1、3.1 3.1 概述道路道路是一种带状的三维空间结构物，主要包括路基、路是一种带状的三维空间结构物，主要包括路基、路面、桥涵、隧道等工程实体。道路设计是从面、桥涵、隧道等工程实体。道路设计是从几何几何和和结构结构两方面进行研究的。两方面进行研究的。1中线中线 道路勘测设计程序道路勘测设计程序1 1、勘测设计任务书、勘测设计任务书设计任务书的基本内容包括：设计任务书的基本内容包括：（1 1）建设依据和目的意义。）建设依据和目的意义。（2 2）建设规模和性质。）建设规模和性质。（3 3）路线基本走向和主要控制点。）路线基本走向和主要控制点。（4 4）工程技术标准和主要技术指标。）工程技术标准和主要
2、技术指标。（5 5）设计阶段及各阶段完成时间。）设计阶段及各阶段完成时间。（6 6）建设期限和投资估算，对分期修建项目应提出每期的建）建设期限和投资估算，对分期修建项目应提出每期的建设规模和投资估算。设规模和投资估算。（7 7）施工力量的原则安排。）施工力量的原则安排。（8 8）附路线示意图，另有工程数量、三材和投资等，供审批）附路线示意图，另有工程数量、三材和投资等，供审批时参考。时参考。2.2.设计阶段及其内容设计阶段及其内容公路工程基本建设项目一般采用公路工程基本建设项目一般采用两阶段设计两阶段设计。对于技术简单、方案明确的小型建设项目可采用对于技术简单、方案明确的小型建设项目可采用一阶
3、段一阶段设计设计；对于技术复杂而又缺乏经验的项目或项目中的个别路段、对于技术复杂而又缺乏经验的项目或项目中的个别路段、特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等，必要时采用特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等，必要时采用三阶段三阶段设计设计。路线设计的原则路线设计的原则公路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的，公路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的，公路线形公路线形必必须满足行车安全、迅速、经济与乘客舒适的要求，这就是须满足行车安全、迅速、经济与乘客舒适的要求，这就是线形设计的总原则。线形设计的总原则。从以下几个主要方面来考虑：从以下几个主要方面来考虑：1 1汽车行驶的稳定性汽车行驶的稳定性 2 2尽可能地提
4、高车速尽可能地提高车速 3.3.行车畅通行车畅通 4 4行车舒适行车舒适路线设计依据路线设计依据1.1.设计车辆设计车辆:不同的汽车有不同的型号和规格不同的汽车有不同的型号和规格小客车小客车载货汽车载货汽车鞍式列车鞍式列车2.2.设计速度设计速度:道路设计依据的汽车速度。是指在气候正常、道路设计依据的汽车速度。是指在气候正常、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）影响时，一般驾驶员能保持安全、舒适面、附属设施等）影响时，一般驾驶员能保持安全、舒适行驶的最大行驶车速。行驶的最大行驶车速。设计速度不同于实际行车速度设计速
5、度不同于实际行车速度。3.3.交通量交通量:指单位时间内，通过道路某地点或某断面的车指单位时间内，通过道路某地点或某断面的车辆、行人数量，一般是指机动车交通量，且为来往两个方辆、行人数量，一般是指机动车交通量，且为来往两个方向的车辆数。亦称交通流量或车流量。向的车辆数。亦称交通流量或车流量。交通量是确定公路等级的主要依据。在规划道路等级时，交通量是确定公路等级的主要依据。在规划道路等级时，采用推算远景设计年限的日交通量，一般用年平均日交通采用推算远景设计年限的日交通量，一般用年平均日交通量量(ADT)(ADT)表示。据表示。据标准标准规定公路远景设计年限：高速规定公路远景设计年限：高速公路和公
6、路和级公路为级公路为2020年、二级公路为年、二级公路为1515年、三级公路为年、三级公路为1010年；四级公路一般为为年；四级公路一般为为1010年，也可根据实际情况适当调整。年，也可根据实际情况适当调整。推算远景年昼夜交通量可按式推算远景年昼夜交通量可按式(3-1)(3-1)计算计算 N NT Tn nd d(1+(1+)T T-1 -1 （3-13-1）式中：式中：N NT T远景年限的昼夜交通量，辆昼夜远景年限的昼夜交通量，辆昼夜n nd d各种车辆换算成标准车的目前日交通量各种车辆换算成标准车的目前日交通量T T设计年限，年；设计年限，年；年平均汽车增长率，。年平均汽车增长率，。图图
7、3.1 3.1 全年高峰小时交通量曲线图全年高峰小时交通量曲线图30501001508760小时交通量与年平日小时交通量与年平日交通量的比值交通量的比值%201816141210813.2 3.2 道路平面设计道路的平面线形由三要素构成：道路的平面线形由三要素构成：直线直线圆曲线圆曲线缓和曲线缓和曲线路线平面图路线平面图补充：汽车行驶轨迹与道路平面线形补充：汽车行驶轨迹与道路平面线形（1 1）汽车行驶轨迹）汽车行驶轨迹 行驶中的汽车其重心的轨迹在几何性质上行驶中的汽车其重心的轨迹在几何性质上有以下特征：有以下特征：轨迹是连续的、圆滑的，任一点不出现轨迹是连续的、圆滑的，任一点不出现错头和破折。
8、错头和破折。曲率是连续的，任一点不出现两个曲率曲率是连续的，任一点不出现两个曲率值。值。曲率变化是连续的，任一点不出现两个曲率变化是连续的，任一点不出现两个曲率变化率值。曲率变化率值。直线圆直线直线圆直线:不满足不满足 、条性质，但满足第一条性质，但满足第一条要求，满足了车辆条要求，满足了车辆的直行和转向要求，的直行和转向要求，可作为低等级山区道可作为低等级山区道路采用路采用。直缓圆缓直直缓圆缓直:为满足第为满足第条要求，在直线与圆曲线间引入了条要求，在直线与圆曲线间引入了一条曲率逐渐变化的一条曲率逐渐变化的“缓和曲线缓和曲线”，使整条线形符使整条线形符合汽车行驶轨迹特性的第合汽车行驶轨迹特性
9、的第条和条和条，保持了线形条，保持了线形的曲率连续。它不满足第的曲率连续。它不满足第条要求，不是最理想的，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。但与汽车行驶轨迹接近，国内外普遍采用。直线直线1.1.直线直线1 1）直线的特点：）直线的特点：优点优点u两点之间距离最短。两点之间距离最短。u具有短捷、直达的印象。具有短捷、直达的印象。u行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。u测设简单方便（用简单的就可以精确量距、放样测设简单方便（用简单的就可以精确量距、放样等）。等）。u在直线上设构造物更具经济性。在直线上设构造物更具经济性。缺点缺点u直
10、线单一无变化，与地形及线形自身难以协直线单一无变化，与地形及线形自身难以协 调。调。u过长的直线在交通量不大且景观缺乏变化时，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。易使驾驶人员感到单调、疲倦。u在直线纵坡路段，易错误估计车间距离、行车在直线纵坡路段，易错误估计车间距离、行车 速度及上坡坡度。速度及上坡坡度。u易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速 行驶。行驶。上路堤是指路面底面以下0.0，在常水位以下部分可采用1:21:3。其他各级公路视距一般采取不小于两倍停车视距的长度(即会车视距)。2)，可得超高最大值的计算公式为:p
11、60四级公路一般为为10年，也可根据实际情况适当调整。2)城市道路平面设计图直线、曲线及转角表全面地反映了路线的平面位置和路线平面线形的各项指标，它是公路设计的主要成果。(3)选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。竖曲线设计标准有竖曲线最小半径和竖曲线长度两个。断背曲线：同向圆曲线间连以短的直线；2m，后车超越前车过程中，从开始驶离原车道之处起，至可见对向来车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离。开始制动到刹车停止所行驶的距离，即制动距离；要保证路堤稳定，关键是合理选用边坡厚度和保证填料充分压实5%，横坡度23，并向外侧倾斜。rl=A2平竖曲线很好组合，有利于路面排水和改善行车的
12、视线诱导和舒适感。通常采用积距法和坐标法。(4)山脊线和山腰线除结合地形不得已时采用较大纵坡外，在可能条件下纵坡应缓些。易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速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，应小于0.2 2）直线的运用：）直线的运用：长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡行驶长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡行驶更易导致高速度。更易导致高速度。长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，可以使生硬长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。呆板的直线得到一些缓和。哪一个最优？哪一个最优？两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同两侧地形过于空旷时，宜采取
13、种植不同树种树种或或设置一定设置一定建筑物、建筑物、雕塑雕塑、广告牌广告牌 等措施，以改等措施，以改善单调的景观。善单调的景观。长直线或长下坡尽头的平曲线必须采取设置标长直线或长下坡尽头的平曲线必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施志、增加路面抗滑能力等安全措施美美国国俄俄勒勒冈冈州州典典型型沙沙漠漠公公路路香榭丽舍与凯旋门3 3）直线的长度）直线的长度相邻两相邻两曲线之间曲线之间应有一定长度的直线，这个直线是指前一应有一定长度的直线，这个直线是指前一曲线的曲线的终点（终点（HZHZ或或YZYZ）到后一曲线的到后一曲线的起点（起点（ZHZH或或ZYZY）之间之间的长的长度。度。(1)(1
14、)直线的最大长度：直线的最大长度：直线长度直线长度20v20v（m m）（）（v-v-行车时速行车时速km/hkm/h）(2)(2)直线的最小长度直线的最小长度:同向曲线同向曲线:6V:6V 2.5V 2.5V（特殊情况）（特殊情况）断背曲线断背曲线反向曲线反向曲线：2V2V断背曲线断背曲线：同向圆曲线间连以短的直线：同向圆曲线间连以短的直线；反向曲线反向曲线-指两个转向相反的相邻曲线间连以直线所形成的平面线形。为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高内侧低的单向横坡形式，称为曲线上的超高。反向竖曲线间最好设置一段直线坡段，直线坡段的长度一般不小于设计速度的3秒行程，以使汽
15、车从失重（或增重）过渡到增重（或失重）有一个缓和段。(4)有超高时，按旋转方式绘出超高横坡度的路肩边缘连线；NTnd(1+)T-1 （3-1）（3）高原纵坡折减 表3-15是指各级公路在采用允许最大超过的横向摩阻系数情况下，保证汽车以设计速度行驶安全与舒适的最小半径，是设计时建议采用的值，它介于极限最小半径与不设超高的最小半径之间。(2)处于凹形地形上，相交道路的纵坡都指向交叉口。3)平、竖曲线应避免的组合反向竖曲线间最好设置一段直线坡段，直线坡段的长度一般不小于设计速度的3秒行程，以使汽车从失重（或增重）过渡到增重（或失重）有一个缓和段。两回旋曲线的参数值相等，即Al=A2时，叫对称基本形，
16、回旋线一圆曲线一回旋线的长度以大致接近为宜。(1)圆曲线上设置加宽的原因:P63（7）施工力量的原则安排。（3）高原纵坡折减 表3-15道路中线两点间的高差与水平距离的比值（以%计）称为纵坡或坡度。（5）隧道内必须设置圆曲线时，应大于不设超高的最小半径。2时，其燃料消耗 与轮胎磨损 分别比0时多20和近3倍。从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有超高单向横坡的过渡段称为超高过渡段。开始制动到刹车停止所行驶的距离，即制动距离；当超过一定数值时，驾驶者在曲线行驶中驾驶紧张，乘客感到不舒适。ih=6%8%，=0.2.2.圆曲线 各级公路和城市道路不论转角大小均应设置圆曲线。各级公路和城市道路不论转角
17、大小均应设置圆曲线。圆曲线作为公路平面线形具有以下圆曲线作为公路平面线形具有以下主要特点主要特点：u曲率曲率1/R=1/R=常数，测设和计算简单；常数，测设和计算简单；u比直线更能适应地形的变化；比直线更能适应地形的变化；u在圆曲线上行驶要受到离心力的作用；在圆曲线上行驶要受到离心力的作用；u要比在直线上行驶多占用道路宽度；要比在直线上行驶多占用道路宽度；u在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件较差。在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件较差。1 1）圆曲线的几何要素）圆曲线的几何要素圆曲线要素计算公式如下：圆曲线要素计算公式如下：切线长切线长T=R.tg/2T=R.tg/2外距外距 E=R(se
18、c/2-1)E=R(sec/2-1)曲线长曲线长L=R/180L=R/180 =0.01745R =0.01745R D=2T-LD=2T-L式中式中 T T切线长，切线长，m m L L圆曲线长，圆曲线长，m m E E外距，外距，m m D D校正值或超距，校正值或超距，m m 转角（转角（）。）。圆曲线几何要素计算图圆曲线几何要素计算图 JD-T ZY+L YZ-L/2 QZ+D/2 JD（校核）圆曲线几何要素计算图圆曲线几何要素计算图桩号计算桩号计算2）圆曲线半径（1）计算公式 iVR1272 式中式中R圆曲线半径，圆曲线半径，V行车速度，行车速度，横向力系数横向力系数，即单位车重所承
19、受的实际横向力，极限值为路，即单位车重所承受的实际横向力，极限值为路 面与轮胎之间的横向摩阻系数；面与轮胎之间的横向摩阻系数；i路面的横向路面的横向坡度，向内侧倾斜取正，反之取负坡度，向内侧倾斜取正，反之取负)(1272iVR关于横向力系数关于横向力系数（1 1）危及行车安全）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，不产生横向滑移，应小于应小于0.20.2。h（2 2）增加驾驶操纵的困难）增加驾驶操纵的困难 要求要求0.30.3。（3 3）增加燃料消耗和轮胎磨损）增加燃料消耗和轮胎磨损 的存在使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加。
20、横向的存在使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加。横向力系数力系数 为为0.20.2时，其燃料消耗时，其燃料消耗 与轮胎磨损与轮胎磨损 分别比分别比0 0时多时多2020和近和近3 3倍。倍。（4 4）行旅不舒适）行旅不舒适 当当超过一定数值时，驾驶者在曲线行驶中驾驶紧张，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。乘客感到不舒适。0.10.10.150.15间，舒适性可以接受。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，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：最大横向力系数采用：设计速度设计速度12012010010080806060404
21、030302020横向力系数横向力系数0.10.10.120.120.130.130.150.150.150.150.160.160.170.17（2 2）圆曲线最小半径）圆曲线最小半径圆曲线最小半径有圆曲线最小半径有极限最小半径极限最小半径、一般最小半径一般最小半径和和不设超高不设超高的最小半径。我国的最小半径。我国标准标准根据不同的横根据不同的横向力系数和最大超过值，对于不同等级的公路规定向力系数和最大超过值，对于不同等级的公路规定了三种半径的数值见表了三种半径的数值见表3-13-1。极限最小半径极限最小半径是指各级公路在采用允许最大超过的横向摩阻系数情况下，是指各级公路在采用允许最大超过
22、的横向摩阻系数情况下，能保证汽车行驶安全的最小半径。能保证汽车行驶安全的最小半径。i ih h=8%=8%，=0.10.16=0.10.16 一般最小半径一般最小半径是指各级公路在采用允许最大超过的横向摩阻系数情况下，是指各级公路在采用允许最大超过的横向摩阻系数情况下，保证汽车以设计速度行驶安全与舒适的最小半径，是设计保证汽车以设计速度行驶安全与舒适的最小半径，是设计时建议采用的值，它介于极限最小半径与不设超高的最小时建议采用的值，它介于极限最小半径与不设超高的最小半径之间。半径之间。i ih h=6%8%=6%8%，=0.050.06=0.050.06不设超高的最小半径不设超高的最小半径是指
23、道路曲线半径较大、离心力较小时，汽车沿双向路拱是指道路曲线半径较大、离心力较小时，汽车沿双向路拱外侧行驶的路面摩擦力足以保证汽车行驶安全稳定所采用外侧行驶的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。的最小半径。3)3)圆曲线半径的圆曲线半径的运用运用（1 1）一般情况下尽量选用大于或等于一般最小半径，只有）一般情况下尽量选用大于或等于一般最小半径，只有在受地形限制或特别困难情况下，才可采用极限最小半径。在受地形限制或特别困难情况下，才可采用极限最小半径。（2 2）长直线或陡坡尽头，不得采用小半径圆曲线。）长直线或陡坡尽头，不得采用小半径圆曲线。（3 3）不论偏角大小，均应设置圆曲线。
24、）不论偏角大小，均应设置圆曲线。（4 4）桥位处两端设置圆曲线时，一般大于一般最小半径。）桥位处两端设置圆曲线时，一般大于一般最小半径。（5 5）隧道内必须设置圆曲线时，应大于不设超高的最小半）隧道内必须设置圆曲线时，应大于不设超高的最小半径。径。（6 6）半径过大也无实际意义，故一般应小于）半径过大也无实际意义，故一般应小于10000m10000m。3.3.缓和曲线缓和曲线缓和曲线缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间，由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线性，是道路线之间，由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线性，是道路平面线性要素之一。平面
25、线性要素之一。1 1）缓和曲线的作用）缓和曲线的作用（1 1）便于驾驶员操纵方向盘）便于驾驶员操纵方向盘（2 2）减小离心力变化，使乘客乘车舒适和稳定）减小离心力变化，使乘客乘车舒适和稳定（3 3）超高横坡度及加宽逐渐变化，行车更加平稳）超高横坡度及加宽逐渐变化，行车更加平稳（4 4）与圆曲线配合得当，增加线性美观）与圆曲线配合得当，增加线性美观凡是高速公路右转进入相交道路或由相交道路右转弯进入高速公路的匝道都是设在外侧，这些匝道称为外环。X字形（x intersection):两条路以锐角斜交。平竖曲线很好组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。（2）计算竖曲线起终点的桩号：当超过
26、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。最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。圆曲线的加宽应设置在圆曲线内侧且路面加宽时路基一般也同时加宽。L各坡段长度(m)；不填不挖路基是指原地面与路基标高相同构成的路基横断面的一种特殊形式。（4）计算竖曲线上任意点设计标高圆曲线的加宽应设置在圆曲线内侧且路面加宽时路基一般也同时加宽。从路线起点至止点的方向看，路线升高为上坡，降低为下坡。切线标高=变坡点的标高（T-x）i ；适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。纵断面设计成果，主要包括路线纵断面图和路基设计表。1m时，驾驶人员自看到前方障碍物时起，至障碍物前能安全停车所需的最
27、短行车距离，即为小客车停车视距(简称停车视距)。=0.3)平、竖曲线应避免的组合在规划道路等级时，采用推算远景设计年限的日交通量，一般用年平均日交通量(ADT)表示。(1)圆曲线上设置加宽的原因:P632）回旋曲线(1)回旋线的数学表达式 回旋线是公路路线设计中最常用的一种缓和曲线。标准规定缓和曲线采用回旋线。回旋线的基本公式为：rl=A2 式中r回旋线上某点的曲线半径，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。SRLA 直线直线圆曲线缓和曲线缓和曲线RLsA n 缓和曲线起点：回旋线的起点，缓和曲线起点：回旋线的起点，l=0，r=；n 缓和曲线终点：回
28、旋线某一点，缓和曲线终点：回旋线某一点，lLs，rR。n 则则 RLs=A2，即回旋线的参数值为：即回旋线的参数值为：n缓和曲线的曲率变化：缓和曲线的曲率变化：动画演示(2)有缓和曲线的道路平曲线要素的计算：有缓和曲线的道路平曲线要素的计算：平面线形几何要素平面线形几何要素总切线长总切线长()tan2hTTqRRq外矢距外矢距()sec2hERRR曲线总长曲线总长(2)2180hLRL超距超距2hhDTLn以交点里程桩号以交点里程桩号为起算点：为起算点：nZH=JD ThnHY=ZH+LsnYH=HY+LnHZ=YH+LSnQZ=HY+L/2nJD=QZ+D/2(校核校核)3 3）缓和曲线的长
29、度及参数）缓和曲线的长度及参数(1)(1)缓和曲线的最小长度缓和曲线的最小长度应规定缓和曲线的最小长度。可从以下几方面考虑。应规定缓和曲线的最小长度。可从以下几方面考虑。旅客感觉舒适旅客感觉舒适超高渐变率适中超高渐变率适中行驶时间不过短行驶时间不过短RV.L)s(3min0350ipbLs(min)2.1(min)VLs(2)(2)缓和曲线参数的确定缓和曲线参数的确定 视觉要求视觉要求A与与R的关系的关系 R/3AR 当当R接近接近100m时，取时，取A等于等于R；当当R小于小于100m时，则取时，则取A等于或大于等于或大于R；在圆曲线较大时，可选择在圆曲线较大时，可选择A在在R/3左右；左右
30、；如如R超过了超过了3000m，可取，可取A小于小于R/3。不设回旋线条件不设回旋线条件作业 P119三、1、2、道路平面线形三要素是什么？3、某平曲线交点JD50桩号K9+977.54，直线接圆曲线，曲线半径R=200m，=30，求特征点ZY/YZ/QZ桩号。曲线上的超高与加宽1.1.超高超高1 1）超高及其作用）超高及其作用 为抵消车辆在曲线路段为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，上行驶时所产生的离心力，将路面做成将路面做成外侧高内侧低外侧高内侧低的单向横坡形式，称为曲的单向横坡形式，称为曲线上的线上的超高超高。受地形条件限制时，大半径圆曲线与小半径圆曲线相衔接处，可采用两个或两个
31、以上同向回旋线在曲率相同处径向连接而组合为复合曲线下穿式(隧道式)是用地道(或隧道)从相交道路下方穿过的方式。在直线上设构造物更具经济性。标准横断面与典型横断面某桩号在凹形竖曲线的设计标高=该桩号在切线上的设计标高y平、纵线形组合与景观的协调配合是指各级公路在采用允许最大超过的横向摩阻系数情况下，保证汽车以设计速度行驶安全与舒适的最小半径，是设计时建议采用的值，它介于极限最小半径与不设超高的最小半径之间。标准横断面与典型横断面1汽车行驶的稳定性对于特殊情况下的路基（如高填深挖路基、侵河路基、不良地质地段路基等）应单独设计，并绘制特殊路基设计图。路基设计表是公路设计文件的组成内容之一，它是平、纵
32、、横等主要测设资料的综合。视觉要求A与R的关系 R/3AR碎落台设置于挖方边坡坡脚处，位于边沟外缘，有时亦可设在挖方边坡的中间。回旋线是公路路线设计中最常用的一种缓和曲线。Y字形（Y intersection):是一条尽头道路与另一条道路以锐角或钝角（75、105）相交的交叉口，适用于主要道路与次要道路相交；某桩号在凹形竖曲线的设计标高=该桩号在切线上的设计标高y(2)园曲线上设置加宽的条件:(2)采用渠化交通：在交叉口处合理布置交通岛、交通标志和标线、或增设车道等，引导各方向车流沿一定的方向行进，减少车辆之间的相互干扰，使车流像水流一样被渠化分流。清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。竖
33、曲线设置应满足排水需要。2)2)超高值的确定超高值的确定由前面平曲线半径计算公式由前面平曲线半径计算公式(3.2)(3.2)，可得超，可得超高最大值的计算公式为高最大值的计算公式为:p60p603）超高的过渡方式（1）无中间带的公路a）超高横坡度等于路拱坡度时，将外侧车道绕路中线旋转；b）超高横坡度大于路拱坡度时，可分别采用以下三种过渡方式：绕内边缘旋转 绕路中线旋转 绕外边缘旋转（2）有中间带的公路绕中间带的中心线旋转绕中央分隔带边缘旋转绕各自行车道中线旋转(3)(3)超高过渡段超高过渡段从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有超高单向横从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有超高单向横坡的过渡
34、段称为超高过渡段。坡的过渡段称为超高过渡段。L LC C=B=B*i/pi/p式中：式中：L LC C超高过渡段长度，超高过渡段长度，(m)(m)；B B旋转轴至行车道旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带设路缘带时为路缘带)外侧边缘的外侧边缘的 宽度，宽度，(m)(m)；ii超高坡度与路拱坡度代数差超高坡度与路拱坡度代数差()；pp超高渐变率（又称附加纵坡），即旋转轴线与行车道超高渐变率（又称附加纵坡），即旋转轴线与行车道(设路缘带时为路缘带设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间相对升降的比率外侧边缘线之间相对升降的比率，其规定值见表，其规定值见表3-5(P63)3-5(P63)2.曲线加宽1)圆曲
35、线上设置加宽的原因和条件(1)圆曲线上设置加宽的原因:P63(2)园曲线上设置加宽的条件:我国标准规定，当平曲线半径小于或等于250 m 时，应在平曲线内侧设置加宽。(3)全加宽值的确定加宽值计算 p63加宽的规定与要求当平曲线半径等于或小于250米时，应统一在平曲线内侧加宽，双车道的加宽值见表3-5，；四级公路和山岭重丘区的三级公路采用第一类加宽，其余各级公路采用第三类加宽值；对于不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第二类加宽值；圆曲线的加宽应设置在圆曲线内侧且路面加宽时路基一般也同时加宽。当R小于100m时，则取A等于或大于R；15间，舒适性可以接受。X字形（x intersectio
36、n):两条路以锐角斜交。某桩号在凹形竖曲线的设计标高=该桩号在切线上的设计标高y改正值：y=x2/2R适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。并重视平纵线性的配合。纵断面设计成果，主要包括路线纵断面图和路基设计表。我国标准规定路基宽度、行车道宽度见表3-22。这是解决交叉交通问题最彻底、最有效的方法。从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有超高单向横坡的过渡段称为超高过渡段。路基边坡坡度是以边坡高度H与边坡宽度b之比来表示的，通常将边坡高度H定为1，b与H的比值是几这个坡度就是1比几，写成1：m或1：n。缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间，由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线性，
37、是道路平面线性要素之一。i路面的横向坡度，向内侧倾斜取正，反之取负面与轮胎之间的横向摩阻系数；5，弃土堆坡脚与路堑堑顶之间的距离一般为35m，路堑边坡较高，土质较差时应大于5m。1）必须进行个别设计；长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡行驶更易导致高速度。平、纵面线形组合的设计原则三路相交的交叉口，3个冲突点、3个合流点、分流点。2）加宽缓和段（1）加宽缓和段设置原因当圆曲线段设置全加宽时，为了使路面由直线段正常宽度断面过渡到圆曲线段全加宽断面，需要在直线和圆曲线之间设置加宽缓和段。（图3.7）(2)加宽缓和段形式比例过渡对于二、三、四级公路，采用在加宽缓和段全长范围内按其长度成正比例高次
38、抛物线过渡对于高等级公路，采用高次抛物线过渡形式（3 3）加宽缓和段长度）加宽缓和段长度对于设置对于设置有缓和曲线有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用的平曲线，加宽缓和段应采用缓和缓和曲线曲线相同的长度。相同的长度。对于不设缓和曲线的平曲线，但设置有超高缓和段的平对于不设缓和曲线的平曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用于超高缓和段相同的长度。曲线，可采用于超高缓和段相同的长度。对于不设缓和曲线的平曲线，又不设置超高缓和段的平对于不设缓和曲线的平曲线，又不设置超高缓和段的平曲线时，其加宽缓和段长度应按曲线时，其加宽缓和段长度应按渐变率渐变率为为1 1：15 15 且长度不且长度不小于小于10
39、 m 10 m 的要求设置。的要求设置。行车视距行车视距行车视距行车视距：汽车在行驶中，汽车在行驶中，当发现障碍物后，能及时采当发现障碍物后，能及时采取措施，防止发生交通事故取措施，防止发生交通事故所需要的必须的最小距离。所需要的必须的最小距离。驾驶员发现障碍物或迎面来驾驶员发现障碍物或迎面来车，根据其采取措施的不同，车，根据其采取措施的不同，行车视距可分为：行车视距可分为：停车视距停车视距会车视距会车视距超车视距超车视距。1.1.停车视距停车视距 (1)(1)小客车停车视距小客车停车视距 小客车行驶时，当目高为小客车行驶时，当目高为1.2 m1.2 m、物高为、物高为0.1m0.1m时，驾驶
40、人时，驾驶人员自看到前方障碍物时起，至障碍物前能安全停车所需的最员自看到前方障碍物时起，至障碍物前能安全停车所需的最短行车距离，即为小客车停车视距短行车距离，即为小客车停车视距(简称停车视距简称停车视距)。反应距离反应距离 S1制动距离制动距离 SZ停车视距停车视距ST安全距离安全距离S0停车视距由三部分组成：停车视距由三部分组成：驾驶者在反应时间内行驶的距离；驾驶者在反应时间内行驶的距离；开始制动到刹车停止所行驶的距离，即制动距离；开始制动到刹车停止所行驶的距离，即制动距离；安全距离。安全距离。公式（公式（3-73-7）表表3-73-701SSSSZT）（105)(2546.3201iVtV
41、SSSSZT 公路工程技术标准规定：高速公路、一级公路采用停车视距；其他各级公路视距一般采取不小于两倍停车视距的长度(即会车视距)。受地形条件或其他特殊情况限制而采取分道行驶措施的地段，可采用停车视距。2.2.会车视距会车视距两辆对向行驶的汽车能在同一车道上及时刹车所必需的距两辆对向行驶的汽车能在同一车道上及时刹车所必需的距离，称为离，称为会车视距会车视距。会车视距由三部分组成会车视距由三部分组成：双方驾驶者反应时间内行驶的距离；双方驾驶者反应时间内行驶的距离；双方汽车的制动距离；双方汽车的制动距离；安全距离。安全距离。因此，会车视距因此，会车视距S SH H约等于约等于2 2倍停车视距。倍停
42、车视距。3.超车视距 超车视距是指在双车道道路上，当目高为1.2 m，物高为1.2m，后车超越前车过程中，从开始驶离原车道之处起，至可见对向来车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离。(1)加速行驶距离S1、(2)超车在对向车道行驶的距离:S 2、(3)超车完了时，超车与对向汽车之间的安全距离 S0(4)超车开始加速到超车完了时,对向汽车的行驶距离S3 加速加速S1超车（逆向行驶）超车（逆向行驶）S2安全距离安全距离S3对向行驶对向行驶S42S32最小必要超车视距最小必要超车视距全超车视距全超车视距4S由于高速公路和一级公路采用分向分车道行驶，车辆同向行驶不存在会车问题，主要考虑的是停车视距，
43、所以标准规定了高速公路、一级公路应满足停车视距的要求。二、三、四级公路上、下行车道没有分开，混合交通严重，所以我国标准规定二、三、四级公路必须保证会车视距。会车视距长度应不小于停车视距两倍。保证行车视距的工程措施：保证行车视距的工程措施：n（1）清除障碍物：）清除障碍物：n清除视距包络曲线清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全与视点轨迹线间的全部障碍物。部障碍物。n适用：连续障碍物的适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。清除，如路堑边坡等。n清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。n适用：分散障碍物，如独立建筑物等适用：分散障碍物，如独立建筑物等。Z1Z
44、2Z33.保证行车视距的工程措施：n（1）清除障碍物：）清除障碍物：n清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。n适用：分散障碍物，如独立建筑物等适用：分散障碍物，如独立建筑物等。3.保证行车视距的工程措施：n（1）清除障碍物：）清除障碍物：n清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。n适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。n（2）分道行驶：）分道行驶：n 二、三、四级公路，受地形条件或其它特殊情况限制路段二、三、四级公路，受地形条件或其它特殊情况限制路段，若不能保证若
45、不能保证2倍停车视距，则必须满足停车视距，同时必须采倍停车视距，则必须满足停车视距，同时必须采用严格的分道行驶措施。用严格的分道行驶措施。n如如设分道线、分隔带、分隔桩；或设成两条分离的单车道。设分道线、分隔带、分隔桩；或设成两条分离的单车道。平面线性的组合与衔接1.平面线性设计的一般原则(1)平面线形应直捷、连续、均衡，并与地形相适应，与 周围环境相协调。(2)各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并宜选用较大 的圆曲线半径。表3-11表3-12(3)6车道及其以上的高速公路，同向或反向圆曲线间插入的直线长度，还应符合路基外侧边缘超高过渡渐变率规定的要求。(4)设计速度等于或小于40 kmh的双
46、车道公路，两相邻反向圆曲线无超高时可径向衔接，无超高有加宽时应设置长度不小于1O m的加宽过渡段；两相邻反向圆曲线设有超高时，地形条件特殊困难路段的直线长度不得小于15m。(5)设计速度等于或小于40 kmh的双车道公路，应避免连续急弯的线形。地形条件特殊、困难不得已而设置时，应在曲线间插入规定的直线长度或回旋线。2.平面线形的组合与衔接 平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线三个几何要素组成。三个线形要素可以组合成不同的组合线形。1)基本形 按直线一回旋线一圆曲线一回旋线一直线的顺序组合的曲线称为基本形两回旋曲线的参数值相等，即Al=A2时，叫对称基本形，回旋线一圆曲线一回旋线的长度以大致接近为宜
47、。2)S形曲线两反向圆曲线相衔接或插入的直线长度不足时，可用回旋线将两反向圆曲线连接组合为S形曲线，3)卵形曲线 两同向圆曲线相衔接或插入的直线长度不足时，可用回旋线将两同向圆曲线连接组合为卵形曲线4)凸形曲线 受地形条件限制时，可将两同向回旋线在曲率相同处径向衔接而组合为凸形曲线，5)复合曲线 受地形条件限制时，大半径圆曲线与小半径圆曲线相衔接处，可采用两个或两个以上同向回旋线在曲率相同处径向连接而组合为复合曲线 6)C形曲线 受地形条件或其他特殊情况限制时，可将两同向圆曲线的回旋线曲率为零处径向衔接而组合为C形曲线公路平面设计成果1.直线、曲线及转角表直线、曲线及转角表全面地反映了路线的平
48、面位置和路线平面线形的各项指标，它是公路设计的主要成果。只有在完成该表以后，才能据此计算“逐桩坐标表和绘制“路线平面设计图”，同时在做路线的纵断面设计、横断面设计和其他构造物设计时都要使用该表的数据。2.逐桩坐标表高速公路、一级公路的线性指标高，在测设和放线时需要采用坐标法才能保证测设精度。3.路线平面设计图1)公路平面设计图公路平面设计图综合反映路线的平面位置、线形和几何尺寸，还反映出沿线人工构造物和重要工程设施的布置及道路与周边环境地形、地物和行政区划的关系等2)城市道路平面设计图 城市道路平面设计图是城市道路设计成果的重要组成之一。一般应标明路线、规划红线、车行道线、人行道线、停车场、绿
49、化、交通标志、人行横道线、沿线建筑物出人口、各种地上地下管线的起向位置、雨水进水口、窨井等，注明交叉口及沿线里程桩，弯道及交叉口处应注明曲线要素、交叉口转角缘石的转弯半径等，比例尺一般为1：5001：1 000。两相邻反向圆曲线设有超高时，地形条件特殊困难路段的直线长度不得小于15m。(3)当相交公路的等级和交通量都不相同时，则主要公路的纵坡和横断面维持不变，次要道路的纵坡随主要公路的纵坡改变，即次要公路的双向倾斜的横断面应逐渐过渡到与主要公路的纵坡一致的单向倾斜横断面。竖曲线极限最小半径是缓和行车冲击和保证行车视距所必须的竖曲线半径的最小值，该值只有在地形受限制迫不得已时采用。是指各级公路在
50、采用允许最大超过的横向摩阻系数情况下，保证汽车以设计速度行驶安全与舒适的最小半径，是设计时建议采用的值，它介于极限最小半径与不设超高的最小半径之间。（2）计算竖曲线起终点的桩号：高速公路、一级公路采用停车视距；要保证路堤稳定，关键是合理选用边坡厚度和保证填料充分压实外距 E=R(sec/2-1)同向竖曲线应避免出现断背曲线，特别是两同向凹形竖曲线间如果直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线形式的竖曲线，下穿式(隧道式)是用地道(或隧道)从相交道路下方穿过的方式。D=2T-L(6)分别计算各桩号断面的填方面积（AT）、挖方面积（AW），并标注于图上。2尽可能地提高车速视觉要求A与R的关系 R/3A
