第2章道路勘测设计

2008年4月

道路勘测设计(第二章 平面设计)

内容提要

汽车行驶轨迹特性与道路平面线形要素 。 直线的特点和运用、最大长度和最小长度。 圆曲线的特点、半径大小及其长度 。 缓和曲线的性质、形式及最小长度和参数 。 平面线形设计原则和线形要素组合类型 。

第一节 直线一、路线的相关概念道路：一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵 洞、隧道等组成的空间带状构造物。 路线：道路中线的空间位臵。 线形：道路中心线的立体形状。 路线平面：路线在水平面上的投影。 路线纵断面：沿中线竖直剖切再行展开的断面(展开是指 展开平面、纵坡不变)。 路线横断面：中线上任一点的法向切面。 路线设计：确定路线空间位臵和各部分的几何尺寸。

直线-圆-直线: 不满足第二、三条 性质，但满足第一条要 求，满足了车辆的直行 和转向要求，可作为低 等级山区道路采用。

直-缓-圆-缓-直: 为满足第二条要求，在直线与圆曲线 间引入了一条曲率逐渐变化的“缓和曲线 ”,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。

第一节直线

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。

第一节 直线

一、直线的特点优点 两点之间距离最短。 具有短捷、直达的印象。 行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。 测设简单方便(用简单的就可以精确量

距、放样等)。 在直线上设构造物更具经济性。

第一节 直线 缺点 直线单一无变化，与地形及线形自身难以协

调。 过长的直线在交通量不大且景观缺乏变化时， 易使驾驶人员感到单调、疲倦。 在直线纵坡路段，易错误估计车间距离、行车 速度及上坡坡度。 易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速 行驶。

第一节 直线

二、设计标准

1.直线的最大长度 (20v)我国《标准》和《规范》对直线的最大长度没有具体的规定 ，尽量避免长直线。 最大长度主要应根据驾驶员的视觉反 应及心理上的承受能力来确定。 一般认为：直线的最大长度在城镇附近或其他景色有变化 的地点大于20V是可以接受的；在景色单调的地点最好控制

在 20V以内；而在特殊的地理条件下应特殊处理。

第一节 直线 2.直线的最小长度 相邻两曲线之间应有一定长度的直线，这个直 线是指前一曲线的终点(HZ或YZ)到后一曲线的起 点(ZH或ZY)之间的长度。 (1)同向曲线间的直线最小长度 同向曲线：是指两个转向相同的相邻曲线之间 连以直线而形成的平面线形。

第一节 直线 《规范》规定： 当设计速度≥60km/h时，同向曲线间的直线最小 长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的6 倍为宜；当地形条件及其它特殊情况限制时，最小 直线长度不得小于设计速度(以km/h计)的3倍。 对于设计速度≤40km/h时，参考执行即可。 在受到条件限制时，宜将同向曲线改为大半径 曲线或将两曲线作成复曲线、卵形曲线或C形曲线。

第一节 直线

(2)反向曲线间直线的最小长度 反向曲线：两个转向相反的相邻曲线之间连以直 线所形成的平面线形。 对反向曲线间直线最小长度的规定，主要考虑 考虑到其超高和加宽缓和的需要，以及驾驶人员操 作的方便。

第一节 直线 《规范》规定： 当设计速度≥60km/h时，反向曲线间的直线最小 长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的26 倍为宜；对于设计速度≤40km/h时，参考执行即可 。 特别困难的山岭区三、四级公路设臵超高时， 中间直线长度不得小于15m。

第一节 直线三、直线的运用 采用直线线形时必须注意线形与地形的关系，在运用直线线形 并决定其长度时，必须慎重考虑，一般不宜采用长直线。 路线完全不受地形、地物限制的平坦地区或山间的宽阔河谷

地带； 城镇及其近郊道路，或以直线为主体进行规划的地区； 长大桥梁、隧道等构造物路段； 路线交叉点及其附近； 双车道公路提供超车的路段。

第一节 直线当采用长直线形时，应注意如下事项： 纵坡不应过大，一般应小于3%。 同大半径凹型竖曲线结合为宜。 两侧地形过于空旷时，宜采取栽植不同树种或设臵

一定建筑物等措施。 长直线或长下坡尽头的平曲线，应对路面超高、停 车视距等进行检验，必要时须采用设臵标志、增加 路面抗滑能力等安全措施。

第二节 圆曲线一、圆曲线的特点

各级公路和城市道路不论转角大小均应设臵 圆曲线。 圆曲线作为公路平面线形具有以下主要特点： 曲率1/R=常数，测设和计算简单； 比直线更能适应地形的变化； 在圆曲线上行驶要受到离心力的作用； 要比在直线上行驶多占用道路宽度； 在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件较差 。

二、圆曲线半径及圆曲线长度

(一)公式与因素

在指定车速V下，极限最

小半径决定于容 许的最大横向力系数和该曲线的最大超高。 1.关于横向力系数 (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应小于0.2。 μ≤φh (2)增加驾驶操纵的困难 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。 (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 <0.1~0.15间，舒适性可以接受。 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 横向力系数

120 0.1

100 0.12

80 0.13

60 0.15

40 0.15

30 0.16

20 0.17

(二)最小半径的计算《标准》根据不同横向摩阻系数值，对于不同等级的公路规 定了极限最小半径、一般最小半径和不设超高的最小半径三个 最小半径。

1.极限最小半径定义：指各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系 数情况下，能保证汽车安全行驶的最小半径。

ih 8%

h 0.1 ~ 0.17

强调说明：极限最小半径是路线设计中的极限值，是在特殊 困难条件下不得已才使用的，一般不轻易采用。