城市道路線形總結(jié)及道路縱斷面規(guī)劃設(shè)計

第8章城市道路線形

主要介紹城市道路平面規(guī)劃設(shè)計及道路縱斷面規(guī)劃設(shè)計等內(nèi)容。道路是一條三維空間的帶狀構(gòu)造物，幾何尺寸描述了道路的空間形態(tài)。道路在水平面上的投影稱作路線的平面；平面中間位置的一條縱向線即為道路的中線；沿中線豎直剖切再行展開的道路剖面即是路線的縱斷面；與中線垂直的道路法向切面是道路的橫斷面。路線幾何設(shè)計是指確定路線空間位置的工作，包括:路線平面設(shè)計;路線縱斷面設(shè)計;橫斷面設(shè)計。三者關(guān)系：既要分別進(jìn)行，又相互關(guān)聯(lián)，需綜合考慮，特別是現(xiàn)代道路許多新的技術(shù)要求更是需要進(jìn)行三維的協(xié)調(diào)設(shè)計。

8.1道路平面規(guī)劃設(shè)計

8.1.1概述路線—道路中心線路線線形—道路中心線的空間形狀道路平面線形—道路中心線在水平面上的投影道路平面—道路路幅范圍在水平面上的投影城市道路平面設(shè)計--在城市道路系統(tǒng)規(guī)劃基礎(chǔ)上進(jìn)行的，根據(jù)道路系統(tǒng)規(guī)劃確定的線路走向、路與路之間的方位關(guān)系，確定城市道路的平面位置、選定合適的平面線形及各種設(shè)施的平面布置。汽車行駛軌跡與道路平面線形

大量的觀測和研究表明，行駛中的汽車，其導(dǎo)向輪旋轉(zhuǎn)面與車身縱軸之間的關(guān)系對應(yīng)的行駛軌跡為：

1）角度為0時，汽車的行駛軌跡為直線；

2）角度不變時，汽車的行駛軌跡為圓曲線；3）角度勻速變化時，汽車的行駛軌跡為緩和曲線。行駛中的汽車，其軌跡在幾何性質(zhì)上有以下特征：

1）軌跡是連續(xù)和圓滑的；

2）曲率是連續(xù)的；

3）曲率的變化是連續(xù)的。

直線一圓曲線一直線

符合第（1）條規(guī)律

直一緩一圓一緩一直

符合第（1）、（2）條規(guī)律8.1.1概述

平面線形指道路中心線在水平面上的投影線。一般由直線和平面曲線（平曲線）構(gòu)成。平面線形三要素：直線——曲率為零（曲率半徑為無窮大）的線形：圓曲線——曲率為常數(shù)的線形：緩和曲線——曲率為變數(shù)的線形：8.1道路平面規(guī)劃設(shè)計

8.1.1概述曲率不連續(xù)的路線曲率連續(xù)的路線平面設(shè)計的主要內(nèi)容平面線形設(shè)計，包括直線、圓曲線、緩和曲線各自的設(shè)計及其組合設(shè)計，同時要考慮行車視距問題。彎道部分的特殊設(shè)計，如彎道加寬、彎道超高等。沿線橋梁、隧道、道口、平面交叉口、廣場和停車場等的平面布設(shè)，分隔帶及其斷口的平面布置、路側(cè)帶緣石斷口的平面布置。道路照明及道路綠化的平面布置。8.1道路平面規(guī)劃設(shè)計

8.1.1概述1直線（tangent）具有路線短捷、縮短里程、行車方向明確、視距良好、行車快速、駕駛操作簡單的特點，同時，直線線形簡單，容易測設(shè)。另外，直線路段能提供較好的超車條件。注意事項：直線長度要適中，太短不利于相鄰圓曲線的連接，太長容易引起疲勞駕駛。8.1道路平面規(guī)劃設(shè)計

8.1.2道路平面線性設(shè)計要素國內(nèi)關(guān)于于直線的的最大長長度還沒沒有統(tǒng)一一標(biāo)準(zhǔn)。。國外資料料顯示，，直線最最大長度度以3分分鐘的行行程為限限比較理理想。德國和日日本：直直線的最最大長度度（以米米計）為為20Ⅴ蘇聯(lián)：8km；美國：3mile（4.83km）。1.直線（tangent）8.1道路平面面規(guī)劃設(shè)設(shè)計8.1.2道路平面面線性設(shè)設(shè)計要素素1.直線（tangent）當(dāng)車速≥≥60公公里/小小時，應(yīng)應(yīng)滿足：：同向曲線線間的最最小直線線長度宜宜≥6倍倍設(shè)計車車速反向曲線線間的最最小直線線長度宜宜≥2倍倍設(shè)計車車速當(dāng)車速小小于60公里/小時，地形條條件困難難時，直直線長度度應(yīng)滿足足設(shè)置緩緩和曲線線的需要要。8.1道路平面面規(guī)劃設(shè)設(shè)計8.1.2道路平面面線性設(shè)設(shè)計要素素2.圓曲線（（circularcurve）在平面線線形中，，圓曲線線常在路路線遇到到障礙或或地形需需要改變變方向時時設(shè)置。。各級道道路無論論轉(zhuǎn)角大大小均應(yīng)應(yīng)設(shè)置圓圓曲線。。圓曲線線能較好好地適應(yīng)應(yīng)地形變變化，易易與地形形、地物物、景觀觀等配合合協(xié)調(diào)，，圓曲線線配合得得當(dāng)，可可獲得圓圓滑舒順順的路線線。圓曲線設(shè)設(shè)計重在在曲線半徑徑與曲線線長度確定。8.1道路平面面規(guī)劃設(shè)設(shè)計8.1.2道路平面面線性設(shè)設(shè)計要素素圓曲線要要素曲線半徑徑R(m)，曲線轉(zhuǎn)角角(度），，圓曲線長長L=R*(/180)*(m);切線長T=R*tg(/2)(m);外距E=R[sec(/2)-1](m);ELaRT圓曲線的的半徑與與長度式中m——汽車的質(zhì)質(zhì)量（kg）G——汽汽車的重重量（N）；g——重力加速速度（≈≈9.81m/s2）v——汽汽車行駛駛速度（（m/s）；V——計算行車車速度（（km/h）；R——圓圓曲線半半徑（m）.彎道內(nèi)側(cè)側(cè)彎道外側(cè)側(cè)把作用在在汽車上上（通過過重心））的汽車車重力G和水平方方向的離離心力C沿垂直于于路面方方向和平平行于路路面方向向進(jìn)行分分解，可可以把離離心力所所提取的的、指向向運動軌軌跡外側(cè)側(cè)的水平平力稱為為橫向力。則橫向向力為：：由于α很小，故故。。于是有有：式中——道路橫坡，“-”表示車輛在彎道內(nèi)側(cè)車道上行駛；“+”表示車輛在未設(shè)超高的曲線外側(cè)車道上行駛。單位車重重的橫向向力稱為為橫向力系系數(shù)μ，表示汽汽車在做做圓周運運動時，，每單位位車輛所所受的橫橫向力，，即汽車車、乘客客、車上上裝載物物所受到到的橫向向力與其其自身重重量的比比值。把上式移移項，可可得圓曲曲線半徑徑的計算算公式：：式中V——計算行車速度（km/h）——橫向力系數(shù)。——道路橫坡。“-”表示車輛在未設(shè)超高的曲線外側(cè)車道上行駛；“+”表示車輛在曲線外內(nèi)車道上行駛。不設(shè)超高高的最小小半徑：：指道路半半徑較大大，離心心力較小小時，汽汽車若沿沿雙向路路拱外側(cè)側(cè)行駛時時，路面面的摩擦擦力足以以保證汽汽車安全全行駛所所采用的的最小半半徑。在在計算過過程中，，公路一一般μ采用0.035，城市道道路一般般μ采用0.067。極限最最小半半徑：：指圓曲曲線半半徑采采用的的極限限最小小值。。它指指當(dāng)?shù)氐匦卫Ющy或或條件件受限限制時時方可可使用用。采采用極極限最最小半半徑時時，設(shè)設(shè)置最最大超超高。。城市市道路路在郊郊區(qū)的的超高高橫坡坡度可可采用用2%～6%，μ一般采采用0.15。一般最最小半半徑：：指設(shè)超超高時時的推推薦半半徑。。其數(shù)數(shù)值介介于不不設(shè)超超高的的最小小半徑徑和極極限最最小半半徑之之間。。超高高值隨隨半徑徑增大大而按按比例例減小小。由式3-2-7算出的的R值，稱稱為圓曲線線不設(shè)設(shè)超高高容許許的最最小半半徑。3.小半徑徑彎道道路面面的超超高與與加寬寬1）超高高設(shè)置置如果因因為地地形、、地物物的原原因，，道路路實際際允許許的最最大轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半半徑小小于不不設(shè)超超高的的圓曲曲線的的最小小半徑徑時，，車輛輛在彎彎道外外側(cè)行行駛就就要減減速，，否則則就會會產(chǎn)生生過大大的橫橫向力力。為為了減減小橫橫向力力，就就需要要把彎彎道外外側(cè)橫橫坡做做成與與內(nèi)側(cè)側(cè)同向向的單單向橫橫坡。。即稱稱為超高橫橫坡度度i超（%）。式中V———計算行行車速速度（km/h）；R———圓曲線線半徑徑（m）；μ——橫向力力系數(shù)數(shù)。μ=0.10時，，感覺覺平穩(wěn)穩(wěn)；μ=0.15時，，略感感有曲曲線存存在．．感覺覺尚平平穩(wěn)；；μ=0.20時，，感到到有曲曲線存存在，，略感感不平平穩(wěn)；；μ=0.35時，，感到到有曲曲線存存在且且不平平衡；；μ=0.40時時，感到很不不穩(wěn)定，站立立不住，有傾傾倒危險。由公式可知，，圓曲線半徑徑越大，橫向向力系數(shù)越小小，汽車就越越安全。所以以從汽車行駛駛穩(wěn)定的角度度出發(fā)，圓曲曲線半徑越大大越好。但有有時因受地形形、地質(zhì)、地地物等因素的的影響，圓曲曲線半徑不可可能布設(shè)得很很大，往往會會采用小半徑徑的圓曲線半半徑，但是如如果半徑選用用太小，又會會使汽車行駛駛不穩(wěn)定，影影響行車安全全。所以必須須綜合考慮行行車安全、迅迅速、舒適和和經(jīng)濟(jì)，并兼兼顧美觀，來來求出合理的的最小半徑，，以保證滿足足某種程度的的行車要求。。為抵消車輛在曲曲線路段上行行駛時所產(chǎn)生生的離心力，，在該路段橫橫斷面上設(shè)置置的外側(cè)高于于內(nèi)側(cè)的單向向橫坡，稱之之為超高。為了克服離心力，，保證行車安安全，在曲線線段將雙面坡坡做成單面坡坡。超高緩和段——為了使道路從從直線段的雙雙坡面順利轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到具有超超高的單坡面面，需要一個個漸變的過渡渡段。26最大超高橫坡度（%）80計算行車速度（km/h）460,5040,30,20城市道路設(shè)計車速與最大超高橫坡超高緩和段的設(shè)置為保證安全，，各等級道路路設(shè)計超高時時應(yīng)滿足最大大超高橫坡度度的要求。2）加寬設(shè)置為了保證汽車車在轉(zhuǎn)彎時不不侵占相鄰車車道，凡小于于250m半徑的曲線路路段均需要加加寬。對于雙雙車道路面總總加寬值可按按下式確定：：式中e——雙車道加寬值值（m）；V——計算行車速度度（km/h）；L——小型汽車、普普通汽車前保保險杠至后軸軸軸心線的距距離；鉸接車車前保險杠到到中軸軸心線線的距離（m）。R——設(shè)加寬的圓曲曲線半徑（m）。當(dāng)?shù)缆酚腥乃臈l車道時，，可按e的一倍半，兩兩倍來計算車車道總加寬值值，更多車道道可以此類推推。（m）4.緩和曲線（transitioncurve）設(shè)置目的：緩和離心加加速度的急驟驟變化，且使使駕駛員容易易做到勻順地地操縱方向盤盤，提高視覺覺的平順度，，保持線形的的連續(xù)性。設(shè)置位置：設(shè)置在直線線與圓曲線間間或不同半徑徑的兩圓曲線線之間緩和曲線的形形式：回旋線、雙紐紐線、拋物線線、多心復(fù)曲曲線等。8.1道路平面規(guī)劃劃設(shè)計8.1.2道路平面線性性設(shè)計要素緩和曲線的作作用：線形緩和若直線與圓曲曲線徑連接，，在連接處形形成曲率突變變點。加入緩緩和曲線，則則曲率漸變，，線形圓滑，，有良好的視視覺效果和心心理作用感。。行車緩和汽車由直線直直接駛?cè)雸A曲曲線其離心力力發(fā)生了突變變，使行車舒舒適感和安全全感受到影響響。加入緩和曲線，，有利于駕駛駛員操縱方向向盤。超高和加寬緩緩和為適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎的特點，，公路在圓曲曲線上設(shè)置有有超高和加寬寬。設(shè)置超高高和加寬也需需要有一個緩緩和過渡段。。設(shè)置超高緩和和段時，加寬寬的緩和段長長度與超高緩緩和段長度相相等不設(shè)置超高時時，加寬緩和和段長度應(yīng)按按加寬側(cè)路面面邊緣寬度漸漸變率1/15－1/30設(shè)置，最最短不小于15-20m城市道路最小小緩和曲線的的長度在寬闊的平原原微丘區(qū)，路路線應(yīng)直捷順順暢。在起伏的山嶺嶺和丘陵地區(qū)區(qū)，線形以曲曲線為主。在沒有任何障障礙物的戈壁壁、草原等開開闊地區(qū)，應(yīng)應(yīng)以直線為主主。5.平面線形組合合簡單型曲線：當(dāng)一個彎道道由直線與圓圓曲線組合時時叫簡單型曲曲線，即按直直線－圓曲線線－直線的順順序組合。8.1道路平面規(guī)劃劃設(shè)計8.1.2道路平面線性性設(shè)計要素5.平面線形組合合基本型曲線：按直線－回回旋線－圓曲曲線－回旋線線－直線的順順序組合的曲曲線稱為基本本型。8.1道路平面規(guī)劃劃設(shè)計8.1.2道路平面線性性設(shè)計要素5平面線形組合合S型：兩個反反向圓曲線用用兩段回旋線線連接的組合合線形形式。。8.1道路平面規(guī)劃劃設(shè)計8.1.2道路平面線性性設(shè)計要素5平面線形組合合8.1道路平面規(guī)劃劃設(shè)計8.1.2道路平面線性性設(shè)計要素5平面線形組合合8.1道路平面規(guī)劃劃設(shè)計8.1.2道路平面線性性設(shè)計要素8.1.3行車視距指從駕駛員視視線高度（1.1-1.2米），能看到汽車車前方車道上上高為10厘厘米的物體頂頂點的距離內(nèi)內(nèi)，沿車道中中心線量得的的長度。為了行車安全全，駕駛?cè)藛T員應(yīng)能隨時看看到汽車前面面相當(dāng)遠(yuǎn)的一一段路面，一一旦發(fā)現(xiàn)前方方道路上有障障礙物或迎面面來車，能及及時采取措施施，避免相撞撞所必須的最最短距離。停車視距會會車視視距超超車視距8.1道路平面規(guī)劃劃設(shè)計8.1.3行車視距（1）停車視距駕駛員發(fā)現(xiàn)障障礙物到汽車車在障礙物前前停車所需要要的最短距離離。

vs1s2s3S停安全間距S3=5m8.1道路平面規(guī)劃劃設(shè)計（2）會車視距兩輛對向行駛駛的汽車在同同一車道上相相遇，及時剎剎車所必需的的最短距離。。S１１

S２１

S１２S２２

s3會車視距大約約是停車視距距的2倍8.1.3行車視距8.1道路平面規(guī)劃劃設(shè)計（3）超車視距距8.1.3行車視距8.1道路平面規(guī)劃劃設(shè)計汽車在直線上上行駛時，會會車視距、停停車視距和超超車視距是容容易保證的。。汽車在彎道上上行駛時，彎彎道內(nèi)側(cè)樹木木、路塹邊坡坡及建筑物等等可能會阻擋擋行車視線，，要保證汽車的的平面視距，，必須清除彎彎道內(nèi)側(cè)一定定范圍內(nèi)的障障礙物。4.平面線形視距距的保證為使高速公路路上車輛之間間保持安全距距離，通常采采用200米，150米，100米，50米等距離法，，將標(biāo)志放在在右側(cè)。北京，中國為使高速公路路上車輛之間間保持安全距距離，通常采采用200米，150米，100米，50米等距離法，，將標(biāo)志放在在右側(cè)，英國國最近采用路路面劃標(biāo)線的的辦法，保持持兩個波距英國公路上最最近采用路面面劃標(biāo)線的辦辦法，使車輛輛保持兩個波波距為使高速公路路上車輛之間間保持安全距距離，通常采采用200米，150米，100米，50米等距離法，，將標(biāo)志放在在右側(cè)，英國國最近采用路路面劃標(biāo)線的的辦法，保持持兩個波距道路路縱縱斷斷面面：是是指指沿沿車車行行道道的的中中心心線線所所做做的的剖剖面面。。地面面線線：根根據(jù)據(jù)中中線線各各樁樁點點的的高高程程而而點點繪繪的的一一條條不不規(guī)規(guī)則則的的折折線線，，反反映映了了沿沿中中線線地地面面的的起起伏伏變變化化情情況況；；設(shè)計計線線：它它是是經(jīng)經(jīng)過過技技術(shù)術(shù)上上、、經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)上上以以及及美美學(xué)學(xué)上上諸諸多多方方面面比比較較后后定定出出的的一一條條有有規(guī)規(guī)則則形形狀狀的的幾幾何何線線，，它它反反映映了了道道路路路路線線的的起起伏伏變變化化情情況況。。施工工高高度度：設(shè)設(shè)計計線線上上各各點點的的標(biāo)標(biāo)高高與與地地面面線線上上各各對對應(yīng)應(yīng)點點的的標(biāo)標(biāo)高高之之差差，，稱稱為為施施工工高高度度。。施施工工高高度度的的大大小小，，說說明明在在道道路路縱縱斷斷面面上上需需要要填填土土的的高高度度或或挖挖土土的的深深度度。。8.2.1概述述8.2道路路縱縱斷斷面面規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計計城市市道道路路縱縱斷斷面面設(shè)設(shè)計計要要求求8.2道路路縱縱斷斷面面規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計計8.2.2縱坡坡及及坡坡長長設(shè)設(shè)計計最大大縱縱坡坡確定定原原理理：：（1））汽汽車車動動力力特特性性（2））道道路路等等級級（3））自自然然條條件件（4））工工程程、、運運營營經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)因因素素道路路最最小小縱縱坡坡一一般般不不小小于于0.5%，，特特殊殊路路段段不不小小于于0.3%。8.2道路路縱縱斷斷面面規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計計城市市道道路路機(jī)機(jī)動動車車道道最最大大縱縱坡坡（（％％））8.2.2縱坡坡及及坡坡長長設(shè)設(shè)計計8.2道路路縱縱斷斷面面規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計計坡長長:變坡坡點點與與變變坡坡點點之之間間的的水水平平長長度度。。避險險車車道道豎曲曲線線：縱斷斷面面上上兩兩個個坡坡段段的的變坡坡處，，為為了了保證證行車車安全全、、舒舒適適及及視視距距的的需需要要，，用一一段段縱向向曲線線來來緩緩和和，，稱稱為為豎豎曲曲線線。。變坡坡角角：相鄰鄰兩兩條條坡坡度度線線的的坡坡角角差差，，通通常常用用坡坡度度值值之之差差代代替替，，用用ωω表表示示ω=α2-α1≈tgα2-tgα1=i2-i1ω<0：：凸形豎豎曲線ωω>0：凹凹型豎曲曲線α1α2ωi1i2i3凹型豎曲線ω>0凸型豎曲線ω<08.2.3豎曲線8.2道路縱斷斷面規(guī)劃劃設(shè)計豎曲線的的作用緩沖作用用：以平緩緩曲線取取代折線線可消除除汽車在在變坡點點的沖擊擊。將豎曲線線與平曲曲線恰當(dāng)當(dāng)?shù)慕M合合，有利利于路面面排水和和改善行行車的視視線誘導(dǎo)導(dǎo)和舒適適感。凸形豎曲曲線主要要控制因因素：行車視距距。凹形豎曲曲線的主主要控制制因素：：緩和沖擊擊力。豎曲線的的線形：：可采用用圓曲線線或二次次拋物線線?！兑?guī)范》》規(guī)定采采用二次次拋物線線作為豎豎曲線的的線形。。凹形豎曲曲線凸形豎曲曲線平、縱組組合的設(shè)設(shè)計原則則應(yīng)在視覺覺上能自自然地引引導(dǎo)駕駛駛員的視視線，并并保持視視覺的連連續(xù)性。。注意保持持平、縱縱線形的的技術(shù)指指標(biāo)大小小應(yīng)均衡衡,使線線形在視視覺上、、心理上上保持協(xié)協(xié)調(diào)。選擇組合合得當(dāng)?shù)牡暮铣善缕露龋砸岳诼仿访媾潘托熊囓嚢踩?。。?yīng)注意線線形與自自然環(huán)境境和景觀觀的配合合與協(xié)調(diào)調(diào)。8.2.4平縱組合合設(shè)計8.2道路縱斷斷面規(guī)劃劃設(shè)計平面直線線與縱面面直線組組合（縱縱坡不變變的直線線）平面的長長直線與與縱斷面面的直坡坡配合，，超車方方便，在在平坦地地區(qū)易與與地形相相適應(yīng)，，但是行行車單調(diào)調(diào)，駕駛駛員易于于疲勞。。平面直線線與豎曲曲線組合合要素（凸型直直線、凹凹型直線線）直線上一一次變坡坡是很好好的平、、縱組合合，從美美學(xué)觀點點講以包包括一個個凸型豎豎曲線為為好，而而包括一一個凹型型線次之之；直線中短短距離內(nèi)內(nèi)二次以以上變坡坡會形成成反復(fù)凸凸凹的““駝峰””和“凹凹陷”。。縱斷面上上：避免免能看到到縱坡起起伏三次次以上。。直線與縱縱斷面應(yīng)應(yīng)避免的的組合只要路線線有起伏伏，就不不要采用用長直線線。平曲線與與縱面直直線組合合組合時要要注意平平曲線半半徑與縱縱坡度協(xié)協(xié)調(diào)，要要避免急急彎與陡陡坡相重重合。平曲線與與豎曲線線的組合合平曲線與與豎曲線線應(yīng)相互互重合，，且平曲曲線應(yīng)稍稍長于豎豎曲線。。豎曲線的的起終點點最好分分別放在在平曲線線的兩個個緩和曲曲線內(nèi)，，其中任任一點都都不要放放在緩和和曲線以以外的直直線上，，也不要要放在圓圓弧段之之內(nèi)。平曲線與與豎曲線線應(yīng)相互互重合，，且平曲曲線應(yīng)稍稍長于豎豎曲線。暗彎與凸凸形豎曲曲線組合合，以及及明彎與與凹形豎豎曲線組組合較為為合理，，且給人人一種平平順舒適適的感覺覺。注意避免免“暗凹””組合。要避免使使凸形豎豎曲線的的頂部或或凹形豎豎曲線的的底部與與反向平平曲線的的拐點重重合。凸形豎曲線與反向平曲線拐點重合

平曲線與與豎曲線線大小應(yīng)應(yīng)保持均均衡根據(jù)德國國的研究究，平曲曲線的半半徑小于于1000m，，豎曲線線半徑大大約為平平曲線半半徑的10—20倍，，可以達(dá)達(dá)到均衡衡的效果果平