市建设用地的影响，根据行车技术要求确定道路用地范围内的平面线形，以及组成这些线形的直线、曲线和它们之间的衔接关系；对于小半径曲线，还应当考虑行车视距、路段的加宽和道路超高设置要求等。
在学习本章时，尽管公式较多，但道路平面线形设计的一些常用参数，往往是可以通过查阅规范取得的，只有在旧城改造中用地条件苛刻的情况下，才需要计算道路线形要素。
所以，掌握查阅设计规范、理解计算公式的基本原理和适用条件，将是学习本章的关键。
2.2 道路弯道平曲线规划设计2.2.1 曲线要素构成及基本作用在城市道路规划设计中，一般采用圆弧曲线连接直线路段，为了使线形平顺，连接方式必须是切点相连，道路圆曲线一般通过曲线要素来描述。
《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。
道路平面线形设计的一般原则是什么
道路平面线形设计的一般原则是什么
道路平面线形设计的一般原则是什么？下面本店铺为大家带来相关内容介绍以供参考。
（1）应直捷、连续、均衡，并与沿线的地形、地物相适应，与周围环境相协调。
（2）不论转角大小均应敷设平面曲线，并尽量选用较大的圆曲线半径。
当公路转角较小时，应设法调整平面线形，当不得已而设置小于70的偏角时，则必须设置足够长的曲线。
（3）曲线间应设置足够长度的直线，一般以不小于6倍设计车速（以km／h计）的直线长度为宜。
不得以短直线相连形成断臂曲线而影响线形连续和美观，否则应调整线形使之成为一个单曲线或复曲线，或运用回旋线组合成卵型、复合型及凸型等曲线，改善线形质量。
（4）曲线间应设置足够长的直线，一般以不小于2倍设计车速（以km／h计）的直线长度为宜。
否则应调整线形，或运用回旋线将其组合成S型曲线，改善线形质量。
（5）连续急弯的线形，可在曲线间插入足够长的直线或回旋线，以保证线形的光滑、连续、平顺。
（6）组合复杂的线形，应特别注意整条路线技术指标的均衡性与连续性，以获得良好舒适的行车条件。
（7）平面线形设计时，应注意平面线形与纵断面线形之间的良
好组合，形成良好的空间线形，保证行车的快速、安全、舒适。
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§1.平面线形及其设计要求
直线的运用 1) 不受地形、地物限制的平坦地区、沙漠地区、
山间开阔谷地； 2) 市镇及其近郊或方正的耕作区等规划以直线条
为主体的地区； 3) 高路堤、长大桥梁、隧道等路段； 4) 路线交叉点前后、收费站前后； 5) 双车道公路提供超车的路段。
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
缓和曲线应用注意的问题 1)线形缓和在线形设计中应作为主要线形要素在确定回旋线参数时，应在下述范围内选定：
R AR 3
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
缓和曲线应用注意的问题 4)当圆曲线部按规定设置超高或加宽时，缓和
从线形的协调性出发，宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比 设计成1：1：1。
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
二.平面线形组合类型及其设计要求
（二）S型 两个反向圆曲线用两段反向回旋线径相连接的组合形式。
适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
二.平面线形组合类型及其设计要求
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
一.平面线形基本要素及其设计要求
2.圆曲线
特点 ➢ 圆曲线上任意点的曲率半径R为常数，故测设比
较简便； ➢ 汽车在圆曲线上行驶要受到离心力作用，并需要
多占宽度； ➢ 汽车行驶在圆曲线内侧，驾驶员视线受到路堑边
坡或其他障碍物的影响，视距条件较差，容易发 生事故； ➢ 采用较大半径的长缓圆曲线，具有线形美观、顺 适、易于适应地形和环境、行车舒适等特点。
3) 一般情况下宜采用极限最小半径的4~8倍或超高为 2%~4% 所对应的圆曲线半径值；
4) 地形条件特别困难时，可使用极限最小半径； 5) 对于高等级公路，圆曲线半径除满足上述要求外，
最好还要满足视觉舒适的最小半径，以保证线形美 观、协调和行车视觉舒适。
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
应用圆曲线的关键是如何选择合理的圆曲线半径和 长度，一般情况下应遵循如下几点：
直线的运用注意的问题 1) 直线路段路线纵坡不应过大； 2) 平面直线最好与纵面大半径的凹形竖曲线组合； 3) 直线路段两侧地形过于空旷、景观单调或变化较
少时，宜采取植不同的树种或设置合理的建筑物 等措施改善公路沿线的景观，保证行车安全、舒 适； 4) 长直线或长下坡尽头的平曲线，除曲线半径、超 高、视距等必须符合规定要求外，还必须采取设 置交通标志、增加路面抗滑能力等安全措施；
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
直线的运用注意的问题 5) 直线长度既不宜过长，也不宜过短，尤其是同向
平曲线之间不得设置短的直线。按《公路路线设 计规范》规定，最大的直线长度为设计车速的20 倍左右为宜，而最短的直线长度反向曲线间2倍设 计车速（以km/h取计）、同向曲线间取6倍设计 车速（以km/h计）为宜。
6) 选取圆曲线半径时应考虑与前后线形要素之间的 相互协调，使得整条平面线形连续、均衡；
7) 圆曲线应与纵面线形相配合，必须避免小半径曲 线与陡坡相重合的情况。一般竖曲线半径为平曲 线半径的10~20倍左右为宜；
8) 圆曲线长度除应满足相应公路等级的规定要求外 ，还应照顾与缓和曲线长度之间的关系，以保证 线形的协调和均衡。一般建议缓和曲线长度Ls与 圆曲线长度Ly的关系为1：1：1或1：2：1为宜。
（二）S型 两个反向圆曲线用两段反向回旋线径相连接的组合形式。
适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。 适用条件：
（1）S型相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等。当采用不同的 参数时，A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜
（2）在S型曲线上，两个反向回旋线之间不设直线，是行驶力 学上所希望的。不得已插入直线时，必须尽量地短，其短直 线的长度或重合段的长度应符合下式：
平面线形设计
－平面线形及其设计要求 －平面线形直线型设计方法 －平面线形曲线型设计方法概述 －曲线型设计方法之一—曲直法 －曲线型设计方法之一—积木法
§1.平面线形及其设计要求
一.平面线形基本要素及其设计要求 1.直线 特点 ➢ 直线路线短捷，行车方向明确； ➢ 直线线形简单，测设容易； ➢ 过长的直线线形呆板，行车单调，容易使驾 驶员产生疲劳，容易发生超车和超速行驶， 行车时难以估计车辆之间的距离，夜间行车 容易产生眩光等等，这些都是影响行车安全 的不利因素。 ➢ 直线线形呆板，布设时难以与地形及周围环 境很好地协现代调道。路设计
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
一.平面线形基本要素及其设计要求 3.缓和曲线 作用 ➢ 1)线形缓和。 ➢ 2)行车缓和。 ➢ 3)超高和加宽缓和。
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
一.平面线形基本要素及其设计要求 3.缓和曲线
基本性质 rl=A2 (rl=C) ——极坐标方程式
式中：r— 回旋线上某点的曲率半径（m）； l— 回旋线上某点到原点的曲线长（m）； A—— 回旋线的参数。 A表征回旋线曲率变化的缓急程度。
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
应用圆曲线的关键是如何选择合理的圆曲线半径 和长度，一般情况下应遵循如下几点：
1) 在适应地形的情况下应尽量选用较大的曲线半径；
2) 半径的选定要根据路线走向、地形地物约束情况及 线形组合要求等，采用切线长、外距、曲线长等进 行反算，然后对照规范规定进行取舍；
曲线长度应大于或等于超高过渡段或加宽过 渡段长度 5)缓和曲线除应满足要求的最小值外，考虑线 形组合要求，Ls:Ly:Ls=1:1:1或1:2:1为宜， 以保证线形组合的协调、均衡
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
二.平面线形组合类型及其设计要求
（一）基本型 按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合的线形。 适用场合：交点间距不受限。
设置基本型的几何条件：α>=2β0 (α为路线转角，β0为缓和曲线角)
α
现代道路设计
§1.平面线形及其设计要求
二.平面线形组合类型及其设计要求
（一）基本型 按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合的线形。 适用场合：交点间距不受限。
设置基本型的几何条件：α>=2β0 (α为路线转角，β0为缓和曲线角)