2011道路勘測設計（第

2011道路勘測設計（第

1內容提要2011內容提要20112第一節概述一、路線的相關概念

道路：一條三維空間的實體，是由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道等組成的空間帶狀構造物。

路線：道路中線的空間位置。

線形：道路中心線的立體形狀。

路線平面：路線在水平面上的投影。

路線縱斷面：沿中線豎直剖切再行展開的斷面（展開是指展開平面、縱坡不變）。

路線橫斷面：中線上任一點的法向切面。

路線設計：確定路線空間位置和各部分的幾何尺寸。2011第一節概述一、路線的相關概念20113道路勘測設計課件4

道路勘測設計課件5ZHHYYHHZZYYZQZQZ直線緩和曲線圓曲線2011ZHHYYHHZZYYZQZQZ直線緩和曲線圓曲線20116二、汽車行駛軌跡與道路平面線形（一）汽車行駛軌跡行駛中的汽車其重心的軌跡在幾何性質上有以下特征：①軌跡是連續的、圓滑的，任一點不出現折轉和錯位。②軌跡曲率是連續的，任一點不出現兩個曲率值。③軌跡的曲率變化率是連續的，即軌跡上任一點不出現兩個曲率變化率值。2011二、汽車行駛軌跡與道路平面線形（一）汽車行駛軌跡20117道路勘測設計課件8經分析，上述特征與汽轉向機構中導向輪與車身縱軸面之間的角度（稱轉向角）有關，即：1、當汽車轉向角為0時，其軌跡為直線；2、當汽車轉向角為變數時，其軌跡為曲率漸變的曲線（即緩和曲線）3、當汽車轉向角為常數時，其軌跡為圓曲線。2011經分析，上述特征與汽轉向機構中導向輪與車身縱軸面之間的角度（9

直線－圓－直線:

不滿足第二、三條性質，但滿足第一條要求，滿足了車輛的直行和轉向要求，可作為低等級山區道路采用。2011直線－圓－直線:201110直－緩－圓－緩－直:

為滿足第二條要求，在直線與圓曲線間引入了一條曲率逐漸變化的“緩和曲線”，使整條線形符合汽車行駛軌跡特性的第一條和二條，保持了線形的曲率連續。它不滿足第三條要求，不是最理想的，但與汽車行駛軌跡接近，國內外普遍采用。2011直－緩－圓－緩－直:201111

平面線形三要素：直線、圓曲線和緩和曲線。道路平面線形設計，是根據汽車行駛的力學性質和行駛軌跡要求，合理地確定各線形要素的幾何參數，保持線形的連續性和均衡性，避免采用長直線，并注意使線形與地形、地物、環境和景觀等協調。對于車速較高的道路，線形設計還應考慮汽車行駛美學及駕駛員視覺和心理上的要求。三、路線平面設計的內容2011平面線形三要素：直線、圓曲線和緩和曲線。三、路線平面12第二節直線一、直線的特點

優點：兩點之間距離最短。具有短捷、直達的印象。行駛受力簡單，方向明確，駕駛操作簡易。測設簡單方便（用簡單的就可以精確量距、放樣等）。在直線上設構造物更具經濟性。2011第二節直線一、直線的特點201113缺點：直線單一無變化，與地形及線形自身難以協調。過長的直線在交通量不大且景觀缺乏變化時，易使駕駛人員感到單調、疲倦。在直線縱坡路段，易錯誤估計車間距離、行車速度及上坡坡度。易對長直線估計得過短或產生急躁情緒，超速行駛。2011缺點：201114二、直線的最大長度和最小長度1．直線的最大長度

我國《標準》和《規范》對直線的最大長度沒有具體的規定，但原則規定直線的最大長度應有所限制，盡量避免長直線。

最大長度主要應根據駕駛員的視覺反應及心理上的承受能力來確定。

一般認為：直線的最大長度在城鎮附近或其他景色有變化的地點大于20V是可以接受的；在景色單調的地點最好控制在20V以內；而在特殊的地理條件下應特殊處理。2011二、直線的最大長度和最小長度1．直線的最大長度201115當直線長度大于1km時，可采用下列技術措施予以彌補：縱坡不應過大，一般應小于3%。同大半徑凹型豎曲線結合為宜。兩側地形過于空曠時，宜采取栽植不同樹種或設置一定建筑物等措施。長直線或長下坡盡頭的平曲線，應對路面超高、停車視距等進行檢驗，必要時須采用設置標志、增加路面抗滑能力等安全措施。2011當直線長度大于1km時，可采用下列技術措施予以彌補：201116

哪一個最優？哪一個最優？172011美國俄勒岡州典型沙漠公路2011美18香榭麗舍與凱旋門2011香201119德國柏林2011德國柏林201120

相鄰兩曲線之間應有一定長度的直線，這個直線是指前一曲線的終點（HZ或YZ）到后一曲線的起點（ZH或ZY）之間的長度。

（1）同向曲線間的直線最小長度

同向曲線：是指兩個轉向相同的相鄰曲線之間連以直線而形成的平面線形。

斷背曲線：同向曲線間直接相連或以短直線相連。2．直線的最小長度2011相鄰兩曲線之間應有一定長度的直線，這個直線是指前一曲21斷背曲線2011斷背曲線201122斷背曲線的錯覺

①當直線較短時，在視覺上容易形成直線與兩端曲線構成反彎的錯覺；②當直線過短甚至把兩個曲線看成是一個曲線。危害：

破壞了線形的連續性，造成駕駛操作失誤，應盡量避免。解決辦法：因為是視覺上的判斷錯覺，最好的辦法是在兩同向曲線間插入長的直線段，讓駕駛員在前一個曲線上看不到下一個曲線。在滿足行車視距的前提下，采取借用曲線內側山丘地形或人工種植遮擋性樹木等手段，避免兩曲線和中間直線全部進入駕駛員的視野。中間直線段上盡量避免設置凹型豎曲線，以避免反彎錯覺加劇。2011斷背曲線的錯覺201123《規范》規定：

當設計速度≥60km/h時，同向曲線間的直線最小長度（以m計）以不小于設計速度（以km/h計）的6倍為宜；當地形條件及其它特殊情況限制時，最小直線長度不得小于設計速度(以km/h計)的3倍。

對于設計速度≤40km/h時，參考執行即可。在受到條件限制時，宜將同向曲線改為大半徑曲線或將兩曲線作成復曲線、卵形曲線或C形曲線。2011《規范》規定：201124（2）反向曲線間直線的最小長度

反向曲線：兩個轉向相反的相鄰曲線之間連以直線所形成的平面線形。對反向曲線間直線最小長度的規定，主要考慮考慮到其超高和加寬緩和的需要，以及駕駛人員操作的方便。

2011（2）反向曲線間直線的最小長度反向曲線：兩個轉向相反25《規范》規定：當設計速度≥60km/h時，反向曲線間直線最小長度（以m計）以不小于設計速度（以km/h計）的2倍為宜。當設計速度≤40km/h時，可參照上述規定執行。當直線兩端設置有緩和曲線時，也可以直接相連，構成S型曲線。

2011《規范》規定：201126（3）相鄰回頭曲線間的直線最小長度

回頭曲線是指山區公路為克服高差在同一坡面上回頭展線時所采用的曲線。

《路線規范》規定在回頭曲線之間，前一回頭曲線的終點至后一回頭曲線的起點距離在設計速度為40Km/h、30Km/h、20Km/h時，分別應不小于200m,150m,100m。2011（3）相鄰回頭曲線間的直線最小長度201127河南省輝縣的山區農村公路新疆海拔3100米的天山公路川藏公路河南省輝縣的山區農村公路新疆海拔3100米的天山公路川藏公路28

采用直線線形時必須注意線形與地形的關系，在運用直線線形并決定其長度時，必須慎重考慮，一般不宜采用長直線。路線完全不受地形、地物限制的平坦地區或山間的寬闊河谷地帶；

城鎮及其近郊道路，或以直線為主體進行規劃的地區；

長大橋梁、隧道等構造物路段；

路線交叉點及其附近；雙車道公路提供超車的路段。三、直線的運用2011采用直線線形時必須注意線形與地形的關系，在運用29XY直線的計算XY直線的計算30第三節圓曲線

一、圓曲線的特點

各級公路和城市道路不論轉角大小均應設置圓曲線。圓曲線作為公路平面線形具有以下主要特點：曲率1/R=常數，測設和計算簡單；比直線更能適應地形的變化；在圓曲線上行駛要受到離心力的作用；要比在直線上行駛多占用道路寬度；在小半徑的圓曲線內側行駛時，視距條件較差。

2011第三節圓曲線

一、圓曲線的特點各級公31二．汽車行駛時的橫向穩定性

1.汽車在彎道上行駛所受的離心力YX假定：汽車在圓曲線上作勻速圓運動。離心力：汽車在彎道上由于慣性產生離心力作用點：汽車重心方向：水平背離圓心大小：

2011二．汽車行駛時的橫向穩定性

1.汽車在彎道上行駛所受的離32超高：為了減少離心力的作用，保證汽車在平曲線上穩定行駛，必須使平曲線上的路面做成外側高、內側低呈單向橫披的形式，稱為橫向超高。離心力的影響：對汽車在平曲線上行駛的穩定性影響很大，可能產生橫向滑移或橫向傾覆。2011201133

2.曲線上汽車的受力分析

將離心力F和車重分解為平行于路面的橫向力和垂直于路面的豎向力，即：橫向力：X＝Fcosα－GSinα

豎向力：Y＝FSinα＋Gcosαα很小，可以認為sinα≈tgα＝ih

，cosα≈1，ih稱為橫向超高坡度2011

2.曲線上汽車的受力分析

將離心力F和車重分解34

引入橫向力系數μ，作為衡量穩定性程度的指標，其意義為單位車重的橫向力，即

用V（km/h）表達上述公式，則：2011引入橫向力系數μ，作為衡量穩定性程度的指標，其353.橫向傾覆條件分析

橫向傾覆：汽車在橫向力的作用下，可能產生繞外側車輪觸地點向外傾覆的危險。XhgbY20113.橫向傾覆條件分析

橫向傾覆：汽車在橫向力的作用下363.橫向傾覆條件分析

穩定條件：傾覆力矩小于或等于穩定力矩。即:F·ih比G小得多，可略去不計，則20113.橫向傾覆條件分析

穩定條件：傾覆力矩小于或等于37

橫向滑移：汽車在橫向力的作用下，可能產生沿橫向力方向的側向滑移。

穩定條件：橫向力大于或等于輪胎與路面之間的橫向附著力。即：

利用此式可計算出汽車在平曲線上行駛時，不產生橫向滑移的最小平曲線半徑R或最大允許行駛速度V。4.橫向滑移條件分析

φh——橫向摩阻系數

2011橫向滑移：汽車在橫向力的作用下，可能產生沿橫向力方向38

汽車在平曲線上行駛時的橫向穩定性主要取決于橫向力系數值的大小。現代汽車在設計制造時重心較低，一般

汽車在平曲線上行駛時，在發生橫向傾覆之前先產生橫向滑移現象。在道路設計中應保證汽車不產生橫向滑移，同時也就保證了橫向傾覆的穩定性。5.橫向穩定性的保證

2011汽車在平曲線上行駛時的橫向穩定性主要取決39三、圓曲線半徑（一）影響因素

在指定車速V下，極限最小半Rmin徑決定于容許的最大橫向力系數μMax和該曲線的最大超高ih(max)。

1．最大橫向力系數μMax

（1）危及行車安全為保證汽車用普通輪胎在最不利路面狀況下能不產生橫向滑移，

μ應小于0.2。μ≤φh

（2）增加駕駛操縱的困難要求μ<0.3。2011三、圓曲線半徑（一）影響因素在指定車速V下，極限最小半40

（3）增加燃料消耗和輪胎磨損

μ的存在使車輛的燃油消耗和輪胎磨損增加。橫向力系數為μ＝0.2時，其燃料消耗與輪胎磨損分別比μ＝0時多20％和近3倍。

（4）旅行不舒適

當μ超過一定數值時，駕駛者在曲線行駛中駕駛緊張，乘客感到不舒適。μ＜0.1～0.15間，舒適性可以接受。綜上所述對行車的安全、經濟與舒適方面的要求，最大橫向力系數采用：設計速度1201008060403020橫向力系數0.10.120.130.150.150.160.172011（3）增加燃料消耗和輪胎磨損設計速度120100806041

2．關于最大超高ih(max)

（1）要考慮車輛組成在混合交通的道路上，要同時顧及快、慢車，快車超高宜大，慢車超高宜小。

（2）要考慮氣候因素慢車及停在彎道上的車輛在不利季節情況要能避免沿路面最大合成坡度下滑。（一年中氣候惡劣季節路面的橫向摩阻系數）（3）要考慮駕駛者和乘客以心理上的安全感對重山區、城市附近、交叉口以及有相當數量非機動車行駛的道路，最大超高還要比一般道路小些。

20112．關于最大超高ih(max)201142

《標準》根據不同橫向摩阻系數值，對于不同等級的公路規定了極限最小半徑、一般最小半徑和不設超高的最小半徑三個最小半徑。

1．極限最小半徑定義：指各級公路在采用允許最大超高和允許的橫向摩阻系數情況下，能保證汽車安全行駛的最小半徑。

強調說明：極限最小半徑是路線設計中的極限值，是在特殊困難條件下不得已才使用的，一般不輕易采用。

（二）圓曲線最小半徑的計算2011《標準》根據不同橫向摩阻系數值，對于不同等級的公路規定43

定義：指各級公路對按設計速度行駛的車輛能保證其安全、舒適行駛的最小圓曲線半徑。

《標準》中計算一般最小半徑時:

適用：一般最小半徑是在通常情況下推薦采用的最小半徑。一方面考慮了汽車在這種曲線上以設計速度或以接近設計速度行駛時，旅客有充分的舒適感；另一方面考慮到在地形比較復雜的情況下不會過多增加工程量。

2．一般最小半徑2011定義：指各級公路對按設計速度行駛的車輛能44

3．不設超高的最小半徑

定義：指平曲線半徑較大，離心力較小時，汽車沿雙向路拱（不設超高）外側行駛的路面摩阻力足以保證汽車行駛安全穩定所采用的最小半徑。路面不設超高。

，μ=0.035～0.040μ=0.040～0.0502011，μ=0.035～0.040μ=0.040～0.045

（三）圓曲線的特點及運用

（1）圓曲線的特點：1）曲線上任意一點的曲率半徑R=常數，故測設比緩和曲線簡便。2）圓曲線上任意一點都不斷改變方向，更能適應地形變化。3）汽車在圓曲線上的行駛要受到離心力。4）在平曲線上行駛時要多占路面寬。5）視距條件差，容易發生交通事故。6）較大半徑的長緩圓曲線具有線形美觀、順適、行車舒適等特點。故常采用。2011（三）圓曲線的特點及運用（1）圓曲線的特點：20146（2）圓曲線的應用

1.在適應地形的情況下應選用較大的曲線半徑。

2.在確定圓曲線半徑時，應注意：一般情況下宜采用極限最小半徑的4～8倍或超高為2～4％的圓曲線半徑；地形條件受限制時，應采用大于或接近于一般最小半徑的圓曲線半徑；地形條件特別困難不得已時，方可采用極限最小半徑；應同前后線形要素相協調，使之構成連續、均衡的曲線線形應同縱面線形相配合，應避免小半徑曲線與陡坡相重疊；每個彎道半徑值的確定，應根據實地的地形、地物、地質、人工構造物及其它條件的要求，用外距、切線長、曲線長、曲線上任意點線位、合成縱坡等控制條件反算，并結合標準綜合確定。2011（2）圓曲線的應用2011472011（四）圓曲線的計算（1）單圓曲線，其曲線幾何要素為：ZY（樁號）=JD（樁號）－TQZ（樁號）=YZ（樁號）－L/2YZ（樁號）=ZY（樁號）+LJD（樁號）=QZ（樁號）+D/2（校核）（2）曲線主點樁號計算如下：2011（四）圓曲線的計算（1）單圓曲線，其曲線幾何要素為：48習題：1、已知交點的里程為K3+182.76，測得轉角αy=25°48′，圓曲線半徑R=300m，求曲線測設元素及主點里程。2011參考答案第一題：T=68.71m；

L=135.09m；E=7.77m；

D=2.33m。JD=K3+182.76；

ZY=K3+114.05；YZ=K3+249.14；

QZ=K3+181.60。習題：2011參考答案JD=K3+182.76；49參考答案（1）①切線長1=44.34m

②曲線長1=87.27m,

③緩和曲線長1=0m，

④QZ1=K6+665.96，（2）兩曲線間的交點間距=556.97m20112.某路線平面部份設計資料如下：JDl=K6+666.66、JD2=K7+222.22、ZYl=K6+622.32、YZl=K6+709.59(1)試計算彎道1的切線長、曲線長、及曲線中點樁號；(2)試計算交點間距。參考答案20112.某路線平面部份設計資料如下：50第四節緩和曲線

一、緩和曲線的作用與性質緩和曲線是道路平面線形三要素之一。

緩和曲線：設置在直線和圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉向相同的圓曲線之間的一種曲率連續變化的曲線。

《規范》規定：除四級公路外的其它各級公路都應設置緩和曲線，另外，當圓曲線半徑大于“不設超高的最小半徑”時可省略緩和曲線。2011第四節緩和曲線

一、緩和曲線的作用與性質2051(1)其線形特征為：1)緩和曲線曲率漸變，設于直線與圓曲線間，其線形符合汽車轉彎時的行車軌跡，從而使線形緩和，消除了曲率突變點。2)由于曲率漸變，使道路線形順適美觀，有良好的視覺效果和心理作用感。3)在直線和圓曲線間加入緩和曲線后，使平面線形更為靈活，線形自由度提高，更能與地形、地物及環境相適應、協調、配合，使平面布線更加靈活、經濟、合理。4)與圓曲線相比，緩和曲線計算及測設均較復雜。2011(1)其線形特征為：52（2）緩和曲線作用1）曲率連續變化，便于車輛遵循。2）離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適。3）超高橫坡度逐漸變化，行車更加平穩。4）與圓曲線配合，增加線形美觀。2011（2）緩和曲線作用2）離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適。2053（一）緩和曲線的基本要求可行性好：它的線形應符合行駛軌跡，它的幾何特征應滿足汽車軌跡的三條幾何特征。緩和性好：是指緩和曲線要有一定長度，如太短，駕駛員操作緊張，旅客不舒適，線形不協調。計算方便，公式簡單;便于在設計、施工中使用。二、緩和曲線的基本要求、性質及采用形式2011（一）緩和曲線的基本要求二、緩和曲線的基本要求、性質及采用形54假定：1.汽車為一剛體，轉彎時汽車不變形，忽略彈性輪胎的變形。2.左、右輪差別不計，只研究重心的軌跡。3.轉彎時汽車等速行駛，駕駛員勻速轉動方向盤。（二）緩和曲線的性質2011（二）緩和曲線的性質2011552011軌跡方程討論:轉向角：轉動角度：曲率半徑：行駛距離：2011軌跡方程討論:轉向角：轉動角度：曲率半徑：行駛距離：56回旋線三次拋物線雙紐線

n次拋物線正弦形曲線我國《標準》推薦的緩和曲線是回旋線（三）緩和曲線的形式2011（三）緩和曲線的形式201157（1）回旋線的基本公式

1.定義：回旋線是曲率隨著曲線長度成比例變化的曲線

2.基本公式：

A回旋線參數，表示回旋線曲率變化的緩急程度。A為長度量綱

3.特點:滿足行駛軌跡三條特征的程度2011（1）回旋線的基本公式201158（2）回旋線的性質

1.曲率按線形函數增大

A越大，曲率k越小，回旋線變化慢；

A越小，曲率k越大，回旋線變化快.

2.所有回旋線都幾何相似回旋線的形狀是相似的，單位回旋線的性質可以代表所有回旋線。

2011（2）回旋線的性質

1.曲率按線形函數增大201159①回旋曲線、三次拋物線和雙紐線在極角較小（5°～6°）時，幾乎沒有差別。②隨著極角的增加，三次拋物線的長度比雙紐線的長度增加的較快，而雙紐線的長度又比回旋線的長度增加得快些。③回旋線的半徑減小得最快，而三次拋物線則減小的最慢。從保證汽車平順過渡的角度看，三種曲線都可以作為緩和曲線。④此外，也有使用n次（n≥3）拋物線、正弦形曲線、多圓弧曲線作為緩和曲線的。但世界各國使用回旋曲線居多，我國《標準》規定的緩和曲線也是回旋線。（3）回旋曲線、三次拋物線和雙紐線線形比較：2011①回旋曲線、三次拋物線和雙紐線在極角較小（5°～6°）時，60三、緩和曲線的最小長度及參數（一）緩和曲線的最小長度

1.旅客感覺舒適

2.超高漸變率適中

3.行駛時間不過短設計速度(km/h)1201008060403020緩和曲線最小長度(m)1008570604030202011三、緩和曲線的最小長度及參數設計速度(km/h)12010061（二）緩和曲線參數A值

1.回旋線最小參數值

公路平面線形設計時，不僅可以選定緩和曲線長度，同樣也可以選定緩和曲線參數A值。

2.視覺要求A與R的關系R/3≤A≤R

當R接近100m時，取A等于R；當R小于100m時，則取A等于或大于R；在圓曲線較大時，可選擇A在R/3左右；如R超過了3000m，可取A小于R/3。2011（二）緩和曲線參數A值201162（三）緩和曲線的省略

1.在直線與圓曲線間，當圓曲線半徑大于或等于“不設超高的最小半徑”時；

2.半徑不同的同向圓曲線

(1)半徑不同的同向圓曲線間，當小圓半徑大于或等于“不設超高的最小半徑”時，直線與圓曲線間和大圓與小圓間均不設緩和曲線；（2）小圓半徑大于表中所列臨界曲線半徑，且符合下列條件之一時，大圓與小圓間不設緩和曲線：①小圓曲線按規定設置相當于最小緩和曲線長的回旋線時，其大圓與小圓的內移值之差不超過0.10m。②設計速度≥80km/h時，大圓半徑（R1）與小圓半徑（R2）之比小于1.5。③設計速度＜80km/h時，大圓半徑（R1）與小圓半徑（R2）之比小于2。2011（三）緩和曲線的省略201163（1）回旋曲線的幾何要素內移值：P切線增長值：q緩和曲線角：β0切線長：Th平曲線長：L外距：E切曲差：D四、緩和曲線的計算PXY2011（1）回旋曲線的幾何要素四、緩和曲線的計算PXY201164幾何要素2011幾何要素201165PyX2011PyX201166（1）基本型曲線的圓曲線要素計算：P（1）基本型曲線的圓曲線要素計算：P67（2）曲線主點樁號計算：

ZH(樁號)=JD(樁號)-ThHY(樁號)=ZH(樁號)+lsYH(樁號)=HY(樁號)+Ly

HZ(樁號)=YH(樁號)+lsQZ(樁號)=HZ(樁號)-L/2JD(樁號)=QZ(樁號)+J/22011P（2）曲線主點樁號計算：2011P68（3）回旋曲線上任意點的坐標公式：（4）在圓曲線上任意一點的坐標公式：PXYyyxy坐標原點均在ZH、HZ（3）回旋曲線上任意點的坐標公式：（4）在圓曲線上任意一點69第五節道路平面設計成果一、道路平面設計的表格1）直線、曲線及轉角表

反映了路線的平面位置和路線平面線形的各項指標2）逐樁坐標表

高等級公路的線形指標高，表現在平面上是圓曲線半徑大，緩和曲線較長，在測設和放樣時須采用坐標法，方能保證其測量精度。所以計算一份“逐樁坐標表”是十分必要的2011第五節道路平面設計成果一、道路平面設計的表格201170二、道路平面設計

1、路線平面圖應示出：

1）地形、地物

2）路線位置及樁號、斷鏈、平曲線主要樁位與其它主要交通路線的關系以及縣以上境界等，標注水準點、導線點及坐標格網或指北圖式、示出特大、大、中橋、隧道、路線交叉（標明交叉方式和形式）位置等。

3）圖中還應列出平曲線要素表。比例1：2000～1：5000，其帶狀寬度為中線兩側各100～250米。2011二、道路平面設計2011712、路線平面設計圖

①比例尺：

A.工程可行性研究、初步設計階段的方案研究與比選，采用1:50000或1:10000的比例尺

B.初步設計、施工圖設計一般常用的是1:2000，在平原微丘區可用1:5000。在地形特別復雜地段的路線初步設計、施工圖設計可用1:500或1:1000。

②測繪范圍路線帶狀地形圖的測繪寬度，一般為中線兩側各100～200m。對1:5000的地形圖，測繪寬度每側應不小于250m。若有比較線，應將比較線包括進去。

20112、路線平面設計圖201172道路勘測設計課件733.城市道路平面圖城市道路平面圖應示出:1）路中線兩側紅線以外各20～50米的地形、地物；

2）路中心線，遠、近期的規劃紅線、車行道線、人行道線、停車場、綠帶、交通島、人行橫道線；

3）沿街建筑物主要出入口（接坡）；

4）各種地上地下管線的定向位置、雨水進水口、窨井等，注明交叉口及沿線里程樁；

5）彎道及交叉口處應注明曲線要素、交叉口側石的轉彎半徑等。

6）比例1：500～1：1000。20113.城市道路平面圖城市道路平面圖應示出:20174經常不斷地學習,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe寫在最后經常不斷地學習,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量寫75感謝聆聽不足之處請大家批評指導PleaseCriticizeAndGuideTheShortcomings結束語講師：XXXXXXXX年XX月XX日

感謝聆聽結束語講師：XXXXXX762011道路勘測設計（第

2011道路勘測設計（第

77內容提要2011內容提要201178第一節概述一、路線的相關概念

道路：一條三維空間的實體，是由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道等組成的空間帶狀構造物。

路線：道路中線的空間位置。

線形：道路中心線的立體形狀。

路線平面：路線在水平面上的投影。

路線縱斷面：沿中線豎直剖切再行展開的斷面（展開是指展開平面、縱坡不變）。

路線橫斷面：中線上任一點的法向切面。

路線設計：確定路線空間位置和各部分的幾何尺寸。2011第一節概述一、路線的相關概念201179道路勘測設計課件80

道路勘測設計課件81ZHHYYHHZZYYZQZQZ直線緩和曲線圓曲線2011ZHHYYHHZZYYZQZQZ直線緩和曲線圓曲線201182二、汽車行駛軌跡與道路平面線形（一）汽車行駛軌跡行駛中的汽車其重心的軌跡在幾何性質上有以下特征：①軌跡是連續的、圓滑的，任一點不出現折轉和錯位。②軌跡曲率是連續的，任一點不出現兩個曲率值。③軌跡的曲率變化率是連續的，即軌跡上任一點不出現兩個曲率變化率值。2011二、汽車行駛軌跡與道路平面線形（一）汽車行駛軌跡201183道路勘測設計課件84經分析，上述特征與汽轉向機構中導向輪與車身縱軸面之間的角度（稱轉向角）有關，即：1、當汽車轉向角為0時，其軌跡為直線；2、當汽車轉向角為變數時，其軌跡為曲率漸變的曲線（即緩和曲線）3、當汽車轉向角為常數時，其軌跡為圓曲線。2011經分析，上述特征與汽轉向機構中導向輪與車身縱軸面之間的角度（85

直線－圓－直線:

不滿足第二、三條性質，但滿足第一條要求，滿足了車輛的直行和轉向要求，可作為低等級山區道路采用。2011直線－圓－直線:201186直－緩－圓－緩－直:

為滿足第二條要求，在直線與圓曲線間引入了一條曲率逐漸變化的“緩和曲線”，使整條線形符合汽車行駛軌跡特性的第一條和二條，保持了線形的曲率連續。它不滿足第三條要求，不是最理想的，但與汽車行駛軌跡接近，國內外普遍采用。2011直－緩－圓－緩－直:201187

平面線形三要素：直線、圓曲線和緩和曲線。道路平面線形設計，是根據汽車行駛的力學性質和行駛軌跡要求，合理地確定各線形要素的幾何參數，保持線形的連續性和均衡性，避免采用長直線，并注意使線形與地形、地物、環境和景觀等協調。對于車速較高的道路，線形設計還應考慮汽車行駛美學及駕駛員視覺和心理上的要求。三、路線平面設計的內容2011平面線形三要素：直線、圓曲線和緩和曲線。三、路線平面88第二節直線一、直線的特點

優點：兩點之間距離最短。具有短捷、直達的印象。行駛受力簡單，方向明確，駕駛操作簡易。測設簡單方便（用簡單的就可以精確量距、放樣等）。在直線上設構造物更具經濟性。2011第二節直線一、直線的特點201189缺點：直線單一無變化，與地形及線形自身難以協調。過長的直線在交通量不大且景觀缺乏變化時，易使駕駛人員感到單調、疲倦。在直線縱坡路段，易錯誤估計車間距離、行車速度及上坡坡度。易對長直線估計得過短或產生急躁情緒，超速行駛。2011缺點：201190二、直線的最大長度和最小長度1．直線的最大長度

我國《標準》和《規范》對直線的最大長度沒有具體的規定，但原則規定直線的最大長度應有所限制，盡量避免長直線。

最大長度主要應根據駕駛員的視覺反應及心理上的承受能力來確定。

一般認為：直線的最大長度在城鎮附近或其他景色有變化的地點大于20V是可以接受的；在景色單調的地點最好控制在20V以內；而在特殊的地理條件下應特殊處理。2011二、直線的最大長度和最小長度1．直線的最大長度201191當直線長度大于1km時，可采用下列技術措施予以彌補：縱坡不應過大，一般應小于3%。同大半徑凹型豎曲線結合為宜。兩側地形過于空曠時，宜采取栽植不同樹種或設置一定建筑物等措施。長直線或長下坡盡頭的平曲線，應對路面超高、停車視距等進行檢驗，必要時須采用設置標志、增加路面抗滑能力等安全措施。2011當直線長度大于1km時，可采用下列技術措施予以彌補：201192

哪一個最優？哪一個最優？932011美國俄勒岡州典型沙漠公路2011美94香榭麗舍與凱旋門2011香201195德國柏林2011德國柏林201196

相鄰兩曲線之間應有一定長度的直線，這個直線是指前一曲線的終點（HZ或YZ）到后一曲線的起點（ZH或ZY）之間的長度。

（1）同向曲線間的直線最小長度

同向曲線：是指兩個轉向相同的相鄰曲線之間連以直線而形成的平面線形。

斷背曲線：同向曲線間直接相連或以短直線相連。2．直線的最小長度2011相鄰兩曲線之間應有一定長度的直線，這個直線是指前一曲97斷背曲線2011斷背曲線201198斷背曲線的錯覺

①當直線較短時，在視覺上容易形成直線與兩端曲線構成反彎的錯覺；②當直線過短甚至把兩個曲線看成是一個曲線。危害：

破壞了線形的連續性，造成駕駛操作失誤，應盡量避免。解決辦法：因為是視覺上的判斷錯覺，最好的辦法是在兩同向曲線間插入長的直線段，讓駕駛員在前一個曲線上看不到下一個曲線。在滿足行車視距的前提下，采取借用曲線內側山丘地形或人工種植遮擋性樹木等手段，避免兩曲線和中間直線全部進入駕駛員的視野。中間直線段上盡量避免設置凹型豎曲線，以避免反彎錯覺加劇。2011斷背曲線的錯覺201199《規范》規定：

當設計速度≥60km/h時，同向曲線間的直線最小長度（以m計）以不小于設計速度（以km/h計）的6倍為宜；當地形條件及其它特殊情況限制時，最小直線長度不得小于設計速度(以km/h計)的3倍。

對于設計速度≤40km/h時，參考執行即可。在受到條件限制時，宜將同向曲線改為大半徑曲線或將兩曲線作成復曲線、卵形曲線或C形曲線。2011《規范》規定：2011100（2）反向曲線間直線的最小長度

反向曲線：兩個轉向相反的相鄰曲線之間連以直線所形成的平面線形。對反向曲線間直線最小長度的規定，主要考慮考慮到其超高和加寬緩和的需要，以及駕駛人員操作的方便。

2011（2）反向曲線間直線的最小長度反向曲線：兩個轉向相反101《規范》規定：當設計速度≥60km/h時，反向曲線間直線最小長度（以m計）以不小于設計速度（以km/h計）的2倍為宜。當設計速度≤40km/h時，可參照上述規定執行。當直線兩端設置有緩和曲線時，也可以直接相連，構成S型曲線。

2011《規范》規定：2011102（3）相鄰回頭曲線間的直線最小長度

回頭曲線是指山區公路為克服高差在同一坡面上回頭展線時所采用的曲線。

《路線規范》規定在回頭曲線之間，前一回頭曲線的終點至后一回頭曲線的起點距離在設計速度為40Km/h、30Km/h、20Km/h時，分別應不小于200m,150m,100m。2011（3）相鄰回頭曲線間的直線最小長度2011103河南省輝縣的山區農村公路新疆海拔3100米的天山公路川藏公路河南省輝縣的山區農村公路新疆海拔3100米的天山公路川藏公路104

采用直線線形時必須注意線形與地形的關系，在運用直線線形并決定其長度時，必須慎重考慮，一般不宜采用長直線。路線完全不受地形、地物限制的平坦地區或山間的寬闊河谷地帶；

城鎮及其近郊道路，或以直線為主體進行規劃的地區；

長大橋梁、隧道等構造物路段；

路線交叉點及其附近；雙車道公路提供超車的路段。三、直線的運用2011采用直線線形時必須注意線形與地形的關系，在運用105XY直線的計算XY直線的計算106第三節圓曲線

一、圓曲線的特點

各級公路和城市道路不論轉角大小均應設置圓曲線。圓曲線作為公路平面線形具有以下主要特點：曲率1/R=常數，測設和計算簡單；比直線更能適應地形的變化；在圓曲線上行駛要受到離心力的作用；要比在直線上行駛多占用道路寬度；在小半徑的圓曲線內側行駛時，視距條件較差。

2011第三節圓曲線

一、圓曲線的特點各級公107二．汽車行駛時的橫向穩定性

1.汽車在彎道上行駛所受的離心力YX假定：汽車在圓曲線上作勻速圓運動。離心力：汽車在彎道上由于慣性產生離心力作用點：汽車重心方向：水平背離圓心大小：

2011二．汽車行駛時的橫向穩定性

1.汽車在彎道上行駛所受的離108超高：為了減少離心力的作用，保證汽車在平曲線上穩定行駛，必須使平曲線上的路面做成外側高、內側低呈單向橫披的形式，稱為橫向超高。離心力的影響：對汽車在平曲線上行駛的穩定性影響很大，可能產生橫向滑移或橫向傾覆。20112011109

2.曲線上汽車的受力分析

將離心力F和車重分解為平行于路面的橫向力和垂直于路面的豎向力，即：橫向力：X＝Fcosα－GSinα

豎向力：Y＝FSinα＋Gcosαα很小，可以認為sinα≈tgα＝ih

，cosα≈1，ih稱為橫向超高坡度2011

2.曲線上汽車的受力分析

將離心力F和車重分解110

引入橫向力系數μ，作為衡量穩定性程度的指標，其意義為單位車重的橫向力，即

用V（km/h）表達上述公式，則：2011引入橫向力系數μ，作為衡量穩定性程度的指標，其1113.橫向傾覆條件分析

橫向傾覆：汽車在橫向力的作用下，可能產生繞外側車輪觸地點向外傾覆的危險。XhgbY20113.橫向傾覆條件分析

橫向傾覆：汽車在橫向力的作用下1123.橫向傾覆條件分析

穩定條件：傾覆力矩小于或等于穩定力矩。即:F·ih比G小得多，可略去不計，則20113.橫向傾覆條件分析

穩定條件：傾覆力矩小于或等于113

橫向滑移：汽車在橫向力的作用下，可能產生沿橫向力方向的側向滑移。

穩定條件：橫向力大于或等于輪胎與路面之間的橫向附著力。即：

利用此式可計算出汽車在平曲線上行駛時，不產生橫向滑移的最小平曲線半徑R或最大允許行駛速度V。4.橫向滑移條件分析

φh——橫向摩阻系數

2011橫向滑移：汽車在橫向力的作用下，可能產生沿橫向力方向114

汽車在平曲線上行駛時的橫向穩定性主要取決于橫向力系數值的大小。現代汽車在設計制造時重心較低，一般

汽車在平曲線上行駛時，在發生橫向傾覆之前先產生橫向滑移現象。在道路設計中應保證汽車不產生橫向滑移，同時也就保證了橫向傾覆的穩定性。5.橫向穩定性的保證

2011汽車在平曲線上行駛時的橫向穩定性主要取決115三、圓曲線半徑（一）影響因素

在指定車速V下，極限最小半Rmin徑決定于容許的最大橫向力系數μMax和該曲線的最大超高ih(max)。

1．最大橫向力系數μMax

（1）危及行車安全為保證汽車用普通輪胎在最不利路面狀況下能不產生橫向滑移，

μ應小于0.2。μ≤φh

（2）增加駕駛操縱的困難要求μ<0.3。2011三、圓曲線半徑（一）影響因素在指定車速V下，極限最小半116

（3）增加燃料消耗和輪胎磨損

μ的存在使車輛的燃油消耗和輪胎磨損增加。橫向力系數為μ＝0.2時，其燃料消耗與輪胎磨損分別比μ＝0時多20％和近3倍。

（4）旅行不舒適

當μ超過一定數值時，駕駛者在曲線行駛中駕駛緊張，乘客感到不舒適。μ＜0.1～0.15間，舒適性可以接受。綜上所述對行車的安全、經濟與舒適方面的要求，最大橫向力系數采用：設計速度1201008060403020橫向力系數0.10.120.130.150.150.160.172011（3）增加燃料消耗和輪胎磨損設計速度1201008060117

2．關于最大超高ih(max)

（1）要考慮車輛組成在混合交通的道路上，要同時顧及快、慢車，快車超高宜大，慢車超高宜小。

（2）要考慮氣候因素慢車及停在彎道上的車輛在不利季節情況要能避免沿路面最大合成坡度下滑。（一年中氣候惡劣季節路面的橫向摩阻系數）（3）要考慮駕駛者和乘客以心理上的安全感對重山區、城市附近、交叉口以及有相當數量非機動車行駛的道路，最大超高還要比一般道路小些。

20112．關于最大超高ih(max)2011118

《標準》根據不同橫向摩阻系數值，對于不同等級的公路規定了極限最小半徑、一般最小半徑和不設超高的最小半徑三個最小半徑。

1．極限最小半徑定義：指各級公路在采用允許最大超高和允許的橫向摩阻系數情況下，能保證汽車安全行駛的最小半徑。

強調說明：極限最小半徑是路線設計中的極限值，是在特殊困難條件下不得已才使用的，一般不輕易采用。

（二）圓曲線最小半徑的計算2011《標準》根據不同橫向摩阻系數值，對于不同等級的公路規定119

定義：指各級公路對按設計速度行駛的車輛能保證其安全、舒適行駛的最小圓曲線半徑。

《標準》中計算一般最小半徑時:

適用：一般最小半徑是在通常情況下推薦采用的最小半徑。一方面考慮了汽車在這種曲線上以設計速度或以接近設計速度行駛時，旅客有充分的舒適感；另一方面考慮到在地形比較復雜的情況下不會過多增加工程量。

2．一般最小半徑2011定義：指各級公路對按設計速度行駛的車輛能120

3．不設超高的最小半徑

定義：指平曲線半徑較大，離心力較小時，汽車沿雙向路拱（不設超高）外側行駛的路面摩阻力足以保證汽車行駛安全穩定所采用的最小半徑。路面不設超高。

，μ=0.035～0.040μ=0.040～0.0502011，μ=0.035～0.040μ=0.040～0.0121

（三）圓曲線的特點及運用

（1）圓曲線的特點：1）曲線上任意一點的曲率半徑R=常數，故測設比緩和曲線簡便。2）圓曲線上任意一點都不斷改變方向，更能適應地形變化。3）汽車在圓曲線上的行駛要受到離心力。4）在平曲線上行駛時要多占路面寬。5）視距條件差，容易發生交通事故。6）較大半徑的長緩圓曲線具有線形美觀、順適、行車舒適等特點。故常采用。2011（三）圓曲線的特點及運用（1）圓曲線的特點：201122（2）圓曲線的應用

1.在適應地形的情況下應選用較大的曲線半徑。

2.在確定圓曲線半徑時，應注意：一般情況下宜采用極限最小半徑的4～8倍或超高為2～4％的圓曲線半徑；地形條件受限制時，應采用大于或接近于一般最小半徑的圓曲線半徑；地形條件特別困難不得已時，方可采用極限最小半徑；應同前后線形要素相協調，使之構成連續、均衡的曲線線形應同縱面線形相配合，應避免小半徑曲線與陡坡相重疊；每個彎道半徑值的確定，應根據實地的地形、地物、地質、人工構造物及其它條件的要求，用外距、切線長、曲線長、曲線上任意點線位、合成縱坡等控制條件反算，并結合標準綜合確定。2011（2）圓曲線的應用20111232011（四）圓曲線的計算（1）單圓曲線，其曲線幾何要素為：ZY（樁號）=JD（樁號）－TQZ（樁號）=YZ（樁號）－L/2YZ（樁號）=ZY（樁號）+LJD（樁號）=QZ（樁號）+D/2（校核）（2）曲線主點樁號計算如下：2011（四）圓曲線的計算（1）單圓曲線，其曲線幾何要素為：124習題：1、已知交點的里程為K3+182.76，測得轉角αy=25°48′，圓曲線半徑R=300m，求曲線測設元素及主點里程。2011參考答案第一題：T=68.71m；

L=135.09m；E=7.77m；

D=2.33m。JD=K3+182.76；

ZY=K3+114.05；YZ=K3+249.14；

QZ=K3+181.60。習題：2011參考答案JD=K3+182.76；125參考答案（1）①切線長1=44.34m

②曲線長1=87.27m,

③緩和曲線長1=0m，

④QZ1=K6+665.96，（2）兩曲線間的交點間距=556.97m20112.某路線平面部份設計資料如下：JDl=K6+666.66、JD2=K7+222.22、ZYl=K6+622.32、YZl=K6+709.59(1)試計算彎道1的切線長、曲線長、及曲線中點樁號；(2)試計算交點間距。參考答案20112.某路線平面部份設計資料如下：126第四節緩和曲線

一、緩和曲線的作用與性質緩和曲線是道路平面線形三要素之一。

緩和曲線：設置在直線和圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉向相同的圓曲線之間的一種曲率連續變化的曲線。

《規范》規定：除四級公路外的其它各級公路都應設置緩和曲線，另外，當圓曲線半徑大于“不設超高的最小半徑”時可省略緩和曲線。2011第四節緩和曲線

一、緩和曲線的作用與性質20127(1)其線形特征為：1)緩和曲線曲率漸變，設于直線與圓曲線間，其線形符合汽車轉彎時的行車軌跡，從而使線形緩和，消除了曲率突變點。2)由于曲率漸變，使道路線形順適美觀，有良好的視覺效果和心理作用感。3)在直線和圓曲線間加入緩和曲線后，使平面線形更為靈活，線形自由度提高，更能與地形、地物及環境相適應、協調、配合，使平面布線更加靈活、經濟、合理。4)與圓曲線相比，緩和曲線計算及測設均較復雜。2011(1)其線形特征為：128（2）緩和曲線作用1）曲率連續變化，便于車輛遵循。2）離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適。3）超高橫坡度逐漸變化，行車更加平穩。4）與圓曲線配合，增加線形美觀。2011（2）緩和曲線作用2）離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適。20129（一）緩和曲線的基本要求可行性好：它的線形應符合行駛軌跡，它的幾何特征應滿足汽車軌跡的三條幾何特征。緩和性好：是指緩和曲線要有一定長度，如太短，駕駛員操作緊張，旅客不舒適，線形不協調。計算方便，公式簡單;便于在設計、施工中使用。二、緩和曲線的基本要求、性質及采用形式2011（一）緩和曲線的基本要求二、緩和曲線的基本要求、性質及采用形130假定：1.汽車為一剛體，轉彎時汽車不變形，忽略彈性輪胎的變形。2.左、右輪差別不計，只研究重心的軌跡。3.轉彎時汽車等速行駛，駕駛員勻速轉動方向盤。（二）緩和曲線的性質2011（二）緩和曲線的性質20111312011軌跡方程討論:轉向角：轉動角度：曲率半徑：行駛距離：2011軌跡方程討論:轉向角：轉動角度：曲率半徑：行駛距離：132回旋線三次拋物線雙紐線

n次拋物線正弦形曲線我國《標準》推薦的緩和曲線是回旋線（三）緩和曲線的形式2011（三）緩和曲線的形式2011133（1）回旋線的基本公式

1.定義：回旋線是曲率隨著曲線長度成比例變化的曲線

2.基本公式：

A回旋線參數，表示回旋線曲率變化的緩急程度。A為長度量綱

3.特點:滿足行駛軌跡三條特征的程度2011（1）回旋線的基本公式2011134（2）回旋線的性質

1.曲率按線形函數增大

A越大，曲率k越小，回旋線變化慢；

A越小，曲率k越大，回旋線變化快.

2.所有回旋線都幾何相似回旋線的形狀是相似的，單位回旋線的性質可以代表所有回旋線。

2011（2）回旋線的性質

1.曲率按線形函數增大2011135①回旋曲線、三次拋物線和雙紐線在極角較小（5°～6°）時，幾乎沒有差別。②隨著極角的增加，三次拋物線的長度比雙紐線的長度增加的較快，而雙紐線的長度又比回旋線的長度增加得快些。③回旋線的半徑減小得最快，而三次拋物線則減小的最慢。從保證汽車平順過渡的角度看，三種曲線都可以作為緩和曲線。④此外，也有使用n次（n≥3）拋物線、正弦形曲線、多圓弧曲線作為緩和曲線的。但世界各國使用回旋曲線居多，我國《標準》規定的緩和曲線也是回旋線。（3）回旋曲線、三次拋物線和雙紐線線形比較：2011①回旋曲線、三次拋物線和雙紐線在極角較小（5°～6°）時，136三、緩和曲線的最小長度及參數（一）緩和曲線的最小長度

1.旅客感覺舒適

2.超高漸變率適中

3.行駛時間不過短設計速度(km/h)1201008060403020緩和曲線最小長度(m)1008570604030202011三、緩和曲線的最小長度及參數設計速度(km/h)120100137（二）緩和曲線參數A值

1.回旋線最小參數值

公路平面線形設計時，不僅可以