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1、工学第四章第三节 城市道路平面线形规划设计 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、平面设计原则及主要内容一、平面设计原则及主要内容一、平面设计原则及主要内容一、平面设计原则及主要内容v城市道路平面设计城市道路平面设计是根据城市道路系是根据城市道路系统规划和详细规划确定道路中心线的统规划和详细规划确定道路中心线的具体位置；按照标准横断面和道路两具体位置；按照标准横断面和道路两旁地形、用地、建筑、管线等要求，旁地形、用地、建筑、管线等要求，详细布置道路红线
2、范围内道路各组成详细布置道路红线范围内道路各组成部分，包括道路排水设施、城市公共部分，包括道路排水设施、城市公共交通停靠站台等其他设施和交通划线交通停靠站台等其他设施和交通划线的布置在内；确定各路口、交叉口、的布置在内；确定各路口、交叉口、桥涵的具体位置和设计标准、类型、桥涵的具体位置和设计标准、类型、控制尺寸等。控制尺寸等。v 道路平面线形规划可划分为总体规划、详细规划两个道路平面线形规划可划分为总体规划、详细规划两个阶段。总体规划阶段的道路线形规划主要是根据城市主阶段。总体规划阶段的道路线形规划主要是根据城市主要交通联系方向确定道路中心线要交通联系方向确定道路中心线,并进一步确定城市路网；
3、并进一步确定城市路网；详细规划阶段的城市道路市道路平面线形规划设计一般详细规划阶段的城市道路市道路平面线形规划设计一般在城市路网规划基础上进行，需要进一步确定道路用地在城市路网规划基础上进行，需要进一步确定道路用地范围内的其他各类线形。范围内的其他各类线形。在城市道路规划中，经常会碰到山体、丘陵、河流在城市道路规划中，经常会碰到山体、丘陵、河流和需要保留的建筑，有时还需要避开不宜建设的地质条和需要保留的建筑，有时还需要避开不宜建设的地质条件，所以城市道路不可避免要发生转折。这种情况同样件，所以城市道路不可避免要发生转折。这种情况同样会发生在公路设计中，但城市道路的转折点多发生在交会发生在公路设
4、计中，但城市道路的转折点多发生在交叉口附近，经常以折线形式出现。这样可以减少道路弯叉口附近，经常以折线形式出现。这样可以减少道路弯道，并将交叉口、弯道对车速的影响降到最低，起到提道，并将交叉口、弯道对车速的影响降到最低，起到提高行车速度、通行能力的作用，同时也有利于道路两侧高行车速度、通行能力的作用，同时也有利于道路两侧的建筑布置。虽然城市道路路段上的转折较少，但难免的建筑布置。虽然城市道路路段上的转折较少，但难免出现，这就需要根据车辆运行要求设置一些曲线。上述出现，这就需要根据车辆运行要求设置一些曲线。上述情况就构成了城市道路平面设计的主要内容。情况就构成了城市道路平面设计的主要内容。v综上
5、所述，城市道路平面线形规划设计的综上所述，城市道路平面线形规划设计的主主要任务要任务为：根据路网规划确定的道路走向、为：根据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考虑行车视距、路段的加宽和道路超高
6、设置要求。要求。（一）平面设计的原则（一）平面设计的原则（一）平面设计的原则（一）平面设计的原则v1道路平面位置应按城市总体规划道路网布设，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。即平面设计应遵循城市道路网规划。v2道路平面线形设计应与地形、地质、水文等结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。合起来，并应符合各类各级道路的技术指标。v3道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接，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
7、保证措施。行车视距并予以适当的保证措施。v4应根据道路类别、等级，合理地设置交叉口、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、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。公共交通停靠站位置等。v5平面线形标准需分期实施时，应满足近期使用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，使远期工尽可以减少对前期要求，兼顾远期发展，使远期工尽可以减少对前期工程的废弃。工程的废弃。（二）平面设计的主要内容（二）平面设计的主要内容（二）平面设计的主要内容（二）平面设计的主要内容v1平面线形设计，包括直线、圆曲线、缓和曲线平面线形
8、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各自的设计及其组合设计，同时要考虑行车视距问题。题。v2弯道部分的特别设计，如弯道加宽、弯道超高弯道部分的特别设计，如弯道加宽、弯道超高等。等。v3沿线桥梁、隧道、道口、平面交叉口、广场和沿线桥梁、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。面布置、路侧带缘石断口的平面布置。v4道路照明及道路绿化的平面布置。道路照明及道路绿化的平面布置。二、道路弯道平曲线半径二、道路弯道平曲线半径二、道路弯道平曲线半径二、道路弯
9、道平曲线半径v平面线形平面线形是指道路中心线在平面上的投影线是指道路中心线在平面上的投影线形，一般由直线和平面曲线（简称平曲线）形，一般由直线和平面曲线（简称平曲线）组成。组成。v道路平面曲线经常采道路平面曲线经常采用的是圆曲线。用的是圆曲线。v1、平曲线构成要素、平曲线构成要素汽车在弯道上的受力分析v2、平曲线半径的确定、平曲线半径的确定 通过对汽车在弯道上行驶时的受力分析，可知通过对汽车在弯道上行驶时的受力分析，可知汽车重力作用于路面，通过车轮产生横向摩擦力，汽车重力作用于路面，通过车轮产生横向摩擦力，如果横向摩擦力大于或等于离心力（如果横向摩擦力大于或等于离心力（C）汽车就不）汽车就不会
10、发生滑移。汽车设会发生滑移。汽车设 计的原因，汽车在曲线上行计的原因，汽车在曲线上行驶时，抗倾覆能力高于抗滑移能力。因此只需通过驶时，抗倾覆能力高于抗滑移能力。因此只需通过横向摩擦力与离心力的分析就可以计算出不同车速横向摩擦力与离心力的分析就可以计算出不同车速与路面情况下的最小弯道曲线半径。与路面情况下的最小弯道曲线半径。确定圆曲线最小半径，必须综合考虑机动车确定圆曲线最小半径，必须综合考虑机动车辆在曲线上行驶的稳定性、乘客的舒适程度、车辆辆在曲线上行驶的稳定性、乘客的舒适程度、车辆燃料消耗和轮胎磨损等各方面的因素。燃料消耗和轮胎磨损等各方面的因素。v（1）抗滑稳定性要求）抗滑稳定性要求 当车
11、辆在设置有超过的车道上行驶时，式中当车辆在设置有超过的车道上行驶时，式中的的 应为应为v（2）乘客舒适要求）乘客舒适要求v横向力系数不宜超过横向力系数不宜超过0.150.20，多以，多以0.15为为最大控制数值最大控制数值.v（3）运营经济要求）运营经济要求v综合上述三个方面的分析，在拟定各级道路的圆曲线综合上述三个方面的分析，在拟定各级道路的圆曲线最小半径数值时，可采用理论公式计算最小半径数值时，可采用理论公式计算v3.不设超高的圆曲线允许半径不设超高的圆曲线允许半径v4.圆曲线半径的选择圆曲线半径的选择v道路平曲线半径主要取决于设计车速道路平曲线半径主要取决于设计车速V，同时要考虑地形、，
12、同时要考虑地形、地物所允许道路通过的（视距）空间条件，在满足这两个地物所允许道路通过的（视距）空间条件，在满足这两个条件的情况下，一般尽可能选用较大的曲线半径。条件的情况下，一般尽可能选用较大的曲线半径。v当当R125m时，时，R取取5的倍数；的倍数；当当125mR 150m时，时，R值取值取10的倍数；的倍数；当当150m 500m时，时，R值取值取100的倍数。的倍数。平曲线半径道路等级主干道次干道住宅区街坊道路最小平曲线半径（m）150250701004060不设超高的平曲线允许半径（m）5001500150250100200例：例：某中等城市某中等城市II级城市道路，设计车速为级城市道
13、路，设计车速为35km/h路线须跨路线须跨越一河流，要求桥头至少有越一河流，要求桥头至少有50m的直线段，由桥头到路线转的直线段，由桥头到路线转折点的距离已知为折点的距离已知为100m，转角为，转角为44度，如下图，试求路中线度，如下图，试求路中线最大可能的平曲线半径值。最大可能的平曲线半径值。解：切线长：解：切线长：T=10050=50（m）由此可知：由此可知：RmaxTctg44/2=50 ctg44/2=124（m）取取R=120m 满足设计车速所需的平曲线半径公式：满足设计车速所需的平曲线半径公式：R=V/127（i）（）（0.1，i 0.02）R=120m 由此可知：按设计要求实地所
14、能提供的最大径值由此可知：按设计要求实地所能提供的最大径值 为为120m，正好等于设计车速所需的半径，正好等于设计车速所需的半径120m，所以选用。所以选用。v2.某城市某城市I级主干道，红线宽级主干道，红线宽度为度为40m，设计车速为，设计车速为60kmh,路线必须在一山路线必须在一山麓与河滨中间转折，转折角麓与河滨中间转折，转折角为为16 ，山麓与河滨的间距，山麓与河滨的间距只有只有46m，转折点，转折点IP到到A点点距离为距离为26m，离，离B点为点为20m(如图如图)。试求该路中线。试求该路中线最大可能的平曲线半径值。最大可能的平曲线半径值。5.5.超高超高超高超高v当平面弯道的设计受
15、到地形、地物的限制，不能按当平面弯道的设计受到地形、地物的限制，不能按照设计车速照设计车速V、横向力系数、横向力系数 和常规的坡度选用适和常规的坡度选用适宜的曲线半径时，就必须改变道路横坡，以保证车宜的曲线半径时，就必须改变道路横坡，以保证车辆行驶的安全。一般常将道路外侧抬高，使道路横辆行驶的安全。一般常将道路外侧抬高，使道路横坡呈向内侧倾斜的单向横坡，称为坡呈向内侧倾斜的单向横坡，称为超高超高。v超高横坡度超高横坡度v道路设置超高后，需要有一个变坡的路段，道路设置超高后，需要有一个变坡的路段，称为超高缓和段。称为超高缓和段。v超高缓和段长度超高缓和段长度vB路面宽度路面宽度v 由于超高而引起
16、的道路外侧增加的纵坡，由于超高而引起的道路外侧增加的纵坡，一般一般 0.50.51.01.0；山区；山区 2.02.06.6.弯道加宽弯道加宽弯道加宽弯道加宽v汽车在曲线上行驶时所占用的行车宽度比在路汽车在曲线上行驶时所占用的行车宽度比在路段上行驶的宽度大。所以，对于圆曲线半径段上行驶的宽度大。所以，对于圆曲线半径R250m250m的城市道路的曲线路段的车行道需的城市道路的曲线路段的车行道需要考虑加宽。每条车道加宽值：要考虑加宽。每条车道加宽值：v加宽缓和段不小于加宽缓和段不小于10m10m。7.7.缓和曲线缓和曲线缓和曲线缓和曲线v在城市快速路、高速公路及一、二级公路设计中，在城市快速路、高
17、速公路及一、二级公路设计中，为了避免行车时由于曲率变化而引起的离心力的突为了避免行车时由于曲率变化而引起的离心力的突变，需要在直线进入圆曲线之间设置符合汽车转向变，需要在直线进入圆曲线之间设置符合汽车转向行驶实际轨迹，并使离心力逐渐增加的缓和曲线。行驶实际轨迹，并使离心力逐渐增加的缓和曲线。v设计缓和曲线必须满足的两个条件：设计缓和曲线必须满足的两个条件：有足够的长度有足够的长度 有合理的曲线形式有合理的曲线形式v（1）缓和曲线的长度缓和曲线的长度 实际使用时采用实际使用时采用5的倍数。的倍数。v（2）缓和曲线的形式缓和曲线的形式 回旋线是缓和曲线的常用形式，其可变曲率半径：回旋线是缓和曲线的
18、常用形式，其可变曲率半径：（3）缓和曲线的作用）缓和曲线的作用 1）曲率连续变化，便于曲率连续变化，便于车辆遵循车道行驶车辆遵循车道行驶2）离心加速度逐渐变离心加速度逐渐变 化，旅客感觉舒适化，旅客感觉舒适3）超高横坡度逐渐变超高横坡度逐渐变 化，行车更加平稳化，行车更加平稳4）与圆曲线配合得与圆曲线配合得 当，增加线形美观当，增加线形美观8.8.行车视距行车视距行车视距行车视距v 所谓行车视距是指机动车辆行驶时，驾驶人所谓行车视距是指机动车辆行驶时，驾驶人员保证交通安全必须保持的最短距离。员保证交通安全必须保持的最短距离。行车视距与机动车制动效率、行车速度和驾行车视距与机动车制动效率、行车速
19、度和驾驶人员所采取的措施有关。驶人员所采取的措施有关。行车视距一般分为停车视距、会车视距和超行车视距一般分为停车视距、会车视距和超车视距。车视距。v（1）停车视距：是指汽车行驶时，驾驶人）停车视距：是指汽车行驶时，驾驶人 自自发现道路前方障碍物至到达障碍物前安全停车发现道路前方障碍物至到达障碍物前安全停车止所需的最短行车距离。止所需的最短行车距离。驾驶员发现情况准备制动这一过程的反应距离 S1 辆制动后的刹车距离 S2 保证安全不致车辆与障碍物相撞的安全距离 S3 S停 S1 S2 S3S1S2 S3v（2）会车视距：指当两辆汽车在同一条行车）会车视距：指当两辆汽车在同一条行车道上相对行驶，发
20、现时来不及或无法错车，只道上相对行驶，发现时来不及或无法错车，只能双方采取制动措施，使车辆在未相撞之前安能双方采取制动措施，使车辆在未相撞之前安全停车的最短距离。全停车的最短距离。双方司机反应时间所行驶的距离 S11和 S21 双方汽车的制动滑行距离 S12 和 S22 保证两车不相撞的安全距离 S0 S会 S11S12 S0S22S21S11S12S21S22 S0v（3）超车视距：指汽车行驶时为超车前车所超车视距：指汽车行驶时为超车前车所必须的视距。必须的视距。加速行驶距离 S1 超车汽车在对向车道上行驶的距离 S2 超车完成时，超车汽车与对向汽车之间的安全距离S3 超车汽车从开始加速到超
21、车完成，对向汽车的行驶距离S4 最小超车视距 S2 S3 S4 全超车视距 S1S2 S3 S4S1 S2S3S4 S2最小超车视距全超车视距三、城市道路平面设计步骤三、城市道路平面设计步骤三、城市道路平面设计步骤三、城市道路平面设计步骤1.初步拟定平面线形初步拟定平面线形 在平面定线之前，应首先明确道路走向，道路走向应在平面定线之前，应首先明确道路走向，道路走向应根据城市交通联系、路网规划确定。道路平面线形的初根据城市交通联系、路网规划确定。道路平面线形的初步拟定就是根据道路走向，按照拆迁量、工程经济、车步拟定就是根据道路走向，按照拆迁量、工程经济、车辆运行要求、城市未来发展要求、城市某区块
22、的规划设辆运行要求、城市未来发展要求、城市某区块的规划设计思路等基本要求，合理确定平面线形初步方案。计思路等基本要求，合理确定平面线形初步方案。地形图是城市道路平面设计应当收集必要的基础资料。地形图是城市道路平面设计应当收集必要的基础资料。1:20001:5000的地形图，一般用作道路网规划和的地形图，一般用作道路网规划和走向设计；详细规划中的道路平面设计一般需要走向设计；详细规划中的道路平面设计一般需要1：1000到到1：500的地形图。地形图上一般标有地形、地的地形图。地形图上一般标有地形、地物，可以看出山川河流、建筑物、构筑物、地形标高、物，可以看出山川河流、建筑物、构筑物、地形标高、建
23、筑层数与用途。首先在地形图上可大致定线，在初步建筑层数与用途。首先在地形图上可大致定线，在初步确定平面线形之后，还应当进行现场踏勘，进一步确定确定平面线形之后，还应当进行现场踏勘，进一步确定道路选线的合理性，并进行多方案比较。道路选线的合理性，并进行多方案比较。2.选用弯道平曲线半径选用弯道平曲线半径 在道路平面线形确定之后，在道路平面线形确定之后，首要任务首要任务是确定道路是确定道路级别与设计车速；然后初步估算曲线半径；然后查阅级别与设计车速；然后初步估算曲线半径；然后查阅城市道路平曲线半径参考值，确定应采用的曲线半径。城市道路平曲线半径参考值，确定应采用的曲线半径。如果实际允许的曲线半径小
24、于曲线半径参考值，就应如果实际允许的曲线半径小于曲线半径参考值，就应当借助公式计算必须的超高设置。当借助公式计算必须的超高设置。在道路线形设计时，小半径曲线还应当考虑曲线在道路线形设计时，小半径曲线还应当考虑曲线内侧视线障碍的清除。对于上下分行的道路应当采用内侧视线障碍的清除。对于上下分行的道路应当采用停车视距进行检验，对于上下混行的道路应当采用会停车视距进行检验，对于上下混行的道路应当采用会车视距进行校验。另外，还应当清除驾驶员视线上方车视距进行校验。另外，还应当清除驾驶员视线上方的障碍物。通常小汽车驾驶员的视线高度为的障碍物。通常小汽车驾驶员的视线高度为1.1到到1.2米左右，卡车较高，所
25、以一般去除米左右，卡车较高，所以一般去除1.2减去减去y米以上的米以上的障碍物。一般根据车辆最内侧行驶轨迹，用视距长障碍物。一般根据车辆最内侧行驶轨迹，用视距长S绘绘制许多弦线，再连接与弦线相切的包络线，然后将视制许多弦线，再连接与弦线相切的包络线，然后将视线外的桩号相应平移位置，转绘到相应的道路横断面线外的桩号相应平移位置，转绘到相应的道路横断面上去，这样就可以顺序确定桩号断面的清除范围。上去，这样就可以顺序确定桩号断面的清除范围。v 在计算确定平曲线半径时，为了道路测设方便，在计算确定平曲线半径时，为了道路测设方便，应当对计算数值取整，当应当对计算数值取整，当R125米时，按米时，按5的倍
26、的倍数取整；当数取整；当125R150米时，按米时，按10的倍数取的倍数取整；当整；当150R250米时，按米时，按50的倍数取整；的倍数取整；当当1000R米时，按米时，按100的倍数取整。的倍数取整。3.编制里程桩编制里程桩 道路平面直线段、曲线段确定之后，应从路线道路平面直线段、曲线段确定之后，应从路线起点，按每起点，按每20米、米、50米或米或100米距离（建成区等米距离（建成区等建筑密集段距离一般小一些，郊区与城市新区距离建筑密集段距离一般小一些，郊区与城市新区距离可大一些）依前进方向顺序编列里程桩号；对曲线可大一些）依前进方向顺序编列里程桩号；对曲线起点、中点、终点以及桥涵人工构筑
27、物、道路交叉起点、中点、终点以及桥涵人工构筑物、道路交叉口等特征点编列加桩。各桩号一般自西向东或自南口等特征点编列加桩。各桩号一般自西向东或自南向北排列。向北排列。4.确定道路红线确定道路红线 道路红线指道路用地与其他用地的界限。道道路红线指道路用地与其他用地的界限。道路红线宽度与道路的等级、功能有关。可通过城市路红线宽度与道路的等级、功能有关。可通过城市总体规划确定，对于城市规划文件未涉及的路段应总体规划确定，对于城市规划文件未涉及的路段应根据城市发展布局、城市交通组织，参照根据城市发展布局、城市交通组织，参照城市道城市道路交通规划设计规范路交通规划设计规范确定合理的道路宽度。确定合理的道路宽度。5.绘制平面图绘制平面图 先在现状地形图上（用细的点划线），然后先在现状地形图上（用细的点划线），然后用粗实线绘出道路红线、车行道线、车行道与人行用粗实线绘出道路红线、车行道线、车行道与人行道分界线；并进一步绘出绿带分隔线以及各种交通道分界线；并进一步绘出绿带分隔线以及各种交通设施，如交通岛公交停靠站台、停车场的位置。此设施，如交通岛公交停靠站台、停车场的位置。此外，还应标明建筑主要出入口，对于交叉口需要表外，还应标明建筑主要出入口，对于交叉口需要表明转弯半径、中心岛尺寸、交通信号设施的具体位明转弯半径、中心岛尺寸、交通信号设施的具体位置。置。