道路勘测设计1绪论

道路勘测设计

（第一章绪论）

长安大学

交通运输方式及道路运输的特点、地位与作用。

我国道路发展的历史、现状及近远期规划。公路及城市道路的分级分类和技术标准。道路勘测设计的任务书、设计阶段划分和设计内容。道路勘测设计的依据。内容提要第一节交通运输方式及道路运输

1.交通运输方式组成

铁路、道路、水运、航空、管道

2.运输方式的特点

铁路：远程客货运量大、连续性较强、成本较低、速度较高，但建设周期长、投资大，定点运行，中转多

水运：水运通过能力高、运量大、耗能少、成本低、投资省、但受自然条件限制大、连续性较差、速度慢。航空：运输速度快、两点间运距短，但运量小、成本高。

管道：连续性强、成本低、安全性好、损耗少的优点，但其仅适用于油、气、水等货物运输。

3．道路运输的特点与作用直达、机动灵活。可自成运输体系。通达深度广，覆盖面大。投资少，周转快。批量和时间不受限制。以中短途运输为主。

4.发展阶段

5.经济与交通发展的关系（1）经济发展阶段与交通发展阶段的关系；（2）国民经济发展速度与交通运输发展速度的关系；（3）经济发展与汽车保有量的关系；（4）经济发展与运输结构的变化。(1)交通运输发展:a.水运阶段,b.铁路运输阶段,c.公路、航空和管道运输阶段,d.综合阶段.(2)公路交通运输发展:a.初期阶段（十九世纪80年代至二十世纪20年代）b.中期阶段（二十世纪20年代至第二次世界大战期间）c.近期阶段（战后至今）国道省道县道乡道国家高速公路网一般国道干线公路主骨架公路农村公路全国公路网第二节我国道路现状与发展规划一、道路现状（一）公路发展现状

1.公路发展历史与现状

1906年：在广西友谊关修建第一条公路。1949年以前：旧中国公路交通十分落后，1949年能通车的公路只有8.07万公里。1949年～1978年：新中国成立后，公路交通进入了恢复发展的新时期，至1978公路总里程增加到89万公里。1978年以后：改革开放以来，国家把交通作为国民经济发展的战略重点之一，为公路交通事业的快速发展提供了机遇。到2005年底：全国包括达到技术标准等级和路基宽度在4.5米以上的等外路在内的国道、省道、县道、乡道（不含村道）、专用公路总里程达到192万公里。高速公路现状介绍

1989年：271km.1999年：突破1万公里.2005年底：4.1万公里，居世界第二.公里总里程193.05公里,河道航程12.33万公里,机场135个,铁路运营里程7.54万公里.2006年底：新.改公路34万公里,其中高速公路4460公里.通车里程348万公里,高速公路4.54万公里.2007年,计划建成高速公路5000公里,确保”五纵七横”最后2385公里建成.

高速公路通车里程中有约1/4的里程为山区高速公路，代表山区高速公路管理水平、设计水平、建设水平及成套技术等已经跨入了世界先进行列。

2．公路存在的问题

全国公路总体存在的主要问题是：

数量少，公路网密度低，只相当于印度的1/5，美国的

1/7，日本的1/30。质量差、标准低。高速公路存在的问题是：

中国高速公路总量不足，覆盖能力有限，尚未形成网络规模效益。对各地高速公路建设缺乏强有力指导和协调手段，不利于合理利用交通通道资源，不利于搞好跨区域通道的布局和衔接。

3．公路发展规划

(1)1991年交通部规划了“五纵七横”由高速公路、一级公路组成的安全、快速、高效的国道主干线系统，总长约3.5万km。

(2)2004年12月17日，《国家高速公路网规划》经国务院审议通过。国家高速公路网规划采用放射线与纵横网格相结合的布局方案，形成由中心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的大通道，由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称为“7918网”，总规模约8.5万公里，其中：主线6.8万公里，地区环线、联络线等其他路线约1.7万公里。

(3)按照《规划》确定的目标，2010年，全国公路总里程将达到230万公里，其中高速公路6.5万公里、二级以上公路45万公里、县乡公路180万公里。具备通达条件的乡镇和建制村100%通公路，95%的乡镇、80%的建制村通沥青(水泥)路。

4.道路规划相关知识

(1)公路网规划

在区域规划中，区域是根据特定的要求有选择地划定的，它是一个在经济上、社会上、政治上、文化上具有密切的相关性与协调运转的整体性的地域空间。从规划的角度出发，公路网可理解为区域公路网，亦可简称为路网。合理的公路网一般应具备以下几个条件：①具有必要的通达深度和公路里程长度；②要有与交通量相适应的道路技术标准和使用;③使用具有经济合理的平面网络。

公路网的特征:集合性;关联性;目的性;适应性.

(2)城市道路和道路网

A.道路红线规划

定义：道路线线系指划分城市道路用地和城市建筑用地、生产有地及其他备用地的分界控制线。红线之间宽度即道路用地范围，亦可称道路的总宽度或称规划路幅。作用：在作城市总体现规划的道路系统规划时，要确定道路网形式、各类道路的功能性质、走向和位置，然后要具体解决城市道路以及和城市道路相关的各项工程（建筑工程、管线工程）的近、远期建设问题。

内容:确定道路红线宽度;确定道路红线位置;确定交叉口型式;确定控制点的坐标和标高.

城市道路网主要类型:方格网式、环形放射式、自由式和混合式

（二）城市道路发展现状

1.城市道路发展2.存在的问题城市道路建设速度落后于城市车辆增加的速度。城市交通基础设施相对薄弱。交通拥挤、堵塞和乘车难问题严重。混合交通的机、非、人干扰大和行车速度低、事故较多、车流量大、人流集中。交通管理水平不高。。第三节道路的分级与技术标准一.道路的分类

道路是供各种车辆和行人等通行的工程设施。按其使用范围分为公路、城市道路、厂矿道路、林区道路及乡村道路等。

公路分类公路按其在公路网中的地位与作用分为以下四类：国家干线公路.省干线公路.县公路.乡公路

路面类型分为铺装路面、简易铺装路面和砂石路面。按路面力学特性分类柔性路面.半刚性路面.刚性路面

桥涵分类的方法很多，主要按建设规模大小、桥梁结构类型、用途、主要承重结构所用的建筑材料、跨越障碍物的性质、上部结构中行车道所在的位置等进行分类。

隧道按其所处的位置不同分可为山岭隧道、水下隧道（河底和海地）以及城市隧道等；隧道按其横断面形状分为圆形、椭圆形、马蹄形、眼睛形（孪生形）等；隧道按其用途可分为交通隧道（包括公路隧道、铁路隧道、城市隧道、人行隧道等）和运输隧道（包括输水隧道、输气隧道、输液隧道等）。二、公路分级与技术标准1.公路分级（1）公路为什么要分级原因：为了满足经济发展、规划交通量、路网建设和功能等的要求，公路必须分等级建设。（2）分级的依据功能：拟建公路是作为干线公路[采取措施控制出入]、集散公路还是支线公路。

适应交通量：由各级公路服务水平[四级:自由流.稳定流.饱和流.强制流]与所具有的通行能力决定的。（3）《公路工程技术标准》分级根据功能和适应的交通量将公路分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。

高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的多车道公路。四车道.六车道.八车道

一级公路为供汽车分向、分车道行驶的多车道公路

二级公路为供汽车行驶的双车道公路。

三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。

四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。

技术标准是指在一定自然环境条件下能保持车辆正常驶性能所采用的技术指标体系。公路技术标准反映了我国公路建设的技术方针，是法定的技术要求，公路设计时都应当遵守。确定各级公路技术指标的因素：路线在公路网中的功能；设计交通量和交通组成；设计速度。2.公路技术标准设计速度

是在考虑路线的使用功能和设计交通量的基础上，根据国家的技术政策制定的，是技术标准中最重要的指标，它对公路的几何形状、工程费用和运输效率影响最大（作用）。使用功能和设计交通量对设计速度采用的影响路线在公路网中具有重要经济、国防意义者，交通量较大者，技术政策规定采用较高的设计速度，反之规定较的设计速度。对于某些公路尽管交通量不是很大，但其具有重要的政治、经济、国防意义，比如通向机场、经济开发区、重点游览区或军事用途公路，可以采用较高的设计速度。

3.公路等级的选用原则公路等级的选用应根据公路功能、路网规划、交通量，并充分考虑项目所在地区的综合运输体系、远期发展，经论证后确定。

突出了以功能作为选用公路等级和确定设计目标的理念。

确定一条公路的等级，应首先确定该公路的功能是干线公路、集散公路或支线公路，即属于直达还是连接，以及是否需要控制出入等，然后根据预测交通量初拟公路等级。然后再结合地形、交通组成等确定设计速度、路基宽度。预测的设计交通量介于一级公路与高速公路之间时，拟建公路为干线公路时宜选用高速公路；拟建公路为集散公路时，宜选用一级公路。干线公路宜选用二级及二级以上公路。4．选取技术标准应注意的问题为保持公路技术指标的均衡连续，一条公路的等级或设计速度分段不应频繁变更。设计速度相同的路段应为同一设计路段，

等级或标准的变更处，原则上选在交通量发生较大变化或驾驶员能够明显判断前方需要改变行车速度处。

高速公路、一级公路宜设在互通式立体交叉或平面交叉处；二、三、四级公路宜设在交叉路口、桥梁、隧道、村镇附近或地形明显变化处。在标准变更的相互衔接处前、后一定长度范围内主要技术指标应逐渐过渡，避免产生突变。应采用连续、均衡的技术指标。

（1）分类的依据在城市道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能。（2）城市道路分为四类

快速路：为城市中长距离快速交通服务。主干路：以交通功能为主。次干路：集散交通，兼有服务功能。支路：解决局部区域交通，以服务功能为主。三、城市道路分类与技术分级1.城市道路分类

（1）分级的依据:

城市规模、设计交通量、地形等。

（2）城市道路分级:除快速路外，其余各类道路按照分级依据划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。

Ⅰ级标准：大城市（指人口50万以上的城市）各类道路采用。

Ⅱ级标准：中等城市（20万～50万）各类道路采用

Ⅲ级标准：小城市（20万以下）各类道路采用。（3）设计年限:快速路、主干路为20年，次干路为15年，支路10～15二、城市道路分类与技术分级

2.城市道路分级

第四节道路勘测设计的程序

道路勘测设计程序简介工程可行性研究

勘测设计任务书

一阶段施工图设计（施工图预算）初步设计（设计概算）定测初测定测施工图设计（施工图预算）初测初步设计（设计概算）补测技术设计（修正概算）定测施工图设计（施工图预算）设计阶段一.工程可行性研究

包括预工程可行性研究与工程可行性研究

目的：是对工程项目建设的必要性、技术可行性、经济合理性、实施可能性等进行综合研究，推荐最佳方案，进行投资估算和经济评价，为建设项目的决策审批和编制设计任务书提供科学依据。

二.勘测设计任务书

目的：为公路工程的勘测设计提供依据，下达设计任务和要求，应在工可的基础上编制。1.设计阶段与适用性公路工程基本建设项目可以采用一阶段设计、两阶段设计或三阶段设计。一阶段设计：即一阶段施工图设计，适用于技术简单、方案明确的小型建设项目。两阶段设计：即初步设计和施工图设计，建设项目一般采用两阶段设计。适用于一般建设项目。三阶段设计：即初步设计、技术设计和施工图设计，适用于技术复杂、基础资料缺乏和不足的建设项目或建设项目中的个别路段、特大桥、互通式立体交叉、隧道等。三.设计阶段及其内容

2.各设计阶段主要内容

(1)初步设计

两阶段和三阶段设计中的初步设计应根据批准的可行性研究报告、设计任务书（或测设合同）和初测资料编制。

初步设计阶段的目的:确定设计方案

主要内容:包括拟定修建原则、选定设计方案、计算工程数量和主要材料数量、提出施工方案、编制设计概算、提供文字说明及图表资料。

一般做法:应进行纸上定线，赴实地核对，落实并放出必要的控制线位桩。

2.各设计阶段主要内容

(2)技术设计三阶段设计中的技术设计应根据批准的初步设计和定测资料编制。技术设计阶段的目的:是对重大、复杂的技术问题进一步落实设计方案。主要内容:包括通过科学试验、专题研究，加深勘探调查及分析比较，解决初步设计中未解决的问题，落实技术方案，计算工程数量，提出修正的施工方案，修正设计概算。2.各设计阶段主要内容

(1)施工图设计两阶段设计中的施工图设计应根据批准的初步设计和定测资料编制；三阶段设计中的施工图设计应根据批准的技术设计和补充定测资料编制。

施工图设计阶段的目的:是对批准的推荐方案进行详细设计以满足施工的要求。

主要内容:包括对审定的修建原则、设计方案、技术决定加以具体和深化，最终确定各项工程数量，提出文字说明和适应施工需要的图表资料以及施工组织计划，并编制施工图预算。

第五节道路勘测设计的依据

一、自然条件

影响道路的自然因素主要有：地形气候水文地质土壤植被

主要影响到：道路等级和设计速度的选用、路线方案的确定、路线平纵横的几何形状、桥隧等构造物的位置和规模、工程数量和造价。

1.地形：决定了选线条件，并直接影响道路的技术标准和指标。

地形划分依据：

地表形态相对高差倾斜度平整度地形形态：平原、微丘地形山岭、重丘地形。

（1）平原微丘地形平原地形：指一般平原、山间盆地、高原等，地表平坦、无明显起伏、地面自然坡度一般在3°以内。微丘地形：指起伏不大的丘陵，地面自然坡度在20°以下，相对高差在100m以下，布线一般不受地形限制。对于河湾顺适、地形开阔且有连续宽台地的河谷地形，河床坡度多在5°以下，地面自然坡度在20°以下，沿河布线一般不受地形限制，路线纵坡平缓或略有起伏，也属平原微丘地形。（2）山岭重丘地形山岭地形：指山脊、陡峻山坡、悬崖、峭壁、峡谷、深沟等，地形变化复杂、地面自然坡度大多在20°以上，路线平、纵、横面大部分受地形限制，桥、隧、涵及防护支挡构造物增多，工程数量及造价明显增加。重丘地形：指连续起伏的山丘，且有深谷和较高的分水岭，地面自然坡度一般在20°以上，路线平、纵面大多受地形限制。高原地带的深浸蚀沟，以及有明显分水线的绵延较长的高地，地面自然坡度在20°以上，路线平、纵面大部分受地形限制，也属山岭重丘地形。

2.气候：直接或间接地影响地面水的数量、地下水位高度、路基水温状况，以及泥泞期、冬季积雪和冰冻期等路面使用质量。

3.水文：决定排水结构物的数量和大小，水文地质情况决定了含水层厚度和位置、地基或边坡的稳定性。

4.地质构造：决定了地基和路基附近岩层的稳定性，决定有无滑坍、碎落和崩坍的可能，同时也决定了土石方工程施工的难易程度和筑路材料的质量。

4.土壤：是路基和路面基层的材料，它影响路基形状和尺寸，也影响路面类型和结构的确定。

5.植物：影响暴雨迳流、水土流失程度，经济种植物还影响到路线的布设。

（一）设计车辆

1.定义：指道路设计所采用的具有代表性车辆。

2.作用：汽车的行驶性能、外廓尺寸以及行驶于道路上不同种类车辆的组成对于道路几何设计具有决定作用，比如确定路幅组成、车道宽度、弯道加宽、纵坡大小、行车视距等都与设计车辆有密切关系。

3.类型：作为道路设计为依据的可分为四类：小客车、载重汽车、鞍式列车、铰接车（前三者为公路标准）。

二、交通条件4．设计选择：高速公路、一级公路和有大型集装箱运输公路以鞍式列车为依据。其它公路以小客车和载重汽车为依据。城市道路以铰接车作为控制。二、交通条件（二）设计速度与运行车速

设计速度

1.定义：指当气候条件良好、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度。

2.作用：设计速度是决定道路几何形状的基本依据。道路的曲线半径、超高、视距等直接与设计速度有关。同时也影响车道宽度、中间带宽度、路肩宽度等指标的确定。

3.公路设计速度的规定

4.公路设计速度的选取

各级公路设计速度应根据公路的功能、等级及交通组成，结合沿线地形、地质等状况，经论证确定。高速公路特殊困难的局部路段，且因新建工程可能诱发工程地质病害时，经论证并报主管部门批准，该局部路段的设计速度可采用60km/h，但长度不宜大于15km，或仅限于相邻两互通式立体交叉之间，与其相邻路段的设计速度不应大于80km/h。一级公路一级公路作为干线公路，且纵、横向干扰小时，宜采用设计速度100km/h或80km/h。一级公路作为集散公路时，应结合混合交通量、平面交叉间距等对设计速度60km/h或80km/h进行论证比选。

二级公路二级公路作为干线公路时，设计速度可选用80km/h；二级公路作为集散公路时，混合交通量较大，平面交叉间距较小的路段，设计速度宜采用60km/h；二级公路位于地形、地质等自然条件复杂的山区，经论证该路段的设计速度可采用40km/h。三级公路三级公路作为干线公路时，宜选用40km/h；位于地形等条件受限制的路段，宜采用30km/h。四级公路四级公路为县乡公路，设计速度为20km/h。

。

运行速度

1.基于设计速度的路线设计方法的缺点：线形设计要素与实际行车设计速度不相容。设计要素之间不相容。线形的行车速度标准不一致。

2.定义：运行车速是在特定路段长度上车辆实际行驶速度。由于不同的车辆在行驶过程中可能采用不同的车速，通常用测定的第85个百分点上的车辆行驶速度作为运行车速。

3.运行车速的应用：采用设计速度概念对公路平面线形和纵断面进行初步设计的基础上，利用“路段划分原则”将设计路线划分成若干路段，通过“运行车速测算模型”推算各路段运行车速，并以“相邻路段运行车速差控制标准”检验和修正线形的平纵设计，然后根据路段线形和运行车速最终确定曲线超高、加宽、视距等设计指标。1.年平均日交通量与设计交通量

年平均日交通量（AADT）是一年的总交通量除以365天，是我国统计的公路交通量的通用单位。

设计交通量是指拟建道路到预测年限时所能达到的年平均日交通量（辆/日），其值根据交通量预测得到。设计交通量的预测年限规定：国家及省属重要干线公路的设计交通量应按20年预测；国家及省属干线公路的设计交通量应按15年预测，但对于国家及省属干线的高速公路应按20年预测。（三）交通量与通行能力

2.设计小时交通量小时交通量（辆/小时）是以小时为计算时段的交通量，是确定车道数和车道宽度或评价服务水平的依据。控制公路设计的高峰小时交通量宜采用第30位小时交通量。采用原因它大小适中。与设计交通量（辆/日）相关性密切。

3.标准车型与车辆折算系数

标准车型：为使交通量具有可比性，通常将公路上实际的不同车型的交通量换算成标准车型交通量。我国《标准》将涵盖小客车与小型货车的小客车定为各级公路设计交通量换算的标准车型。

机动车折算系数：用于交通量换算的车辆折算系数是在特定的公路与交通组成条件下，所有非标准车相当于标准车（小客车）对交通流影响的当量值。

4.通行能力

定义：是指某一路段最大所能承受的交通量，也称道路容量，以单位时间内通过的最大车辆数表示（辆/小时）。通行能力包括基本通行能力、可能通行能力及设计通行能力。道路设计通行能力是经过对基本通行能力、可能通行能力的诸多修正后得到。

基本通行能力

定义:是指在理想条件下，单位时间内一个车道或一条道路某一路段可以通过小客车的最大数。

理想条件:包括道路本身和交通两个方面，道路本身应在车道宽、侧向净宽有足够的宽度，平、纵线形及视距条件良好；交通方面车道上只有小客车行驶，没有其它车型混入且车速不受限制。

基本通行能力的计算：采用“车头时距”或“车头间距”求得。车头时距是指连续两车通过车道或道路上同一地点的时间间隔，车头间距是指交通流中连续两车之间的距离。可能通行能力

定义:由于通常的道路和交通条件与理想条件有较大差距，考虑了影响通行能力的诸多因素如车道宽、侧向净宽和大型车混入后，对基本通行能力进行修正后的通行能力。设计通行能力

定义:是道路交通的运行状态保持在某一设计的服务水平时，单位时间内道路上某一路段可以通过的最大车辆数。

服务水平：我国按照车流运行状态，把从小交通量的自由流至交通量达到可能状态的受限制流运行范围划分为四级服务水平，与每一级服务水平相应的交通量称为服务交通量。

设计通行能力的计算：设计通行能力由可能通行能力乘以与该路服务水平相应的最大服务交通量和基本通行能力之比（V/C）得到。

（一）公路网

1.公路网定义

节点：区域内的城市、集镇以及某些运输集散（大型工矿、农牧业基地、车站、港口等）。公路网：就是指按一定要求或规律连接区域内诸节点间公路连线的集合，形成一个有机整体的公路系统。公路设计是以公路网为基础，按其规划要求分段分级逐步实施。2.公路网的基本要求四通八达、干支结合、布局合理、效益最佳。四、道路网3．公路网应具备的条件

具有必要的通达深度和公路里程长度；具有与交通量相适应的道路技术标准和使用质量；具有经济合理的平面网络。4．公路网的主要功能满足区域内外的交通需求，承担城市之间的运输联系；维持区域内交通的通畅及保证交通运输的快速和高效益；确保交通安全和提供优质运输服务；维护生态平衡，防止水土流失，注意环境保护，方便人民生活。5．公路网系统的特性

集合性、关联性、目标性、适应性。

6．公路网的结构形式

区域公路网在平面上表现的结构形式是由节点和连线组成的图式。公路网的结构形式受区域内运输点地理位置和制约公路走向诸因素的影响而千差万别，各区域的路网图式不可能是相同的格式。

平原、微丘区宜采用三角形、棋盘形和放射形路网。重丘区和山区因受山脉及河川的限制，适宜采用并列形、树叉形或条形路网。1.城市道路网

（1）城市道路网的要求、功能及特点

定义：城市道路网是城市范围内所有道路组成的一个系统。城市道路系统不仅是组织城市交通运输的基础，而且是布置城市公用管线、街道绿化、组织沿街建筑和划分街坊的基础。

城市道路网的基本要求：满足交通方便、安全、快速和经济，满足城市环境宁静、清洁、朴实和美观。（二）城市道路网与红线规划城市道路网的主要功能：

满足交通需求；注重环境保护；为市政工程提供场地；保证建筑艺术上的要求。

城市道路网的特点：

功能多样，组成复杂；车辆多、类型杂、车速差异大，行人交通量大；道路交叉点多，沿线建筑密集；景观和建筑艺术要求高；规划设计影响因素多，政策性强。（2）城市道路网的结构形式和特点

城市道路网的结构形式是指一座城市中道路的组合轮廓或几何形状，它主要与城市的规模、交通吸引点分布以及自然条件等有关。

城市道路网一般可归纳为四种基本类型：

方格网式环形放射式自由式混合式其中混合式为前三种类型的组合应用。方格网式

适合条件：地形平坦的中、小城市或大城市的局部区域。

优点：无明显市中心枢纽，不会造成市中心的交通压力过大；交通分散。所有干道上的交通量分配比较均匀。灵活性大。有平行线可以通行。交叉简单。多为十字形交叉，个别为T形交叉。街坊整齐。利于建筑布置和方向识别。缺点：

对角方向交通不便。非直线系数大，1.2～1.41（两点间的实际交通距离与直线距离之比）。北京、西安、太原、郑州、石家庄、开封等城市的旧城区均属于方格网式。

环形放射式

适合条件：大城市或特大城市的干道系统。

优点：使市中心与郊区、外围相邻各区间联系方便道路有直有曲，易于适应地形。非直线系数小，一般1.1左右。

缺点：

市中心的交通易超负。交通灵活性不如方格式好小范围使用会出现不规则街坊环形入射式城市方要有：莫斯科、巴黎、伦敦、柏林、东京、成都等

自由式

适合条件：地形起伏较大的中小城市或大城市的局部区域。优点：充分利用地形。降低造价。自然活泼。缺点：

非直线系数大。不规则街道多。建筑用地分散。我国重庆、渡口、九江、遵义、南宁、青岛等大范围区域为自由式

混合式

这种形式结构是结合城市用地条件，采用前三种形式组合而成，也有一些城市是分阶段发展的结果。如在旧市区方格式基础上，再分期修建放射干道和环形干道而形成混合式干道网。

适合条件：各类城市采用。

特点：能因地制宜，可以吸收前三种优点，避免缺点，起到扬长避短的作用。北京、西安、南京、上海、武汉、杭州、郑州、合肥等城市，旧城为方格式，外围发展为环形放射式，形成混合式结构。

2.城市道路红线规划

（1）道路红线的定义

红线:指划分城市道路用地、城市建筑用地、生产用地以及其它备用地的分界控制线。

道路红线:是指城市道路用地分界控制线。

红线宽度:两侧红线之间的宽度称为红线宽度，或道路总宽度、规划路幅。

（2）红线的作用：在于全面规定各级道路、广场、交叉口等用地范围，便于道路设计、施工及两侧建筑物的安排布置，也是各项管线工程设计、施工和调整的主要依据。（3）红线设计内容：①确定红线宽度：根据道路的性质、功能，考虑适当地横断面形式，定出机动车道、非机动车道、人行道、绿带等各组成部分的合理宽度，从而确定道路的总宽度即红线宽度。

考虑因素：交通功能需要的宽度。包括车道数、车道宽、中间带宽、非机动车道、人行道。绿化所需宽度日照、通风所需宽度防灾需要宽度（地震、火灾、水灾、风灾等）市政管线埋设所需宽度建筑艺术需求②确定道路红线的位置：

新区道路：先定路中线，按红线宽度画出红线，道路和建筑物逐步修建。

旧区道路：中线方向与旧路偏差不应过大，以免与地下管线干扰。近期一次拓宽达到宽度，根据少拆迁原则，可一侧或两侧拓宽。长期控制，两侧建筑物按红线逐步改造形成。

③确定交叉口的形式主要内容：交叉口类型、用地范围、具体位置、几何尺寸等。④确定控制点的坐标和标高控制点有道路中线的转折点、交叉点等。控制点的平面坐标可直接实地测量，控制标高则由竖向规划确定。

1．道路建筑限界

（1）定义道路建筑限界又称净空，由净高和净宽两部分组成。

（2）作用是为保证道路上各种车辆、人群的正常通行与安全，在一定高度和宽度范围内不允许有任何障碍物侵入的空间界线。道路建筑限界是横断面设计的重要依据，设计时应充分研究组成路幅要素的相互关系及道路各种设施的设置规划，在有限空间内作出合理的安排。

五、道路建筑限界与道路用地净空高度:

指道路在横断面范围内保证安全通行所必须满足的竖向高度。净高应考虑汽车装载高度、安全高度及路面铺装等因素确定。

净空高度规定:

公路：

高速公路和一级、二级公路的净高为5.0m;

三、四级公路为4.5m;

对于路面类型为中级或低级的三、四级公路，考虑到路面铺装的要求，其净高可预留20cm;

一条公路应采用相同的净高。

城市道路：各种汽车4.5m，无轨电车5.0m，有轨电车5.5m，自行车和行人2.5m，其它非机动车3.5m。（3）净高（4）净宽

净宽:指道路在横断面范围内保证安全通行所必须满足的横向宽度。

净宽组成:净宽包括行车带、路肩、中间带、绿带等宽度。路肩是在净空范围之内，因此道路上各种设施（标志、护栏等）均应设置在右路肩以外的保护性路肩上，而且必须保证其伸入部分在净高以上。设于中间带和路肩上的桥墩或门式支柱不应紧靠建筑限界设置，应留有设置防护栏位置（不小于0.5m）的余地。

2.道路用地

（1）道路用地定义

是指道路修建、养护及布设沿线各种设施等所需要占用的土地。道路用地必须按国家有关政策办理征地手续。应尽可能从设计和施工等方面节省每一寸土地，不占或少占高产田，提倡利用取土或弃土整田造地。

（2）公路用地范围规定新建高速公路路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，或路堑坡顶截水沟外缘（无截水沟时为坡顶）以外不少于2m的土地为公路用地范围；一、二、三、四级公路上述边缘线以外不少于1m的土地为公路用地范围。改建公路可参考新建公路确定用地范围。（3）城市道路用地范围规定指道路建筑红线以内的范围。六、本课程研究的内容

结构设计：路基、路面、桥涵等几何设计（方案设计）：本课程的范围

研究的主要内容①汽车行驶与道路几何元素的关系，涉及到汽车性能与几何元素的关系，驾驶员与道路几何元素的关系。②道路与环境（自然环境、社会环境）的关系③道路与交通量及交通特性的关系道路设计

研究方法平面公路立体线形纵断面横断面

分解

组合END

道路勘测设计

（第二章平面设计）

长安大学

内容提要汽车行驶轨迹特性与道路平面线形要素

。

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

。第一节概述一、路线的相关概念

道路：一条三维空间的实体，是由路基、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。

路线平面：路线在水平面上的投影。

路线纵断面：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）。

路线横断面：中线上任一点的法向切面。

路线设计：确定路线空间位置和各部分的几何尺寸。

二、汽车行驶轨迹与道路平面线形（一）汽车行驶轨迹

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。

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。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。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。（二）平面线形要素第二节直线一、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。

缺点直线单一无变化，与地形及线形自身难以协调。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。二、直线的运用

三.直线设计及计算1.实地定交点:

选线人员根据道路等级和地形条件定出一系列直线，相邻两直线相交得到各个交点(JD1、JD2、…)，通过测量交点的距离，确定交点之间的关系；或通过测量交点与导线点的坐标关系，确定交点坐标，再根据相邻交点坐标算出交点偏角和距离。偏角的测量：偏角或称转角，是指路线由一个方向偏向另一个方向时，偏转后的方向与原方向的夹角。偏转后的方向位于原方向左侧时，称左偏，位于原方向右侧时，称右偏。在路线测量中，一般规定测交点右角，由右角计算偏角。右角是指前进方向右侧夹角，一般用全测回法测量。右角大小为，右角＝（后视读数）－（前视读数），当后视读数小于前视读数时，上式为，右角＝(后视读数＋360°)－（前视读数）。

偏角按下式计算：

以直线为主定交点：主要用于平原、微丘区，是根据地形、地物条件，选设定作为路线基本轴线的直线，再根据两两直线相交得交点，继而设置圆曲线和缓和曲线，该方法称以直线为主定交点法，也是传统的方法。

以曲线为主定交点：常用于互通立交匝道布线、定线或山岭、重丘区高速公路、一级公路选线、定线，是根据地形及环境条件和路线技术要求设置圆曲线（或圆曲线与缓和曲线组合）作为基本轴线，再把曲线的切线画出，延长各切线两两相交定出交点。2.纸上定线路线偏角的计算：已知相邻两边方位角θi和θi+1，计算该交点的偏角α。α=θi+1-θi

当α>0时，路线为右偏R；当α<0时，路线为左偏L。四、直线的最大长度和最小长度1．直线的最大长度

我国《标准》和《规范》对直线的最大长度没有具体的规定，但原则规定直线的最大长度应有所限制，尽量避免长直线。

最大长度主要应根据驾驶员的视觉反应及心理上的承受能力来确定。

一般认为：直线的最大长度在城镇附近或其他景色有变化的地点大于20V是可以接受的；在景色单调的地点最好控制在20V以内；而在特殊的地理条件下应特殊处理。当直线长度大于1km时，可采用下列技术措施予以弥补：纵坡不应过大，一般应小于3%。同大半径凹型竖曲线结合为宜。两侧地形过于空旷时，宜采取栽植不同树种或设置一定建筑物等措施。长直线或长下坡尽头的平曲线，应对路面超高、停车视距等进行检验，必要时须采用设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。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（HZ或YZ）到后一曲线的起点（ZH或ZY）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：同向曲线间连以短的直线。2．直线的最小长度断背曲线的错觉①当直线较短时，在视觉上容易形成直线与两端曲线构成反弯的错觉；②当直线过短甚至把两个曲线看成是一个曲线。危害：破坏了线形的连续性，造成驾驶操作失误，应尽量避免。解决办法：因为是视觉上的判断错觉，最好的办法是在两同向曲线间插入长的直线段，让驾驶员在前一个曲线上看不到下一个曲线。

《规范》规定：

当设计速度≥60km/h时，同向曲线间的直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的6倍为宜；当地形条件及其它特殊情况限制时，最小直线长度不得小于设计速度(以km/h计)的3倍。对于设计速度≤40km/h时，参考执行即可。在受到条件限制时，宜将同向曲线改为大半径曲线或将两曲线作成复曲线、卵形曲线或C形曲线。（2）反向曲线间直线的最小长度

反向曲线：两个转向相反的相邻曲线之间连以直线所形成的平面线形。对反向曲线间直线最小长度的规定，主要考虑考虑到其超高和加宽缓和的需要，以及驾驶人员操作的方便。

《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。

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。

第三节圆曲线

一、圆曲线的特点各级公路和城市道路不论转角大小均应设置圆曲线。圆曲线作为公路平面线形具有以下主要特点：曲率1/R=常数，测设和计算简单；比直线更能适应地形的变化；在圆曲线上行驶要受到离心力的作用；要比在直线上行驶多占用道路宽度；在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件较差。二．汽车行驶时的横向稳定性

1.汽车在弯道上行驶所受的离心力YX二．汽车行驶时的横向稳定性

1.汽车在弯道上行驶所受的离心力假定：汽车在圆曲线上作匀速圆运动。离心力：汽车在弯道上，由于惯性产生离心力。作用点：汽车重心方向：水平背离圆心大小：

离心力的影响：对汽车在平曲线上行驶的稳定性影响很大，可能产生横向滑移或横向倾覆。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。

2.曲线上汽车的受力分析

将离心力F和车重分解为平行于路面的横向力和垂直于路面的竖向力，即：横向力：X＝Fcosα－GSinα

竖向力：Y＝FSinα＋Gcosαα很小，可以认为sinα≈tgα＝ih

，cosα≈1，ih称为横向超高坡度

2.曲线上汽车的受力分析

引入横向力系数μ，作为衡量稳定性程度的指标，其意义为单位车重的横向力，即用V（km/h）表达上述公式，则：

3.横向倾覆条件分析

横向倾覆：汽车在横向力的作用下，可能产生绕外侧车轮触地点向外倾覆的危险。XhgbY

横向滑移：汽车在横向力的作用下，可能产生沿横向力方向的侧向滑移。

稳定条件：横向力大于或等于轮胎与路面之间的横向附着力。即：

利用此式可计算出汽车在平曲线上行驶时，不产生横向滑移的最小平曲线半径R或最大允许行驶速度V。

3.横向滑移条件分析

φh——横向附着系数

4.横向倾覆条件分析

稳定条件：倾覆力矩小于或等于稳定力矩。即

:F·hi比G小得多，可略去不计，则

汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数值的大小。现代汽车在设计制造时重心较低，一般汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象。在道路设计中应保证汽车不产生横向滑移，同时也就保证了横向倾覆的稳定性。

5.横向稳定性的保证

三、圆曲线半径及圆曲线长度（一）公式与因素

在指定车速V下，极限最小半径决定于容许的最大横向力系数和该曲线的最大超高。

1．关于横向力系数

（1）危及行车安全

为保证汽车用普通轮胎在最不利路面状况下能不产生横向滑移，

μ应小于0.2。μ≤φh

（2）增加驾驶操纵的困难

要求μ<0.3。（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。横向力系数为μ＝0.2时，其燃料消耗与轮胎磨损分别比μ＝0时多20％和近3倍。

（4）行旅不舒适

当μ超过一定数值时，驾驶者在曲线行驶中驾驶紧张，乘客感到不舒适。μ＜0.1～0.15间，舒适性可以接受。

综上所述对行车的安全、经济与舒适方面的要求，最大横向力系数采用：设计速度1201008060403020横向力系数0.10.120.130.150.150.160.17

2．关于最大超高

（1）要考虑车辆组成

在混合交通的道路上，要同时顾及快、慢车，快车超高宜大，慢车超高宜小。

（2）要考虑气候因素

慢车及停在弯道上的车辆在不利季节情况要能避免沿路面最大合成坡度下滑。（一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻系数）

（3）要考虑驾驶者和乘客以心理上的安全感

对重山区、城市附近、交叉口以及有相当数量非机动车行驶的道路，最大超高还要比一般道路小些。

《标准》根据不同横向摩阻系数值，对于不同等级的公路规定了极限最小半径、一般最小半径和不设超高的最小半径三个最小半径。

1．极限最小半径

定义：指各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系数情况下，能保证汽车安全行驶的最小半径。

强调说明：极限最小半径是路线设计中的极限值，是在特殊困难条件下不得已才使用的，一般不轻易采用。

（二）最小半径的计算

定义：指各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系数情况下，能保证汽车安全行驶的最小半径。

《标准》中计算一般最小半径时:

适用：一般最小半径是在通常情况下推荐采用的最小半径。一方面考虑了汽车在这种曲线上以设计速度或以接近设计速度行驶时，旅客有充分的舒适感；另一方面考虑到在地形比较复杂的情况下不会过多增加工程量。

2．一般最小半径

3．不设超高的最小半径

定义：指平曲线半径较大，离心力较小时，汽车沿双向路拱（不设超高）外侧行驶的路面摩阻力足以保证汽车行驶安全稳定所采用的最小半径。路面不设超高。

，μ=0.035～0.040μ=0.040～0.050

（三）圆曲线半径的运用

1.在适应地形的情况下应选用较大的曲线半径。

2.在确定圆曲线半径时，应注意：一般情况下宜采用最小平曲线半径的4～8倍，或超高为

2%～4%的圆曲线半径。地形条件受限制时，应采用大于或接近于圆曲线最小半径的“一般值”。地形条件特殊困难而不得已时，方可采用圆曲线最小半径的“最小值”。应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形。应同纵面线形相配合，必须避免小半径曲线与陡坡相重合。选用曲线半径时，最大半径值一般不应超过10000m为宜。第四节缓和曲线

缓和曲线是道路平面线形三要素之一。

缓和曲线：设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。

《规范》规定：除四级公路外的其它各级公路都应设置缓和曲线，另外，当圆曲线半径大于“不设超高的最小半径”时可省略缓和曲线。

1.曲率连续变化，便于车辆遵循。

2.离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适。

3.超高横坡度及加宽逐渐变化，行车更加平稳。

4.与圆曲线配合，增加线形美观。一、缓和曲线的作用（一）缓和曲线的基本要求可行性好：它的线形应符合行驶轨迹，它的几何特征应满足汽车轨迹的三条几何特征。缓和性好：是指缓和曲线要有一定长度，如太短，驾驶员操作紧张，旅客不舒适，线形不协调。计算方便，公式简单;便于在设计、施工中使用。二、缓和曲线的基本要求、性质及采用形式假定：

1.汽车为一刚体，转弯时汽车不变形，忽略弹性轮胎的变形。

2.左、右轮差别不计，只研究重心的轨迹。

3.转弯时汽车等速行驶，驾驶员匀速转动方向盘。（二）缓和曲线的性质轨迹方程讨论:回旋线三次抛物线双纽线

n次抛物线正弦形曲线我国《标准》推荐的缓和曲线是回旋线（三）缓和曲线的采用形式三、回旋线作为缓和曲线（一）回旋线的基本方式

1.定义：回旋线是曲率随着曲线长度成比例变化的曲线

2.基本公式：

A回旋线参数，表示回旋线曲率变化的缓急程度。A为长度量纲

3.特点:满足行驶轨迹三条特征的程度（二）回旋线的性质

1.曲率按线形函数增大

A越大，曲率k越小，回旋线变化慢；

A越小，曲率k越大，回旋线变化快.

2.所有回旋线都几何相似

回旋线的形状是相似的，单位回旋线的性质可以代表所有回旋线。

几何要素四、缓和曲线的最小长度及参数（一）缓和曲线的最小长度

1.旅客感觉舒适

2.超高渐变率适中

3.行驶时间不过短设计速度(km/h)1201008060403020缓和曲线最小长度(m)100857060403020（二）缓和曲线参数A值

1.回旋线最小参数值

公路平面线形设计时，不仅可以选定缓和曲线长度，同样也可以选定缓和曲线参数A值。

2.视觉要求A与R的关系R/3≤A≤R

当R接近100m时，取A等于R；当R小于100m时，则取A等于或大于R；在圆曲线较大时，可选择A在R/3左右；如R超过了3000m，可取A小于R/3。（三）缓和曲线的省略

1.在直线与圆曲线间，当圆曲线半径大于或等于“不设超高的最小半径”时；

2.半径不同的同向圆曲线

(1)半径不同的同向圆曲线间，当小圆半径大于或等于“不设超高的最小半径”时，直线与圆曲线间和大圆与小圆间均不设缓和曲线；（2）小圆半径大于表中所列临界曲线半径，且符合下列条件之一时，大圆与小圆间不设缓和曲线：①小圆曲线按规定设置相当于最小缓和曲线长的回旋线时，其大圆与小圆的内移值之差不超过0.10m。②设计速度≥80km/h时，大圆半径（R1）与小圆半径（R2）之比小于1.5。③设计速度＜80km/h时，大圆半径（R1）与小圆半径（R2）之比小于2。道路勘测设计

（第五节平面线形设计）

长安大学

长安大学公路学院摘要内容：

平面线形设计原则

1平曲线最小长度

2线形要素组合类型的定义、组合要求

3长安大学公路学院讲课重点：

1.平面线形设计原则；2.小偏角问题；3.线形组合类型中基本形、S形以及卵形曲线等的定义、组合要求以及计算。长安大学公路学院讲课难点：

1.平面线形高低标准之间的均衡与过渡；2.基本形、S形以及卵形曲线等组合类型的组合要求。长安大学公路学院一、平面线形设计一般原则1.平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。

原则：与地形相适应，宜直则直，宜曲则曲，不片面追求直曲。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，片面强调路线要以直线为主或以曲线为主，或人为规定二者的比例都是错误的。

长安大学公路学院

在宽阔的平原微丘区，路线应直捷顺畅。长安大学公路学院在起伏的山岭和丘陵地区，线形以曲线为主。长安大学公路学院在没有任何障碍物的戈壁、草原等开阔地区，应以直线为主。长安大学公路学院2.保持平面线形的均衡与连贯。为使一条道路上行驶的车辆尽量以均匀速度行驶，平面线形各要素应保持连续而均衡，必须避免线形的突变。

①长直线的尽头避免接小半径曲线长直线上汽车行驶速度较高，如果突然遇到小半径曲线，易产生减速不及造成的事故。

事故形态：车辆侧翻到曲线外侧路基或与对向车辆相撞或碰撞路侧护栏。长安大学公路学院

要求：长直线的尽头避免接小半径曲线，特别避免长直线下坡尽头接小半径平曲线。若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。长安大学公路学院②高低标准之间要有过渡同一等级道路上大、小指标间的均衡过渡长直线与小半径曲线之间。相邻的大小半径曲线之间。同一条道路上采用不同计算行车速度设计的路段之间的过渡。在标准变更的相互衔接处前、后一定长度范围内主要技术指标应逐渐过渡，避免产生突变，设计速度高的一端应采用较低的平、纵技术指标，反之则应采用较高的平、纵技术指标，以使平、纵线形技术指标较为均衡。

长安大学公路学院3.回头曲线的设置。回头曲线是在山区越岭线的特别困难地段，以延长展线方式克服高差而采用的一种特殊曲线类型。

回头曲线一般是由一个主曲线、两个辅助曲线和主、辅曲线所夹的直线段组合而成的复杂曲线。长安大学公路学院4.平曲线应有足够的长度①平曲线的最小长度平曲线一般由前后缓和曲线和中间圆曲线共三段曲线组成，每段曲线至少需要3s的时间。基本型曲线：9s行程凸型曲线：6s的行程

平曲线最小长度不得小于下表规定。设计速度(km/h)1201008060403020一般值（m）600500400300200150100最小值（m）200170140100705040长安大学公路学院②小偏角的平曲线长度：

小偏角曲线的问题：设置了较大的半径也容易把曲线长看成比实际的要短，造成急转弯的错觉。

长安大学公路学院小偏角曲线要求的平曲线长度θ≤7°属于小偏角弯道。为保证小偏角曲线有足够的长度，采用α＜7°的曲线外矢距E与α=7°时曲线的E相等时的曲线长为最小平曲线长。设计速度(km/h)1201008060403020平曲线最小长度(m)1400/α1200/α1000/α700/α500/α350/α250/α表中的为公路转角值（度），当＜2°时，按=2°计。长安大学公路学院二、平面线形要素的组合类型1.基本形

（1）定义：当按直线—回旋线（A1）—圆曲线—回旋线（A2）—直线的顺序组合而成线形。当A1=A2时，叫对称基本型；当A1≠A2时，叫非对称基本型，A1:A2应不大于2.0。

长安大学公路学院二、平面线形要素的组合类型

（2）组合要求基本形设计时，为使线形协调，A值的选择最好使回旋线、圆曲线、回旋线的长度以大致接近为宜（但在许多情况下是无法做到的）。长安大学公路学院二、平面线形要素的组合类型2.S形

（1）S形定义：

两个反向圆曲线用两段反向回旋线连接的组合形式。

二、平面线形要素的组合类型

（2）组合要求①S形相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等。达不到时，A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。当A2≤200时，A1与A2之比应小于1.5。②S型的两个反向回旋线以径相连接为宜。当受地形或其它条件限制而不得不插入短直线或两圆曲线的回旋线相互重合时，其短直线的长度应符合下式规定：

L≤（A1＋A2）/40③两圆曲线半径之比也不宜过大，以R1/R2≤1/2为宜(R1、R2分别为大小圆半径，A1、A2分别为大小圆的缓和曲线参数）。

二、平面线形要素的组合类型

（3）S形曲线的计算

已知某公路有两个交点间距为D=328.912m，JD1=K5+250.14，偏角α1=49°15′17″（右偏），半径R1=200m；Ls1

=70m；JD2为左偏，α2=85°39′30。要求：按S型曲线计算确定Ls2、R2，并计算两曲线主点里程桩号。计算步骤：（1）先根据α1、R1、Ls1，计算T1;

（2）T2=D-T2根据S形的组合要求，假定Ls2（3）用T2、LS2、α2计算R2。（4）检查R2是否符合S形的组合要求，如不能，重新调整计算。长安大学公路学院二、平面线形要素的组合类型3.卵形

（1）定义：两同向的平曲线，按直线—缓和曲线（A1）—圆曲线（R1）—缓和曲线（AF）—圆曲线（R2）—缓和曲线（A2）—直线的顺序组合而成的线形。卵形曲线长安大学公路学院二、平面线形要素的组合类型

（2）组合要求：大圆能完全包住小圆而且不是同心圆。卵型曲线用一个回旋线连接两个圆曲线，其公用缓和曲线的参数AF最好在R2/2≤A≤R2范围内（R2为小圆半径）；长安大学公路学院二、平面线形要素的组合类型

（2）组合要求：圆曲线半径之比以满足R2/R1=0.2～0.8为宜；两圆曲线的间距，以D/R2=0.003～0.03为宜，（D为两圆曲线间的最小间距）。长安大学公路学院二、平面线形要素的组合类型4.凸形

（1）定义：两段同向缓和曲线之间不插入圆曲线而径相衔接的组合形式（圆曲线长度为零）（2）组合要求：凸形的回旋线的参数及其连接点的曲率半径，应分别符合容许最小回旋线参数和圆曲线最小半径的规定。连接点附近最小0.3V的长度范围内，应保持以连接点的曲率半径确定的横坡度。

（3）适用条件

只有在路线严格受地形、地物限制处方可采用凸形。长安大学公路学院二、平面线形要素的组合类型5.复合形

（1）定义：将两个以上的同向回旋线在曲率相等处相互连接的线形。

（2）组合要求：复合形的相邻两个回旋线参数之比以小于1：1.5为宜。（3）适用条件复合曲线在受地形条件限制，或互通式立体交叉的匝道设计中可采用。长安大学公路学院二、平面线形要素的组合类型6.C形

（1）定义：两同向回旋线在曲率为零处径相连接（即连接处曲率为0，半径为）的组合线形。（2）适用条件C形曲线仅限于地形条件特殊困难，路线严格受限制时方可采用。

END

道路勘测设计

（第三章纵断面设计）

内容提要纵断面设计纵断面的概念和线形组成要素

。

最大纵坡和最小纵坡；坡长限制和缓和坡段；平均纵坡和合成坡度

。竖曲线平、纵线形组合设计要点

。纵断面设计方法、步骤及设计成果。第一节概述一、一般概况

1、路线纵断面定义：沿中线竖直剖切再行展开的断面。它是一条有起伏的空间线，包括两条线。

地面线：根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面地形的起伏变化情况。设计线：经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后设计人员定出一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。它由直线和曲线组成。

纵断面设计线

直坡段坡度＝两变坡高差/平距上坡为正下坡为负平坡为0坡长：水平距离竖曲线段凸型竖曲线凹型竖曲线半径R长度L（水平距离）竖距h二、设计线路直线的坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。

路线纵断面线形布置包括路基设计标高、纵坡、变坡点。其中路基设计标高，《规范》规定如下：

1.新建公路的路基设计标高：

高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路采用路基边缘标高,在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。

2.改建公路的路基设计标高：一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采用行车道中线处的标高。三、汽车行驶力学与运动学(一).行驶力学1.汽车的行驶阻力2.汽车的驱动力3.汽车的行驶条件1.汽车行驶阻力

（2）道路阻力RR(N)：是由弹性轮胎变形和道路的不同路面类型及纵坡度而产生的阻力，主要包括滚动阻力和坡度阻力。

RR=G·（f+i）汽车在坡度i（倾角α）的道路上行驶时，车重G在平行于路面方向的分力为G·sinα=G·i，上坡时它与汽车前进方向相反，阻碍汽车行驶；而下坡时与前进方向相同，助推汽车行驶。

汽车行驶阻力：空气阻力、滚动阻力、坡度阻力和惯性阻力。

（1）空气阻力Rw(N)：汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力，车后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进，总称为空气阻力。由空气动力学知，Rw=KρAvn

/2，取空气密度ρ=1.2