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第3章城市道路平面线形规划设计本章主要讲述——城市道路上的平面线形规划设计的任务内容，半径的确定，超高的设置，缓和曲线段的设置，曲线的衔接和行车视距等相关知识。第一节平面线形规划设计的内容一、控制点：使道路在平面、竖向上方向发生转折的点，称为

路线在平面、竖向上的控制点。二、道路线形横断面、道路平面、道路纵断面路线平面图：路线在水平面上的投影。路线纵断面图：沿道路中线的竖向剖面图，再行展开即是路线的纵断面。路线横断面图：道路中线上任意一点的法向切

面是道路在该点横断面。第一节平面线形规划设计的内容中线第一节平面线形规划设计的内容第一节平面线形规划设计的内容道路线形指道路路幅中心线（又称中线）的立体形状。道路平面线形指道路中线在平面上的投影形状。在城市道路规划设计中，由于经常会碰到山体、丘陵、河流和

需要保留的建筑，有时还因地质条件差而需要避开不宜建设的地方，所以无论城市道路还是公路不可避免要发生转折，因此就需要在平面上设置曲线，所以平面线形是由直线和曲线组合而成的。平曲线通常由圆曲线及两端缓和曲线组成。当圆曲线半径足够大时可以使直线与圆曲

线直接衔接（相切）；当设计车速较高、圆曲线半径较小时，直线与圆曲线之间以及圆曲线之间要插设缓和曲线。第一节平面线形规划设计的内容如果城市道路转折角度不大，可把转折点设在交叉口，使道路线形呈折线状，这样可以减少道路上的弯道，便于道路施工和管

线埋设，也有利于道路两侧建筑的布置。如果转折点必须设置在路段上，则需要根据车辆运行要求设置成曲线，曲线又可分为曲率半径为常数的圆曲线和曲率半径为变数的缓和曲线。第一节平面线形规划设计的内容城市道路平面线形规划设计的主要任务为：根据道

路网规划确定的道路走向、道路之间的方位关系，以道路中线为准，考虑地形、地物、城市建设用地的影响，根据行车技术要求确定道路用地范围内的平面线形，以及组成这些线形的直线、曲线和它们之间的衔接关系；对于小半径曲线，还应当考虑行车视距、路段的加宽和道路超高设置等要求。第一节平面线形规划设计的内容城市道

路平面线形规划可划分为总体规划、详细规划两个阶段。总体规划阶段的城市道路平面线形规划主要是根据城市主要交通联系方向确定城市主要道路中心线的走向,并进一步确定城市路网。详细规划阶段的城市道路平面线形规划设计，一般是在上一

层次已经确定的城市道路网规划基础上进行的，需要进一步详细确定用地范围内各级道路主要特征点的坐标、曲线要素等内容，便于进一步的道路方案设计。三、道路线型设计n路线平面设计：在路线平面图上研究道路的基本走向及线形

的过程。n路线纵断面设计：在路线纵断面图上研究道路纵坡及坡长的过程。n路线横断面设计：在路线横断面图上研究路幅断面形状的过程。第一节平面线形规划设计的内容一、平面线形规划设计•平面线形（主要指道路中线）的选择与确定路线的具体方向；圆曲线半径的确定；合理解决路线转折点之间

的曲线衔接；缓和曲线的设置；曲线上的超高和加宽；行车视距计算及弯道内侧障碍物的清除；道路平面的综合布置。第二节平面线形规划设计第二节道路平面设计二、弯道上的行车状况与平曲线要素•道路平面线形由直线和曲线（圆曲线

、缓和曲线）组成，二者各有特点。线形组合以保证行车迅速、安全为原则。1、平曲线路段上直线段之间总是要用曲线段来连接，一般采用圆弧曲线第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计圆曲线要素计算圆曲线要素计算

示意图•道路圆曲线一般通过曲线要素来描述，如右图。圆弧线连接的两个直线段的交点用JD表示，转折角用表示，曲线半径用R表示，起点一般用ZY表示，终点用YZ表示，中点用QZ表示，切线长用T表示，弧长用L表示，外距

用E表示。第二节平面线形规划设计•圆曲线要素包括道路转折角、圆曲线半径、切线长、曲线长、外距五个要素，根据几何学原理，可得以下关系式：2TctgR2RtgTRL180)12(secRE这些公式一般用于道路平面线形规划。通常道路转折角是由道路的走向决定的（

为已知要素），可先选用R值根据几何关系求得，也可先按理想线位需要的外距或切线长为控制，反算值。ETR第二节平面线形规划设计2、汽车在曲线上行驶时，作用力分析汽车在弯道上行驶时，驾驶员转动方向盘，使汽车作圆周运动。

由于离心力的作用，车上的乘客与货物同样受到离心力的作用，同时汽车也可能产生横向滑移。汽车在弯道上行驶时，作用在汽车横截面上的力，有垂直向下的汽车重力和水平方向的离心力，以及轮胎和路面之间的横向摩阻力，如下图所示：第二节平面线

形规划设计汽车行驶受力分析第二节平面线形规划设计•作用在汽车上的离心力为：••式中•——汽车的质量（kg）；•——汽车的重量（N）；•——重力加速度（9.8m/s2）；•——计算行车速度（m/s）；•——计算行车速度（

km/h）；•——平曲线半径（m）。RGVgRGvRvmC127222mGgvVR第二节平面线形规划设计•把作用在汽车上（通过重心）的汽车重力和水平方向的离心力沿垂直于路面方向和平行于路面方向进行分解，可以把离心力

所提供的、指向运动轨迹外侧的水平力称为横向力。则横向力为：•由于很小，故,。•于是有：•sincosGCY0sinitg0.1cos02127GiRGVY第二节平面线形规划设计•式中•——道路横坡，“–”表示车辆在弯道内侧车道上行驶；“+”表示车辆在未设超高的曲线

外侧车道上行驶。•单位车重的横向力称为横向力系数，表示汽车在做圆周运动时，每单位车辆总重所受的横向力即汽车、乘客、车上装载物所受到的横向力与其自身重量的比值。0i02R127ViGY第二节平面线形规划设计3、汽车在曲线上行驶稳定性的分析•汽车

所受的横向力使汽车向弯道外侧滑动，而轮胎和路面之间的摩阻力阻止汽车滑移，因此，汽车不产生横向滑移的必要条件是：•式中•——横向摩阻系数，与车速、路面种类及状态、轮胎状况等有关。•由于，上式可写成：横GY横横第二节平面线形规划设计•如果横向力系数为0.1，

那么就相当于体重为50kg的人，有5kg的横向力在推他，如果横向力继续增加，那么，人会感觉不舒服、横向不稳定。因此，横向力系数的大小是判定道路设计转弯半径是否符合要求的基本条件，若横向力系数的大小对汽车不产生横向滑移或倾覆

，说明道路转弯半径设计符合基本要求。不同μ值情况下汽车在弯道上行驶时乘客的感受μ值汽车转弯时乘客的感觉<0.10不感到有曲线的存在，很平稳0.15感到有曲线的存在，尚平稳0.20已感到有曲线的存在，略感到不稳0.35感到有曲线的存在，已感到不稳定0.40非常不稳定，站立不住而有倾倒的危险

4、从乘客舒适、运营经济角度对横向力系数分析第二节平面线形规划设计不同μ值情况下对燃料和轮胎消耗的影响μ值燃料消耗（%）轮胎消耗（%）01001000.051051600.101102200.151153000.20120390第二节平面线形规划设计三、平曲线半径的

选择•圆曲线半径分为不设超高的最小半径，极限最小半径和一般最小半径。)127(02iVR（m）第二节平面线形规划设计•不设超高的最小半径：指道路半径较大，离心力较小时，汽车若沿双向路拱外侧行驶时，路面的摩擦力足以保证汽车安全行驶所采用的最小

半径。在城市建成区，城市道路两侧建筑物已经形成，故尽可能不设超高，以免与建筑物标高不协调，影响街景美观。•极限最小半径：指圆曲线半径采用的极限最小值，当地形困难或条件受限制时方可使用。采用极限最小半径时，设置最大超高。城市道路在郊区的超高横坡度可采用2%~6%，μ一般采用0.

15。第二节平面线形规划设计•一般最小半径：指设超高时的推荐半径，其数值介于不设超高的最小半径和极限最小半径之间。超高值随半径增大而按比例减少。•由式算出的R值，称为圆曲线不设超高容许的最小半径。•选用圆曲线的半径值，应与当地地形、经济等条件相适应，并应尽量

采用大半径曲线以提高道路使用质量。一般只有在设计条件比较苛刻的情况下才通过计算确定弯道半径。但最大半径不宜超过10000m。)127(02iVR横第二节平面线形规划设计城市道路圆曲线的最小半径与

最小长度计算行车速度（km/h）806050403020不设超高的最小半径（m）100060040030015070设超高的推荐半径（m）4003002001508540设超高的极限半径（m）250150100704020圆曲线最小

长度（m）705040352520平曲线最小长度（m）14010085705040第二节平面线形规划设计公路圆曲线最小半径表设计速度（km∕h）1201008060403020极限最小半径（m）650400250125603015一般最小半径（m）10

007004002001006530路拱≤2%5500400025001500600350150不设超高最小半径（m）路拱＞2%7500525033501900800450200第二节平面线形规划设计•四、平曲线上的超高、加宽与曲线衔接•1、超高设置•如果因为地形、地物的

原因，道路实际允许的最大转弯半径小于上述不设超高的圆曲线的最小半径时，车辆在弯道外侧行驶就要减速，否则就会产生过大的横向力。为了减少横向力，就需要把弯道外侧横坡做成与内侧同向的单向横坡，这就称为超高横坡度（%）。•超高横坡度计算公式如下：超i超iRVi1272超（%）第

二节平面线形规划设计•式中•——计算行车速度（km/h）；•——圆曲线半径（m）；•——横向力系数。•当计算所得到的超高横坡度小于路拱横坡时，宜选用等于路拱横坡的超高，以利于测设。•设置超高使重力的水平

分力与离心力方向相反，横向力将减少。但是超高不能无限增大，因为如果碰到雨雪等天气，汽车的行驶速度降低，重力作用可能造成汽车向道路弯道内侧滑移。所以超高的最大值存在合理的范围，我国的城市道路的超高坡度一般取2%~6%

。VR第二节平面线形规划设计第二节道路平面设计第二节道路平面设计城市道路设计车速与最大超高横坡的选取计算行车速度（km/h）8060，5040，30，20最大超高横坡度(%)642城市道路一般较宽，设置超高可能会导致道路两侧用地高差变

化较大，不利于道路两侧车辆的进出与地面排水，也不利于街道景观组织，所以城市道路一般通过增大道路转弯半径的办法，解决车辆行驶要求，很少设置超高，超高往往是设置在立交的匝道上和山地风景区道路上。第二节平面线形规划设计为了使道路从直线段的双坡面顺利转换到具有超高的单坡

面，需要一个渐变的过渡段，称为超高缓和段。2、超高缓和段的设置第二节平面线形规划设计第二节道路平面设计超高缓和段的设置•式中•——超高缓和段长度（m）；•——路面宽度（m）；•——与的代数差；•—超高渐变率，即旋转轴与车行道（设置路缘带时，则为路缘带）外侧边缘之间相对升

降的比率。PiBl超超超lB超i0i超iP第二节平面线形规划设计第一节平面线形规划设计的内容设计车速与超高渐变率的选取计算行车速度（km/h）806050403020超高渐变率1/1501/1251/1151/1001/751/5

0绕中线旋转先将外侧车道绕中线旋转，当达到与内侧车道构成单向横坡时，整个断面一同绕路中线旋转，直至达到超高横坡值。一般多用于旧路改建工程。超高缓和段计算公式如下:超lPiiBl超超02•式中•——超高缓和段长度（m）；

•——路面宽度（m）；•——与的代数差；2iBil超超超lB2i0i超i第二节平面线形规划设计超高方式第二节平面线形规划设计超高横坡过渡方式（边线旋转）第二节平面线形规划设计超高横坡过渡方式（中线旋转）第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计•绕中间带的中心线旋转，如图a。用于窄中间带

的公路。•绕中央分隔带边缘旋转，如图b。各种宽度不同中间带的公路均可。•绕各自行车道中线旋转，如图c。用于单向车道数大于四条的公路第二节平面线形规划设计•单幅路路面宽度及三幅路机动车道路面宽度宜绕中线旋转；•双幅路路面宽度及四幅路机动车道路面宽度宜绕中间分隔带边缘旋转，使

两侧车行道各自成为独立的超高横断面。第二节平面线形规划设计3、平曲线上的路面加宽•汽车在曲线路段上行驶时，靠近曲线内侧后轮行驶的曲线半径最小，靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半径最大。为适应汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面、路基宽度

称为曲线加宽(又称弯道加宽)。•加宽目的：避免汽车在弯道上行使时不侵占相邻车道。•加宽条件：R≤250m曲线路段。•加宽位置：通常在弯道内侧。第二节平面线形规划设计1）几何加宽值的计算)(1KRRe而221ARKR代入上式得)82(34222

RARARRARRe34282RARARAe22(3－42)2）摆动加宽值RVe05.0(3－43)第二节平面线形规划设计RAe2211'2222RAeRAARARAeee2'222221222121第二节平面线形规划

设计RVRAAeRVRAe05.0205.022221221N个车道的加宽即为上式的N倍第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计城市道路小半径圆曲线每条车道的加宽值（m）圆曲线半径（m）车型250~200200

~150150~100100~6060~5050~4040~3030~2020~15小型汽车0.280.300.320.350.390.400.450.600.70普通汽车0.400.450.600.700.901

.001.301.802.40铰接车0.450.550.750.951.251.501.902.803.50在城市道路中，当机动车、非机动车混和行驶时，一般不考虑加宽。车道加宽一般仅限于快速交通干道、山城道路、郊区道路以及立交的匝道。第二

节平面线形规划设计•加宽缓和段•当平曲线R≤250m时，一般在弯道内侧圆曲线范围内设置加宽。•为了使路面和路基均匀变化，设置一段从加宽值为零逐渐加宽到全加宽的过渡段，称为------加宽缓和段。第二节平面线形规划设计加

宽示意图第二节平面线形规划设计4、缓和曲线在城市道路上，尤其是城市快速路上，经常存在不同等级道路的衔接，这些衔接往往对道路平面线形设计有较大的影响，这就需要设置缓和曲线。其目的是通过曲率的逐渐变化，适应车辆转向操作的行驶轨迹和路线的顺畅，缓和行车方向的突变和离心力的

骤增；使离心加速度逐渐变化；并可作为缓和超高变化的过渡段，从而使汽车从直线段安全、迅速地驶入小半径弯道。较理想的缓和曲线应符合汽车转向行驶轨迹和离心力逐渐增加的要求,可以使汽车在从直线段驶入半径为R的平曲线时，既不降低车速又能徐缓均衡转向，第二节平面线形规划设计汽车在缓和曲线上的

行驶情况第二节平面线形规划设计缓和曲线的作用一、曲率连续变化，便于车辆遵循车辆行驶二、离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适三、超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳四、与圆曲线配合得当，增加线形美观第二节平面线形规划设计缓和曲线长度RVLs3(min)036.0取值

时可取5米的整数倍缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短而使司机驾驶操纵过于匆忙。一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s第二节平面线形规划设计《城市道路设计规范》制定了城市道路的最小缓和曲线长度，见

下表：城市道路缓和曲线最小长度计算行车速度（km/h）806050403020缓和曲线最小长度（m）705045302520第二节平面线形规划设计我国《标准》规定缓和曲线采用回旋曲线。第二节平面线形规划设计5、平曲线间的衔接在城市道路上，道路平面线形可

能会出现连续转折，产生道路平曲线相连的现象。为了车辆行驶安全与平稳，需要妥善解决曲线间的衔接，曲线与曲线、直线与曲线应当在切点部位衔接。在道路定线时，衔接点必须给出坐标。转向相同的曲线称为同向曲线；转向相反的曲线称为反向曲线；不同半径的两同向曲线直接相连、组合而成的曲线

则称为复曲线。第二节平面线形规划设计同向曲线第二节平面线形规划设计反向曲线第二节平面线形规划设计复曲线第二节平面线形规划设计•城市道路半径不同的同向圆曲线符合下列条件之一时，可构成复曲线：•（1）小圆半径大于下表所列不设缓和曲线的最

小曲线半径时；•（2）大圆半径与小圆半径之比：计算行车速度大于或等于80km/h，且R1：R2<1.5时；计算行车速度小于80km/h，且R1：R2<2.0时。复曲线中的小圆临界半径设计车速（km/h）12010080604030临界曲线半径（m）1500150090

025002500130第二节平面线形规划设计•曲线的衔接应注意以下问题：•一、相邻曲线半径悬殊不宜过大。如果相差过大，司机反应不过来，可能会发生车辆冲出道路的交通事故。一般认为相邻曲线半径的差距不宜超过一倍，并注意加设交通标志。•二、同向曲线间的直线最小长度宜大于或等于6倍的计算行车速度

值；两反向曲线间最小直线长度宜大于或等于2倍的计算行车速度值。第二节平面线形规划设计•三、注意超高的衔接。对于不设超高的同向曲线一般可用直接衔接。若同向曲线的超高不同，仍可将两曲线连成复曲线，不过需要在半径较大的曲线段内侧设置从一个超高横坡度过渡到另一个超高横坡度的缓和段。如果两曲线在

设置超高缓和段之外还有较短直线距离，应当通过改变直径的方法使两曲线直接连通；或将剩余直线做成单坡断面。对于不设超高的反向曲线，一般可以直接衔接；若有超高，应当至少留出不小于两个曲线超高缓和段长度之和的直线段，其长度不得小于20m。•四、长直线尽端，转弯半径不宜过小。长直线往往使司机对前

方道路的估计较为乐观，而车速增加。当突然转入小半径曲线，容易发生危险事故。第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计卵形曲线第二节平面线形规划设计五、行车视距•行车视距是指为了行车安全，在道路设计中应当保证驾驶人员在一定距离范围内能随时看到前方道路上

出现的障碍物，或迎面驶来的车辆，以便及时采取刹车制动措施，或绕过障碍物必不可少的距离。行车视距包括：停车视距、会车视距、超车视距、错车视距。第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计1、停车视距停车视距由反应距离，制动距离，安全距离构成安制反停SSSS是指驾驶员发现前

方有障碍物到汽车在障碍物前安全停止所需的最短距离。第二节平面线形规划设计•反应距离为：6.3VtvtS反(m)安停SiKVVtS2546.32（m）第二节平面线形规划设计•式中:•——行车速度（km/h）；•——反应时间(s)；•——制动安全系数；•——附着系

数，一般取0.3；——道路坡度，上坡取正号，下坡取负号；•——安全距离（m），车辆距障碍物的最小距离；•道路的行车安全距离一般按５m考虑。VtKi安S第二节平面线形规划设计各级公路停车视距公路等级高速公路一二三四计算行车速度（km∕h）120100806

010060804060304020停车视距（m）21016011075160751104075304020城市道路停车视距计算行车速度（km∕h）8060504540353025201510停车视距（m）11070604540353025201510第二节平面线形规划

设计为使高速公路上车辆之间保持安全距离，通常采用200米，150米，100米，50米等距离法，将标志放在右侧。第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计2、会车视距•两辆对向行驶的汽车在同一车道上相遇，及时制

动并停车所必须的安全视距称为----会车视距。其长度不应小于停车视距的两倍。•由三部分组成：①反应时间所行驶的距离；②制动距离；③安全距离。第二节平面线形规划设计会车视距为停车视距的两倍，城市道路设计不考虑超车视距。第二节平面线形规划设计3、超车视距超车视距如图所

示：在双车道道路上，后车超越前车，从开始驶离原车道起，至可见逆行车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离。第二节平面线形规划设计4、错车视距在没有明确划分车道线的双车道道路上，两对向行驶汽车相遇，发现后采取减速避让措施安全错车所需的最短距离第二节平面

线形规划设计5、平曲线内障碍物的清除（a）横净距立面图（b）横净距平面图第二节平面线形规划设计•不设缓和曲线时的平曲线内横净距的计算：•a、曲线长度（L）大于视距（S）•根据几何学原理可得出以下关系式：2cos1sRh180s

RS（a）L>S第二节平面线形规划设计•因:222112cos2cosssRSRS所以:sRSh821式中——沿内侧车道行驶的曲线半径，即为加宽路面内缘半径加1.5m（1.5m是司机位置至路面边缘的距离）；——视距（m）；——视距S

对应的曲线圆心角；——路线转角。sRS第二节平面线形规划设计（b）L<S•b、曲线长度（L）小于视距（S）ssssRLLSRLRLSRhhh2sin22cos12sin22cos121

故LSRLhs28第二节平面线形规划设计nc．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。n适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等。第二节平面线形规划设计AB是行车轨迹线，从汽车行驶轨迹线上的不同

位置（图中的1、2、3、…各点）引出一系列视线（图中的1-1’、1-2’、3-3’…），它们的弧长都等于视距S，与这些线相切的曲线（包络线）称为视距曲线。第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计第二节平面线形规

划设计第二节平面线形规划设计•用控制点坐标和直线段斜率确定直线段•一条路线是由若干相交的直线段组成的。地形图上定线后，可对每段直线选定两个控制点或一个控制点和该线段的方位角（即从正北X轴方向顺时针量到测线上的夹角，）•道路直线方程式为：bKxyK为

斜率。如已知直线上两控制点（x1，y1）、（x2，y2），则斜率：六、道路平面线形设计步骤第二节平面线形规划设计1212xxyyK11212111xxxyyykxyb则直线方程为：1121211212xxxyyyxxxyyy道路直线方程式第二节

平面线形规划设计•曲线上里程桩的编制：•直线上里程桩编制得JD（转点）桩号后，则•圆曲线起点桩号ZY桩号＝JD桩-T•圆曲线终点桩号YZ桩号＝ZY桩号+L•圆曲线中点桩号QZ桩号＝ZY桩号-L/2•验算JD桩号＝QZ桩号+0.5（

2T-L）•平面线形设计的一般原则•城市道路平面线形的设计是城市总体规划和详细规划阶段的重要内容之一。道路的平面线形定线在满足城市规划要求的基础上，其工程设计要依据以下原则。•1.平面线形连续、顺适，应与地形、地物相适应，与周围环境相协调；•2.满足行驶力学上的基本要求和

视觉、心理上的要求；•3.保证平面线形的均衡与连贯；•4.避免连续急弯的线形。第二节平面线形规划设计道路平面线型设计步骤•1.初步拟定平面线形•2.选用弯道平曲线半径•3.编制里程桩•4.确定道路红线•5.绘制平面图第二节平面线形规划设计城市道路平面图应示出:1）路中线两侧红线以外各20～

50米的地形、地物；2）路中心线，远、近期的规划红线、车行道线、人行道线、停车场、绿带、交通岛、人行横道线；3）沿街建筑物主要出入口（接坡）；4）各种地上地下管线的定向位置、雨水进水口、窨井等，注明交叉口及沿线里程桩；5）弯道及交叉口处应注明曲线要素、交叉口侧石的转弯半径等。6）比例1

：500～1：1000。第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计第二节平面线形规划设计