道路几何线形设计
公路与城市道路几何设计(1984)
公路与城市道路几何设计(1984)公路与城市道路几何设计是道路设计中的重要部分，它涉及到道路的几何形状、横断面和纵断面等方面。
它的主要目的是确保道路的安全、便利和舒适性，同时也要兼顾环境保护和土地利用效益。
公路几何设计考虑了道路的水平和垂直布置。
水平几何设计确定了道路的线形，包括设计的车行线、交叉口位置和曲线的半径等。
这些参数的选择取决于道路的交通流量、速度要求、视距和地形条件等。
水平曲线是道路设计中常见的曲线形式，它可以使车辆在转弯时更加平稳，减少刹车距离和刹车力。
另外，交叉口的设计也是水平几何设计的重要内容，它涉及到交通流量、转弯半径、加速车道和减速车道等因素。
而垂直几何设计则涉及到道路的高程布置，包括道路的纵坡和桥梁的设计等。
道路的纵坡设计影响着车辆的爬坡能力、制动能力和视觉距离等。
合理的纵坡设计可以提升车辆的舒适性和安全性。
桥梁的设计也是垂直几何设计的重要内容，它需要考虑到桥墩的位置、桥面的高程和跨度等因素。
桥梁的设计要兼顾结构安全和车行的便利性，确保水流通畅和通行的安全。
城市道路的几何设计有其独特的特点。
由于城市道路的交通流量大、车速快、行人多，对道路的设计提出了更高的要求。
为了满足城市交通的需求，城市道路通常采用分离式设计，即分为快速道和慢速道两个部分。
快速道用于车辆高速通行，慢速道用于车辆停靠和行人交通。
此外，城市道路的设计还需要考虑到交通信号灯、人行横道、公交站点和停车设施等因素。
这些要素的合理设置可以提高城市交通的效率和安全性。
公路与城市道路几何设计还需要兼顾环境保护和土地利用效益。
在设计过程中，需要尽量减少对土地和环境的占用和破坏。
因此，在选择道路线路时，需要避开敏感区域，如水源地、保护区和居民区等。
此外，还需要考虑到道路的地质条件、土壤稳定性和自然灾害等因素，确保道路的安全性和可持续发展。
总之，公路与城市道路几何设计是道路设计中的重要部分，它涉及到道路的水平和垂直布置。
合理的几何设计可以提高道路的安全性、便利性和舒适性，同时也要兼顾环境保护和土地利用效益。
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。
路线设计PPT课件
缓和曲线
缓和曲线的作用 设置缓和曲线的作用是缓和人体感到的离心加速度的急剧变化，且使驾驶员容易做到匀顺地操纵方向盘，提高视觉的平顺度，保持线形的连续性。
缓和曲线
一、设置缓和曲线的目的和条件 （一）设置缓和曲线的条件 《标准》规定：直线与小于不设超高的圆曲线最小半径相衔接处，应设置缓和曲线（回旋线）；四级公路的直线与小于不设超高的圆曲线最小半径相衔接处，可不设置缓和曲线（回旋线），用超高、加宽缓和段径相连接。
S3′为对向车行驶的距离，按 t 2 的三分之二时间确定。
式中： V′— 对向汽车行驶速度(Km /h)。
行车视距
●《标准》规定高速公路、一级公路应满足停车视距的要求。其标准如下表。
三、各级公路对视距要求
设计速度（km/h）
120
100
80
60
停车视距（m）
缓和曲线
（二）设置缓和曲线的目的 有利于驾驶员操纵方向盘 消除离心力的突变，提高舒适性 完成超高和加宽的过渡 与圆曲线配合得当，增加线形美观
缓和曲线
二、缓和曲线最小长度 缓和曲线最小长度应满足： 使汽车平顺地由直线段过渡到到圆曲线段，并对离心力的增长有一定的限制； 驾驶员操纵方向盘所需的必要时间以利驾驶员顺适地操纵放向盘； 满足道路设置超高与加宽过渡的要求。
第一节 平面线形
一、 直线
二、 圆曲线
三、 缓和曲线
四、 行车视距
五、 平面线形设计要点
平面设计的主要内容: 1．平面线形设计，包括直线、圆曲线、缓和曲线各自的设计及其组合设计，同时要考虑行车视距问题。 2．弯道部分的特别设计，如弯道加宽、弯道超高等。 3．沿线桥梁、隧道、道口、平面交叉口、广场和停车场等的平面布设，还有分隔带以及其断口的平面布置、路侧带缘石断口的平面布置。 4．道路照明及道路绿化的平面布置。
设计总结：道路几何设计汇总
设计总结：道路几何设计汇总01地形平缓路段为设置菱形互通而采用高架桥方案时，纵断面线形应注意以下方面：纵断面最高点（变坡点）应设在主孔的跨中。
对应凸曲线半径宜满足视觉半径。
条件受限时，可按设计速度提高一档所对应的凸形竖曲线最小半径一般值进行控制。
高架桥的纵坡宜在3%～3.5%之间。
平面圆曲线或直线应布设应涵盖主跨及附近桥孔，以满足平纵组合的要求。
02同向直线长度不满足要求时，采用设置不满足相邻半径比的不超高反向圆曲线替代同向直线，存在以下问题：（1）相邻反向圆曲线的半径比大于2倍。
（2）路线存在小转角。
（3）以上两种不利因素叠加。
因此不能采用设置不满足相邻半径比的不超高反向圆曲线来替代同向直线。
互通匝道在纵坡平缓、视距良好的受限路段，可放松要求，但路线转角及平曲线长度应满足规范对路线小转角的要求。
03公路的最小纵坡不宜小于0.5%，受限路段不应小于0.3%。
城市道路在设置超高的路段，最小纵坡不宜小于0.5%。
平面线形为直线，且填方高度接近临界软基路段，如采用平坡（0%），应经院级评审。
移动路脊或双路拱的施工困难、工效低，个别项目施工单位存在故意忽视的现象，因此最小纵坡宜大于0.5%。
不设中央分隔带的四车道二级公路或四车道及以上的城市道路，当平面线形为S形曲线时，反弯点（公切点）横坡应为正常路拱。
如果反弯点横坡为0%时，最小纵坡应大于0.5%，以规避两侧都要采取综合排水措施。
软基路段设置平坡（0%），可以降低填土高度，但施工质量控制不好时，容易产生不均匀沉降，导致排水不畅。
设置平坡（0%）容易在设计文件审查时引发专家异议，应慎重采用。
《公路路线设计规范》：8.2.3 公路的纵坡不宜小于0.3%。
横向排水不畅的路段或长路堑路段，采用平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。
8.5.3 在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计为0%。
当合成坡度小于0.5%时，应采取综合排水措施，保证路面排水通畅。
《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 。
公路与城市道路几何设计纲要
公路与城市道路几何设计纲要一、前言公路与城市道路的几何设计是交通工程中的重要环节，它涉及到道路的布局、线形、横断面、纵断面等各个方面。
良好的几何设计不仅能确保行车安全，提高交通效率，还能提升道路的美观度和舒适度。
本纲要旨在为公路与城市道路的几何设计提供指导和规范。
二、设计原则1. 安全至上：几何设计首先要保证行人和车辆的安全，线形设计应避免急弯、陡坡等安全隐患。
2. 功能性原则：根据道路的使用功能（如高速公路、主干道、次干道等）进行有针对性的设计，满足交通流量、车速等要求。
3. 协调性原则：道路几何设计应与周边环境相协调，如地形、水文、建筑物等。
4. 经济性原则：在满足功能和安全的前提下，尽量降低建设成本和维护成本。
5. 可持续性原则：设计应考虑环境保护，合理利用土地资源，为未来发展预留空间。
三、设计要素1. 平面几何设计：包括直线、圆曲线、缓和曲线等线形的选择与组合，应满足行车视距、超车视距等要求。
2. 纵断面几何设计：涉及道路的坡度、坡长、竖曲线等，应考虑排水要求和行车舒适度。
3. 横断面几何设计：包括车道宽度、路肩宽度、侧向净空等，应根据交通流量和车型确定。
4. 交叉口设计：针对不同道路的交叉口进行合理的渠化设计，提高交通流畅度。
5. 景观设计：结合绿化带、路灯、公交站台等元素，创造优美的道路景观。
四、设计流程1. 需求分析：明确道路的功能定位、交通流量等基本需求。
2. 现场勘查：详细了解现场地形、地质、环境等条件。
3. 方案设计：根据需求分析和现场勘查结果，制定多个设计方案。
4. 方案评估：从安全、功能、经济、环境等方面对方案进行综合评估。
5. 方案优化：根据评估结果，对方案进行优化调整。
6. 施工图设计：完成最终的施工图设计，准备施工阶段。
7. 设计变更：施工过程中根据实际情况进行必要的设计变更。
8. 项目验收：完成项目后进行验收，确保设计目标的实现。
五、结语公路与城市道路的几何设计是整个交通工程建设的关键环节，直接关系到道路的使用功能和交通安全。
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。
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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。
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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
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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：
道路工程设计服务中的道路几何设计原则
道路工程设计服务中的道路几何设计原则道路是现代城市和乡村交通的重要组成部分，对于道路工程设计服务而言，道路几何设计原则是确保道路在设计、施工和使用过程中的安全和舒适性的关键。
在道路的几何设计中，需要考虑到交通流量、车辆类型、设计速度、地形条件以及环境因素等各种要素。
本文将重点介绍道路工程设计服务中的道路几何设计原则，以提高道路的安全性和实用性。
一、水平几何设计原则水平几何设计是指道路中的水平线形，包括改道车道、行车道和转弯区等。
在水平几何设计中，有几个重要的原则需要遵循。
1. 设计速度原则设计速度是指道路设计时所考虑的车辆通过道路的预计速度。
在进行水平几何设计时，应根据道路的设计速度来确定不同转弯半径的要求，确保车辆能够安全、平稳地行驶。
2. 转弯半径原则转弯半径是指道路中转弯区的最小曲线半径。
在进行转弯半径的设计时，需要考虑到车辆的转弯半径和速度，确保车辆能够顺利通过弯道。
较小的转弯半径会导致车辆转弯时需要减速，从而影响交通的流畅性。
3. 弯道半径原则弯道半径是指道路中弯道的最小曲线半径。
在设计弯道时，需要根据弯道的设计速度和车辆的侧向加速度来确定弯道半径，以确保车辆能够在弯道上保持稳定和安全。
4. 超高原则超高是指道路中相对于自然地面的高度。
在进行超高设计时，需要考虑到车辆的净高和侧向加速度等因素，以确保车辆在通过高架桥、立交桥等地方时不会发生撞击或侧翻事故。
二、纵向几何设计原则纵向几何设计是指道路中的纵向线形，包括纵坡、坡度和坡顶等。
在纵向几何设计中，存在着以下几个重要原则。
1. 纵坡原则纵坡是指道路在纵向上的变化率，用来调整道路的高度差。
在进行纵坡设计时，需要根据设计速度、车辆类型和地形条件等因素，确保车辆在上下坡时的安全性和舒适性。
2. 坡度原则坡度是指道路的纵向坡度，用来调整道路的倾斜程度。
在设计坡度时，需要考虑到车辆的牵引力和制动能力等因素，以确保车辆在上下坡时能够保持稳定。
3. 坡顶原则坡顶是指道路上的平坦区段，在连续的上坡和下坡之间设置，用于缓冲车辆在上下坡之间的转换。
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竖曲线
道路竖曲线的设计依 据是司机的视距要求和行 车的舒适平顺。
竖曲线位置的选择和 半径大小的选取都非常重 要，他们直接影响路线线 性的好坏，以及与地形配 合的关系。
（三）道路平纵线性组合设计
• 道路设计中，平纵曲线
公路的几何设计
康雪成
主要内容
➢几何设计的重要性
➢几何设计的准则
➢线形设计要点
线性自身的协调性 公路线形与环境的协调
几何设计的重要性
• 公路的几何设计对于交通安全起着先决作用。 • 合理、安全的公路设计，可以提供清晰醒目的行
车方向，提供足够的视距及其他信息，能够符合 驾驶人员普遍期望的设计效果。
平面直线与纵向竖曲线的二维线形
（4）具有平纵组合 的三维线性 这种组合在丘陵、 山地城市中最常见， 是一种变化最为丰 富，并且最能感受 驾驶乐趣的线性。
二、线形设计和景观设计的协调性
• 1 、公路线形与环境 的协调
• 1) 通视。保持足够的行车 视距,使公路各组成部分的 空间位置协调、充分利用 景观特色, 使司机感到线 形优美、流畅连续, 行驶 安全诱导系统使司机能预 见公路方向及路况变化, 并且舒适。
解决道路转向，是路线适应地形的 重要手段
闽西高速公路
（二）纵断面线性
纵坡
纵坡本身对于行车来说并不利， 但为了适应地形的起伏变化，也为 了满足路面排水的需要，道路一般 都设有一定的纵坡。
对于公路来说，纵坡的设计主 要是为了适应地形的变化。好的纵 坡设计不仅可以满足行车的要求， 而且还能控制土方的工程，减少原 地貌的破坏。特别是在复杂地形条 件下，纵坡的设计与平面线性的配 合尤为重要。
3 公路线形与植被的协调
• 植物一直是人们生活中不可缺少的一部分, 可以充分利用植物的建筑特性和功能特性。 路边的草地可以当作公路空间的地板,路边 树木可作为该空间的墙壁,而树的顶盖枝叶 则形成了该空间的天花板,中央分隔带的花 草树木则成为了合理分配该空间的矮隔墙, 这样就使公路成为了融合于自然的一道绿 色走廊。
2 、公路线形与地形的协调
• 线形要与地形配合, 这是线形与环境协 调的主要内容。
• 公路与环境协调第一位的工作是抓住地形特征, 充 分利用地形, 避免对地形的任意切割,使路线与地 形有机结合起来。沿河线、傍山线、越岭线均是很 有特点的路线, 只要处理得好, 就能产生令人难忘 的印象。当然公路与环境协调还包括充分利用当地 的风景资源, 使其成为路边富有吸引力的景观, 以 丰富旅行生活, 有利于克服行车的单调感。
道路外侧
道路内侧
• 例如: 弯道内侧植树能突出水平弯道的视觉效 果, 而在弧形弯道外侧植树能够强调道路弧线。 竖向弯道两侧有树,可以预先见到弯道另一端 的延续性。凸曲线坡顶前无水平方向变化时, 路两侧的树木可使驾驶员预先明了, 而前面有 方向变化时, 也可以预先受到警示。公路上有 叉道时,也可以通过在叉道口植树或在一条叉 道两侧植树来加以强调。
• 这种组合主要有平 面曲线与纵面直线 构成，对景观的影 响关键在于平曲线 的大小和直坡的长 短。
平面曲线与直坡的二维线形
（3）平面直线与纵向竖 曲线的二维线性 这种组合在微丘地形条 件下的城市比较常见，， 它对路用者的影响较大。 特别要注意的是凸曲线 的上坡路段，前方道路 视线有中断的可能，会 降低道路的视觉连续性。 但下坡路段，视野开阔， 可道路或城市全景，是 一个不错的欣赏市容的 视角。
的组合设计是一项很重要 的任务。它不仅影响着路 线线性的好坏，而且对司 机的视线起诱导作用。 • （1）平面线性与小坡度的 简单组合 • 平坦地形的城市道路网中， 交叉口之间的路段一般都 是这种情况，线性变化小， 容易与各种建筑类型，形 成丰富的城市景观。
直线公路与直坡
• （2）平曲线与纵曲 线的二维线性
• 一旦通过选线确定公路走向并由此确定几何线形， 则其他项目几乎都已经随选定的几何线形得以确 定，其他如桥涵构造物的位置、安全设施等几乎 只是成了怎样趋于更加合理的问题了
几何设计的准则
• 1) 道路应具有优美的三维空间外观, 应当是顺 畅连续和可以预知的,应当与周边的环境保持适 当的比例;
• 2) 平面、纵断面线形和横断面的结合应合理, 平曲线与竖曲线应配合均衡、协调;
• 6) 道路设计时应避免过长的直线路段, 若由于 周围环境限制需采用长直线时,应通过绿化、小 品等设计增加视觉变化。
线形设计要点
一 、公路线性自身协调型设计
公路线性自身的协调性主要取决于平、纵线形的结合。
（一）平面线性
直线
最简单、最主要的Βιβλιοθήκη 性具有非常明确的方向 比较容易布置城市建筑
圆曲线和缓和曲线
• 3) 在保证交通安全性的前提下, 线形具有动态 平顺性, 不应产生局部波浪式起伏和急剧转折;
• 4) 道路路线要在符合技术要求的条件下, 尽量 适应地形地貌及自然景观,避免有过大的填挖, 力求与周围景色融为一体, 而不露出施工痕迹;
• 5) 突出道路形象, 通过借助交通设施诱导视线, 以保持线形连续性;
• 2) 导向。建立合适的安全 的行驶措施。
• 3)协调。公路与自然景观 协调, 与周围环境融为一 体, 适应地形,尽量减少施 工痕迹, 消除公路景观上 的不良障碍, 展现地区美 的景色。
• 4)绿化。利用绿化、公路 设施及装饰,补充和改善沿 线景观,与周围环境有正确 和谐的比例,并在不同路段 形成各具特色的建筑风格。