城市道路设计——之二平面设计
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。
城市道路设计
五、城市道路设计城市道路设计的内容包括：路线设计、交叉口设计、道路附属设施设计、路面设计和交通管理设施设计等五个部分。
其中道路选线、道路横断面组合、道路交叉口选型等都是城市总体规划和详细规划的重要内容。
城市规划工作者必须掌握城市道路设计的基本知识和技能。
（一）城市道路的设计原则1.城市道路的设计必须在城市规划、特别是土地使用规划和道路系统规划的指导下进行。
必要时，可以提出局部修改规划的道路走向、横断面形式、道路红线等建议，经批准后进行设计；2.要求在经济、合理的条件下，考虑道路建设的远近结合、分期发展，避免不符合规划的临时性建设；3.要求满足交通量在一定时期内的发展要求；4.综合考虑道路的平面线形、纵断面线形、横断面布置、道路交叉口、各种道路极限标难。
（二）城市道路的设计步骤1.资料准备进行城市道路附属设施、路面类型，满足行人及各种车辆行驶的技术要求；(1)设计时应同时兼顾道路两侧城市用地、房屋建筑和各种工程管线设施的高程及功能要求，与周围环境协调，创造好的街道景观；(2)合理使用各项技术标准，尽可能采用较高的线形技术标准。
设计需要准备下列资料：①城市规划确定的道路性质和控制性要求资料；②道路沿线的地质资料、水文资料和气象资料；③道路沿线现状地形图，其比例按平面图设计要求；④现状道路交通量资料和规划交通量资料。
2.测设定线(1)先在现状地形图上(或较小比例地形图上)按照规划给定的控制坐标及红线、横断面等，初步确定道路的走向及平面布置；(2)现场测设道路中心线，并按照道路中心线测量原地面的纵断面和横断面。
3.综合进行路基路面设计和道路平面、纵断面和横断面的设计，以及附属设施设计。
4.完成设计文件，包括：·设计说明书；·道路设计资料(现状及设计计算资料)；·道路设计图：平面设计图(含横断面)、纵断面设计图、交叉口设计图、道路附属设施设计图(或选用标准图)；·施工横断面图及土方平衡表。
城市道路设计第二章PPT课件
施工图设计
根据详细设计要求，绘 制施工图纸，明确各项
施工要求。
城市道路设计的案例分析
案例一
某市商业街改造项目，重点考虑 人行交通和景观设计，提升商业
氛围。
案例二
某市快速路建设项目，强调交通疏 导和土地开发，优化区域交通结构。
案例三
某市地铁接驳道路项目，结合地铁 建设，完善公交和步行系统，提高 交通可达性。
近代城市道路
随着工业革命的发展，城 市规模不断扩大，城市道 路设计开始注重交通效率 和舒适性。
现代城市道路
现代城市道路设计更加注 重环保、可持续发展和人 行道的规划等方面，强调 绿色出行和人性化设计。
02
城市道路设计的基本要素
道路线形设计
直线段设计
直线段是道路的基本组成 部分，设计时应考虑车辆 行驶的安全、舒适和经济 性。
舒适原则
城市道路设计应注重行车的舒 适性，合理控制车速、减少噪 音和振动，提高道路使用的舒 适度。
绿色原则
城市道路设计应注重环保和可 持续发展，采用生态友好的材 料和技术，减少对环境的负面
影响。
城市道路设计的发展历程
01
02
03
古代城市道路
古代城市的道路设计主要 基于实用性和安全性，如 罗马帝国的道路网和中国 的驿道。
交叉口信号灯设计
根据交叉口的交通状况，合理设置信号灯，控制交通流，提高交叉 口的安全性。
道路排水设计
雨水排放设计
通过合理的设计，确保雨水能够及时排放，防止路面积水。
污水排放设计
对于城市道路，应考虑污水的收集和排放，以保护环境。
道路交通设施设计
交通标志标线设计
通过合理的交通标志标线设计，提供 清晰明确的交通信息，指导驾驶者安 全行驶。
城市道路与交通规划2(道路平面设计)
习题一：道路平面设计1、汽车的行驶阻力有那些？汽车行驶的充分必要条件是什么？（8分）答：汽车的行驶阻力：滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、弯道阻力和惯性阻力等汽车行驶充分必要条件：F（附着力）≥ T（驱动力）≥ R（总阻力）。
2、什么叫汽车的动力因数，它反映了汽车的什么性能？（12分）答：动力因数：以D表示即:D＝(Pt－Rw)/G，在海平面上，满载的情况下，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的能力，表明了汽车爬坡及加减速的能力。
是汽车牵引性能的主要指标，是剩余牵引力（总牵引力减空气阻力）和汽车总重之比。
反映性能：汽车的重要行驶性能。
3、在道路平面设计中，圆曲线半径选取的依据是什么？（6分）答：（1）一般情况下，宜采用极限最小平曲线半径的4至8倍或超高为2%至4%的圆曲线半径；（2）地形条件受限制时，应采用大于或接近《规范》里面圆曲线最小半径的一般值；（3）地形条件特殊，万不得已，方可采用极限最小半径；（4）考虑纵断面，不要在陡坡的地方设计很小的圆曲半径。
4、城市道路平面线形三要素是哪些？（9分）答：直线:曲率K=0、圆曲线:曲率K=常数、缓和曲线:曲率K=变数;曲率K为半径R的倒数。
5、道路平面线性设计的一般原则有哪些？（22）答：（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。
城市道路平面设计图的内容及绘制方法
城市道路平面设计图的内容及绘制方法城市道路平面设计图的内容及绘制方法？城市道路的导线、中线及路线两侧的地形、地物、水系、植被等的绘制方法与公路一样，不再重复。
下面就城市道路中各种设施的绘制方法作一介绍。
（1）规划红线。
道路红线是道路用地与城市其它用地的分界限，红线之间的宽度也就是城市道路的总宽度，所以当道路的中心线画出以后，则应按城市道路的规划宽度画出道路红线。
如果有远期规划和近期规划，都应画出井注明。
（2）坡口、坡脚线新建道路由于原地面高低起伏必然有填有挖。
填方路段在平面图中应画出路基的坡脚线；挖方路段画出路基的坡口线。
在路基横断面图上，量出坡口或坡脚至中线的距离，点绘在平面图中相应桩号的横断面线上（左、右侧），然后用平滑的曲线分别将坡口点、坡脚点顺序连接，最后画上示坡线（见图3-26）。
路基的坡口与坡脚线在一般公路的平面图中由于比例尺较小不易表达，但在高速公路和一级汽车专用公路中有时也要求绘制。
（3）车道线城市道路的车道线是城市道路平面设计图的重要内容。
在路幅宽度内，有机动车道、非机动车道，在机动车道中还分快车道、慢车道等。
各种车道线的位置、宽度可在横断面布置图中查得，一一画在平面图中。
车道的曲线部分应按设计的圆曲线半径、缓和曲线长度绘制。
各车道之间的分隔带、路缘带等也应绘出。
（4）人行道、人行横道线、交通岛按设计绘制。
（5）地上、地下管线和排水设施各处地上、地下管线的走向和位置、雨水进水口、窨井、排水沟等都应在图中标出。
必要时，需分别另绘排水管线平面图纸。
（6）交叉口平面交叉口、立体交叉口虽然有专门的交叉口设计图，但在平面设计图中也应该按平面图的比例尺画出并详细注明交叉口的各路去向、交叉角度、曲线元素以及路缘石转弯半径。
一张完整的平面设计图，除了清楚而正确地表达上述设计内容外，还可对某些细部设施或构件画出大样图，最后在图中的空白处作一些简要的工程说明。
如工程范围、采用坐标系、引用的水准点位置等。
城市道路设计规范平面与纵断面设计
城市道路设计规范平面与纵断面设计★ ★★一、道路平面位宜应按城市总体规划道路网布设。
二、道路平面线形应与地形.地质、水文等结合.并符合各级道路的技术指标。
三、道路平面设il•应处理好直线与平曲线的衔接.合理地设宜缓和曲线.超纵加宽等。
I川、道路平面设计应根据道路等级合理地设宜交叉口.沿线建筑物出入口.停乍场出入口.分隔帯断口.公共交通停畀站位宜等。
五、平面线形标准需分期实施时.应满足近期使用要求，兼顾远期发展，减少废弃工程。
第5・1. 2条直线、平曲线的布设与连接宜符合下列规定：一.计算行车速度大于或等干6 0 km/h时，直线长度宜满足下列要求：1 •同向曲线间的最小直线长度（m）宜大于或等干计算行车速度（km/h）数值的八倍。
2・反向曲线间的最小直线长度（m）宜大于或等于计算行车速度（km/h）数值的二倍。
Til•算行牟速度小于6 0 km/h.地形条件困难时，直线段长度可不受上述限制，但应满足设宜缓和曲线战小长度的要求。
二汁算行午速度大于或等于4 0 km/h时，半径不同的同向恻曲线连接处应设宜缓和曲线。
受地形限制并符合下述条件之一时，可采用复曲线。
1・小圆半径大于或等于不设缓和曲线的最小恻曲线半径：2・小圆半径小于不设缓和曲线的最小圆曲线半径•但大圆与小闘的内移值之差小于或等于0・lm：3・大圆半径与小圆半径之比值小于或等干1・5。
三、讣算行午速度大于或等于4 0 km/h lit，长直线下坡尽头的平曲线半径应大干或等于不设超高的最小半径。
在难以实施地段.应采取防护措施。
四、讣算行乍速度小于4 0 km/h,且两圆半径都大于不设超商锻小半径，可不设缓和曲线而构成复曲线。
第5・1・3条道路的圆曲线半径应采用大于或等于表5・1・3规定的不设超岛最小半径值。
十受地形条件限制时, 可采用设超岛推荐半径值。
地形条件特别困难时，可采用设超商最小半径值。
圆曲线半径表第5・1・4条平曲线由圆曲线及两端缓和曲线组成。
道路交通道路平面和纵断面设计
四、曲线的超高与加宽
（一）超高
当曲线受地形、地物限制， 选用不设超高的半径十 分困难时，为保证车辆 能以设计车速行驶，可 以在曲线上设置超高。
1、超高横坡度
2、超高缓和段
超高缓和段是由直线段上的双坡横断面过渡到具有完全超高的单坡横断 面的路段。超高缓和段的长度按下式计算：
超高缓和段不宜过短，否则会发生侧向摆动，行车不十分稳定。一般，超高 缓和段的长度最好不小于15~20m。
– 汽车行驶轨迹是一条连续的圆滑曲线，并且轨迹的曲率、曲率 变化率都是连续的。
– 如果汽车前轮转角为α ，汽车前后轴距离为L，则汽车轨迹半 径可近似地用r=L/α 表示。轨迹曲线的半径由r=∞ 变到r=R, 或者由r=R变到r=∞ ，是一条缓和的曲线。
– 缓和曲线可以采用不同形式的曲线，如回旋线（螺旋线）、三 次抛物线、双纽线、多心复曲线等
倒的危险。 一般多以μ=0.15为最大控制数值。
3、运营经济要求
为了减少轮胎和燃料的消耗曲线半径也 不应太小，以免轮胎在牵引力与横 向力共同作用下发生很大的横移偏 转角δ 。
当δ <1˚ 时，相当μ=0.1，燃料额外消耗为
10%~12%；当δ=1.8˚ 时，相当μ=0.16，
燃料额外消耗将达到40%，轮胎消耗速度比 正常速度加快一倍。
• 2），将路中线保持在原有高度位置 上，绕路中线旋转。
（二）加宽
机动车辆在曲线上行驶时，为保证 车辆不侵占相邻车道，要将行车部 分加宽。
e为双车道加宽值
前述公式未考虑行驶车辆摆动幅度在曲线曲线上的变化，即未 考虑车道加宽与行车速度的关系。因此，引用一个经验修正值， 即双车道行车部分的宽度B为：
μ为横向力系数，其意义为单位 车重的横向力。
二级公路平面设计
二级公路平面设计公路平面设计是公路工程技术中的重要环节之一，其设计的质量直接影响着公路的通行安全和舒适性。
在二级公路平面设计中，需要考虑道路线型、横断面、坡度、平曲率半径、超高等因素，充分满足交通需求和安全要求。
本文将从上述几个方面对二级公路平面设计进行详细阐述，以期为相关从业人员提供一定的参考和借鉴。
一、道路线型设计在二级公路平面设计中，道路线型是非常关键的一部分。
道路线型设计的目的是保证车辆行驶的舒适性和安全性，减少转弯和变道时的急转弯和突变现象。
常用的道路线型设计包括直线、圆曲线、缓和曲线和螺旋曲线等。
1.直线道路：直线道路是道路的基本构成形态，其设计要尽可能减少弯曲，使车辆能够直线行驶。
在设计直线道路时，需要考虑水平、垂直曲线段的长度、超高等因素，确保车辆行驶的平稳和舒适。
2.圆曲线道路：圆曲线道路是指在水平方向上的曲线，其半径一般在100m以上。
圆曲线道路的设计可以使车辆在转弯时减少急速转弯的危险，提高行车的安全性和舒适性。
3.缓和曲线道路：缓和曲线是介于直线和圆曲线之间的过渡曲线，可以在车辆转弯时减少过度变化，减少车辆驾驶人员的疲劳程度。
4.螺旋曲线道路：螺旋曲线道路是一种在水平方向上渐进性转弯，其设计可以适用于山区和山地地形，减少车辆在山区道路上的急转弯和陡坡坡道。
以上是常用的道路线型设计，在具体的二级公路平面设计中，需要根据实际情况选择适合的线型形式，以确保车辆行驶安全和舒适。
二、横断面设计横断面设计是指公路在垂直方向上的设计，包括路肩、路堤、路基等部分。
横断面设计的目的是确保路面排水顺畅，保证道路的平整性和舒适性。
常用的横断面设计包括单侧边坡、双侧边坡和护坡等。
1.单侧边坡设计：单侧边坡设计是指在公路一侧设置边坡，另一侧为自然地形或护坡，适用于地形平缓或沿途为悬崖峭壁的道路。
2.双侧边坡设计：双侧边坡设计是指在公路两侧均设置有边坡，适用于地形不平，需要保证路基在牢靠的情况下进行设计。
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➢ 一、设计原则 ➢ 二、设计内容 ➢ 二、设计要点 ➢ 三、纵断面设计方法步骤及注意问题 ➢ 四、纵断面图的绘制 ➢ 五、城市道路纵断面设计要求 ➢ 六、城市锯齿形街沟设计 ➢ 七、土石方计算
一、设计原则
（一）道路纵断面设计应参照城市规划控制标高，并 适应临街建筑物立面布置及沿线范围内地面水的排除。
2．标注高程控制点
控制点是指路线起终点、路线交叉口、桥梁顶面或梁底、沿
线重要建筑物地坪以及依据横断面确定的填挖合理点等，这些 点往往在道路设计之前就因它因素而限定了其标高。
JD5 R= Ls=
JD6 R= Ls=
JD5 R= Ls=
3．试坡：俗称拉坡，在标定全线的各控制点后，即可根据定线
（二）为保证行车安全、舒适，纵坡宜缓顺，起伏不 宜频繁。
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一、设计原则
（三）山城道路及新辟道路的纵坡设计应综合考虑土 石方工程量平衡和汽车运营经济效益等因素，合理确定 路面设计标高。
（四）对于机动车和非机动车混合行驶的车行道，宜 按非机动车爬坡能力设计道路纵坡。
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4．道路纵断面设计要妥善处理地下管线覆土的要
求。
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一、设计原则
（五）纵断面设计应对沿线地形、地物、地质%，困难时可≥0.3%。纵 坡＜0.3%时，应设置锯齿形偏沟或采取其他措施以加 强道路的排水。
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➢（五）关于相邻竖曲线的衔接
反向曲线：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计算行车速度的3s行程。当半径比 较大时，亦可直接连接。
§5-1 城市道路纵断面设计
➢ 一、设计原则 ➢ 二、设计内容 ➢ 三、设计要点 ➢ 四、纵断面设计方法步骤及注意问题 ➢ 五、纵断面图的绘制 ➢ 六、城市道路纵断面设计要求 ➢ 七、城市锯齿形街沟设计 ➢ 八、土石方计算
➢（四）关于竖曲线半径的选用
一般情况下：竖曲线应选用较大半径为宜。 坡差小时：应尽量采用大的竖曲线半径。 条件受限制时：可采用一般最小值 特殊困难情况下：方可用极限最小值。 有条件时：宜采用表规定的满足视觉要求的最小半径。
➢（五）关于相邻竖曲线的衔接
同向曲线：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，避 免出现断背曲线。
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一、设计原则
（五）纵断面设计应对沿线地形、地物、地质、水文、气 候、地下管线和排水要求综合考虑。
1．道路经过水文地质条件不良地段时，应适当提 高路基标高以保证路基稳定。当受规划标高限制时， 应采取稳定路基措施。
2．旧路改建在旧路面上加铺结构层时，不得影响 沿路范围的排水。
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（四）锯齿形街沟的设计：在道路纵坡＜0.3%时，其 街沟的纵向排水能力很差，为此，需要人为调整加大街 沟沟底纵坡——锯齿形街沟设计；
（五）平面及纵断面配合设计。
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三、纵断面设计要点
➢（一）关于纵坡极限值的运用 根据汽车动力特性和考虑经济等因素制定的极限值，设
计时不可轻易采用，应留有余地。 一般讲，纵坡缓些为好，但为了路面和边沟排水，最小
四、纵断面设计方法步骤及注意问题
（一）纵断面设计方法与步骤
1．准备工作 2、标注高程控制点 3、试坡 4、调整 5、核对 6、定坡 7、竖曲线计算 8、设计高程计算
四、纵断面设计方法步骤及注意问题
（一）纵断面设计方法与步骤
1．准备工作： （1）应收集有关设计资料：
①里程桩号和地面高程； ②平面设计成果； ③沿线地质资料等。
纵坡不应低于0.3%～0.5%。
三、纵断面设计要点
➢（二）关于最短坡长 坡长不宜过短，以不小于计算行车速度9秒的行程为宜。
对连续起伏的路段，坡度应尽量小，坡长和竖曲线应争取到极 限值的一倍或二倍以上，避免锯齿形的纵断面。
三、纵断面设计要点
➢（三）各种地形条件下的纵坡设计 1．平原、微丘区：保证最小填土高度，作包线设计。 2．山岭、重丘区：按纵向填挖平衡设计。
竖曲线型式一般采用二次抛物线。设计内容包括 抛物线参数的确定和竖曲线长度两个方面。
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二、设计内容
（三）视距验算：纵断面上产生视距不足的情况主要 在小半径的凸形曲线处和设置立交桥的凹形曲线路段， 在这些地方应进行视距验算，避免出现视距不足的情况 发生。
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二、设计内容
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一、设计原则
（六）山城道路应控制道路的平均纵坡。越岭道路 的相对高差为200～500m时，平均纵坡宜取4.5%；相 对高差＞4%；任意连续3 000m长路段的平均纵坡不宜 大于4.5%。
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二、设计内容
（一）纵坡设计：坡度设计和坡长设计；
道路纵坡度的设计包括最大纵坡和最小纵坡两个方 面。《规范》规定城市道路最小纵坡为0.5%，困难地方 为0.3%。
一、设计原则
（五）纵断面设计应对沿线地形、地物、地质、水文、气 候、地下管线和排水要求综合考虑。
3．沿河道路应根据路线位置确定路基标高。位于
河堤顶的路基边缘应高于河道防洪水位0.5m，当岸边
设置挡水设施时，可不受此限制。位于河岸外侧道路
的标高按一般道路考虑，符合规划控制标高，并应根
据情况解决地面水及河堤渗水对路基稳定的影响。
（一）纵断面设计方法与步骤
1．准备工作： （2）点绘地面线，填写有关内容。
JD5 R= Ls=
JD6 R= Ls=
JD5 R= Ls=
四、纵断面设计方法步骤及注意问题
（一）纵断面设计方法与步骤
1．准备工作 2、标注高程控制点 3、试坡 4、调整 5、核对 6、定坡 7、竖曲线计算 8、设计高程计算
机动车道最大纵坡详见表，非机动车最大纵坡 《城市道路设计规范》规定为3.5%。
《城市道路设计规范》分别对机动车道纵坡限制长度 和非机动车道纵坡限制长作了明确规定，详见表。
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二、设计内容
（二）竖曲线设计：在两条相邻坡度线的交汇处即变 坡点处，设计适当曲率和适当长度的竖向曲线，以缓和 坡的变化，保证行车的平稳和舒适；