【资料】道路平纵横设计概要汇编
公路平纵横综合设计要点
公路平纵横综合设计要点．平纵线形的协调为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中中在大、中桥头，由于有通航要求，桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多，因此在桥头，桥面通常设置竖曲线，竖曲线半径要适当，既要符合一级公路技术指标要求，又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价，而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。
（1）平曲线与竖曲线的配合（2）长直线上设置竖曲线，平原区平面上设置长直线较为常见纵断面设计无论如何避免不了在直线段设置竖曲线，资料显示小坡差多处变坡视觉稍有感知。
但直线段坡差较大竖曲线给驾驶员的不良刺激较强烈，西绕城公路有一段567037m的长直线，同时要满足0.3%的排水纵坡，设计时采用较大的竖曲线半径方法，以获得较好的视觉和行车效果。
（3）透视土的运用，平纵线形配合受到各种因素的制约和影响，同时要避免一些不良的组合，如长直线上不能设计小半径的凹曲线，直线段内不能插入短的竖曲线等，运用透视图进行检验是很好的方法，设计时对有疑问的路段进行透视图的检验，效果较好。
（4）平面与横断面的综合协调主要是超高的设计。
2．线形与环境的协调（1）定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音。
（2）路基用土由地方政府同意安排，利用开挖鱼塘或沟渠，避免乱开挖，同时又利于农田、水利建设。
（3）注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。
（4）对位置适当的桥梁在台前坡脚（常水位以下）设置平台，以利非机动车辆和行人通过。
（5）对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格，以求和道路想协调，增加美感。
公路路线的平纵面设计要点分析
公路路线的平纵面设计要点分析摘要：国民经济的繁荣推动了公路建设的发展，公路路线的设计是比较复杂的，对于公路后期的运行也是非常重要的，对于公路的投资和造价有着直接影响。
本文重点对公路路线的平面设计和纵横断面设计进行了分析，仅供参考。
关键词：公路；平面设计；纵面设计引言公路线形是公路的骨架,基本支配着整个公路的规划、设计和施工。
线形设计的好坏是公路的根本,它对汽车行驶的安全、舒适、经济以及公路的通行能力都起着决定性的影响。
而公路线形设计中，平、纵、横三方面又相互关联影响，尤其平纵面线形组合是线形设计的关键。
一、公路路线设计与要求公路路线是三维立体线形。
线形设计除符合行驶力学要求外，还应考虑使用者的视觉、心理和生理方面的要求，以提高汽车行驶的安全性、舒适性和经济性。
线形设计的要求随公路的使用功能和设计速度的不同应有所侧重，设计速度越高，线形设计组合所考虑的应越周全；而设计速度相对较低的公路，不应盲目的采用过高的技术指标，而造成工程造价的加大；不同的设计速度路段衔接处前后的平纵横技术指标，应随着由高到低逐渐由大向小变化，使行驶速度自然过渡。
二、公路路线的平面设计（一）路线布设原则（1）在保证行车安全的前提下，强调因地制宜选用技术指标，坚持技术指标与地形条件相互协调的原则，不片面追求高的技术指标而忽略工程量的增加及工程对生态环境的影响；（2）地质灾害会对公路施工和运营带来不可估量的影响，并且地质灾害的发生将直接影响到区域的自然环境，造成水土流失，甚至会诱发其他新的灾害，形成连锁式不良反应，因此在布线时重点研究了路线走廊内的地质条件，坚持地质条件选线的原则；（3）线位布设力求与沿线村镇及农田规划相结合，尽量避免与电力、通信及管线相互干扰，尽量减少拆迁数量；（4）项目沿线自然条件较差、经济落后，局部路段穿越引黄灌区，水浇地数量较少，在路线平面设计时应尽量少占水浇地及耕地。
；（5）紧紧围绕“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念，平面布设时注重高速公路与周围自然环境协调，减少对生态环境、人文景观的破坏，防止水土流失；（6）考虑现有路网布局与本项目的关系，充分利用现有道路资源，考虑长远发展规划；（二）纸上定线1、在地形图上比例为1∶10000的情况下，在控制区域内对整个路线的布局进行研究，获取中间控制点。
线路平面和纵断面设计
11.8Vm2ax hmax hQY
(m)
36
式中：Vmax —— 旅客列车最高行车速度(km/h)；分别 取160，140，120，100，80km/h；
hmax——最大超高，取150mm； hqy——允许欠超高，一般取70mm；困难取 90mm。
(2)旅客舒适度与内外轨均磨条件要求
在客货共线运行铁路上，满足舒适与均磨的曲线半
3．未被平衡超高允许值 当通过列车速度V不等于VJF时，就会产生未被平衡 的离心力，相应产生未被平衡的超高：
28
欠超高： 过超高：
hQ
11.8
V2 max
h
R
hG
h
11.8
V2 min
R
(mm) (mm)
未被平衡的超高使内外轨产生偏载，引起内外轨不
均匀磨耗，并影响旅客的舒适度。因此必须对未被平
应不大于最大超高且不小于最小起高，即：
hmin h hmax
使客车不产生过超高和货车不产生欠超高，即：
11.8 VH2 h 11.8 VK2
R
R
使客车产生的欠超高和货车产生的过超高不超过其
相应的允许值，即：
11.8 VK2 hqy h 11.8 VH2 hgy
R
R
30
3．夹直线长度不足时的平面改建方法
R1
JD2
JD1
LJ
R2
R1'
JD2
JD1
L J'
R2'
减小曲线半径或缩短缓和曲线长度
22
R1
JD2
JD1
LJ
R2
R1
JD1'
第三讲高速公路纵横设计概述
• 曲线上双车道路面的加宽 值计算式：
• 《公路路线设计规范》规定： 1) 高速公路一般采用第3类加宽值； 2) 高速公路主线仅在V＝60km/h的山区，当R<250m曲线 段时予以考虑加宽。 • 高速公路曲线加宽缓和段的加宽
（五）行车视距及其保证
4.1 行车视距： 为了行车安全，驾驶人员应能随时看到汽车前面相当远的 一段路程，以便一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能 及时采取措施，避免相撞，这一必须的最短距离称为行车视距。 行车视距按行车状态不同分为停车视距、会车视距和超车 视距 。 停车视距： 停车视距是指汽车行驶时，驾驶员从发现前方路上的障碍物 (从车道上1.2m的高度看到该车道中心线上0.10m高之物体顶 面)到将车停住，沿车道中心量得的所必须的最小长度。
第三讲 高速公路平纵 横设计概述
董亚东
主要分为四个部分：
第一节 高速公路设计依据 第二节 高速公路平面设计 第三节 高速公路纵断面设计 第四节 高速公路横断面设计
第一节 高速公路设计依据
• （一） 设计车速 • （二） 设计车型 • （三） 交通量与通行能力
（一）设计车速
• 1.定义 设计车速(计算行车速度)是公路设计最基本的设计依据 • 中国：在天气良好、交通量小、路面干净的条件下，中等 技术水平的驾驶员在道路受限制部分能够保持安全而舒适 行驶的最大速度。 • 美国：当道路条件良好，行车只受公路的设计特征控制时， 公路的特定路段上能保持的最高安全速度。 • 德国：设计速度是根据道路的交通要求，从经济的观点出 发选择的标难设计值，相当于85%的小客车不会超过的速 度。
• • • •
超高横坡变化方式： (1)绕中间带的中心线旋转； (2)绕中央分隔带边缘旋转； (3)绕各自行车道中线旋转。
道路纵断面设计的主要内容__概述及解释说明
道路纵断面设计的主要内容概述及解释说明1. 引言1.1 概述道路纵断面设计是道路工程中的重要环节之一，它涉及到道路沿线的高度变化、坡度和曲线等因素。
道路纵断面设计的合理与否直接影响到道路使用的安全性、舒适性以及行车效率。
1.2 文章结构本文将围绕道路纵断面设计展开讨论，并分为以下几个部分：引言、道路纵断面设计概述、道路纵断面设计要点、道路纵断面的常见问题与解决方法以及结论与展望。
1.3 目的本文旨在对道路纵断面设计进行深入探讨，介绍其定义、目标和重要性，阐述设计参数选择、纵坡设计原则和设计影响因素等相关内容。
同时，还将针对常见问题，如斜坡稳定性问题、排水设计问题以及提高行车安全性问题，提供相应的解决方法。
最后，总结主要观点和发现结果，并对未来道路纵断面设计提出展望和建议，为相关领域的从业人员提供参考和指导。
2. 道路纵断面设计概述2.1 定义道路纵断面设计是指在规划和建设道路时，根据地形条件及相关要求，对道路的纵向剖面进行设计和布置的过程。
纵断面设计包括确定路线、坡度、曲线和高差等参数，以达到安全、平稳、顺畅的交通运行，并满足排水、景观和环境保护等要求。
2.2 目标道路纵断面设计的主要目标是保证道路在不同地形条件下的平稳度和安全性。
设计应考虑车辆行驶舒适度、减少对驾驶人员的视觉疲劳，尽量减少刹车距离并提高车辆通过性能。
此外，还应兼顾行车速度和径流速度之间的综合关系，确保排水效果良好。
2.3 重要性道路纵断面设计对交通运行的安全和效率影响重大。
合理的纵断面设计不仅可以提高车辆通过道路的舒适度和安全性，还能促进交通流畅并降低事故风险。
同时，在自然环境方面，科学合理的盖地工程施工设计有助于保护自然景观、减轻环境污染并提升道路的临街美观度。
因此，在道路规划和设计过程中，应充分重视纵断面设计的概念和要素，确保道路在各种条件下具备良好的可行性和实用性。
3. 道路纵断面设计要点：3.1 设计参数选择：在道路纵断面设计中，需要考虑多个参数来满足道路使用的要求。
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。
城市道路的平面与纵断面设计
在宽阔的平原微丘区，路线应直捷顺畅。
在起伏的山岭和丘陵地区，线形以曲线为主。
在没有任何障碍物的戈壁、草原等开阔地区，应以直线为主。
直线与曲线的组合方式
① 直线+圆曲线
• 设计车速＜40km/h，可不设缓和曲线； • 设计车速≥40km/h，圆曲线半径大于不设缓和曲线的最小圆
曲线半径时，直线与圆曲线可直接连接。
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。
直线的优点
① 里程最短 ② 定线、设计、量距、绘图、计算、放样方便 ③ 无视距障碍 ④ 驾驶方便 ⑤ 车辆不受离心力作用，乘车舒适
直线的缺点
① 对地形适应性差 ② 行车单调，易产生疲劳
描述直线的指标
① 最大直线长度
城市道路的平面与纵断面设计
主要内容： 第一节 城市道路的平面设计
第二节 城市道路的纵断面设 计
第一节 城市道路的平面设计 平面设计主要内容
• 平面线形设计（直线、圆曲线、缓和曲线设计） • 弯道设计：弯道加宽、弯道超高
一、平面线形分类
1、设计车速
道路设计车速，也称计算行车速度，是指道路几何设计所依据 的车速。
计算车速 (km/h)
80
60
50
40
30
20
设超高推 荐半径
400
300
200
150
85
40
不设超高最小半径
道路曲线半径越大、离心力越小时，汽车沿双向路拱（不设 超高）外侧行驶的路面摩擦力，足以保证汽车行驶安全稳定采用 的最小半径。
计算车速 (km/h)
80
60
50
40
30
20
第一部分-平纵横设计
第一章平、纵、横设计1.1 平面选线1.1.1 平原地区公路路线特点：平原地区地形平坦，坡度平缓，除草原、戈壁外，一般人烟稠密，农业发达。
村镇、农田、河流、湖泊、水塘、沼泽、盐渍土等为平原地区较常遇到的自然障碍。
因此平原地区选线一方面由于地势较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各方面的因素。
1.1.2 平原四级公路设计要求及特点平原地区四级公路工程技术标准应为农村专用公路，工程技术标准要求较低，要求设计行车速度达到20km/h；平曲线不设超高最小半径150m,一般最小半径30m，极限最小半径15m；竖曲线最大纵坡不大于9%，坡段最小长度不小于60m，凸形竖曲线极限最小半径100m，一般最小半径200m，凹形竖曲线极限最小半径100，一般最小半径200m；设计时不但需要考虑地形、地质、水文、气象、地震等自然因素的影响，同时还要受到当地经济、土地资源，筑路材料来源、施工条件、劳动力状况诸多因素的限制，这要求我们在路线设计时要做到规范与实际相结合，在学习规范的同时，灵活应用规范，努力做到实用与经济相结合。
1.1.3 平原四级公路选线原则及依据选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。
1.1.4 平原地区公路选线应符合以下原则(1) 根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的知道下，合理选择方案。
(2) 认真领会任务书的精神，深入现场，多跑、多看、多问、多比较，深入调查当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况，以利于选择有价值的方案进行比较。
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(二)汽车行驶轨迹
➢ 这个轨迹是连续的和圆滑的，即在任何一点上不出
现错头和破折；
➢其曲率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率的
值。
➢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。
(三)道路平面线形要素
导向轮旋转面与纵轴之间夹角a
角度为零 角度为常数 角度为变数
直线 圆曲线 缓和曲线
EN D
道路平面线形概述 直线 圆曲线
(一)横向稳定性 (二)圆曲线半径、长度 (三)圆曲线特点 (四)圆曲线运用
缓和曲线 平面线形设计 道路平面设计成果
(一)横向稳定性
汽车在平曲线上行驶时力的平衡
离心力对汽车在平曲线上行驶的稳定性影响很 大，它可能使汽车向外侧滑移或倾覆。计算公式为：
F=Gv2/(gR)
式中：F为离心力 (N)；R为平曲线半径 (m)；v为汽 车行驶速度(m/s)。
为了减小离心力的 作用，保证汽车在平曲 线上稳定行驶，必须使 平曲线上路面做成外侧 高、内侧低呈单向横坡 的形式，称为横向超高。 如图2-11。汽车行驶在 具有超高的平曲线上时， 其车重的水平分力可以 抵消一部分离心力的作 用，其余部分由汽车轮 胎与路面之间的横向摩 阻力与之平衡。
直线、圆曲线、缓和曲线--------平面线形三要素(即为基本组成， 各要素所占比例及使用频率无规定)
高速公路、一级公路、二级公路、三级公路平面线形应由直线、圆 曲线、回旋线三种要素组成。 四级公路平面线形应由直线、圆曲线二种要素组成。
EN D
道路平面线形概述 直线
(一)直线特点 (二)直线运用 (三)直线的长度
低，一般
b 2hg，即b/ 2hg 1。而h<0.5，即h < b/ 2hg
也就是汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产生横 向滑移现象，为此，在道路设计中应保证汽车不产生横向滑移，同 时也就保证了横向倾覆的稳定性。但必须控制装载过高。
(二)圆曲线半径、长度
XhgYb/2=(Fih+G) b/2
因Fih比G小得多，可略去不计
=X/Gb/(2hg)
(2-2)
把上两式代入整理得
=X/Gb/(2hg)
(2-2)
＝V2/(127R)ih
(2-1)
R
V2
பைடு நூலகம்
127
b 2hg
ih
(2-3)
利用此式可计算汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最 小平曲线半径R或最大允许行驶速度V。
圆曲线 缓和曲线 平面线形设计 道路平面设计成果
(一) 直线的特点
优点：短捷、直达；汽车在直线上行驶受力简单，方向明确， 驾驶操作简易，测设方便。
缺点：直线线形大多难于与地形相协调 过长的直线易使驾驶人感到单调疲倦，难以目测车间距离，于 是产生尽快驶出直线的急燥情绪，一再加速，容易导致交通事 故的发生。 不宜采用过长的直线。
横向滑移条件分析
XYhG h
(2-4)
=X/G h
h为横向附着系数， 一般 h =(0.6~0.7)
将式(2-4)代入式(2-1)并整 理得：
＝V2/(127R)ih (2-1)
R
V2
127h
ih
(2-5)
横向稳定性的保证
由式(2-2)和式(2-4)可知，汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性
主要取决于横向力系数值的大小。现代汽车在设计制造时重心较
将离心力F与汽车重力分解为平行于路面的横向力 X和垂直于路面的竖向力Y，即
X=Fcosa-Gsina Y=Fsina+Gcosa
由于路面横向倾角a一般很小，则sinatga=ih,cosa 1 其中ih称为横向超高坡度（简称超高率），所以
XFG ihG gv R 2G ihGg vR 2 ih
横向力X是汽车行驶的不稳定因素，竖向力是稳定因素。但对 于同一横向力作用于不同车型上会有完全不同的结果，因此采用横 向力系数来衡量稳定性程度，其意义为单位车重的横向力，即
2．反向曲线间的直线最小长度
转向相反的两圆曲线之间，考虑到为设置超高和加宽缓和段的 需要以及驾驶人员转向操作的需要，如无缓和曲线时，宜设置一定 长度的直线。《规范》规定反向曲线间最小直线长度(以m计)以不 小于行车速度(以km／h计)的2倍为宜。
若二反向曲线已设缓和曲线，在受到限制的地点也可将二反向 缓和曲线首尾相接。但被连接的二缓和曲线和圆曲线宜满足一定的 条件。
大量的观测资料证明，行车速度愈高，司机愈是注视远处的 目标，这个距离在数值上大约是行车速度V (以km／h计)的6倍(以m 计)。《规范》推荐：设计速度大于等于60km/h时，同向曲线间的 最短直线长度以不小于6V为宜。
在受到条件限制时，无论是高速路还是低速路，都宜将在同 向曲线间插人大半径曲线或将两曲线作成复曲线、卵形曲线或C形 曲线。
组合为宜，可使生硬呆板的直 线得到一些缓和
➢ 道路两侧地形过于空旷时，宜采取措施，如植不同树种或设置雕
塑、广告牌等，以改善单调的景观。
➢ 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
符合规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。
(三) 直线的最小长度
1．同向曲线间的直线最小长度
道路平纵横设计概要
道路平面线形概述
(一)路线 (二)汽车行驶轨迹 (三)道路平面线形要素
直线 圆曲线 缓和曲线 道路平面设计成果
(一) 路线
道路是一条三维空间的实体。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。 路线:道路中线的空间位置。 路线在水平面上的投影称作路线的平面。
(二) 直线的运用
(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)长大桥梁、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。
➢ 长直线纵坡不宜过大，因其
易导致高速度。
➢ 长直线与大半径凹形竖曲线
＝X/G＝v2/(gR) ih
将车速v(m/s)化为V(km/h)，则
＝V2/(127R)ih
(2-1)
R 为平曲线半径（m）； 为横向力系数；V为行车速度（km/h）；
ih 为横向超高坡度。
横向倾覆条件分析
横向力可能使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆的危险。 为使汽车不产生倾覆，必须使倾覆力矩小于或等于稳定力矩。