道路工程道路平面设计

道路工程xx工业大学土水学院2023/4/30道路工程2§2-1概述§2-2道路平面线形§2-3道路平面线性设计§2-4道路平面线形§2-5道路平面线形第二章道路平面设计2023/4/30道路工程3第二章道路平面设计§2-1概述一.平原选线二.丘陵选线三.山岭选线四.桥隧与道路线形大配合2023/4/30道路工程4§2-1概述选线的基本原则：

1.在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最有路线方案。

2.路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小，片面追求高指标。

3.选线应注意同农田基本建设相结合，做到少占田地。2023/4/30道路工程5§2-1概述4.通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调。5.选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。对严重地质不良路段，一般情况下应设法避免。当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。

6.选线应重视环境保护，注意由于道路修筑，汽车营运所产生的影响和污染，如：

7.对于高速路和一级路，由于其路幅较宽，应本着因地制宜的原则，合理采用上下行车道分离的形式设线。2023/4/30道路工程6§2-1概述一.平原地区选线

1.平原区路线的特点

(1)平原区耕地多，地势平坦，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。

(2)平原区地形对路线的限制不大，但是受居民点、风景、文物等其他方面的限制，路线的基本线形应是短捷顺直。

简言之，平面上直线多，纵断面起伏小。

平原区路线要充分考虑近期和远期相结合，在线形上要尽量采用较高标准，以便将来提高公路等级时能充分利用原路基、桥涵等。2023/4/30道路工程7平原地区选线2.平原区路线布设要点（1）正确处理道路与农业的关系

a.新建公路要尽量做到少占农田，少占和不占高产田。

b.路线应与农田水利建设相配合，有利农田灌溉，尽可能少和灌溉渠道相交，把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。

c.当路线靠近河边低洼的村庄或田地通过时，应争取靠河岸布线，利用公路的防护措施，兼作保村保田之用。2023/4/30道路工程8平原地区选线

（2）合理考虑路线与城镇的关系

（3）处理好路线与桥位的关系

（4）注意土壤水文条件

（5）正确处理新、旧路的关系

（6）尽量靠近建筑材料产地2023/4/30道路工程9§2-1概述二.丘陵区选线

丘陵区的地貌特点是：山丘连绵，山形迂回曲折，岭高脊宽，山坡较缓，岭低脊宽，山坡较缓，山谷相对高差不大，重丘区与山区不易划分出明确界线，这决定了丘陵区路线的特点是：局部方案多，为了充分利用地形，纵断面将会有起伏，路线平面也是以曲线为主体2023/4/30道路工程10丘陵区选线（一）平坦地带——走直线

两个已知控制点间，地势平坦，应按平原区以方向为主导的原则办理。如有障碍，或应趋就的地点，则加设中间控制点，相邻控制点间仍以直线相连，路线转折处设长而缓的曲线。（二）具有较陡横坡的地带——沿匀坡线布线

“匀坡线”是两点之间，顺自然地形，以均匀坡度定的地面点的连线，这种坡线常需多次试放才能求得。（三）起伏地带——走直连线和匀坡线之间

起伏地带的特点是地面横坡较缓，匀坡线很迂回。2023/4/30道路工程11§2-1概述三.山岭区选线

1、沿河线

山区河流，谷底一般不宽，两岸台地较窄，谷坡时陡时缓；河谷地质复杂，常有滑坍、岩堆、泥石流等病害存在。

山区河流，平时流量不大，但一遇暴雨、山洪暴发，洪流常夹带泥沙，砾石、树木等急速下泻，冲刷河岸，毁坏田园，为害甚大。

和山区其他线形相比较，沿河线平、纵线形是最好的，而且便于为分布在溪河两岸的居民点及工农业生产服务。沿河设线，只要善于利用有利地形，克服不良地质、水文等不利因素，在路线标准、工程造价等方面都可能胜于其他线形。因此山区选线，往往把沿河线作为优先考虑的方案。2023/4/30道路工程12山岭区选线

主要是确定:河岸选择线位高低跨河点(1)河岸选择1）地形、地质条件：路线应选在地形宽坦，有台地可用，支沟较少、较小，水文及地质条件良好的一岸。2）积雪和冰冻地区的选岸：积雪和冰冻地区的阳坡和阴坡，迎风面和背风面的气候差异很大，在不影响路线整体布局的前提下，尽可能选择阳坡和迎风的一岸，以减少积雪、涎流水等病害。３）考虑城镇及居民点的分布：除国防公路外，一般路线应尽可能选择村镇较多、人口较密的一岸。其他如对革命史迹、历史文物、风景区等要创造便于联系的条件。2023/4/30道路工程13山岭区选线(2)线位高低沿河（溪）线的线位高低，是根据两岸地形、地质条件以及水流情况，结合路线等级标准和工程经济来选定的，当然最好是将路线设在地质、水文条件良好，不受洪水影响的平整台地上。

低线是指高出设计水位不多，路基临水一侧边坡常受洪水威胁的路线。路线的优点是平、纵面线形比较顺直、平缓，易争取到较高标准，路基土石方工程也较省，边坡低，易稳定；路线活动范围大，便于利用有利地形和避让不良地形、地质；便于在沟口直跨支流，必须跨越主流时也较易处理。最大缺点是受洪水威胁，防护工程较多。2023/4/30道路工程14山岭区选线(3)桥位选择按路线与河流的关系，有跨支流和跨主流两类桥位。

跨支流的桥位选择，一般属于局部方案问题，跨主流的桥位选择多属于路线布局的问题。跨主流的桥位往往是确定路线走向的控制点。

路线跨越主河，在选择桥位时除应考虑桥位本身水文、地质条件外，还要注意桥头路线的舒顺，处理好桥位与路线的关系。2023/4/30道路工程15山岭区选线2.越岭线越岭线布局主要应解决的问题是：哑口选择，过岭标高选择和哑口两侧路线展线的拟定。（1）哑口选择

哑口是体现越岭线方案的重要控制点，应在基本符合路线走向的较大范围内选择，要全面考虑哑口的位置、标高、地形条件、地质情况和展线条件。2023/4/30道路工程16山岭区选线（2）过岭标高的选择

路线过岭，不外采用路堑或隧道通过。过岭方式主要有以下几种：

1)浅挖低填

遇到过岭地段山坡平缓，哑口宽而厚的地形，展线容易，只宜采用浅填低挖的方式过岭，过岭标高基本上就是哑口标高。

2)深挖哑口

当哑口比较瘦削时，常采用深挖的方式过岭。深挖哑口，虽然土石方工程比较集中，但由于降低了过岭标高，相应缩短了展线长度，总工程量不一定增加。

深挖哑口，工程量比较集中，往往要处理大量废方，施工条件差，影响施工期限，这些都应在选定过岭标高时充分考虑。2023/4/30道路工程17山岭区选线（3）哑口两侧展线方案2023/4/30道路工程18山岭区选线3.山脊线（1）山脊线的特点及选择条件

大体上沿分水岭布设的路线，称为山脊线。山脊线方案的考虑因素：1）分水岭的方向不能偏离路线总方向过远；2）分水岭平面不能过于迂回曲折，纵面上各哑口间的高差不过于悬殊；3）控制哑口间山坡的地质情况较好，地形不过于陡峻零乱；4）上下山脊的引线要有合适的地形可以利用，这是能否采用山脊线的主要条件之一。

2023/4/30道路工程19山岭区选线（2）控制哑口的选择

选择控制哑口是山脊线选线的关键。当分水岭方向顺直，起伏不大时，几乎每个哑口都可以暂定为控制点。如地形复杂，起伏较大，各哑口高低悬殊，则高哑口之间的低哑口一般即为路线的控制点。

控制哑口的选择还必须联系分水岭两侧山坡的布线条件综合考虑，而在侧坡选择和试坡布线的过程中，对初步选定的控制点加以取舍、修正、最后落实。2023/4/30道路工程20四.桥隧与道路线形配合§2-1概述202弦3/4捉/24道路工惩程21§2-促2道路平驴面线形平面线形趟设计基本捞要求汽车行驶稠特征:（1）连续和机圆滑；（2）曲率连连续，一个拳点上不出阅现两个曲怪率；（3）曲率亏的变化则率是连压续的（道圆曲线伙不是）趣。2023泛/4/2呆4道路工鹅程22平面线形总要素：（1）导向龟轮旋转含面与车桃身纵轴肉角度为0时，直绞线线形叔；（2）导向轮晒旋转面与患车身纵轴电角度为常期数时，为凯圆曲线；（3）导向鞠轮旋转锡面与车贸身纵轴斜角度为棵变数时堡，为缓财和曲线乒。平面线形微三要素：许直线、圆穿曲线、缓端和曲线。§2-舰2道路平面洗线形2023爹/4/2唱4道路工程23一.直线1、特点优点：受力简单足；方向明讨确；操作容季易；缺点：过长则誓不好，藏易使驾妨驶员感闭到单调知、疲倦议、难以反目测距壁离、速励度过快猴、易超忆车等.§2-2道路平面绢线形2023培/4/2龙4道路工霜程24直线2、运用下述地段展适用：（1）不受授地形、穷地物限竞制的平错坦地区汉或山间酸的开阔锦谷地；（2）市镇及晌其近郊，瞧或规划方烫正的农耕填区等以直令线条为主桂的地区；（3）长大锈桥梁、汤隧道等礼构造物睁路段；（4）路线且交叉点坟及其前急后；（5）双车道尖公路提供东超车的路桨段。2023萌/4/2客4道路工店程253.注意的问渡题（1）纵坡承不宜过旬大；（2）长直线史与大半径路凹形竖曲惜线相结合运；（3）两侧污的景观铺设计；（4）采取灰安全措标施最长“长直线”的长度喊：德国、风日本限：20V(睁m)(忧V为km/蓬h)美国：180s师(3英里?)中国：墨规范中无脆规定，俊京津唐采设用3.2k钓m,沈大采用5~8~产13km直线2023丛/4/2恋4道路工程26最小长度济：a.同向曲被线之间掏的最小参长度《规范》规定，不伞小于6V（V为km/h）b.反向曲线怜之间的最懒小长度《规范》规定，绝无缓和迷曲线时兰，不小渗于2V（V为km/昌h）;若二反向随曲线都设聋缓和曲线珍，可首尾更相连成S形线形。直线2023社/4/2梢4道路工程27二.圆曲线1、圆曲晃线的几阵何要素优点:易于与孙地形适约应,可循环性在好,线形美观,易于测炼设.缺点:占地多弄、安全窑性差，顽与汽车喊行驶轨淡迹不符.四级公桌路不设西缓和曲料线,其它等梢级公路年设缓和欺曲线。§2-绸2道路平面户线形2023故/4/2肿4道路工程28圆曲线2.圆曲线俭半径（1）公式计算公式向内超过堤为+ih稳,向外超爹高为-ih。μ为横向鼓力系数技。1.横向力乘系数μ：（汽车行经驶横向稳满定性）μ值越大射越不利井，表现能在：（1）行车岁安全：μ≤缠Φh（横向摩贼阻力系数班）Φh值：干燥艰路面0.4~吹0.8；潮湿路面0.2盏5~0船.4；结冰、积稻雪路面0.2以下光滑的冰舞面0.06左右2023请/4/2坟4道路工程29（2）最小煤半径的计技算a.极限最小迅半径取μ=爹0.1录0~0环.16ihm骆ax腥=0.糟06~子0.1霜0计算得到浊的R为极限最类小半径。办特殊困难盘条件下使孝用，一般倘不轻易采丹用。《标准》、《城规》推荐值丛见表3-1和3-2。b.一般最扇小半径考虑乘客脊的舒适性势，μ值取低(0.智05-仔0.0集6)；不过大唇增加工路程量，ihm昌ax取值(0.0型6-0.象08)。《标准》、《城规》推荐值泛见表2-1和2-2。圆曲线2023朵/4/2约4道路工客程30(3)不设超高遗的最小半础径曲线上不杰设超高，古外侧车道陕为反超高疫，超高值埋为路面的洪横坡度，匀即：ihm万ax晓=-笋0.0添15，μ=0成.035（与直线屈道路感觉赢相同）《标准》、《城规》推荐值见节表2-5和2-6圆曲线202摸3/4桃/24道路工程313.曲线最小赵长度(1)按6s行程确砌定L=1咏.67杏V(2)按离心警加速度陷变化率沟确定见表2-9(3)按小偏角远要求确定4。圆曲线扔要素计算P21圆曲线2023育/4/2百4道路工程32三.缓和曲箱线连接直线匠和圆曲线洪，使曲率恨连续变化男；缓和曲感线是曲首率连续将变化的娃曲线；四级公路狼不设缓和秋曲线，其赖他公路应欺设缓和曲剑线。1、缓和阅曲线的贝作用和毁性质（1）作用1.曲率连旗续变化2.离心加洋速度逐桑渐变化3.超高横坡支逐渐变化4.线形美单观缺点:测设困难§2-2道路平面惩线形202雪3/4衬/24道路工窄程33缓和曲注线（2）性质汽车在缓痒和曲线上艘匀速行驶挂，方向盘迈均速转动啊。方向盘汽转角φ;前轮转角Φ；方向盘脏转角与株前轮转闪角系数k;方向盘躁转动角截速度ω；行驶时间t则Φ=k壤φ，φ=ωt，Φ=kω腥t2023夏/4/2驱4道路工原程34r=d/残tgΦ，tgΦ手≈Φ，r=d/蒙Φ≈d/咱kωt汽车行驶圾距离?，速度v,L=肯vt,进t=d/究kωr则L=vd姿/kωr华,v、d、k、ω均为常数见；令vd/k恋ω=c,则L=c骑/r,袜L*贫r=cL:从直线终尸点开始的狐距离（m);r:在?处的半淘径；c:常数缓和曲淘线2023此/4/2芳4道路工程35rL=殊A2A:回旋线参树数；r：回旋器线上某柳点的曲怒率半径权；L：起点到亮某点的曲华线长。回旋线册应用于门缓和曲股线：RLs=炼A2,R:缓和曲线围终点、圆迁曲线的半您径；Ls:回旋线型睬的缓和曲骆线长度。缓和曲残线2023桥/4/2带4道路工程362.回旋线的岔坐标表达速式缓和曲揭线2023茶/4/2倍4道路工程373.缓和曲访线的长鼠度及参仙数（1）最小长艇度a．旅客感租觉舒适离心加速跳度的变化便率αs=引a/t躲=ν2道/R去t匀速行盲驶的情冬况下，t=Ls训/ν则αs=ν３/R.储Ls=阻0.0质214炸V3/死RLs缓和曲夺线202评3/4饶/24道路工魄程38Ls(睛min梅)=0渡.02瞒14V3/R.α殖sν：m/s染;V:它km/鞋h;R:m袜;αs:千m/s2缓和系蛛数αs的取值：铁路上αs≤狼0.3倡m/s3；公路上αs≤0宋.６m/s3；则Ls(舟min膝)=0杰.03钞6V3/R缓和曲线202时3/4习/24道路工程39b.依驾驶员眉反应时间利用操作都时间不少悉于３s的时间帐：Ls(发min养)=V券*t=刚(10料00/总360处0)*面3.0=V/1放.2=0卵.83V考虑以上养三种因素晋，《标准》、《城规》推荐值屑见表3-6,慰3-7.缓和曲线2023宽/4/2看4道路工程40c.按超高渐淘变率适中р：超高附债加纵坡率奔（超高渐费变率），稻即旋转曲重线与行车胡道外侧边歇缘之间的脆相对坡度浙。查表３锦－３B--请-路宽Ls(m古in)=膀B.Δi路/р缓和曲线2023虹/4/2抱4道路工程414.回旋曲临线参数乳的确定(1)按αs确定：αs=0芽.021辣4V3/氧RLs=喂0.02屯14V3炮/A2(2)按圆曲谎线半径浸确定：R/3≤聪A≤RR=1及00时，A=R;无R>3虽000时，A<R葱/3缓和曲线202睛3/4寇/24道路工程42§2-3道路平面奴线性设计一.一般原则（一）直恐捷、连续传、顺适并血与地形、浅地物相适绿应；（二）吓行驶力贴学上的破要求是幸基本的侍，高速情公路应蓄尽量满典足心理纪、视觉拉上的锁要求；（三）疮平面线苗形的均歪衡与连顿贯；（四）侍避免连租续急弯狠线形；（五）子平面曲双线应有沈足够的聋长度，乡丰表3-8。缓和曲衫线的长度能不小于最派小长度的虑规定，中女间圆曲线嗓也不小于3s行程的长草度，共计9s行程的静长度。事转角θ<7o为小转角千弯道，应狗设置较长擦的平曲线芽，规定如案表3-9所示。2023山/4/2盖4道路工程43二.直线三.直线与比曲线组粱合注意点:(1)长直线尽堡头不宜设纹小半径平颗曲线(2)曲线间手应避免赠短直线同向:L≧6免V反向:L≧挨2V§2-3道路平漏面线性障设计2023忌/4/2丝式4道路工程44四.曲线组译合1.基本型直---死-缓---斯-圆---抹-缓----