城市道路线形设计

城市道路线形设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
城市道路线形设计
1.前言
道路平面设计的主要内容与工作是根据城市的情况规划确定的路线大致走向与位置，在满足车辆行驶与人们出行的技术条件前提下，结合当地地形、地貌、地质和水文条件以及现状地物，因地制宜确定具体的设计和施工方向；挑选合适恰当的平曲线半径，解决转折点处的曲线衔接；要保证必须的行车视距，使路线既要符合科学技术要求，又要经济合理。

城市道路线形是由直线和曲线连接而成的空间立体线形形状,即是道路中心线的空间描绘。

线形设计不好的话,轻者乘客会感到不舒服,司机行驶感到麻烦，严重的话甚至会影响车辆行驶的安全性,导致造成交通事故频发。

究其原因,道路设计规范只能对某些施工硬性的技术指标作出指示,如:对平曲线半径、竖曲线半径、纵坡坡度、坡长等都分别做出了相关规定,而对这些指标之间的组合之下形成的新问题以及特殊性考虑甚少,如果设计人员没有考虑到行驶车辆的安全性,那么,设计出的道路就不会是一条优秀的城市道路。

因为优秀的城市线形道路,是车辆安全、迅速、舒适的行驶的首要条件。

2.道路设计中线形设计的组成因素
（1）设计人员在线形设计时除了要考虑规划红线外，还应该综合考虑到原有的建筑、道路桥梁及其他构筑物等对新路设计的影响。

在不降低道路的技术标准的前提条件下对上述发生的情况尽可能采取避让、利用以及改造等手法使设计工程量降至最低。

（2）城市道路作为城市景观不可或缺的一部分，又要受到地形、地貌、地物排水和地质条件及水文条件等各项因素的制约影响。

因此，在布线时应尽量让所选路线与地形地势相互协调融洽。

使它既要融于自然，又要设法利用自然条件，同时还要尽量解决自然中的不利因素和影响。

（3）设计人员在线形设计时还应考虑道路路线内部平面及纵、横断面之间的协调性。

它们间的组合合理性是保证道路符合技术标准的重要条件之一，要使之能达到行车快捷方便、安全舒适、便于集散的目的。

3.道路线形设计中的问题分析
平面线形
（1）小偏角
小偏角特指道路上偏角≤7°的情形。

当道路出现小偏角时,平曲线的长度将被看成比实际长度短,这样容易使驾驶员产生急转弯的错觉而急忙操作方向盘,从而造成行车事故,并且偏角越小越明显。

事实上,在道路线形中采用小偏角是设计中平面定线经常采用的方法,因为小偏角可以解决许多定线中遇到的困难。

这种情况在城市道路设计中非常普遍的存在这。

而要取消一个小偏角的话就会多出很多不必要的麻烦,甚至有时还会增加一些不必要的工程量或拆迁，增加费用。

所以对于设计速度较低的道路,小偏角的存在对行车安全影响并不是很大，但是对于高速公路这类设计行驶速度比较高的道路来说设置小偏角一定要慎重考虑。

城市道路上,不可避免地每隔若干距离都会有一个交叉路口,因此最好尽量利用交叉路口使路线作出必要的转折。

如果城市路线在交叉路口处不作较大的转折时(一般是为3°～5°),可以不需要作专门的弯道设计,仅需在交叉口进行处理即可。

因此,这是避免采用小偏角的一种较为有效的办法。

（2）超高
对于城市道路的超高问题，多年以来在城市道路设计中一直都颇有争议。

大量的事实使我们从实践中认识到，在城市道路的设计时，千万不能用设置小半径加超高段这种手法来满足设计行车速度的要求，特别是在靠近交叉路口附近路段上更加不能采用这种手法。

因此，在道路需要设置圆曲线时，如果条件允许的话应当尽量选择不设超高的曲线半径，不得不这样做时，其超高坡度一般不宜大于％，即不超过路面的设计横坡。

对于城市道路加宽的问题，加宽值应当按车道数添加在道路机动车道的内侧，当内侧加宽不容易实现时，可以在车道的内外两侧同时加宽；其长度均采用缓和曲线或超高缓和段长度。

（3）缓和曲线
缓和曲线是指符合汽车行驶的轨迹曲线,既可以保证车辆行驶的安全和乘车人员舒适程度,也能够诱导驾驶人员的视线,调整平面线形和沿线环境以及周围景观的相互协调融洽,还可以保证道路线形的均衡性与连续性。

为了保证道路的曲率缓和、行车缓和以及超高和加宽缓和,缓和曲线要求必须有足够的长度。

根据标准当中规定的缓和曲
线的最小长度主要从曲率缓和考虑,以驾驶员从容驾驶和乘车舒适为目的优先考虑,用3s的行程来作为缓和曲线最低限度的控制值。

在一般情况下,当圆曲线部分有设置超高的需求时,缓和曲线还必须满足超高过渡的要求,缓和曲线的长度至少要能够完全包括超高缓和段的长度,但如果按超高渐变率求出的缓和段长度比缓和曲线还要长的时候,就必须要延长缓和曲线路段。

一般在实际设计工作当中,缓和曲线并不是只单纯作为曲率和超高变化的缓和段,而是应该作为在视觉上获得圆滑线形的条件。

因此为了能够满足视觉条件的要求,则应该在圆曲线半径1～13范围内选取回旋曲线的参数a,即R3≤a≤R。

缓和曲线长度随着圆曲线半径的增大而增长,既利于视觉和线形美学上要求,又满足了线形美观协调。

纵断面线形
（1）最小纵坡
一般来说，在实际中小于%的纵坡,会造成路面排水不畅,雨天行车溅水成雾,极大的影响了行车安全。

并且,路面上的积水到达一定的厚度后,高速行车时,会在汽车的轮胎与路面之间产生“水膜”现象,使得轮胎与路面间的摩擦阻力大大的减小,如果这时有紧急情况需要刹车减速,往往会酿成行车事故危机生命。

因此,城市道路纵坡不得小于%。

这不仅仅是为了满足最小排水的要求,同时也是车辆安全行驶的要求。

（2）纵面线形的设计
纵面线形是构成道路三维形象的重要组成部分之一。

纵面线形设计是为了适应当地地形起伏条件的设计。

纵面线形对于工程投资、车辆行驶的舒适性和安全性有着直接影响。

在纵面线形设计时要根据当地的实际地形起伏和其它控制因素，合理采用坡度、最小坡长等符合国家设计规范规定的要求。

要均匀的升降坡度，要防止接长坡或平坡，尽可能的利用老路面，还要考虑便于排水，并且考虑到横向土方平衡，尽量避免大填大挖，要使得全线上配合平面线形获得连续光滑无大起大落的道路线形。

在条件允许的情况下，力求采用缓坡和大半径竖向曲线以保证司机的安全视线。

平、纵线形组合设计
在设计人员设计平、纵线形组合时,如果能根据经验做到以下几点,就可以得到较好的线形。

(1)平曲线与竖曲线尽量重合。

要说平纵配合的意义的话,最重要就是指将平纵面线形位置及指标运用得当,为安全、舒适、快速的行车创造条件。

假如平、竖曲线的顶点错开不超过曲线长度的14的话,仍然可以得到比较令人满意的视觉外形。

如果错开12,那就会出现匹配得很差的线形。

匹配得好的线形是竖曲线的起、讫点最好分别在两个缓和曲线的中间,当中的任意一点都不要放在缓和曲线以外的直线上,也不要放在圆弧段之内。

若平、竖曲线的半径都很大,则平、竖曲线的位置可不受上述限制。

(2)平曲线的大小与竖曲线的大小保持均衡。

平曲线和竖曲线当其中一方大而平缓时,就应该注意另一方也要同样的大而平缓,并且不能使
另一方变化过于繁多。

这种线形可能出现一个竖曲线中包括两个以上的平曲线或与之相反的情况,并且线形短的一方看上去特别醒目并给人以不愉快的感觉,失去了视觉上的均衡性。

(3)要避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线。

假使在凸形竖曲线的顶部有小半径的平曲线,不但不能够引导驾驶员的视线还会使得驾驶员急转方向盘致使行车出现危险，甚至导致事故。

如果在凹形竖曲线的底部有小半径的平曲线,就容易出现汽车加速时而急转弯,同样可能引发行驶事故。

(4)在一个平曲线内,必须避免纵断面线形反复凸凹。

在一个平曲线内,纵断面线形反复凸凹时,往往形成一个看得见脚下和前方,但是却看不见中间凹陷的城市道路线形。

4.结束语
通过学习以后，我了解到了，除了要在城市道路设计上力求更科学更加合理以外，在设计道路时还要尽量使道路更加人性化，更多的为使用者考虑，更多地体现“以人为本”的道路设计新理念，让道路的使用者更加安全舒适，便捷实用，最大程度的减少交通事故的发生。