路线平面设计

线”，使整条线形符合汽车行驶轨迹特
性的第一条和二条，保持了线形的曲率
连续。它不满足第三条要求，不是最理
想的，但与汽车行驶轨迹接近，国内外
普遍采用。
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(2)平面线形要素
平面线形三要素：直线、圆曲线和缓和曲线。 道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性 质和行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几 何参数，保持线形的连续性和均衡性，避免采用 长直线，并注意使线形与地形、地物、环境和景 观等协调。对于车速较高的道路，线形设计还应 考虑汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。
一般值(m)
1000 700 400 200 100 65 30
极限值(m)
650 400 250 125 60 30 15
不设超高 最小半径 (m)
路拱 ≤2.0% 路拱＞ 2.0%
5500 7500
4000 2500 1500 600 5250 3350 1900 800
350 150 450 200
rl A2
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—回旋线参数，表征回旋线曲率变化的 缓急程度。
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回旋线的参数值A的确定
回旋线的起点， 回旋线某一点， 则 ，即回旋线的参数值为：
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基本公式：
rl A2


l2 2 A2
β—回旋线上任一点的半 径方向与Y轴的夹角
路所处环境、自然条件、路面类型、车辆组成等
因素有关。最小超高横坡度须大于其直线路段的
路拱横坡度。
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最大超高 （1）要考虑车辆组成 在混合交通的道路上，要同时顾及快、慢车，
快车超高宜大，慢车超高宜小。 （2）要考虑气候因素 慢车及停在弯道上的车辆在不利季节情况要
能避免沿路面最大合成坡度下滑。 （一年中气候 恶劣季节路面的横向摩阻系数）
路线：道路中线的空间位置。 线形：道路中心线的立体形状。 路线设计：确定路线空间位置和各部分几何尺寸。
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路线设计
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平面 是指道路中心线在水平面上的投影。
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2、汽车行驶轨迹与道路平面线形 （1）汽车行驶轨迹
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行驶中的汽车其重心的轨迹在几何性质上有 以下特征：
①轨迹是连续的、圆滑的，任一点不出现错 头和破折。
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【解】 （1）计算曲线要素
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（2）计算主点桩号
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3、圆曲线半径
（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：
X Fcosα Gsinα
Y
X F Gih

Gv2 gR
Gih

G( v2 gR

ih
)
V2 127R ih
X
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圆曲线半径：
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(2)有中央分隔带公路过渡形式
• 绕中央分隔带边缘分别旋转：各种宽度中间带的均可采 用
• 绕中央分隔带中心旋转：中间带宽度较窄(<4.5m)公路 可采用
• 绕各自行车道中心旋转：车道数大于4条的公路采用
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第2章 路线平面设计
§2.1 概述 §2.2 平面圆曲线半径、超高及加宽 §2.3 缓和段 §2.4 行车视距 §2.5 平面线形设计 §2.6 平面设计成果
反应距离
s1
制动距离
s2
安全距离
s0=5m-10m
各级公路缓和曲线最小长度
公路 等级
地形
Lsmin (m)
高速公路
一
二
三
四
平原 直 山 平 山 平 山 平 山 平 山 微丘 丘 岭 原 岭 原 岭 原 岭 原 岭
100 85 70 50 85 50 70 35 50 25 35 20
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2、超高缓和段
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(1)无中央分隔带公路过渡形式
• 绕路面内边缘旋转：一般用于新建工程 • 绕路中线旋转：一般用于改建工程 • 绕路面外边缘旋转：可在特殊设计时采用
综上所述对行车的安全、经济与舒适方面 的要求，最大横向力系数采用：
设计速度 120 100 80 60 40 30 20 横向力系数 0.1 0.12 0.13 0.15 0.15 0.16 0.17
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（二）规定 《公路路线设计规范》中规定：
①各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在 选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适量。
缓和曲线：设置在直线和圆曲线之间或半径相差较 大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的 曲线。
《规范》规定：除四级公路外的其它各级公路都应设 置缓和曲线，另外，当圆曲线半径大于“不设超高的最 小半径”时可省略缓和曲线。
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(1)缓和曲线的作用
①行车缓和。便于驾驶员操作方向盘。 ②消除离心力的突变，提高舒适性。 ③完成超高和加宽的过渡，利于平稳行车。 ④线形缓和。使线形圆滑，增加线形美观，
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③圆曲线最大半径 • 选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适
应的前提下应尽量采用大半径。 • 但半径大到一定程度时，其几何性质和行
车条件与直线无太大区别，容易给驾驶人 员造成判断上的错误反而带来不良后果， 同时也无谓增加计算和测量上的麻烦。 • 《规范》规定圆曲线的最大半径不宜超过 10000m。
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②各级公路圆曲线的最小半径： a.极限最小半径
各级公路对按计算车速行驶的车辆，能保证其安全行车 的最小允许半径。地形困难或条件受限方可采用。 关键参数：μmax与ih(max)
超高值变化范围在10-6%之间，计算圆曲线最小半径时 分别用6%、8%和10%的超高值代入计算，横向力系 数0.10-0.17。
V2 R
127( ih )
或
R
V2
127( i1 )
式中：V—计算行车速度，（km/h）； μ—横向力系数； ih—超高横坡度； i1—路面横坡度。 “+”在内侧车道上行驶， “-”在外侧车道上行驶
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R V2
127( ih )
横向力系数 1）危及行车安全
为保证汽车用普通轮胎在最不利路面状况下能不产生 横向滑移， μ应低于轮胎与路面之间的横向摩阻系数f 2）增加驾驶操纵的困难
R——圆曲线半径(m)；
α——转角(o)
E R
JD
α QZ L
T YZ
α/2 α/2
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圆曲线要素及主点桩号计算
切线长：T Rtg α 2
曲线长：L π αR 180
外距：E R(sec α 1) 2
切曲差（校正值）：J 2T L
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【例题】某四级公路在交点K10+264.55处右转64.78o， 试进行该交点的平曲线设计。根据地形、地物资料， 拟选曲线半径R为250m。计算曲线要素及主点桩号。
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加宽的有关规定与要求：
（1）规范规定，当R≤250m时，应设置加宽
（2）高速、一二级公路及设计速度为40km/h的 三级公路采用3类加宽值；对不经常通行集装箱 运输半挂车的公路，可采用2类加宽值；死机公 路和设计速度30km/h的三级公路可采用1类加 宽值。
（3）加宽是指路面加宽，路面加宽时路基一般也 同时加宽
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b.一般最小半径 指能够满足旅客舒适感和工程量要求时所采取 的半径。 通常按i=6%-8%，μ=0.05-0.06计算。
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c.不设超高最小半径 道路曲线半径较大、离心力较小时，路面摩擦 力足以保证汽车行驶安全稳定所采用的最小半 径。
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各级公路的圆曲线最小半径
设计速度(km/h)
120
100 80 60 40 30 20
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1、圆曲线的特点
①测设简单； ②适应地形变化，适用范围广而灵活； ③较大半径圆曲线线形美观、顺适、行
车舒适； ④汽车行驶在圆曲线上受离心力，比在
直线上多占用宽度； ⑤圆曲线半径较小时，视距条件差。
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2、圆曲线几何元素
T——切线长(m)；
T
L——曲线长(m)；
E——外距(m)；
ZY
J——超距(m)；
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3、平面设计主要任务
（1）确定平面位置与线形：交点位置(里程 桩号、间距、偏角或坐标)
（2）确定平曲线半径及缓和曲线长度(参数 A)
（3）平面线形设计：线形要素的组合 （4）路线里程桩号计算及逐桩坐标计算 （5）平面视距的确定与保证
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第2章 路线平面设计
§2.1 概述 §2.2 平面圆曲线半径、超高及加宽 §2.3 缓和段 §2.4 行车视距 §2.5 平面线形设计 §2.6 平面设计成果
（3）要考虑驾驶者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。
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5、平曲线加宽
汽车在曲线上行驶时，各车轮的轨迹半径不等，其中后 轴内侧的车轮的行驶轨迹半径最小，前轴外侧车轮的行驶 轨迹半径最大，因而需要比直线上更大的宽度；另外前轴 中心的轨迹有一定的摆动偏移，这种在曲线上拓宽路面的 形式——平曲线的加宽。
要求μ<0.3。 3）增加燃料消耗和轮胎磨损 μ的存在使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加。横向力系 数为μ＝0.2时，其燃料消耗 与轮胎磨损分别比μ＝0时多 20％和近3倍。
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4）行旅不舒适 当μ超过一定数值时，驾驶者在曲线行驶
中驾驶紧张，乘客感到不舒适。 μ＝0.1～ 0.17间，舒适性可以接受。
A回旋线参数，表示回旋线曲率变化的缓急程度。A为长度量纲
特点：曲率k均匀变化，曲率半径R=变数。
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回旋线的作用 1）曲率连续变化，便于车辆行驶； 2）离心加速度逐渐变化，乘客感觉舒适； 3）超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳； 4）与圆曲线配合得当，增加线形美观。