第五章：城市道路平面

第五章城市道路平面设计本章主要介绍城市道路平面设计的一般原则和线形设计中的直线、圆曲线、缓和曲线，并对其线形组合进行分析，了解平面设计的方法。第五章城市道路平面设计第一节基本概述第二节直线第三节圆曲线第四节缓和曲线第五节平面线形组合设计第六节行车视距本章教学基本内容

重点与难点

1.圆曲线、缓和曲线要素计算2.行车视距的验算3.平面线形组合设计

道路设计车速，也称计算行车速度，是指道路几何设计所依据的车速。设计车速的大小对道路弯道半径、弯道超高、行车视距等线形要素的取值及设计起着决定作用。表5-1城市道路设计车速

道路类别快速路主干路次干路支路道路级别——ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ设计车速km/h80，6060，5050，4040，3050，4040，3030，2040，3030，2020注：条件许可时，宜采用大值5.1基本概述一、设计车速二、平面设计原则及主要内容5.1基本概述（一）平面设计的原则1．道路平面位置应按城市总体规划道路网布设，即平面设计应遵循城市道路网规划。2．道路平面线形设计应与地形、地质、水文等结合起来，并应符合各类各级道路的技术指标。3．道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接,合理地设置缓和曲线、超高、加宽等，合理地确定行车视距并予以适当的保证措施。4．应根据道路类别、等级，合理地设置交叉口、沿线建筑物出入口、停车场出入口、分隔带断口、公共交通停靠站位置等。5．平面线形标准需分期实施时，应满足近期使用要求，兼顾远期发展，使远期工程尽可以减少对前期工程的废弃。1．平面线形设计，包括直线、圆曲线、缓和曲线各自的设计及其组合设计，同时要考虑行车视距问题。2．弯道部分的特别设计，如弯道加宽、弯道超高等。3．沿线桥梁、隧道、道口、平面交叉口、广场和停车场等的平面布设，还有分隔带以及其断口的平面布置、路侧带缘石断口的平面布置。4．道路照明及道路绿化的平面布置。5.1基本概述（二）平面设计的主要内容

⑴受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；⑵市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线为条为主的地区；⑶长大桥梁、隧道等构造物路段；⑷路线交叉点及其前后；⑸双车道公路提供超车的路段。一、直线的运用

5.2平面直线（1）一次直线长度不能太短（在两个邻近圆曲线之间的直线，就存在这样的问题）（2）一次直线不能太长（车速较高的快速路上，因为长直线容易引起驾驶员的疲劳）二、直线在城市道路中应注意的两个问题四、当设计车速V≥60km/h时，直线长度宜满足下列要求：

1．同向曲线间的最小直线长度（m）宜大于或等于设计车速(km/h)数值的6倍；2．反向曲线间的最小直线长度（m）宜大于或等于设计车速(km/h)数值的2倍；五、关于一次直线最大长度还没有统一的认识

国外有资料表明，直线最大长度以小于180秒（即3分钟）行程为限比较理想。另外，在长直线段还应通过变化周围环境，设置纵坡和竖曲线等措施来改善行车视觉效果，使驾驶人员不致很快疲劳。5.2平面直线

圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。圆曲线的几何元素为：一．圆曲线的几何元素(geometryelement)

T5.3平面圆曲线1．确定半径的理论依据

⑴．横向力系数μ的确定①．行车安全要求横向力系数μ低于轮胎与路面之间所能提供的横向摩阻系数f：μ≤f②．增加驾驶操纵的困难轮胎产生横向变形，增加了汽车在方向操纵上的困难。③．增加燃料消耗和轮胎磨损μ的存在使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加。

④．行旅不舒适5.3平面圆曲线二．圆曲线的半径（curveradius）

μ值过大，增加了驾驶者在弯道行驶中的紧张。对于乘客来说，μ值的增大，同样感到不舒适，乘客随μ的变化其心理反应如下。当μ<0.10时，不感到有曲线存在，很平稳；当μ=0.15时，稍感到有曲线存在，尚平稳；当μ=0.20时，已感到有曲线存在，稍感不稳定；当μ=0.35时，感到有曲线存在，不稳定；当μ≥0.40时，非常不稳定，有倾车的危险感。综上所述，μ值的采用关系到行车的安全、经济与舒适。为计算最小平曲线半径，应考虑各方面因素采用一个舒适的μ值。研究指出：μ值的舒适界限，由0.11到0.16随行车速度而变化。

1．确定半径的理论依据⑵关于最大超高

考虑慢车甚至因故停在弯道上的车辆,其离心力接近0,或者等于0。因此

(3—3)fw——一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻力系数。各级公路圆曲线部分最大超高值表3—1公路等级高速公路一二二三四一般地区（%）108积雪冰冻地区（%）6

城市道路最大超高值表3—2计算行车速度（km/h）8060，5040，30，20最大超高横坡度（%）6425.3平面圆曲线⑴．极限最小半径横向力系数μ视设计车速采用用0.10~0.16,最大超高视道路路的不同环境，，公路用0.10、0.08、0.06，城市市道路用0.06、0.04、0.022．最小半径的的计算⑵．一般最小小半径①．考虑虑汽车以以设计速速度或以以接近设设计速度度行驶时时，旅客客有充分分的舒适适感②．注意意到以在在地形比比较复杂杂的情况况下不会会过多地地增加工工程量。。③．这种种半径是是全线绝绝大多数数情况下下可采用用的半径径，约为为极限最最小半径径的1.5—2.0倍倍。“一般最最小半径径”，其其μ值和ih(max).的取值见见表3——3。车速（km/h）120100806050403020μ0.050.050.060.060.060.060.050.05ih(max).0.060.060.070.080.070..070.060.06一般最小半径”，其μ值和ih(max).的取值表3—3。⑶．不不设超超高的最最小半径径我国《标标准》所所制定的的“不设设超高的的最小半半径”是是取μ=0.035，ih(max=0.015按式（3—1））计算取取整得来来的。5.3平面圆曲曲线选用圆曲曲线半径径时，在在与地形形等条件件相适应应的前提提下应尽尽量采用用大半径径，但半半径大到到一定程程度时，，其几何何性质和和行车条条件与直直线无太太大区别别，容易易给驾驶驶员造成成判断上上的错误误而带来来不良后后果，同同时也无无谓增加加计算和和测量上上的麻烦烦。所以《规规范》规规定圆曲曲线的最最大半径径不宜超超过10000m。3．圆曲曲线最大大半径5.3平面圆曲曲线1．确定定半径的的理论依依据2．最小小半径的的计算3．圆曲曲线最大大半径1．确定定半径的的理论依依据2．最小小半径的的计算3．圆曲曲线最大大半径1．确定定半径的的理论依依据2．最小小半径的的计算3．圆曲曲线最大大半径⑴．极限限最小半半径⑵．一般般最小半半径⑶．不设设超高的的最小半半径10000米小结5.3平面圆曲曲线路线转角角的大小小反应了了路线的的舒顺程程度，小小一些好好。但转转角过小小，即使使设置了了较大的的半径也也容易把把曲线长长看成比比实际的的要短，，造成急急转弯的的错觉。。这种倾倾向转角角越小越越显著，，以致造造成驾驶驶员枉作作转弯的的操作。。一般认为为，θ≤7°°应属小转转角弯道道。对于小小转角弯弯道应设设置较长长的平曲曲线，其其长度应应大于表表5.1.4-2中规定的的“一般般值”。。但受地地形及其其它特殊殊情况限限制时，，可减短短至表中中的“低低限值””。三、小转转角路线线问题5.3平面圆曲曲线1．缓和和曲线的的作用⑴曲率率连续变变化，视视觉效果果好。（（线形缓缓和）⑵离心心加速度度逐渐变变化，旅旅客感觉觉舒适。。（行车缓和和）⑶超高高横坡度度逐渐变变化，行行车更加加平稳。。（超高缓和和）一．缓和和曲线的的作用与与性质5.4缓和曲线线（rad））(5—1)k为小于1的系数数。（rad））(5—2)——方向盘转动的的角速度（rad/s））；——行驶时间(s)。假定汽车是等等速行驶，司司机匀速转动动方向盘。当当方向盘转动动角度为时时，前前轮相应转动动角度为，，它它们之间的关关系为：此时汽车前轮轮的转向角为为（rad）(5—3)设汽车前后轮轮轴距为，，前轮转动动后后，汽车行驶驶轨迹曲线半半径r为：2．缓和曲线线的性质5.4缓和曲线由于很小，可以近似地(m)(5-4)由5—4：代入3—8得得：(5-6)均为常数，令令则或(5-7)汽车以（（m/s）等速行驶，经经时间t(s)以后，其行驶驶距离为为：(m)(5-5)5.4缓和曲线二、缓和曲线线的几何要素计计算在缓和曲线的的的终点处，，，，则上式可写作：（（5-9）⑴回旋线的的基本公式为为：（5-8）5.4缓和曲线⑵带缓和曲线的的道路平曲线线几何要素5.4缓和曲线三、缓和曲线线的长度及参参数（parameter）1．影响缓和和曲线最小长长度的因素⑴乘客感觉觉舒适⑵超高渐变变率适中⑶行驶时间不过过短5.4缓和曲线⑴乘客感觉觉舒适（控制制离心加速度度的变化率））在等速行驶的的情况下：于是：则可以得出缓缓和曲线最小小长度公式：：为“缓和系数数”，采用值值各国不一致致。我国公路路上建议。。于是缓和曲曲线的最小长长度：5.4缓和曲线⑵超高渐变率适适中由于在缓和曲曲线上设置有有超高缓和段段，如果缓和和段太短则会会因路面急剧剧地由双坡变变为单坡而形形成一种扭曲曲的面，对行行车和路容均均不利。《规范》规定定了适中的超超高渐变率，，由此可导出出计算缓和段段最小长度的的公式：（m）(3—49)⑶行驶时间不过过短一般认为汽车车在缓和曲线线上的行驶时时间至少应有有3s，于是（m）(3—50)5.4缓和曲线5.42．曲线参数数A的确定⑴．按离心加速度的变化率来确定回旋线的最小参数，由式（3—46）：（3—51）因此（3—52）⑴．按离心加加速度的变化化率来确定⑵．按行驶时时间不过短来确定⑶．按满足视觉条件件来确定⑵．按车辆在缓和曲线上的行驶时间不过短、超高变化率适中等条件下，同样可以得出回旋线的最小参数。⑶．满足视觉条件的A。当回旋曲线很短，其回旋线的切线角（或称缓和曲线角）在3°左右时，曲线极不明显，在视觉上容易被忽略。但回旋线过大大于29°，圆曲线与回旋线不能很好协调。因此，从适宜的缓和曲线角=3°~29°这一区间可以推导出合适的A值。

一、平面线形形要素的组合合2.S型3.卵型4.凸形5.C形5复合型1.基本型1.基本型按直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线的顺序组合，如图3—17。两回旋线参数可以相等，也可以根据地形条件设计成不相等的非对称型曲线。从线形的协调性看，宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比设计成1：1：1。2.S型S型相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等。当采用不同的参数时，A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。不得已插入直线时，必须尽量地短，其短直线的长度或重合段的长度应符合下式：S型两圆曲线半径之比不宜过大，宜为：

⑶．两圆曲线的间距，宜在下列界限之内：

3.卵型用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合，如图3—19。⑴．⑵．两圆曲线半径之比定在下列界限之内：2.S型3.卵型4.凸形5.C形5复合型1.基本型5.5平面线形组合合设计5.6行车视距为了行车安全全，驾驶员应应能随看到汽汽车前面相当当远的一段路路程，一旦发发现前方路面面上有障碍物物或迎面来车车，能及时采采取措施，避避免相撞，这这一必须的最短距离称为行车视距距。在道路平面上上的暗弯（处处于挖方路段段弯道和内侧侧有障碍物的的弯道）、纵纵断面上的凸凸形竖曲线以以及下穿式立立体交叉的凹凹形竖曲线上上都有可能存存在视距不足足的问题。一．基本概概念二．停车视视距1、停车视距距：汽车行行驶时，当当视高为1.2m，物高为0.1m时，驾驶人人员自看到到前方障碍碍物时起，，至障碍物物前能安全全停车所需需的最短行行车距离