第2章人、车辆、道路的交通特性

交通工程学

第二章人、车辆、道路的交通特性架构驾驶员的交通特性行人的交通特性乘客的交通特性车辆的交通特性道路的交通特性1驾驶员的交通特性1.1感觉、知觉与信息处理1.2视觉1.3听觉1.4反应1.5注意1.6驾驶疲劳1.7饮酒与驾驶1.8动态判断

1.9驾驶员的差异1.10影响驾驶员特性的外界因素1.11驾驶员的职业特点1.1感觉、知觉与信息处理感觉是对客观物体个别属性的反应人体感觉包括：视觉、听觉、味觉、触觉、动觉和平衡觉视觉给驾驶员提供80%的交通信息听觉使驾驶员根据声音信息区分汽车机件的故障根据上述各种感觉，驾驶员可以判断车速、前进方向、加速和减速感觉

知觉是对整个物体的认识，只有知觉才能断定物体的性质。知觉的过程是可以理解物体和现象之间联系的过程，在知觉的基础上，形成所谓“深度知觉”。如目测距离、估计时间。知觉

驾驶员通过感觉器官感知各种行车信息，一部分通过注意的选择进入大脑神经中枢，并结合驾驶员已往的经验进行加工做出判断和决策，最后通过效果器（手、脚等）操纵车辆。信息处理驾驶员的信息处理过程判断决策

驾驶员的行车过程

感知

操纵

外界刺激经过视觉器官在大脑中所引起的生理反应，叫做视觉。正常的眼睛注视目标时，由目标反射出来的光进入眼内，经过眼中间物质的屈光和折射，投射于黄斑中心窝，形成物象，再由视神经经过视路传至大脑的枕叶视中枢，激起心理反应，形成视觉。1.2视觉

视觉器官

人眼结构示意图视力

视力：眼睛分辨物体之间最小距离的能力。静视力：待检人员站在视力图表前面，距视力表5m，依次辨认视标测定的视力。动视力：驾驶员在行车过程中的视力随着汽车速度的提高，视力明显下降。动视力与目标移动速度的关系夜间驾驶员辨认距离

67.636.417.866.336.417.067.847.224.076.632.113.242.818.89.682.542.919.0能发现某种颜色的距离（m）能确认是某种物体的距离（m）能断定其移动方向的距离（m）绿灰红乳白黑白衣物的颜色视力适应

暗适应：由明处到暗处，眼睛习惯，视力恢复。明适应：由暗处到明处，眼睛习惯，视力恢复，

暗适应通常较明适应所需时间长。一般由隧道外面进入隧道，大约发生10s的视觉障碍，因此在隧道入口处应设有缓和照明，以减少视觉障碍，或设立“隧道内注意开灯”标志。暗适应曲线晃眼

晃眼：视野内有强光照射，颜色不均匀，使人的眼睛产生不舒适感，形成视觉障碍。晃眼是由眩光引起的。

为了避免眩光影响，可采取交通工程措施。如改善道路照明，设防眩网等。此外，正在研究用偏光玻璃做汽车前灯灯罩、防眩眼镜、驾驶员内服药物等。色视觉

色相——反应各种具体色彩面貌的属性

明度——彩色的明暗程度

彩度——指颜色的纯度不同的颜色对驾驶员产生不同的生理心理作用。如红色显近，青色显远;明度高的物体似大，显轻;明度低者，视之似小，显重等。交通标志颜色的设定视野

视野：两眼注视某一目标，注视点两侧可以看到的范围。静视野：要求头部与眼球固定，同时能看到的范围。动视野：将头部固定，眼球自由转，同时看到的范围。动视野大于静视野。

驾驶员的视野与行车速度有密切关系，随着汽车行驶速度的提高，注视点前移，视野变窄，周界感减少，见右图。

不同车速时视野和注视点的关系

行车速度越高，驾驶员越注视远方，视野越窄，注意力随之引向景象的中心而置两侧于不顾，形成隧洞视。

因此，设计道路时应限制道路直线段的长度，强制地促使驾驶员变换注视点的方向。视觉敏锐条件

视觉可以感知视野范围内的所有物体，但不同部位的物体被感知的程度不同。3-5°最敏锐；5-6°十分敏锐；10-12°视觉清晰；20°以内视觉满意。

辨认道路路标上的字母的能力，随着眼的光轴与到字体方向间夹角的增大迅速降低。该夹角在5-8°以下时，98%的驾驶员能准确地分辨分母；夹角增大到16°时，仅有66%的驾驶员能准确辨认出字母。错觉

错觉是对外界事物的不正确的知觉。错觉可能是生理和心理原因引起的。

产生错觉的图例1.3听觉

听觉:物体振动发出音波，音波作用于听分析器而引起的反应。听觉有音高、响度、音色的区别。音高基本上决定于音波每秒振动的次数，即声音的频率。响度是与声音的物理强度相对应的，计量单位为分贝（dB）。音色是把基本频率与强度相同、但附加振动的成分不同的声音彼此分开来的特殊品质。

反应是回答某种刺激所产生的动作。简单反应是以某一种动作对单一信号的反应。复杂反应是对几种信号中的某一种信号做出反应。根据选择出的信号，做出回答动作。

1.4反应

实验室条件下反应时间测量值0.380.560.390.59按喇叭，手的起始位置在喇叭按盖上按喇叭，手的起始位置在方向盘上踩刹车，右脚的起始位置在刹在踏板上踩刹车，右脚的起始位置在压下的加速器上平均时间（s）工作反应时间与性别、年龄之间的关系

注意：对既定目标产生方向性意识，即在操纵汽车时，对行将出现的交通情况产生方向性的意识。1.5注意

无意注意：人对周围事物无自觉地预先未加关心的注意。有意注意：自觉的、有预定目的的、需要付出一定努力的注意。

驾驶疲劳：由于驾驶作业引起的身体上的变化、心理上的疲劳及客观测定驾驶机能低落的现象。驾驶员生活情况、车内外环境、驾驶员自身特性等多方面因素均会导致驾驶疲劳，进而大大降低行车安全性。目前对疲劳的检查方法一般有生化法、生理心理测试法和他觉观察及主诉症状调查法。1.6驾驶疲劳

1.7饮酒与驾驶

血中酒精浓度表

1.771.902.042.192.352.522.712.913.333.874.505.236.087.078.219.554.425.326.407.719.2911.1813.4616.210.80.91.01.11.21.31.41.51.001.071.151.241.331.431.531.651.001.161.301.571.832.122.472.871.001.201.451.752.102.533.053.670.00.10.20.30.40.50.60.7损伤死亡损伤死亡行车事故血中酒精浓度‰行车事故血中酒精浓度‰酒类饮量（mL）.体重（kg）50607080淡啤酒淡葡萄酒浓葡萄酒苦文酒利久酒甜酒啤酒白酒威士忌白兰地300250250200202063318025250.290.580.720.700.120.240.810.820.310.290.240.480.600.580.100.200.680.690.260.240.210.410.510.500.090.170.580.590.220.200.180.360.450.440.080.150.510.510.190.18饮酒量与血中酒精浓度（‰）饮酒对人的影响

酒精对人体的麻醉作用会造成记忆障碍。饮酒者的记忆和认知能力低落，往往对饮酒时自己的言行健忘。习惯饮酒者在饮酒后30分钟，体内血液酒精浓度达到顶点。不大习惯饮酒者和禁酒者，要在60-90分钟才能达到顶点。

泥醉血中酒精含量为4-5mg/ml，随处倒卧，陷入昏睡，四肢无力，大小便失禁，呼吸困难，若失去医护有死亡危险深醉血中酒精含量为3-4mg/ml，动作失调，腿软不能走路，言语不清，反应显著低落，陷入麻痹状态。轻醉血中酒精含量为2-3mg/ml，兴奋，多话，语言不清，酒言酒语，有时哭笑。微醉血中酒精含量为0.5-2mg/ml，脸红话多，心神不定，对外来剌激反应迟钝，胡闹，但尚未忘记自己.不醉血液中酒精含量小于0.5mg/ml，检查不出是否带有酒气，外观无异常，有时愉快地哼歌。人体内酒精含量不同，其心理活动和外观表现不一样:

日本学者认为，当血液中酒精含量达到0.5mg/ml时，驾驶机能受到影响，辨色力降低，选择反应时间增加，错误反应增加46%。饮酒对驾驶机能的影响

美国Loomis认为，体内血中酒精浓度为0.03%时，驾驶能力就有低落；为0.1%时，低落15%；为0.15%时，低落30%。向静止物体（如电杆、树等）撞击；向停驻的车辆冲撞；夜间与对向车迎面撞击；因看错路而引起的各种翻车；重大事故和恶性事故多，致死率高。酒后开车的事故特点

观察驾驶状态：行驶缓慢，该快不快，该慢不慢，该停不停；过路口时停车时间过长，绿灯后迟迟不起动，超车时跨越中线过度；换挡有声响；驾驶员态度异常等。饮酒鉴别

心理生理试验：检核驾驶员的行动灵敏度：平衡试验、步行及回转试验、指鼻试验等。直接检查酒精含量：用仪器检查驾驶员呼气中的酒精含量或直接检验血液中的酒精含量。动态判断：动态条件下对距离和速度的知觉。视线的移动占据一定的时间。例如，在交叉口驾驶员确定目标所需要的时间：视线向左移用0.15-0.23s，眼睛在左侧确定目标用0.10-0.30s，视线向右移用0.15-0.23s，眼睛在右侧确定目标用0.10-0.30s，充分观察所用时间为0.5-1.06s视线移动速度和方向1.8动态判断判断距离的能力使驾驶员能正确估计道路宽度、超车距离、选择可插间隙等。周围条件对判断速度也有影响。驾驶员通过动态目测可正确估计驶向交叉口车辆的速度及其距离交叉口的距离。对运动速度和方向的知觉，是动态目测的基础。判断行车速度

1.9驾驶员的差异

性别差异

年龄差异气质差异

古希腊医生希波克拉特认为人体内有四种体液：血液、粘液、黄胆汁和黑胆汁。由此而产生多血质、胆汁质、粘液质、抑郁质四种气质，并各具特征。1.10影响驾驶员特性的外界因素

道路线形设计欠周，可能使视线失去诱导，使驾驶员产生错觉，增加驾驶员的心理紧张程度和驾驶疲劳；车辆的结构尺寸、仪表位置、操纵系统、安全设备等都对驾驶有影响；脚由加速器移到刹车踏板的时间

座位高度（cm）刹车与加速踏板15cm齐平43300.309s0.337s0.194s0.183s

环境的影响

交通标志的布设会约束驾驶员的行动；道路周围若有吸引人注意的干扰点，驾驶员的注意力受到分散；若沿途播放轻音乐，可加快车速；路上行人过多，会增加驾驶员的心理紧张等。身体健康能从危险之中选择出最危险的情况正确、冷静、迅速而恒定地做出反应在黄昏时有必要的视力对眩光不敏感有判断速度、距离的能力对方向盘和踏板能施加不同力1.11驾驶员应具备的职业特点

能辨别不同颜色准确行车技术机敏对工作有兴趣对同志态度和蔼遵守交通法规。。。2行人交通特性2.3儿童交通特点2.2行人交通特性2.1行人交通事故2.1行人交通事故

交通事故所占比例

部分国家行人交通事故死亡率

国家年份前联邦德国法国意大利荷兰英国奥地利挪威比利时美国日本加拿大平均197132.123.025.620.340.629.932.424.717.928.424197626.919.424.116.635.515.323.717.223.6行人交通事故状态

从事故地点来看，多发生在行人较集中的地方。如过街道出入巷口交叉和转向等交通情况比较复杂的路段或交叉口附近。从事故时间上看，行人交通事故一般多发生在交通最拥挤的时候。如上、下班人流、车流的高峰期。

统计规律显示，65岁的老人占死亡率最大，其次为14岁以下的儿童和45岁至64岁的人。 老年人心身机能已呈衰退。而儿童因身心机能尚未成熟，事故死亡率大。事故按年龄的分布2.2行人交通特性

基本参数特征

步频为行人在单位时间内行走时跨步的次数。常用单位为步数/min，行人每分钟行走步数在80-150次之间。

步幅是指行人行走时每跨出一步的长度，单位为cm或m。我国行人步幅平均值约为63.7cm。步速为行人在单位时间内所行进的距离，一般采用m/s、m/min或km/h表示。设计时一般采用1-1.2m/s的步速。行人过街状况行人过街的危险性过街等候时间使用人行过街横道的情况使用过街天桥和过街地道的情况

六岁以下的儿童，活动半径小，但倘若看护不到，也有可能肇事。幼儿园的儿童及小学低年级学生，智力发育不健全，思想简单，缺少交通知识，易酿成事故。小学高年级学生及初中学生，活动范围增大，骑车上学，可能因骑车技术不熟练或速度过快而发生交通事故。

2.3儿童交通特点

3乘客的特性

乘客旅行的共同要求是安全、迅速、舒适。因此，线形设计、交通工具配备、交通设施布设都应考虑到这些要求，例如道路的平纵曲线半径护栏边坡的设计道路美学乘车时间4.车辆的交通特性4.1汽车的基本特性4.2自行车流的交通特性4.1车辆特性1.汽车的发展与保有量2.汽车的主要技术参数3.汽车的动力性指标4.汽车的行驶方程式5.汽车的动力因数和动力特性图6.汽车的制动性1.汽车的发展与保有量

按照国家标准，汽车可划分为七类：轿车、客车、货车、越野汽车自卸汽车、牵引汽车、专用汽车

1901年袁世凯为慈禧买了一辆汽车1949年，全国汽车保有量约为5万辆2004年，仅北京市汽车保有量即为220万辆2007年，北京近300万辆车辆外廓的长、宽、高，它影响道路建设的净空和车内容量外廓尺寸汽车前、后轮轴之间的距离轴距汽车横向两轮间的距离，它能使车内宽度、车辆最小转弯半径等发生变化轮距分别是汽车前、后轴中心到汽车最前端和最后端之间的距离前悬、后悬2.汽车的主要技术参数

尺寸参数车上带有全部装备，加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量整车整备质量

载客量是指轿车和客车的座位数；装载质量是指汽车在硬质良好路面上行使时所允许的额定装载量载客量装载质量汽车装载质量与整车整备质量的比值自身质量利用系数

汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷轴荷分配

质量参数

制动性燃油经济性通过性最小转弯半径动力性

汽车的性能参数操纵稳定性

原地起步加速时间指汽车由第I档起步，以最大的加速强度逐步换至高档后达到某一预定的距离或车速需要的时间。超车加速时间用高档或次高档由30km/h或40km/h全力加速至某一高速度所需的时间。3.汽车的动力性指标

最高车速Km/h在良好的气候和水平良好的水泥混凝土或沥青路面上，汽车能达到的最高行驶速度。

加速时间t（s）汽车爬坡能力小客车的最高车速大，加速时间短，又在较好的平坦路面上行驶，所以一般不强调它的爬坡能力。货车经常要在各种路面上行驶，所以要求它具有足够的爬坡能力，一般为30%（16.5°）左右。

汽车爬坡能力用汽车满载时I档在良好路面上的最大爬坡度（%）来表示。

根据力的平衡关系，建立汽车行驶方程式，从而可以估算汽车的最大车速、加速度和最大爬坡度。汽车的行驶方程式为

式中：——汽车的驱动力，kg；

——行驶阻力之和，kg。4.汽车的行驶方程式

汽车的驱动力——汽车驱动力，kg；

——发动机的最大有效功率，马力；

——一个排档下的最大车速，km/h；

——车速，km/h；

——传力系统的机械效率，%。

滚动阻力坡度阻力

空气阻力惯性阻力

——滚动阻力，kg；G——车辆总重，kg；f——滚动阻力系数.

——滚动阻力，kg；G——车辆总重，kg；i——纵坡.

——阻力，kg；

V——速度，km/h；

f——车辆的迎面面积，m2

；

k

——阻力系数，kg*s2/m4.

行驶阻力——加速阻力，kg；——重力加速度，m/s2；——加速度，m/s2；——旋转物体的影响系数。驱动力必须大于各项阻力，T>∑R驱动力不能大于轮胎与路面间的附着力，T＜Gkφ

汽车行驶条件从汽车行驶条件出发，路面既要平整又要粗糙：路面平整，降低滚动阻力路面粗糙，提高附着力，且利于制动5.汽车的动力因数和动力特性图

D——动力因数；

Ψ——道路阻力系数；其他符号意义同前。CA10B动力特性图小客车动力特性图

6.汽车的制动性

制动效能式中：

V

——

汽车制动开始时的速度，km/h；I——

道路纵坡度，%，上坡为正，下坡为负；ф——

轮胎与路面间的附着系数。制动效能的恒定性制动时汽车的方向稳定性潮汐性群体性离散性灵便性赶超性不易控制性4.2自行车流的交通特性道路交通系统的设计应考虑机非分离解决方案：进口道处分流向行驶解决方案：左转自行车两次过街解决方案：适用于自行车流量大的交叉口渠化岛方案5.道路的交通特性

一、道路的分类与等级二、路网密度三、道路网布局四、公路主线的几何特征五、城市道路特性六、道路交叉一、道路的分类与等级道路的概念道路的分类公路的技术等级公路的行政等级城市道路的分类城市道路的等级1.道路的概念道路是汽车交通的基础、支撑物。道路必须符合其服务对象－人、货、车的交通特性，满足其交通需求。道路服务性能的好坏体现在量、质、形三个方面，即道路建设数量是否充分，道路结构能否保证安全，路网布局、道路线形是否合理。另外，还有附属设施、管理水平是否配套等。2.道路的分类公路、城市道路、厂矿道路、林区道路、乡村道路按其交通性质和所在位置分为公路和城市道路（1）公路是连接城市、乡村、工矿和林区的道路，主要供汽车行驶并具备一定技术条件的交通设施。（2）城市道路是城市范围内的道路，供各种车辆和行人通行并具备一定技术条件的交通设施，并有形成和促进城市结构布局、提供通风、采光空间，作为上下水道和煤气、电力、通信设施埋设通道的功能。3.公路的分级与分类（1）公路的分级高速公路、一级、二级、三级、四级①高速公路

a.专供汽车分向、分道行驶；

b.全部控制出入；

c.具有4个或4个以上车道；

d.设有中央分隔带；

e.全部立体交叉；

f.具有完善的交通安全设施、管理设施、服务设施；

g.四车道能适应Q=25000～55000辆；

h.六车道能适应Q=45000～80000辆；

i.八车道能适应Q=60000～100000辆。②一级公路

a.供汽车分向、分道行驶；

b.部分控制出入；

c.设施与高速公路基本相同；

d.四车道能适应Q=15000～30000辆；③二级公路

a.是连接中等以上城市的干线公路；

b.能适应Q=3000～7500辆。（Q为各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量(AADT)。）

④三级公路

a.沟通县、城镇之间的集散公路；

b.能适应Q=1000～4000辆。⑤四级公路

a.沟通乡、村等地的地方公路；

b.能适应Q≤1500辆(双车道);Q≤200辆(单车道)。（Q为各种汽车折合成中型载货汽车的远景设计年限（t）年平均日交通量(AADT)。）（2）公路的分类公路的行政等级:

国道省道县道乡道专用道路①国道国道是指具有全国性政治、经济意义的主要干线公路，包括重要的国际公路、国防公路、连接首都与各省、自治区首府和直辖市的公路，连接各大经济中心、港站、枢纽、商品生产基地和战略要地的公路。②省道省道是指具有全省性(自治区、直辖市)政治、经济意义，连接省内中心城市和主要经济区的公路，以及不属于国道的省际间的重要公路。③县道县道是指具有全县性(旗、县级市)政治、经济意义，连接县城和县内主要乡(镇)、主要商品生产和集散地的公路，以及不属于国道、省道的县际间的公路。④乡道乡道是指主要为乡(镇)内经济、文化、行政服务的公路，以及不属于县道的乡与乡之间及乡与外部联络的公路。⑤专用公路专用公路是指专供或主要供厂矿、林区、油田、农场、旅游区、军事要地等与外部联络的公路。4.城市道路的分类与分级（1）城市道路的分类快速路主干路次干路支路①快速路

a.为城市长距离、快速交通服务；

b.有4个以上车道，中间设分车带；

c.全部或部分控制出入。②主干路

a.连接城市各主要分区、车站、港口；

b.以交通功能为主；

c.机非分行。③次干路

a.连接主干路的辅助性干道；

b.兼有交通、服务功能。④支路

a.连接次干路与街区路；

b.解决局部交通，以服务为主。

除快速路外，每类路按所在城市规模、设计交通量、地形分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级。①Ⅰ级——大城市采用；②Ⅱ级——中城市采用；③Ⅳ级——小城市有用。（2）城市道路的等级5.2道路交叉口的交通特性

交叉口的类型：平交（十字型交叉、T型交叉、Y型交叉、错位交叉、环形交叉）；立交（简单立交、互通式立交）。冲突点和交织点：冲突合流与分流如何减少冲突点的个数？二、路网密度

路网密度的定义：区域的道路总长比该区域的总面积。路网密度的设置依据：道路网密度的大小应与一定的经济发展水平相当，与所在区域内的交通需求相适应，应使道路建设的经济性和服务水平，道路系统的社会效益、经济效益、环境效益得到兼顾和平衡。城市道路网密度、间距的选取原则:①道路网密度、间距与不同等级道路的功能、要求相匹配；②道路网密度、间距与城市不同区域的性质、人口密度、就业率相匹配。各国的高速公路发展状况（2002年）类别快速路主干路次干路支路合计规划指标（大城市）0.4～0.50.8～1.21.2～1.43～4重庆城区（2001年）0.571.101.001.984.65重庆城区的道路网指标单位：（km/km2）城市年度面积（平方公里）道路总长（公里）道路面积（平方公里）路网密度（公里/平方公里）道路用地率（%）伦敦1991年157914693210.119.3113.31%纽约1992年78010200198.1213.0825.40%东京1992年6181154692.2618.6814.93%大阪1992年220389938.8117.7217.64%北京1998年650110433.831.75.20%国际大都市的城区道路网指标对比我国道路网现状存在如下几方面的问题：1．数量少（1）公路通车总里程少目前通车里程虽己达175.8万公里，但与发达国家相比，仍然相差较大。如美国为630万公里，日本140万公里，印度160万公里。每万人拥有公路长度，美国为242公里，英国为63公里，法国为140公里，日本为91.5公里，印度为22公里，而我国只有11公里。

（2）公路网密度低公路网密度一般用每百平方公里国土面积拥有的公路里程数表示。从总体上讲，我国公路基础设施总量不足，密度偏低。美国公路密度每百平方公里为67公里，英国为160公里，法国为147公里，日本为303公里，印度为61公里，而我国只有17.5公里。

2．公路网等级低、高等级公路少、路面质量差、标准低在通车里程中，二级以上的公路，只占公路总里程的13.1%多，等级以上公路所占比重为78.3%，还有达不到技术标准的等外公路36.4万公里，占22％左右。高级、次高级路面里程占公路总里程的38.9%。无路面里程15.4万公里,占9％。3．发展不平衡东西部差距较大，平原区与山区差别大。到2000年底全国仍有353个乡（0.8%），6.9万个村（9.2%）不通公路。公路密度各省市差距大。上海95.4km，天津85.1km，北京81.0km，海南61km，广东58km，江苏56.6km。10km以下的省有5个：西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃，黑龙江省13.8km，排位倒数六。4．通行能力低通行能力大、运营效益高的公路主骨架未形成。5．服务水平低公路运输服务不满足要求。三、道路网布局道路网布局的意义：路网布局的好坏对整个运输系统的效率有很大影响，良好的路网布局可以大大提高运输系统的效率，增加路网的可达性，节约大量的投资，节省运输时间和运输费用达到良好的经济效益、社会效益与环境效益。公路网布局形式：三角形、棋盘形、并列形、放射形、扇形、树叉形、条形等。城市道路网布局形式：棋盘形(方格形)、带形、放射形、放射环形、混合形等。公路网的布局形式三角形放射形并列形树叉形公路网的布局形式（北京市）公路网的布局形式（重庆市）公路网的布局形式（四川省）公路网的布局形式（德州）公路网的布局形式（烟台市）公路网的布局形式（广东）公路网的布局形式（西藏）城市道路网的布局形式环加放射状网络棋盘状网络带型城市道路网的布局形式（休斯敦）城市道路网的布局形式（西安）城市道路网的布局形式（郑州）城市道路网的布局形式（兰州和银川）城市道路网的布局形式（西宁）城市道路网的布局形式（承德）城市道路网的布局形式（成都）城市道路网的布局形式（北京）我国国道网布局形式国道70条，全长10.92万km，布局分三类：第一类由首都向四周各省放射，共12条，编号为101，102，……，112；第二类由南北走向的纵线组成，共28条，编号为201，202，……，228；第三类由东西走向的横线组成，共30条，编号为301，302，……，330。四、公路主线的几何特征

道路：是一条三维空间的实体，由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等组成的空间带状构造物。路线：道路中线的空间位置。线形：道路中心线的立体形状。公路的组成:包括几何线形、路基路面、桥梁隧道、排水系统、防护工程、附属设施等。公路主线：除交叉口以外的公路路段。

公路主线几何线形:

包括平面线形、纵断面线形、横断面线形。

平面线形：路线在水平面上的投影。纵断面线形：沿中线竖直剖切再行展开的断面（展开是指展开平面、纵坡不变）。横断面线形：中线上任一点的法向切面。

1．平面线性将公路的中心线投影在大地水平面上所得线形称为平面线形。平面线性的组成：直线平面线性圆曲线平曲线缓和曲线内容提要汽车行驶轨迹特性；直线的特点和运用、最大长度和最小长度；圆曲线的特点、半径大小及其长度；缓和曲线的性质、形式及最小长度和参数；平面线形设计原则和线形要素组合类型。

行驶中的汽车其重心的轨迹在几何性质上有以下特征：

①轨迹是连续的、圆滑的，任一点不出现错头和破折。②曲率是连续的，任一点不出现两个曲率值。③曲率变化是连续的，任一点不出现两个曲率变化率值。

（1）汽车行驶轨迹特性①直线的特点优点两点之间距离最短。具有短捷、直达的印象。行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。测设简单方便（用简单的就可以精确量距、放样等）。在直线上设构造物更具经济性。（2）直线的特点和运用、最大长度和最小长度缺点直线单一无变化，与地形及线形自身难协调；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；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；易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速行驶。

采用直线线形时必须注意线形与地形的关系，在运用直线线形并决定其长度时，必须慎重考虑，一般不宜采用长直线。路线完全不受地形、地物限制的平坦地区或山间的宽阔河谷地带；

城镇及其近郊道路，或以直线为主体进行规划的地区；

长大桥梁、隧道等构造物路段；

路线交叉点及其附近；双车道公路提供超车的路段。②直线的运用直线的最长距离Smax(m)：一般规定，在公路上直线行驶的最长时间为70s左右，或者说直线的最长距离Smax(m)为：

Smax=20v式中：V——计算行车速度(km／h)。例如高速公路V=120km／h，则Smax=20x120=2400(m)直线的最小长度相邻两曲线之间应有一定长度的直线，这个直线是指前一曲线的终点到后一曲线的起点之间的长度。（1）同向曲线间的直线最小长度同向曲线：是指两个转向相同的相邻曲线之间连以直线而形成的平面线形。断背曲线：反向曲线间连以短的直线。《规范》规定：当设计速度≥60km/h时，反向曲线间直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的2倍为宜。

S=2V当设计速度≤40km/h时，可参照上述规定执行。当直线两端设置有缓和曲线时，也可以直接相连，构成S型曲线。

直线不容易与周围地形相配合，所以在现代高等级公路设计中，直线部分所占的比例越来越少。据统计，国外高速公路直线只占30％左右，其余的70％都是平顺圆滑、与周围环境相协调的空间曲线，使其达到最佳的视觉效果。

在宽阔的平原微丘区，路线应直捷顺畅。

在起伏的山岭和丘陵地区，线形以曲线为主。

（3）圆曲线

圆曲线半径越小，曲率越大，方向变化越快，车辆越可能产生横向失稳。

u2u2μ=————-iR=—————127R127(μ+i)为了确保行车安全及乘客的舒适性，圆曲线半径不能太小，所以在《技术标准》中对最小半径作了规定。针对各级公路不同的计算行车速度，可得各级公路相应的圆曲线最小半径。（34页表2-11）（4）缓和曲线在直线与圆曲线之间应插入缓和曲线，这是因为：(1)满足离心力逐渐变化的需求直线段曲率为零，半径为无穷大，而圆曲线的曲率半径R为常数。从直线到圆曲线(或者相反)需要有一段曲率和曲率半径逐渐变化的路段，使离心力逐渐变化，满足舒适性的要求。(2)满足车轮轨迹逐渐变化的需求从直线到圆曲线(或者相反)，车辆前轮需要转过相当的角度，此时驾驶员转动转向盘需要逐步进行，与此相对应的车轮轨迹的曲率是逐渐变化的。(3)满足由拱高过渡到超高的需求在圆曲线上，路面需要横向外侧超高，而直线段设置拱高，因此在直线与圆曲线之间需要有由拱高过度到超高的过渡段。以上三点都说明在直线和圆曲线之间需要有一段过渡曲线，这就是缓和曲线。这样平面曲线的基本形式应为：直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线。超高：为了减少离心力的作用，保证汽车在平曲线上稳定行驶，必须使平曲线上的路面做成外侧高、内侧低呈单向横披的形式，称为横向超高。拱高：为了直线段的横向排水而做成中间高两侧低形成拱高。直－缓－圆－缓－直:

为满足第二条要求，在直线与圆曲线间引入了一条曲率逐渐变化的“缓和曲线”，使整条线形符合汽车行驶轨迹特性的第一条和二条，保持了线形的曲率连续。它不满足第三条要求，不是最理想的，但与汽车行驶轨迹接近，国内外普遍采用。

直线－圆－直线:

不满足第二、三条性质，但满足第一条要求，满足了车辆的直行和转向要求，可作为低等级山区道路采用。

平面线形三要素：直线、圆曲线和缓和曲线。道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，避免采用长直线，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。对于车速较高的道路，线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。(5)平面线形要素2．纵断面线形沿公路中线作竖直剖面，并将此空间曲面展成平面，便得到公路的纵断面。纵断面的组成直线纵断面最大纵坡度竖曲线竖曲线（1）最大纵坡度纵断面上直线的斜率称为纵坡度。纵坡度大一些，对翻山越岭克服高差有利，它使山区路线短一些，工程量少一些。但是，纵坡太大会影响车辆的加速性能及爬坡能力，且下坡时制动距离不能保证，甚至产生侧滑现象。所以对于纵坡度必须加以限制。各级公路的最大纵坡度见34页表2-11。对于纵坡长度也要有一定限制，既不能太长，也不能太短。《公路工程技术标准》中对各级公路的最大坡长和最小坡长都有具体规定。当二、三、四级公路连续纵坡大于5％时，应在最大坡长处设置缓和坡段。缓和坡段的坡度应不大于3%，长度不小于100m，但四级公路可减至60m。（2）竖曲线在纵坡变化的地方不能突然俯仰，必须逐步过渡，这就需要设置竖曲线。竖曲线一般采用圆曲线，也可采用抛物线。凹曲线竖曲线分为凸曲线竖曲线的最小半径主要决定于停车视距的需要。3．横断面线形公路横断面由车行道、路肩、中间分隔带、边坡、边沟等组成。对于高速公路和一级公路，还设有变速车道、爬坡车道、紧急停车带及路上设施等。二、三级公路只有双车道，不能分道单向行驶，中间不设分隔带。四级公路为单车道，当路基宽度只有4.5m时需要设置错车道。(1)路基、路面及车行道宽度

车行道宽度b等于车道的宽度乘车道数。车道的宽度根据车速不同分为两种情况，当计算行车速度v>60km／h时，车道宽度采用3.5-3.75m；当v≤60km／h时，采用3.0—3.5m。路面宽度包括车行道、路缘带、硬路肩及变速车道、爬坡车道、紧急停车带等，但对二级以下的一般公路，路面宽度也就是车行道宽度。一般公路的路基宽度等于车行道与两侧路肩宽度之和，但对高速公路和一级公路，还应包括中间分隔带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带的宽度等。

(2)弯道的外侧超高在直线路段为了横向排水，将路面铺筑成中间高两侧低，形成路拱。向两侧倾斜的路拱坡度一般为1％—2％。当车辆行驶在弯道路段时，如果路面仍然是向两侧倾斜，弯道外侧的路面向外倾斜，则重力横向分力的方向与离心力方向一致，加大了侧翻与侧滑的危险性。为了利用重力的横向分力抵消离心力的作用，弯道上的路面需整体向内侧倾斜，这就是外侧超高。弯道路段不仅需要外侧超高，而且需要内侧加宽，这是因为前轮转向，后轮不能同时转向，使前后轮在弯道上的轨迹不重合，所需宽度比直线行驶时要宽一些.《公路工程技术标准》中对半径小于250m的弯道的加宽作了具体规定。当半径大于250m时，可以不必加宽，利用路宽的富余部分就够了。4．行车视距

停车视距行车视距会车视距超车视距其中主要的是停车视距。(1)停车视距

当驾驶员突然发现前方路上有障碍不能绕过，而能安全地停止在障碍物前所需的距离，称为停车视距。(2)会车视距会车视距是指两辆对向行驶的汽车，能在同一车道上及时制动而不碰撞所需的最小距离。它近似地等于一辆汽车停车视距的两倍。所以在《公路工程技术标准》中。规定：“高速公路、一级公路应满足停车视距的要求；其他各级公路一般应满足会车视距的要求，会车视距的长度应不小于停车视距的两倍。”(3)超车视距

《公路工程技术标准》中还规定：“对向行驶的双车道公路，应根据需要并结合地形，在适当的距离内设置具有超车视距的路段。”超车视距是为了超越前车，借用对向车道而不至与对向来车相撞所需的最小距离。高速公路和一级公路由于单向行驶，不存在超车视距问题。其他各级公路的超车视距见表2—11。5．平面视距的保证车辆在平曲线或交叉口上转弯时，曲线内侧的树木、建筑物及路堑边坡等可能会妨碍驾驶员所需的视距。图2-21所示内侧车道的行车轨迹上，从A到B的曲线弧长等于视距S，它的中点AB连线的最大距离z称为横净距。行车轨迹上不同AB段有不同的横净距，依次把各段横净距的内端点连起来称为横净距的包络线。横净距包络线内高于1.2m的障碍物必须清除，以确保行车视距。五、城市道路的特性城市道路的特性包括：１．城市道路的功能和特点２．城市道路系统及其组成３．城市道路横断面布置的形式１．城市道路的功能和特点

道路在城市生活中具有它独特的重要作用。（1）城市道路的功能

连接功能运输功能环保和防火功能布置管线和排水功能环境景观与建筑风格1）连接功能城市里不同功能的组成部分，例如：市中心区、工业区、居住区、机场、港口、码头、车站、仓库、公园、体育场等等，都必须通过道路来连接。2）运输功能城市的四大活动(工作、学习、生活、旅游)也都离不开道路交通运输。3）环保和防火功能城市用地紧凑，居民集中，建筑物多，它要求各建筑物之间既要有合理的空间组合，又要有一定的空间距离，以保证良好的城市环境、公共卫生(适当的日照、空气的流通、气温和湿度的调节等)和防火安全。4）布置管线和排水功能利用道路空间作为城市排水和布置地上、地下管线的通道。

5）环境景观与建筑风格城市的各个功能组成部分，通过道路的连接，构成统一的有机体，并配合道路表现城市建筑各个方位的立面，以及建筑群体之间组合的艺术。因为人在道路上的视点是移动的，并随道路的转向而转移视点方位，由此可以使人获得丰富而生动的环境景象。因此，城市道路在承担最基本的交通运输任务以外，同时还成为反映城市面貌与建筑风格的手段之一。（2）城市道路的特点

与公路相比较，城市道路具有如下特点：①功能多样；②组成复杂；③行人交通量大；④车辆多、类型杂、车速差异大；⑤交叉口多；⑥沿路两侧建筑密集；⑦道路交通量分布不均衡；⑧政策性强。2．城市道路系统及其组成道路系统城市道路系统的组成城市道路系统的功能城市道路系统规划的意义城市道路用地（1）城市道路系统城市道路系统是由城市辖区范围内各种不同功能的道路(包括附属设施)有机组成的道路体系。城市道路网通常是指城市中各种道路在城市的总平面图中的布局。（2）城市道路系统的组成干道系统生活服务性道路系统道路网形式路幅宽度停车场（3）城市道路系统的功能城市道路系统的功能不仅是把城市中各个组成部分有机地连接起来，使城市各部分之间有便捷、安全、经济的交通联系，同时它也是城市总平面的骨架，对城市建设发展是否经济合理起着重要作用。（4）城市道路系统规划的意义城市道路系统，特别是干道网的规划合理与否，直接影响到城市交通运输、生产与生活，同时也影响建筑布置和战备工作。城市干道走向一旦确定，路网一经形成，所有地上、地下管线都将沿着道路用地敷设，沿街建筑均将沿道路用地控制线两侧兴建，事后很难改变，因此，城市道路系统规划必须结合城市的性质与规模、用地功能的分区布置、交通运输、自然地形、城市现状、以及工程地质、水文条件、城市环境保护和建筑布局要求等进行综合分析，使不同功能的干道、支路组成一个系统完整、功能明确、线形平顺、交通便捷、布局经济合理的城市道路网。（5）城市道路用地城市道路用地：在城市里，沿街两侧建筑红线之间的空间范围。城市道路用地由以下各个不同功能部分组成：①车行道②人行道③绿化带④排水系统：如街沟或边沟、雨水口、窨井、雨水管等⑤辅助性交通设备：如交通信号灯、交通标志、交通岛、护栏等⑥交叉口⑦停车场和公共汽车停靠站点⑧沿街的地上设备：如照明灯柱、架空电线杆、邮筒、清洁箱⑨地下的各种管线：如电缆、煤气管、给水管、污水管等⑩在交通高度发达的现代城市，还建有高架高速路、人行过街天桥、地下通道、地下人行道、轻轨交通和地下铁道等。

3．城市道路横断面布置的形式

（１）单幅路(一块板)单幅路上机动车与非机动车混合行驶，适用于支路和次干路。机动车在中间，非机动车在两侧。有条件时用分道线将它们分成快车道(机动车道)和慢车道(非机动车道)，不过在不影响交通安全的条件下，允许临时超越分道线，调剂使用。（２）双幅路(二块板)

双幅路是利用中央分隔带把车行道一分为二，分向行驶，适用于次干路或主干路。每一侧车行道上可以再用分道线划分出快车道和慢车道。当旁侧有辅道可供非机动车行驶时，双幅路可作为快速路。例如特大城市的高架路就是双幅路，专供机动车快速行驶。（３）三幅路(三块板)

三幅路中间一幅为双向行驶的机动车道，两侧为