（交通运输）道路运输的
特点
道路运输的特点:机动灵活、直达运输，客运优势大；适应性强、服务面广、时间随意性大;
交通设施限制少、可伸展至任意地区;投资少、资金周转快、社会效益显著;为其他运输方式集散、接运客货；技术特性
简单，车辆易于驾驶，燃料贵，服务人员多，单位运量较小，成本偏高
道路发展史:古代:牛、马车道→驰道（秦朝）→丝绸之路（BC2世纪）→道路网（唐朝）→全国道路系统(清代)。
近代:从 1906年广西友谊关修建第一条公路，到 1949年底，全国公路里程仅有 万公里。
现代:新中国成立以后，公路建设迅速发展；1978年底通车公路里程达 88万公里，2007年底总里程达到 万公
里。高速公路发展迅速（1988年），2007年底高速公路通车里程将达到 万公里。十一五规划，2020年，达到 10万
公里左右，基本建成国家高速公路网。
道路现状分析:公路数量少,通达深度不够路网等级低、路面质量差、标准低发展不平衡通行能力低服务水平低道路发展
规划:公路主骨架（国道主干线），水运主通道港站主枢纽和支持保障系统五纵七横（五条纵线、七条横线）“7918”高
速公路网（7条射线、9条纵线、18条横线）
道路分类 1公路：国道、省道、县道 2城市道路：城市内部，市政设施组成部分 3厂矿道路：厂内外露天矿山道路，专
用 4林区道路：林业运输工具 5乡村道路：不列入公路等级，供行人和农业运输工具使用。
公路分级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路
公路分级 1高速公路汽车专用公路：分向、分车道行驶，全部控制出入，四车道及四车道以上，立体交叉；
四车道：折合小客车的年平均日交通量 25000~55000辆；六车道：折合小客车的年平均日交通量 45000~80000辆；八车
道：折合小客车的年平均日交通量 60000~100000辆\
2、 一级公路汽车分向、分车道上行驶，根据需要控制出入口的多车道；四车道：折合小客车的年平均日交通量
15000~30000辆；六车道：折合小客车的年平均日交通量 25000~55000辆；连接高速公路、大中城市城乡结合部、开发
区经济带及人烟稀少地区的干线公路。
3、二级公路汽车行驶的双车道公路；双车道：折合小客车的年平均日交通量 5000~15000辆；为中等以上城市的干线公
路或通往大工矿区、港口、机场的公路；混合交通量大的路段，可设置慢车道供非汽车交通行驶。
4、三级公路汽车行驶的双车道公路；双车道：折合小客车的年平均日交通量 2000~6000辆。
5、四级公路汽车行驶的双车道或单车道公路；双车道：折合小客车的年平均日交通量 2000辆以下；
单车道：折合小客车的年平均日交通量 400辆以下
道路技术标准技术标准：在一定自然环境条件下，能保持车辆正常行驶性能所采用的技术指标体系。
1、公路等级选用的基本原则根据公路功能、路网规划、交通量、地区的综合运输体系、远期发展规划等，经论证后确
定。国家及省属干线公路选用高速公路、一级公路或二级公路。交通量不大的干线公路或一般县乡公路选用三级公路。
交通量小的县乡公路可选用四级公路。预测交通量介于一级公路与高速公路之间时：
（拟建干线公路，宜选用高速公路；拟建集散公路，宜选用一级公路；）一条道路可采用不同的车道数和等级，但变更
地点应合适：交通量变化大，驾驶员能够明显判断，交叉口等处。且设主要技术指标过渡段。同一设计路段（设计车速
相同的路段）长度：高速公路不小于 15km；一、二级不小于 10km；（控制频繁变更）
2、各级公路设计交通量的预测高速公路和主干线功能的一级公路按 20年预测；集散功能的一级公路，二、三级公路按
15年预测；设计交通量的起算年为该项目可行性研究报告中的计划通车年；
充分考虑道路范围内远期社会、经济的发展和综合运输体系的影响；
四、城市道路分类、分级（一）城市道路分类 1快速路：为城市中大量、长距的快速交通服务
（分隔带、部分或全部控制出入口、立体交叉，过街利用天桥或地道。）
2主干路：联系城市主要分区，城市骨架（机非分离，扩大口交叉、沿线不宜设大量人流的公共建筑，街坊出入口设于
支路上）3次干路：与主干路结合形成城市道路网，服务功能（可不设机非分离、允许吸引人流的公共建筑、扩大口交
叉或渠化交叉）4支路：为次干路与居民区、工业区、市中心区等内部道路的连接线，解决局部交通，服务功能。（不得
与快速路相接，与其交叉时应采用分离式交叉口）
二、 城市道路分级
1除快速路以外，各类道路划分为三级（大城市应采用各类道路的一级标准，中等城市应采用各类道路的二级标准，小
城市应采用各类道路的一级标准）
2城市大小按照非农业人口总数划分：大城市：50万以上，中等城市：20～50万，小城市：20万以下
3选用城市道路等级时，受地形限制的山城可降低一级，特殊发展的中小城市可提高一级，特殊情况，特别论证
4城市道路设计年限：快速路、主干路为 20年，次干路为 15年，支路为 10～15年
道路设计控制一、设计车辆 1、种类小客车：抗滑性载重汽车：路基路面、纵坡、坡长
鞍式列车：转弯半径铰接车：控制城市道路用地
2、交通量换算代表车型与车辆折算系数代表车型小客车中型车大型车拖挂车
标准规定：标准车型为小客车 折算系数
载重要求小于 2t2~7t7~14t大于 14t
二、设计车速（计算行车速度）1、设计速度：是指在气候条件良好，交通量正常，汽车行驶只受公路本身条件影响
时，驾驶员能够安全、舒适驾驶车辆行驶的最大速度。最重要的技术指标 2、设计速度的规定
公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路
设计速度（km/h）1201008010080608060403020
3、设计速度的选用（1）高速公路作为重要的干线公路，或者交通量大，或者位于地形地质条件良好的地段，宜采用
120或 100km/h；当受自然条件限制时，可选用 80km/h；特殊困难的局部路段，可采用 60km/h，但长度不宜大于 15km；
仅限于相邻两互通式立体交叉之间，与其它相邻路段的设计速度应大于 80km/h。
（2） 一级公路作为干线公路且干扰少时，宜采用 100km/或 80km/h；一级公路作为混合交通量大的集散公路时，宜采
用 80km/h或 60km/h。
（3） 二级公路作为干线公路或城市间的干线公路时，宜采用 80km/h；
作为集散公路时，宜采用 60km/h；位于地形、地质等自然条件复杂的山区时，宜采用 40km/h。
（4）三级公路作为干线公路时，可用 40km/h；作为县乡公路或位于地形等条件限制的路段，可选用 30km/h
（5）四级公路：20km/h城市道路的各类道路的设计速度见表 1-4，条件允许宜取大值
4、运行速度（1）定义：中等技术水平的驾驶员在良好的气候条件下，实际道路状况和交通条件下所能保持的安全速
度。通常采用测定的第 85百分位行驶速度作为运行速度。
（2）设计中的应用：根据设计速度初定道路线形，通过测算模型计算路段运行速度，用速度差控制标准检查和修正线
形，以修正后的运行速度为依据确定路线其他设计指标。
三、交通量 1、设计交通量（规划交通量）定义：拟建道路到预测年限时所能达到的年平均日交通量。
计算公式：式中：—预测年的平均日交通量，辆/d；
—起始年平均日交通量，辆/d；计划通车年—年平均增长率，%；—预测年限（20年，15年，10年）
设计交通量确定道路等级，论证道路的计划费用，道路结构设计的依据，不直接用于道路几何路线设计
2、设计小时交通量小时交通量：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时的依据 D：
方向不均匀系数 ～:设计小时交通量系数
四、通行能力确定道路等级，规模，主要技术指标和几何线形要素的依据
1、基本通行能力：指在理想条件下，单位时间内一条车道或一条车道某一路段可以通过的小客车最大数，是计算各种
通行能力的基础。
计算方法：车头时距：C=3600/tt为连续车流平均车头间隔时间（s）。
车头间距：C=1000V/l式中：V—车速，km/h；l—连续车流平均车头间隔距离(m)。
3、设计通行能力道路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断面可以通过的最大车辆数。
道路服务水平：从小交通量自由流至交通量达到可能状态的限制车流这一运行条件范围分为四级（一、二、三、四）服
务水平
公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路
服务水平二级二级三级三级---------
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：由可能通行能力乘以与该路服务水平相应的交通量和基本通行能力之比（V/C）得到。
V/C值小，则最大服务交通量小，车流运行条件好，服务水平就高；
AADT
kDAADTDDHV
V/C值大，则服务交通量大，车流运行条件差，服务水平低。
五、公路建筑限界与公路用地 1、建筑限界公路建筑限界又称净空，是为保证车辆、行人的通行安全，对公路和桥面上
以及隧道中规定的一定的高度和宽度范围内不允许有任何障碍物侵入的空间界限。它由净高和净宽两部分组成。2、公
路用地公路用地是指为修建、养护公路及其沿线设施而依照国家规定所征用的土地。
一、公路的基本组成
1、线形组成：平面：直线+曲线纵断面：坡度线+竖曲线
2、结构组成：路基路面+排水工程+防护工程+特殊构造物+交通设施（照明、标志、绿化…)
二、城市道路组成机动车道+非机动车道+人行道+绿化带+沿街沟渠+地下管线+交通安全设施+沿街地面设施
三、城市道路网结构形式、特点 1、方格网式：适：地势平坦、中小城市或大城市的局部优点：布局整齐、便于建筑布
置和方向识别、交通组织便捷缺点：对角线交通组织不便（可设对角线方向的干道）
2、环形放射式：适：大城市或特大城市优：利于市中心和各分区、郊区的联系
缺点：交通组织不便街坊形式不规则，市中心交通集中（可设两个以上的中心或将放射干道分别止于二环、三环）
3、自由式道路网：式山丘城市优：可利用地形，节约工程造价缺：非直线性系数大、不规则街坊多、建筑用地分散
４、混合式道路网：以上三种形式的组合，且以方格网式与环行放射式的混合应用广泛．
四、红线规划 1、红线：划分城市道路用地和城市建筑用地、生产用地及其他备用地的分界控制线作用：控制街道两侧
建筑不能侵入道路规划用地、具体单项工程的设计依据、城市各种公用设施、各项管线工程的用地依据
2、红线设计内容：⑴宽度：道路总宽（由其功能、性质决定其横断面的形式⑵位置：①新区：城市总平面图定案—确
定路中心线的位置—画出红线宽度—定红线位置②旧区：近期辟筑达规划宽度（少数）逐步改建逐步形成（瓶颈、新陈
代谢）
⑶定位原则：①尽量同现有道路平行（避免与管线斜交叉）②近期一次辟筑或拓宽至规划宽度者，以一侧拓宽为宜
③长期控制逐步形成的道路：中心不动，两侧建筑平均后退④两侧都有永久性建筑，根据结构打通底部，做人行道处理
⑷确定交叉口形式⑸确定控制点的坐标、标高
第三章平面设计
1、基本概念路线：道路中心线的空间位置平面：路线在水平面上的投影纵断面：沿中心竖直剖切再行伸展
横断面：中线上任意一点的法向切面
2、路线设计步骤:平面设计→纵断面设计→横断面设计
3、平面设计的基本要求⑴汽车行驶轨迹：曲线、曲率、曲率的变化率连续⑵平面线形三要素：直线、圆曲线、缓和曲
线⑶平面设计的内容：合理确定平面线形三要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，并使其与地形，地物，环
境，景观等协调⑶主流的平面线形组合：过去：直线+短曲线现在：以曲线为主，连以缓
一、直线的线形特征 1．具有路线短捷、缩短里程和行车方向明确的特点。直线具有视距良好、行车快速、易于排水等
特点。2．已知两点就可以确定一条直线，因而直线线形简单，容易测设。3．直线型公路给人以简捷、直达、刚劲的良
好印象，在美学上有其自身的视觉特点。4．直线难以与地形及周围环境相协调。采用过长的直线会破坏自然景观，并
易造成大挖大填，工程的经济性也较差。
5．从行车的安全和线形美观来看，过长的直线，线性呆板，行车单调，安全性较差。
二、直线长度限制 1、直线最大长度由于长直线的安全性差，因此在运用直线线形并确定其长度时，必须持谨慎态度。
最大长度值尚处研究中，总的原则是：公路线形应与地形相适应，与景观相协调，直线的最大长度应有所限制，当采用
长直线时，为弥补景观单调的缺陷，应结合具体情况采取相应的技术措施。
我国：城镇及其附近或其他景色有变化的地点大于 20v是可以接受的，景色单调处最好控制在 20v以内，特殊条件下应
特殊处理，不宜作出某种限制。不能片面追求长直线。日本：20v，俄罗斯：8km，美国：
2、直线的最小长度 1）同向曲线间的直线最小长度①同向曲线是指两个转向相同的相邻曲线间以直线形成的平面的线
形。②同向曲线间直线长度就是指前一曲线的终点至后一曲线的起点之间的长度。③《规范》规定，当设计速度
≥60km/h 时，同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 6倍为宜；当设计速度≤40km/h
时，可参照上述规定执行；受条件限制时，宜将同向曲线改为大半径曲线或者将两曲线作成复曲线、卵形曲线或者 C曲
线 2）反向曲线间的直线最小长度反向曲线是指两个转向相反的相邻曲线间以直线或者缓和曲线或者经相连接形成的平
面线形。《规定》规定:①当设计速度≥60km/h 时，反向曲线直线最小长度（以 m计）以不小于设计速度（以 km/h计）
的 2倍为宜；②当设计速度≤40km/h 时，可参照上述规定执行；③当曲线两端设有缓和曲线时，也可以直接相连，构成
S曲线。3）相邻回头曲线间的直线最小长度回头曲线是指山区公路为克服高差在同一坡面上回头展线时所采用的曲线。
《规范》规定：在回头曲线之间，前一回头曲线的终点至后一回头曲线起点的距离宜满足表 3-1的要求回头曲线间最小
直线长度
直线长度一般值(m)低限值(m)
二级公路 200120
三级公路 150100
四级公路 10080
三、直线设计要求 1．适用条件①路线不受地形、地物限制的平原区或山间的开阔谷地；②市镇及其邻近或规划方正的
农耕区等以直线为主体的地区；③为缩短构造物长度以便于施工的长大桥梁、隧道路段；④为争取较好的行车和通视条
件的平面交叉前后；⑤双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供较好条件的超车路段。2、直线运用注意
问题⑴采用直线应特别注意它同地形的关系，在运用直线并决定其长度时，必须持谨慎态度，并不宜采用长直线。若必
须用到长直线时，需考虑其他方式改善视觉疲劳问题。⑵长直线或长下坡尽头的平面曲线，除曲线半径、超高、视距等
必须符合规定要求外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。⑶在长直线上纵坡不宜过大，因为长直线
在陡坡下行时很容易导致超速行车。⑷长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜⑸公路两侧地形过于空旷时，宜采取种植不
同树种或设置不同风格的建筑物、雕塑等措施，以改善单调的景观。⑹关于“长直线”的量化问题。总的原则是：公路
线形应该与地形相适应，与景观相协调，不强求长直线，也不硬性去掉直线而设置曲线。⑺直线长度亦不宜过短，特别
是同向圆曲线间不得设置短的直线。
圆曲线特点 1任意点的曲率半径 R=const，曲率=1/R，测设计算简单。2比直线更能适应地形的变化，多个圆曲线可组
合为复曲线，适应能力更强。3离心力作用对汽车的安全和舒适行不利，半径越小，越危险 4汽车在圆曲线上转弯时多
占路面宽度；5视距条件差，在小半径圆曲线内侧行驶时，视线受到路堑和其他障碍的阻挡。
一、圆曲线的几何要素及计算式圆曲线是公路平面设计中最常用的线形之一。
切线长：T=R·tanα曲线长：L=Rα外距：E=R（secα－1）切曲差：J=2T－L
式中：T—切线长，m；L—曲线长，m；E—外距，m；J—切曲差（或校正值），m;R—圆曲线半径，m；α—转角，（°）
二、圆曲线半径的计算公式与影响因素汽车在圆曲线上行驶的力平衡：无超高时：有超高时：μ—横向力系数:单位车
重的横向力
二、圆曲线半径的计算公式与影响因素根据汽车行驶在曲线上的力的平衡式得到
式中：R—圆曲线半径，m；V—行车速度，km/h；μ—横向力系数；ib—超高横坡度，%。
在指定车速 V下，最小决定于容许的最大横向力系数和该曲线的最大超高
对这些因素讨论如下：横向力系数超高横坡度
1．关于横向力系数横向力系数可近似为单位车重上受到的横向力。横向力的存在对行车产生不利影响，而且越大越不
利，主要表现在以下几方面：考虑汽车行驶的横向稳定性考虑驾驶员操作
考虑燃料消耗和轮胎磨损考虑乘车的舒适性
（1）考虑汽车行驶的横向稳定性①汽车在圆曲线上行驶的稳定性包括横向倾覆稳定性和横向滑移稳定性。②汽车在设
计和制造时，已充分考虑横向倾覆稳定性，在正常装载和行驶情况下，不会在横向上产生倾覆。③在平曲线设计过程
中，主要考虑横向滑移稳定性，即保证轮胎不在路面上产生滑移：（f—轮胎与路面间的摩阻系数）
（2）考虑驾驶员操作弯道上行驶的汽车，在横向力作用下，轮胎会产生横向变形，使轮胎的中间平面与轮迹前进方向
形成一个横向偏移角，致使增加了汽车在方向操纵上的困难，尤其是车速较高时，就更不容易保持驾驶方向上的稳定。
(3）考虑燃料消耗和轮胎磨损由于横向力的影响，行驶在曲线上的汽车比在直线上的汽车的燃料消耗和轮胎磨损都要
大。（4）
考虑乘车的舒适性汽车行驶在弯道上，随横向力系数值的大小不同，乘客将有不同的感受。研究表明：的舒适界限，
由 到 随行车速度而变化，设计中对高、低速路可取不同的数值。
2．超高横坡度（1）最大超高横坡度考虑汽车在公路上的各种状况特别是兼顾快、慢车的行驶安全等必须满足：
(fw—一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻系数）<<规范》对各级公路最大超高横坡度的规定
公路等级高速一级二级三级四级
一般地区/%108
积雪冰冻地区/%6
（2）最小超高横坡度公路的超高横坡度不应该小于公路直线段的路拱横坡度，否则不利于公路的排水，因此有
（il——路拱横坡度）
三、圆曲线最小半径《公路工程技术标准》规定了三种圆曲线最小半径，即：极限最小半径、一般最小半径和不设超
高最小半径。1.极限最小半径是指按设计速度行驶的车辆，能保证其安全行驶的最小半径，是设计采用的极限值。当
μ（）和 ib（8%）都用最大值时，按下述公式计算出“极限最小半径”。
我国《标准》中所制定的极限最小半径，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，一般不能轻
易采用。
设计速度（Km/h）1201008060403020
横向力系数μ
超高值 ib（max）（%）8888888
圆曲线极限最小半径 650400250125603015（m）
2.一般最小半径一般最小半径介于极限最小半径和不设超高最小半径之间。一方面要考虑汽车以设计速度在这种小半
径的曲线上行驶时的安全性、稳定性和旅客有充分的舒适性，另一方面也要注意到在地形比较复杂的情况不会过多的
增加工程数量。确定一般最小半径时，横向力系数μ和超高横坡度 ib没有取到极限最大值，都留有一定的余地
（μ=～，ib=6%～8%）。通常在路线设计时，圆曲线半径应尽量采用大于或等于一般最小半径。
设计速度（km/h）1201008060403020
横向力系数μ
超高值 ib（%）6678766
一般最小半径（m）10007004002001006530
3.不设超高的最小半径在设计速度一定时，当圆曲线半径较大时，离心力就比较小，此时弯道即使采用与直线相同的
双向路拱断面时，离心力对外侧车道上行驶的汽车的影响也很小；不设超高最小半径是判断圆曲线设不设超高的一个
界限，当圆曲线半径大于或等于该公路等级对应的不设超高的最小半径时，圆曲线横断面采用与直线相同的双向路拱
横断面，不必设计超高；反之则采用向内倾斜单向超高横断面形式。
我国《标准》制定了“不设超高的最小半径”，此时横向力系数μ= 和横坡度 i=。
设计速度（Km/h）1201008060403020
不设超高最小半径(m)路拱≤%5500400025001500600350150
路拱＞%7500525033501900800450200
四、圆曲线半径的选用选用圆曲线半径时，应注意以下几点：1．在地形、地物等条件许可时，优先选用大于或等于
不设超高的最小半径。2．一般情况下宜采用极限最小曲线半径的 4～8倍或超高为 2%～4%的圆曲线半径；3.当地形
条件受限制时，应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径；4.在自然条件特殊困难或受其他条件严格限制而不得
已时，方可采用极限最小半径；5.《规范》规定圆曲线最大半径不宜超过 10000m。
缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间，由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线形，是道路平
面线形要素之一。
缓和曲线缓和曲线的主要特征是曲率均匀变化。设置缓和曲线的作用是缓和人体感到的离心加速度的急剧变化，且
使驾驶员容易做到匀顺地操纵方向盘，提高视觉的平顺度，保持线形的连续性。
一、设置缓和曲线的目的和条件 1、设置缓和曲线的目的①有利于驾驶员操纵方向盘②消除离心力的突变，提高舒适
性
③完成超高和加宽的过渡④与圆曲线配合得当，增加线形美观 2、设置缓和曲线的条件
《标准》规定：①直线与小于不设超高的圆曲线最小半径相衔接处，应设置缓和曲线（回旋线）；
②四级公路的直线与小于不设超高的圆曲线最小半径相衔接处，可不设置缓和曲线（回旋线），用超高、加宽缓和段
min,bi
径相连接。
二、缓和曲线的性质
1、汽车转弯时行驶的理论轨迹方程
2、回旋线作为缓和曲线根据回旋线的数学定义：其曲率半径ρ随曲线上某一点至该曲线起点之距离成反比。即：
式中：A为曲率与曲线长度的比例常数；
若令，通过对汽车行驶理论方程与回旋线基本方程的比较可知，它们的形式是相符的，因此《标准》规定缓和曲线采
用回旋线。回旋线参数 A的确定：
式中：R—圆曲线半径 m；Ls—缓和曲线长度 m；
三、缓和曲线最小长度缓和曲线最小长度应满足：使汽车平顺地由直线段过渡到到圆曲线段，并对离心力的增长有一
定的限制；
驾驶员操纵方向盘所需的必要时间以利驾驶员顺适地操纵放向盘；满足道路设置超高与加宽过渡的要求。
1、控制离心加速度增长率（缓和系数），满足旅客舒适要求；
式中：Ls—缓和曲线最小长度,m；V—计算行车速度,Km/h；R—圆曲线半径,m。—:英国：；美国：；我国
~，
2、根据驾驶员操作方向盘所需经行时间有：一般认为汽车在缓和曲线上行驶时间最少 3s，则有：
3、根据超高渐变率适中超高渐变率（即超高附加纵坡）是指超高后的外侧路面边缘纵坡比原设计纵坡增加的纵坡。
《标准》规定了适中的超高渐变率，由此可导出计算缓和段最小长度的计算公式：
4、从视觉上应有平顺感的要求考虑
按视觉考虑，从回旋线起点至终点形成的方向变位最好是 3°～29°之间。由图可知，方向变位角β为：
其中：3°≤β≤29°S1≤LS≤S2
四、直角坐标与缓和曲线常数 1、切线角⑴缓和曲线上任意点的切线角缓和曲线的切线角是指缓和曲线上任意点的切
线与该缓和曲线起点的切线所成夹角。⑵缓和曲线的总切线角
五、有缓和曲线的公路平曲线公路平面线形的基本组合：直线—缓和曲线—圆曲线—缓和曲线—直线。
六、缓和曲线省略条件 1、缓和曲线的省略条件四级公路无论圆曲线半径的大小可不考虑设计缓和曲线。在直线和
圆曲线间当圆曲线半径大于或等于“不设超高最小半径”时，缓和曲线无条件省略。半径不同的圆曲线径相连接
处，应设置缓和曲线，但符合下述条件时可以省略不设缓和曲线小圆半径大于所列“不设超高最小半径”时。小圆
半径大于表所列“小圆临界半径”，且符合下列条件之一时：（小圆曲线按规定设置相当于最小回旋线长的回旋线
时，其小圆与大圆的内移值之差不超过
设计速度≥80Km/h 时，大圆半径(R1)与小圆半径(R2)之比小于 。设计速度＜80Km/h时，大圆半径(R1)与小圆半
径(R2)之比小于 2。）2、在运用回旋线时应注意：为保证视觉的舒顺和协调经验证明：当圆曲线半径 R较大或接近
于 100m时，回旋线参数应取等于 R；当 R小于 100m时，则取 A等于或大于 R。
当圆曲线半径 R较大或接近于 3000m时，回旋线参数 A应取等于；当 R大于 3000m时，则取 A小于
平曲线超高一、平曲线上设置超高的原因和条件平曲线超高概念：为了抵消汽车在曲线路段上行驶时所产生的离心
力，将路面做成外侧高内侧低的单向横坡的形式。设置超高的条件：圆曲线半径小于不设超高的最小半径时。设置超
高的原因：将弯道横断面做成向内倾斜的单向横坡形式，利用重力向内侧分力抵消部分离心力，改善汽车行驶条件。
设置超高的目的：让汽车在平曲线上行驶时能获得一个向圆曲线内侧的横向分力，用以克服离心力，减少横向力，保
证汽车能安全、稳定、舒适和满足计算行车速度地通过圆曲线。
二、圆曲线上全超高横坡度的确定 1、圆曲线上全超高横坡度的确定●超高横坡度：将圆曲线部分的路面做成向内侧
倾斜的单向坡。●全超高：圆曲线起点至圆曲线终点的曲线段超高横坡度值保持定值。●圆曲线超高横坡度：应按公
路等级、计算行车速度、圆曲线半径、路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。●超高横坡度值的计算：
2、圆曲线上的超高横坡度的最大值：为了保证慢车特别是停在弯道上的车辆，不产生向内侧滑移现象，超高横坡度
不能太大。我国《标准》限制了各级公路圆曲线最大全超高值。3、圆曲线上的超高横坡度的最小值：各级公路圆曲
线部分的最小超高横坡度应是该级公路直线部分的路拱坡度
三、超高缓和段 1、超高缓和段设置条件和原因：●汽车从双向横坡的直线段进入设有单向横坡全超高的圆曲线段是
一个突变，不能顺利行车；从立面来看，这个突变也影响美观，所以在直线和圆曲线之间必须设置超高缓和段，完成
从直线双向横坡逐渐过渡到圆曲线上的单向超高横坡，使汽车顺势地从直线驶入圆曲线。
2、超高缓和段形式超高缓和段：从直线上的双向路拱横坡，过渡到圆曲线上具有超高横坡度的单向坡断面所需要的
变化区段。
⑴无中间分隔带公路的超高过渡超高横坡度等于路拱坡度时，将外侧车道绕中线旋转，直至路拱坡度值。
超高横坡度大于路拱坡度时，可采用以下三种方式：绕内边缘线旋转先将外侧车道绕路面未加宽前的中心线旋转，待
达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面绕路面未加宽前的内侧边缘线旋转，直至全超高横坡度值。绕中线旋转先
将外侧车道绕路面未加宽前的路中心线旋转，待达到与内侧构成单向横坡后，整个断面一同绕路面未加宽前的路中心
线旋转，直至全超高横坡度值。
绕外边缘线旋转先将外侧车道绕路面外侧边缘旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待达到单向横坡
后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡值。一般新建公路多用绕内边缘线旋转方式；旧路改建工程多用
绕中心线旋转方式；绕外侧边缘线旋转是一种比较特殊的设计，仅用于某些为改善路容的地点。
⑵有中间分隔带公路的超高过渡有三种形式：绕中央分隔带的中心线旋转先将外侧行车道绕中央分隔带的中心线旋
转，待达到与内侧行车道构成单向横坡后，整个断面一同绕中央分隔带的中心线旋转，直至全超高横坡值。绕中央分
隔带两侧边缘线旋转
将两侧行车道分别绕中央分隔带两侧边缘线旋转，使之各自成为独立的单向超高断面。此时中央分隔带维持原水平状
态。
绕各自行车道中线旋转将两侧行车道分别绕各自的行车道中心线旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央
分隔带两边缘分别升高与降低而成为倾斜断面。
三种超高过渡方式各有优缺点，中间带宽度较窄时可采用绕中央分隔带的中心线旋转；各种中间带宽度的都可以采用
绕中央分隔带的两侧边缘旋转；对于车道数大于 4条的公路可采用绕各自行车道中心线旋转。
3、超高缓和段长度为了行车的舒适、路容的美观和排水的通畅，须设置一定长度的超高缓和段，双车道公路超高缓
和段长度按下式计算：Lc—超高缓和段长度；B—旋转轴至行车道外侧边缘的宽度（m）；△i—超高旋转轴外侧的最大
超高横坡度与原路拱横坡度的代数差；p—超高渐变率（由于逐渐超高而引起外侧边缘纵坡与路线原设计纵坡的差
值）。
4、横断面超高值计算计算公式详见课本 116。
平曲线加宽一、平曲线上设置加宽的原因和条件 1、基本概念平曲线加宽：汽车在曲线上行驶时需要比在直线上行车
更宽的路面以利安全，这种适当拓宽的路面形式即称为平曲线加宽。圆曲线上的全加宽值：汽车进入圆曲线后，其行
驶的车轮转角保持不变时，其圆曲线起点至圆曲线终点的路面加宽值也保持一个定值，这个定值称为圆曲线上的全加
宽值。确定全加宽值的因素：会车时两辆汽车之间的距离；汽车与路面边缘之间的间距；圆曲线的半径、车型、行车
速度。
2、圆曲线上设置加宽的原因汽车在曲线上行驶时，后轴内侧车轮的行驶轨迹半径最小，前轴外侧车轮的行驶轨迹半
径最大，因此，在车道内侧需要更宽一些的行车道以供后轴内侧车轮的行驶轨迹要求，所以需要加宽曲线上的行车
道；
汽车在曲线上行驶时，前轴中心的轨迹并不完全符合理论轨迹而是有较大的摆动偏移，所以也需要加宽曲线上的行车
道，以利车辆摆动偏移时的安全。3、圆曲线上设置加宽的条件我国《标准》规定，当平曲线半径小于或等于 250m
时，应在平曲线内侧设置加宽。4、全加宽值的确定加宽值计算（计算模式如图）①根据汽车交会时相对位置所需的
加宽值
设汽车后轴至前保险杠之距为 d，圆曲线半径 R，有双车道上的加宽值为：②根据不同车速摆动偏移所需的加宽值根
据试验和行车调查，行速引起的汽车摆动幅度的变化值为：③圆曲线上的全加宽值:
④对于有半挂车的汽车，对行车道的加宽要求由牵引车、拖车、汽车摆动幅度的变化值三部分组成，即：
《标准》规定的双车道加宽值和城市道路每条车道的加宽值见 P108
5、加宽的规定与要求平曲线半径等于或小于 250米时，统一在平曲线内侧加宽；四级公路和山岭重丘区的三级公路
采用第一类加宽值，其余各级公路采用第三类加宽值；对于不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第二类加宽
值；加宽应设置在圆曲线内侧且路面和路基一起加宽；由三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。四级公
路路基采用 以上宽度时，当路面加宽后剩余的路肩宽度不小于 时则路基可不予加宽；小于 时则应加
宽路基以保证路肩宽度不小于 。
加宽缓和段 1、加宽缓和段设置原因当圆曲线段设置全加宽时，为了使路面由直线段正常宽度断面过渡到圆曲线段全
加宽断面，需要在直线和圆曲线之间设置加宽缓和段。2、加宽缓和段形式①比例过渡对于二、三、四级公路，采用
在加宽缓和段全长范围内按其长度成正比例增加的方法,即：②高次抛物线过渡对于高等级公路，采用高次抛物线过
渡形式,即：
③回旋线过渡适于高速、一级、二级高等级公路的大城市近郊、桥梁隧道挡土墙等工程构筑物处、设置各种安全防护
设施的路段④
直线与圆弧相切过渡适于四级公路的人工构筑物处 3、加宽缓和段长度①对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段
应采用缓和曲线相同的长度。②对于不设缓和曲线的平曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用于超高缓和段相
同的长度。③对于不设缓和曲线的平曲线，又不设置超高缓和段的平曲线时，其加宽和段长度应按渐变率为 1：15且
长度不小于 10m的要求设置。
一、平面线形设计一般原则平面形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；保持平面线形
的均衡与连贯；应避免连续急弯的线形(注意回头曲线的设计)；平曲线应有足够的长度。(驾驶员操作时间、离心加
速度变化率、转角)。
注：表中的θ角为路线转角值（°），当θ＜2°时，按θ=2°公路转角等于或小于 7°时的平曲线长度对于θ≤7°的小
偏角，其长度应大于下表中规定的“一般值”。当受地形及其它特殊情况限制时，可减短至表中“低限值”。
二、平面线形组合类型可根据具体情况选用下述几种线形组合形式基本型 S型复曲线凸型复合型 C型
1.基本型基本型是按直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线的顺序组合的。两个回旋线的参数值可以根据地形条件设
计成对称型(A1=A2为对称型)或非对称型(A1≠A2 为非对称型)曲线。为使线形连续协调，回旋线—圆曲线—回旋线的
长度之比宜为 1∶1∶1左右，并注意设置基本型的几何条件：α＞2β0(α为圆曲线转角，β0为缓和曲线角)
型两个反向圆曲线用回旋线连接起来的组合线形为 S型。S型相邻两个回旋线参数 A1与 A2宜相等，设计成对称
形。当采用不同的参数时，A1与 A2之比应小于 ，有条件时以小于 为宜。
S型的两个反向回旋线以径相光滑连接为宜，当地形等条件受限必须插入短直线或当两圆曲线的回旋线相互重合时，
短直线或重合段的长度应符合下式规定：L≤(A1+A2)/40 式中：L—反向回旋线间短直线或重合段的长度，m；
A1、A2—回旋线参数。
两圆曲线半径之比不宜过大，以 R2/R1=1～1/3为宜。R1为大圆曲线半径(m)，R2为小圆曲线半径(m)。
3.复曲线(1)直线与两同向圆曲线直接相连形式：两同向圆曲线按直线—圆曲线 R1—圆曲线 R2—直线的顺序组合构
成。
(2)两同向圆曲线两端设置缓和曲线形式：两同向圆曲线按直线—回旋线 A1—圆曲线 R1—圆曲线 R2—回旋线 A2－直
线的顺序组合构成。
(3)卵型用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合形式，称为卵型，按直线—回旋线 A1—圆曲线 R1—回旋线—圆曲线
R2—回旋线 A2—直线顺序组合构成。卵型组合的回旋线参数宜符合下式要求：R2/2≤A≤R2 式中：A—回旋线参数；
R2—小圆曲线半径,(m)；两圆曲线半径之比，以 R2/R1=～为宜。两圆曲线的间距，D/R2=~为宜，以
免曲率变化太大。D为两圆曲线间的最小间距,(m)；
4.凸型两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的线形称为凸型。有：α=2β0(α为圆曲线转角，β0为缓和曲线
角)回旋线最小参数及其连接点的半径应符合容许最小回旋线参数和圆曲线一般最小半径的规定；一般情况不宜采用
凸型。
5.复合型两个及两个以上同向回旋线，在曲率相等处相互连接的形式称为复合型。复合型的两个回旋线参数之比以小
于 1∶ 为宜。仅在受地形或其他特殊原因限制时使用。
型同向曲线的两个回旋线在曲率为零处径相衔接(即连接处曲率为 0，R=∞)的形式称为 C型。C型的线形组合方式
只有在特殊地形条件下方可采用。
第四章纵断面设计
概述：路线纵断面：沿着道路中线竖向剖切然后展开即为路线纵断面。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，反映地面的起伏变化情况。设计线：设计人员从技术上、经济上及美学上等多方面比较后订出的一
条具有不规则形状的几何线，反映道路的起伏变化情况。（设计标高：路基设计标高）①直线：长度、坡度②竖曲
线：半径、水平长度
纵坡及坡长设计 1、汽车行驶与公路纵坡的关系汽车在公路上行驶的阻力空气阻力：汽车在空气介质中行驶，由于迎
面风压力、车前后的空气压力差以及空气质点与车身表面的摩擦等阻碍汽车前进。滚动阻力：汽车在路面上行驶时，
汽车轮胎、路面等发生变形及汽车与路面发生碰撞，会引起汽车功率的损耗。坡度阻力：汽车在有坡度的公路上行驶
时，其自重分力会同汽车行驶方向相同或相反而产生坡度阻力。惯性阻力：汽车变速行驶时，需要克服其质量变速运
动时产生的惯性力和惯性力矩。汽车行驶的条件：各阻力之和≤牵引力≤轮胎与路面之间的附着力。
汽车在坡道上的行驶要求①纵坡度力求平缓；②陡坡宜短，长坡道的纵坡度应加以严格限制；③纵坡度的变化不宜太
多，尤其应避免急剧起伏变化，力求纵坡均匀。
2、最大纵坡、最小纵坡和坡长限制⑴最大纵坡确定最大纵坡应考虑的因素汽车的动力性能；公路等级；自然因素；
其它因素。
纵坡折减高原纵坡（见下表）最大纵坡折减后，如小于 4%时，仍采用 4%。桥梁隧道纵坡：小桥隧同路线，大中桥不
宜大于 4%，两端引线纵坡同桥上。隧道（大于 50米）不宜大于 3%，引线同隧道。非汽车交通量较大的路段纵坡：平
原微丘不大于 2-3%，山岭重丘不大于 4-5%海拔高度（m）3000～4000>4000～50005000以上
折减值（%）123
理想最大纵坡和不限长度的最大纵坡理想最大纵坡：设计车型即载重汽车在油门全开的情况下，持续以理想速度 v1
行驶所能克服的坡度。（v1：低速路为设计车速，高速路为载重汽车的最大速度）
不限长度的最大纵坡：将车速从 v1降低到 v2时等速行驶时克服的最大纵坡（v2为容许速度，不小于设计速度的
1/2-2/3）
⑵最小纵坡：各级公路的长路堑路段、以及其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于 %的纵坡。
当必须设计水平坡（0%）或小于 %的纵坡时，边沟排水设计应与纵坡设计一起综合考虑，其边沟应作纵向排水设
计。
⑶坡长限制最大坡长的限制最大坡长限制：是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距
离。
纵坡越陡，坡长越长，对行车的影响越大。《标准》对各级公路不同陡坡的最大坡长均进行了限制，如表所示。书
P63
陡坡组合坡长当连续陡坡是由几个不同受限坡度值的坡段组合而成时，应按不同坡度的坡长限制折算确定；其连续陡
坡最短坡长应大于规范规定最小坡长。
例：某三级公路，第一坡段纵坡度为 7%，长度为 200m，第二坡段纵坡度为 6%，长度为 200m，若第三坡段采用 4%的
坡度，其坡长最多可设多长？解：第一坡段占坡长限制的 2/5（200/500）；第二坡段占坡长限制的 2/7（200/700）；
则第三坡段可设置：（1－2/5－2/7）×1100=(
最小坡长的限制最小坡长的限制主要是从汽车行驶的平顺性的要求考虑。最小坡长通常以设计行车速度行驶 9～15s
的行程作为规定值。《标准》规定，各级公路最短坡长如下表所示。书 P64
⑷缓和坡段当陡坡长度达到限制坡长时，应安排一段缓坡，用以恢复在陡坡上降低的速度。缓和坡段的作用主要是为
了改善汽车在连续陡坡上行驶的紧张状况，避免汽车长时间低速行驶或汽车下坡产生不安全因素。不同等级的公路其
缓和坡度不同，对于越岭公路《标准》规定缓和坡段的纵坡应不大于 3%，其长度应不得小于最小坡长要求。注意其
平面位置
⑸平均纵坡平均纵坡：是指一定长度的路段纵向所克服的高差与该路段长度的比。平均纵坡是衡量路线线形设计质量
的重要指标之一。《标准》规定二、三、四级公路越岭路线连续上坡（或下坡）路段，相对高差为 200m～500m时，平
均纵坡不应大于 %；相对高差大于 500m时，平均纵坡不应大于 5%。并注意任意连续 3km路段的平均纵坡不宜大于
%。
⑹合成坡度合成坡度：是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。
合成坡度可按矢量关系或勾股定理关系导出：书 65
当陡坡与小半径平曲线相重叠时，在条件许可的情况下，以采用较小的合成坡度为宜。特别是在下述情况的合成坡度
必须小于 8%：
（冬季路面有积雪、结冰地区；自然横坡较陡峻的傍山路段；非汽车交通量比率高的路段。）
各级公路的最小合成坡度不宜小于 %。当合成坡度小于 %时，则应采取综合排水措施，以保证路面排水畅通。
竖曲线设计竖曲线：纵断面上相邻两条纵坡线相交的转折处，为了行车平顺用一段曲线来缓和，这条连接两纵坡线的
曲线叫竖曲线。竖曲线的形状：通常采用圆曲线或二次抛物线两种。在设计和计算上为方便一般采用二次抛物线形
式。凸形、凹形竖曲线：纵断面上相邻两条纵坡线相交形成转坡点，其相交角用转坡角表示。当竖曲线转坡点在曲线
上方时为凸形竖曲线，反之为凹形竖曲线。
1、竖曲线如图所示，设相邻两纵坡坡度分别为 i1和 i2，则相邻两坡度的代数差即转坡角为ω=i1-i2，其中 i1、i2
为本身之值，当上坡时取正值，下坡时取负值。当 i1-i2为正值时，则为凸形竖曲线。当 i1-i2为负值时，则为凹形
竖曲线。
⑴竖曲线基本方程式我国采用的是二次抛物线形作为竖曲线的常用形式。其基本方程为：
若取抛物线参数为竖曲线的半径，则有：书 66
⑵竖曲线要素计算公式切线上任意点与竖曲线间的竖距 h：竖曲线曲线长：竖曲线切线长
竖曲线的外距竖曲线上任意点至相应切线的距离（竖距）：
式中：x—为竖曲线任意点至竖曲线起点（终点）的距离,m；R—为竖曲线的半径，m
凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素缓和冲击前灯照射距离要求跨线桥下视距要求经行时间不宜过短
凸、凹形竖曲线都要受到上述缓和冲击、视距及行驶时间三种因素控制。
⑵竖曲线半径及曲线长度的选择各级公路的竖曲线最小长度和半径规定表 3-6所列，在竖曲线设计时，保证竖曲线半
径要求。
竖曲线极限最小半径是缓和行车冲击和保证行车视距所必须的竖曲线半径的最小值，该值只有在地形受限制迫不得已
时采用。
通常为了使行车有较好的舒适条件，设计时多采用大于极限最小半径 ～倍，该值为竖曲线一般最小值。除了
保证竖曲线半径要求，还必须满足竖曲线最小长度规定。我国按照汽车在竖曲线上以设计速度行驶 3s行程时间控制
竖曲线最小长度。表书 68
3、竖曲线的设计和计算⑴竖曲线设计竖曲线设计，首先应确定合适的半径。在不过分增加工程量的情况下，宜选择
较大的竖曲线半径；只有当地形限制或其它特殊困难时，才选用极限最小半径。
从视觉观点考虑，竖曲线半径通常选用表 3-6所列一般最小值的 ～倍，即如下表所示：
设计速度（km/h）120100806040
竖曲线半径（m）凸形 20000160001200090003000
凹形 1200010000800060002000
相邻竖曲线衔接时应注意：同向竖曲线：特别是两同向凹形竖曲线间如果直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线
形式的竖曲线，避免出现断背曲线。反向竖曲线：反向竖曲线间应设置一段直线坡段，直线坡段的长度一般不小于设
计速度的 3秒行程。
竖曲线设置应满足排水需要。
⑵竖曲线计算：目的是确定设计纵坡上指定桩号的路基设计标高，其计算步骤如下：
计算竖曲线基本要素：竖曲线长：L切线长：T外距：E
计算竖曲线起终点的桩号：竖曲线起点的桩号＝变坡点的桩号－T竖曲线终点的桩号＝变坡点的桩号＋T
计算竖曲线上任意点切线标高及竖距：切线标高＝变坡点的标高±（T-x）×i竖距：y=x^2/2R
计算竖曲线上任意点设计标高：某桩号在凸形竖曲线的设计标高＝该桩号在切线上的设计标高－y
某桩号在凹形竖曲线的设计标高＝该桩号在切线上的设计标高＋y
爬坡车道爬坡车道：是陡坡路段正线行车道外侧增设的供载重车行驶的专用车道。
1、设置爬坡车道的条件《规范》规定：高速公路、一级公路纵坡长度受限制的路段，应对载重汽车上坡行驶速度的
降低值和设计通行能力进行验算，符合下列情况之一者，可在上坡方向行车道右侧设置爬坡车道。(沿上坡方向载重
汽车的行驶速度降低到下表允许最低速度以下时，可设置爬坡车道。上坡路段的设计通行能力小于设计小时交通量
时，应设置爬坡车道。与不设置爬坡车道相比，设置后经济效益和安全性较优时。)表书 72
2、爬坡车道的设计⑴横断面组成爬坡车道设于上坡方向正线行车道右侧。爬坡车道的宽度为 （包括设于其左侧
路缘带的宽度 ）。爬坡车道的路肩和正线一样仍然由硬路肩和土路肩组成，但由于爬坡车道上行驶速度较低，其
硬路肩宽度可以不按正线的安全标准要求设计，一般为 ，而土路肩宽度以按正线要求设计为宜。高速路的爬坡
车道可占用原有硬路肩的宽度，外侧可只设土路肩。窄路肩不能提供停车使用，在长（大于 500m）而连续的爬坡车
道路段上，其右侧应按规定设置紧急停车带。
⑵横坡度爬坡车道的行车速度比正线小，为了行车安全起见，高速公路正线超高坡度与爬坡车道的超高坡度之间的对
应关系见下表所示。爬坡车道的超高坡度表书 73
超高坡度的旋转轴为爬坡车道内侧边缘线。若爬坡车道位于直线路段时，其横坡度的大小同正线路拱坡度,采用直线
式横坡,坡向向外。爬坡车道右侧路肩的横坡度大小和坡向,参照正线与右侧路肩之间关系的有关规定确定.
⑶平面布置与长度爬坡车道的平面布置如下图所示。其总长度由起点处分流渐变段长度、爬坡车道的长度和合流渐变
段长度组成。（爬坡车道的平面布置图可参考书 P73图 3-20所示）起点应设在载重汽车速度降低到最低容许速度处，
终点设置在恢复至最低容许速度处，或者陡坡路段后的延伸附加长度（见表 3-21）的端部。
起点处渐变段长度用来使正线车辆驶离正线而进入爬坡车道，其长度一般取 50～100m，合流段取为 90～200m。
爬坡车道的长度,一般应根据所设计的纵断面线形，通过加、减速行程图绘制出载重车行驶速度曲线，找出小于允许
最低速度的路段，从而得到需设爬坡车道的路段。爬坡车道起、终点的具体位置除按上述方法确定外，还应考虑与线
形的关系，通常应设在通视条件良好容易辨认并与正线连接顺适的地点。
平、纵面线形组合设计公路平面与纵断面的线形组合是指在满足汽车运动学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉
和心理方面的连续性、舒适感，研究与周围环境的协调和良好的排水条件，以保证汽车行驶的安全、舒适与经济。
总要求：v>=60km/h必须注意平纵的合理组合，做到线形连续、指标均匀、视觉良好、景观协调、安全舒适。
V<=40km/h条件允许的情况下：力求做到线形要求的合理组合，避免不利组合。
公路平、纵线形组合设计⑴组合原则平面与纵断面组合应遵循如下设计原则：应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视
线，并保持视觉的连续性；平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊太大，使线形在视觉上和心理上保持
协调；选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和安全行车；应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。
⑵组合方式平曲线与竖曲线组合平曲线和竖曲线两者在一般情况下应相互重合，宜将竖曲线的起、终点，放在平曲线
的缓和段内；这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可取得平顺和流畅的效果。平曲线与竖曲线大小应保持
均衡，平、竖曲线几何要素要大体平衡、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短的平曲线和竖曲线组合在一
起。当平曲线半径和竖曲线半径都很小时，平曲线和竖曲线两者不宜重叠，或必须增大平、竖曲线半径。凸形竖曲线
的顶部或凹形竖曲线的底部不得插入小半径的平曲线，也不得与反向平曲线拐点相重合，以免失去引导驾驶员视线的
作用，使驾驶员操作失误，引起交通事故。
平面直线与纵断面的组合
平面的长直线与纵面直坡段相配合，对双车道公路能提供超车方便，在平坦地区易于地形相适应，行车单调，驾驶员
易疲劳。
从美学的观点上，平面的直线与一个大半径的凸形竖曲线配合为好，与一个凹形竖曲线相配和次之；
在直线中较短距离内两次以上的变坡会形成反复凹凸的“驼峰”和“凹陷”，使线形视觉效果既不美观也不连续。使
用时应避免：①平面长直线配纵面长坡；②平面直线上短距离内纵面多次变坡；③在平面直线段内不能插入短的竖曲
线；④在平面长直线上设置陡坡及竖曲线长度短、半径小的凹形竖曲线；⑤在平面直线上的纵断面线形出现驼峰、凹
暗、跳跃等使驾驶员视觉中断的线形
纵断面设计要点 1、纵断面设计要点纵断面设计主要是指纵坡和竖曲线设计。纵断面设计的主要内容是根据公路等
级、沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的高程、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。纵断面设计
的基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖经济、平
衡。
1、关于纵坡极限值的运用纵坡的极限值，设计时不可轻易采用，应留有余地。在受限制较严的地带，可有条件地使
用纵坡极限值。纵坡应力求平缓，但为了路面和边沟排水，最小纵坡不应低于 %～%。
3、关于最小坡长纵坡坡长不宜过短，以不小于设计速度 9s的行程为宜。对连续起伏的路段，坡度应尽量小，坡长和
竖曲线可取极限坡长的 3～5倍。
4、各种地形条件下的纵坡设计平原、微丘地区的纵坡应均匀平缓，注意保证最小填土高度和最小纵坡的要求。丘陵
地区的纵坡应避免过分迁就地形而使路线起伏过大，注意纵坡应顺适不产生突变。山岭、重丘地形的沿河线应尽量采
用平缓纵坡，坡长不应超过限制长度，纵坡不宜大于 6%，注意路基控制高程的要求。越岭线的纵坡应力求均匀，尽
量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜在连续采用极限长度的陡坡之间夹短的缓和坡段。越岭路线一般不应设置反
坡。
山脊线和山腰线除结合地形不得已时采用较大纵坡外，在可能条件下纵坡应缓些。
5、关于竖曲线半径的选用竖曲线应选用较大半径为宜。在不过分增加工程数量的情况下，应选用大于或等于一般最
小半径的半径值，特殊困难方可用极限最小值
6、关于相邻竖曲线的衔接相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是两同向凹形竖曲线间，如直坡段不长应合并为单
曲线或复曲线，避免出现断背曲线，这样要求对行车是有利的。对反向竖曲线，最好中间设置一段直坡线，直坡线的
长度一般不小于设计速度的 3秒行程。当半径比较大时，亦可直接连接。
横断面：指中线上各点沿法向的垂直剖切面，由设计线和地面线组成
横断面设计
一、横断面组成及类型
（1）高速公路和一级公路的路基横断面①行车道②中间带③路肩④紧急停车带⑤爬坡车道⑥变速车道
（2）二、三、四级公路的路基横断面①行车道②路肩③错车道
（3）城市道路横断面机动车道非机动车道人行道分隔带
2、横断面布置类型（1）公路横断面类型①单幅双车道整体式双车道适二级、三级、部分四级
②双幅多车道设分隔带或分离的四车道及以上多车道③单车道单车道、设错车道适地形困难的四级公路
（2）城市道路横断面类型？单幅路：一块板断面①画出快慢行驶分车线：快在中，慢在两侧②不画分车线：可快慢
结合或单行道或步行街？双幅路：两块板用中间隔离墩或分隔带，上下行车辆分向行驶
?三幅路：中间为机动车道，两侧用分隔带分离为非机动车道
?四幅路：三幅路的基础上再将中间机动车道分离分向行驶
3、城市道路横断面形式的选择：①单幅路：机、非动车交通量不大的次干路、支路及用地不足的道路
②双幅路：用于各向至少两条车道且非机动车较少的道路
③三幅路：机动车交通量大、非机动车交通量多且红线宽度大于 40米市的城市道路（应用广泛）
④四幅路：机动车辆车速较高、各向为两条以上机动车道，非机动车多的快速路与主干路
一条道路宜采用相同形式的横断面形式，宽度变化时设过渡段
?路基横断面分为整体式和分离式两类。上下行的公路的横断面由一个路基形成称为整
体式；由两个路基分别独立形成为分离式。
道路典型横断面一般路堤一般路堑陡坡路基半填半挖路基
二、机动车道、路肩与中间带
1、行车道宽度的确定?行车道是道路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快车道和慢车道，在一般公路和城
市道路上还有非机动车道。?行车道的宽度要根据车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度来确定。
?行车道宽度应该满足车辆行驶的需要，双车道公路应满足错车、超车行驶所必须的余宽，四车道公路应满足车辆并
列行驶所需的宽度。
⑴一般双车道公路行车道宽度的确定
①双车道公路有两条车道，行车道宽度包括汽车宽度和富余宽度。根据《标准》规定，汽车宽度即设计车辆最大宽度
为 。
②富余宽度是指对向行驶时两车箱之间的安全间隙、汽车轮胎至路面边缘的安全距离
当双车道公路设计行驶速度为 80km/h时，取一条车道宽度为：，对车速较低，交通量不大的公路可取较小值
双车道公路按设计速度一般取值为：、、、
（2）有中央分隔带的行车道宽度(高速及四车道以上一级公路
①设计速度为 120km/h的行车道宽度：②设计速度为 100km/h且交通量大和大型车混入率高时，行车道宽度：
内侧车道为 ，外侧车道取 或 ③平原微丘区采用 的车道。④计算行车速度小于 80km/h时，采用
。
>德国、法国、日本、英国、加拿大的高速公路，意大利、东欧各国的一级公路，其车道均为 。
>美国：各级公路合乎理想的车道宽度为 ，不宜大于 。近年来，美国有的城市将行车道宽度减为 甚
至 。
2、路肩（1）路肩的作用①保护和支撑路面结构的作用;②供临时停车或堆料;③作为侧向余宽，增加有效行车道宽度;④
提供道路养护作业、埋设地下管线的场地；⑤精心养护的路肩，能增加公路的美观
（2）路肩的构成硬路肩：有路面材料铺装的路肩。
土路肩：加固路肩：粒料改善土混凝土预制块铺装土路肩：路基土
高速和一级路：当路肩宽度小于 时，应设紧急停车带，间距不大于 500m，宽，有效长度大于 30m，过渡
段：20m
（3）路拱及路肩的横坡度?路拱横坡度：对于不同类型的路面由于其表面的平整度和透水性不同，再考虑当地的自然
条件选用不同的路拱坡度，
?路拱的形式：抛物线形（低等级道路）、直线接抛物线形（高速路）、折线形（多车道水泥混凝土路面）
?路肩横坡度：土路肩：横坡度较路面宜增大 ％～％；硬路肩：一般情况下横坡度与行车道横坡度相同；
?非机动车道：单坡面坡度（根据路面面层类型查表）；
?人行道：宜采用单坡面，横向坡度为 1%～2%，路缘带横坡同路面。
3、分隔带（1）中间带适用场合：高速、一级公路；四条和四条以上车道的公路应设置中间带。由两条左侧路缘带和
中央分隔带构成：
（2)中间带的作用①将上、下行车流分开。②可作设置公路标志牌及其它交通管理设施的场地，也可作为行人的安全
岛使用。③分隔带种植花草灌木或设置防眩网，可防止对向车辆灯光眩目，还可起到美化路容和环境的作用。
④路缘带可引导驾驶员视线，增加行车道余宽。
(3)中间带的宽度中间带的宽度是根据行车带以外的侧向余宽，防止驶人对向行车带的护栏、种植、防眩网等所需的
的设施带宽度而定随公路等级、地形条件变化在 ~之间
①中间带的宽度一般保持等宽；
②若需变化时，应设过渡段，过渡段设在回旋线范围内，且长度与回旋线相等为宜；
③宽度大于 的中间带宜设在半径较大的平曲线路段。
（4)中间带开口：间距：2km
形状：半圆形（宽小于 3m）、弹头形（宽大于 3m）
R1R2R为控制半径：R1=25~120m；R>15m；
R2=分隔带宽度/5
需设在通视良好的路段，若在曲线上则半径应大于 700m；在互通式立体交叉、隧道、特大桥、服务区等设施的前后
必须设开口
两侧带定义：布置在横断面两侧的分车带叫两侧带。
作用：城市道路的横断面，可以分隔快车道与慢车道、机动车道与非机动车道、车行道与人行道等。
最小宽度：规定为 ～。在北方寒冷积雪地区，还应考虑能否满足临时堆放积雪的要求。
三、非机动车道、人行道与路缘石（自学）
四、平曲线的加宽设计
1、平曲线上设置加宽的原因和条件
（1）圆曲线上设置加宽的原因①汽车在曲线上行驶时，后轴内侧车轮的行驶轨迹半径最小，前轴外侧车轮的行驶轨
迹半径最大，因此，在车道内侧需要更宽一些的行车道以供后轴内侧车轮的行驶轨迹要求，所以需要加宽曲线上的行
车道；
②汽车在曲线上行驶时，前轴中心的轨迹并不完全符合理论轨迹而是有较大的摆动偏移，所以也需要加宽曲线上的行
车道，以利车辆摆动偏移时的安全
（2）基本概念①平曲线加宽：汽车在曲线上行驶时需要比在直线上行车更宽的路面以利安全，这种适
当拓宽的路面形式即称为平曲线加宽。②加宽缓和段：当圆曲线段设置全加宽时，为了使路面由直线段正常宽度断面
过渡到
圆曲线段全加宽断面，需要在直线和圆曲线之间设置加宽缓和段。③圆曲线上的全加宽值：汽车进入圆曲线后，其行
驶的车轮转角保持不变时，其圆曲线起点至圆曲线终点的路面加宽值也保持一个定值，这个定值称为圆曲线上的全加
宽值。
（3）圆曲线上设置加宽的条件我国《标准》规定，当平曲线半径小于或等于 250m时，应在平曲线内侧设置加宽
（5）加宽的规定与要求①平曲线半径等于或小于 250米时，统一在平曲线内侧加宽；
②四级公路和设计速度为 30km/h的三级公路采用第一类加宽值，其余各级公路采用第三类加宽值；对于不经常通行
集装箱运输半挂车的公路，可采用第二类加宽值；③加宽应设置在圆曲线内侧且路面和路基一起加宽；
④由三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。⑤四级公路路基采用 以上宽度时，当路面加宽后剩余
的路肩宽度不小于 时则路基可不予加宽；小于 时则应加宽路基以保证路肩宽度不小于 。
2、加宽缓和段
（1）加宽缓和段的过渡形式①比例过渡对于二、三、四级公路，采用在加宽缓和段全长范围内按其长度成正比例增
加的方法,
②高次抛物线过渡对于高等级和一级公路，采用高次抛物线过渡形式
③回旋线过渡适于高速、一级、二级高等级公路的大城市近郊；桥梁隧道挡土墙等工程构筑物处；设置各
种安全防护设施的路段
④直线与圆弧相切过渡适于四级公路的人工构筑物处
（2）加宽缓和段长度①对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用缓和曲线相同的长度。
②对于不设缓和曲线的平曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用于超高缓和段相同的长度。
③对于不设缓和曲线的平曲线，又不设置超高缓和段的平曲线时，其加宽和段长度应按渐变率为 1：15且长度不小于
10m的要求设置
五、平曲线的超高设计
1、平曲线上设置超高的原因和条件
1平曲线超高概念：为了抵消汽车在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高内侧低的单向横坡的形
式。
2设置超高的条件：圆曲线半径小于不设超高的最小半径时。
3设置超高的原因：将弯道横断面做成向内倾斜的单向横坡形式，利用重力向内侧分力抵消部分离心力，改善汽车行
驶条件。
4设置超高的目的：让汽车在平曲线上行驶时能获得一个向圆曲线内侧的横向分力，用以克服离心力，减少横向力，
保证汽车能安全、稳定、舒适和满足计算行车速度地通过圆曲线
2、圆曲线上全超高横坡度的确定（1）圆曲线上全超高横坡度的确定①超高横坡度：将圆曲线部分的路面做成向内侧
倾斜的单向坡。②全超高：圆曲线起点至圆曲线终点的曲线段超高横坡度值保持定值。③圆曲线超高横坡度应按公路
等级、计算行车速度、圆曲线半径、路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。④超高横坡度值的计算：
（2）圆曲线上的超高横坡度的最大值：为了保证慢车特别是停在弯道上的车辆，不产生向内侧滑移现象，超高横坡
度不能太大。
我国《标准》限制了各级公路圆曲线最大全超高值（10%？8%？6%？）。
（3）圆曲线上的超高横坡度的最小值：各级公路圆曲线部分的最小超高横坡度应是该级公路直线部分的路拱坡度。
3、超高缓和段超高缓和段：从直线上的双向路拱横坡，过渡到圆曲线上具有超高横坡度的单向坡断面所需要的变化
区段
（1）超高缓和段设置条件和原因：汽车从双向横坡的直线段进入设有单向横坡全超高的圆曲线段是一个突变，不能
顺利行
车；从立面来看，这个突变也影响美观，所以在直线和圆曲线之间必须设置超高缓和段，完成从直线双向横坡逐渐过
渡到圆曲线上的单向超高横坡，使汽车顺势地从直线驶入圆曲线
（2）超高缓和段形式
⑴无中间分隔带公路的超高过渡
>超高横坡度等于路拱坡度时：将外侧车道绕中线旋转，直至路拱坡度值。
超高横坡度大于路拱坡度时，可采用以下三种方式：
?绕内边缘线旋转先将外侧车道绕路面未加宽前的中心线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个
断面绕路面未加宽前的内侧边缘线旋转，直至全超高横坡度值
?绕中线旋转先将外侧车道绕路面未加宽前的路中心线旋转，待达到与内侧构成单向横坡后，整个断
面一同绕路面未加宽前的路中心线旋转，直至全超高横坡度值。
◆绕外边缘线旋转先将外侧车道绕路面外侧边缘旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待
达到单向横坡后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡值。
一般新建公路多用绕内边缘线旋转方式；旧路改建工程多用绕中心线旋转方式；
绕外侧边缘线旋转是一种比较特殊的设计，仅用于某些为改善路容的地点。
⑵有中间分隔带公路的超高过渡有三种形式：
>绕中央分隔带的中心线旋转先将外侧行车道绕中央分隔带的中心线旋转，待达到与内侧行车道构成单向横坡后，整
个断面一同绕中央分隔带的中心线旋转，直至全超高横坡值。
>绕中央分隔带两侧边缘线旋转将两侧行车道分别绕中央分隔带两侧边缘线旋转，使之各自成为独立的单向超高断
面。
此时中央分隔带维持原水平状态
>绕各自行车道中线旋转将两侧行车道分别绕各自的行车道中心线旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此
时中央分隔带两边缘分别升高与降低而成为倾斜断面。
①中间带宽度较窄时可采用绕中央分隔带的中心线旋转；
②各种中间带宽度的都可以采用绕中央分隔带的两侧边缘旋转；
③对于车道数大于 4条的公路可采用绕各自行车道中心线旋转。
六、行车视距及其保证
1、基本概念①行车视距：是指为及时避让或绕过行驶途中的障碍物及对向来车，驾驶员能看到汽车前方的最短距
离。
②行车轨迹线：一般取弯道内侧车道（未加宽）路面内缘线向路面中心线 米、驾驶员视点离地面高 米的
线。P125图 5-31
③在平面上的暗弯和纵断面上的凸形竖曲线以及下穿式立体交叉的凹形竖曲线处存在视距不足问题。
2、行车视距的分类
①停车视距：汽车行驶时，自驾驶员看到障碍物时起，至在障碍物前安全停止，所需要的最短距离。
②会车视距：在同一车道上两对向汽车相遇，从互相发现起，至同时采取制动措施使两车安全停止，所需要的最短距
离。
③错车视距：在没有明确划分车道线的双车道公路上，两对向行驶的汽车相遇，发现后即采取减速避让措施安全错车
所需要的最短距离。
④超车视距：在双车道公路上，后车超越前车时，从开始驶离原车道之处起，至相遇之前，完成超车安全回到自己的
车道，所需要的最短距离。
3、停车视距根据停车视距的含义，停车视距包括反应距离、制动距离和安全距离三部分。
（1）反应距离 S1驾驶员发现前方的障碍物，经过判断决定采取制动措施的那一瞬间到制动器真正开始起作用
的瞬间汽车所行驶的距离
（2）制动距离 S2制动距离是指汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间所行驶的距离 S2
（3）安全距离 S安全距离是指汽车停住至障碍物前的距离。
S0一般取 5m～10m
停车视距为:
4、超车视距（1）加速行驶距离 S1当超车经判断认为有超车的可能，于是加速驶入对向车道，在驶入对向车道之前
的加速行驶距离 S1
（2）超车在对向车道行驶的距离 S2
（3）超车完了时，超车与对向汽车之间的安全距离 S0
这个距离视超车和对向汽车的行驶速度不同，采用不同的数值，一般取：S3=（15～100）米
（4）超车开始加速到超车完了时对向汽车的行驶距离 S4
理想全超车过程为：
最小必要超车视距：
超车视距在地形条件困难时可采用：
5、各级公路对视距要求
1、《标准》规定高速公路、一级公路应满足停车视距的要求
设计速度（km/h）1201008060
停车视距（m）21016011075
（2）《标准》规定二、三、四级公路必须保证会车视距。会车视距长度不应小于停车视距两倍。
（3）双向行驶的双车道公路，应根据需要并结合地形，宜提供一次满足超车视距要求的超车路段。一般情况下，不
小于路线总长度的 10%～30%。超车路段设置应结合地形并力求均匀。
6、视距保证①汽车在直线上行驶时，会车视距、停车视距和超车视距是容易保证的。
②汽车在弯道上行驶时，弯道内侧树木、路堑边坡及建筑物等可能会阻挡行车视线，要保证汽车的平面视距，必须清
除弯道内侧一定范围内的障碍物。
③横净距：道路曲线范围最内侧的车道中心线行车轨迹线至由安全视距两端点连线所构成的曲线内侧空间的界限线
（即包络线）的距离。
七、横断面设计与计算
第五章
平原地区选线
一、平原地区自然特征
1地形特征：地面平坦、坡度平缓；耕地较多；居民点、建筑设施较密；在天然河网、湖区有较多湖泊、水塘和河岔
等；
2地质和水文条件特点：不良地质现象较少，会有软土和沼泽地段；地下水位较高，河流较宽阔，河床低浅。
二、平原地区路线特征平面线形短捷顺直，以直线为主体线形，弯道转角较小，平曲线半径较大；纵坡平缓，以矮路
堤为主。
三、平原地区布线要点 1、布线步骤：1路线的起、终点 2大控制点 3中间控制点 4以点穿线、以线交点
2、平面线形要求①路线短捷顺直；②避免过长的直线；③争取采用转角适当，半径较大的长缓的平曲线线形。
四、平原区布线应着重考虑的问题：
1、正确处理好路线与农业的关系①兼顾路线顺直和少占耕地；②解决好路线与农田水利设施的关系；
③注意筑路与造田、护田相结合；④河渠地带，可争取河岸布线.
2、正确处理路线和桥位的关系
①大、中桥：在服从路线总方向的原则下，综合考虑路、桥关系（防两种倾向），选择有利的桥位；（正交、引线在
直线段上或大半径曲线上）
②小桥涵：原则上应服从路线走向，但遇到斜交过大（夹角小于 45度时）或河沟过于弯曲时，可考虑采取改沟或改
移路线的办法，调整交角。
3、正确处理路线与城镇的关系
①国防公路与高等级的干道：采取绕避的方式远离城镇，必要时还应考虑采用支线联系；
②较高等级的公路：尽量避免直穿，又不宜相离太远，并注意与城镇的规划相结合；
③较低等级公路：考虑县、区、村的沟通，可穿越城镇。
④注意土壤、水文条件。
⑤新旧路的关系：注意利用老路，并与铁路、航道及已有公路运输相配合。
⑥建筑材料的利用：注意就地取材和利用工业废料。
山岭区选线
一、山岭地区自然特征
①地形条件：山高谷深，陡坡急流，山脉水系清晰，（地形复杂、线形差，难度大）。
②地质条件：岩石多、土层薄、地质复杂（滑塌，泥石流，影响路线的位置和路基的稳定）。
②水文条件：水文条件复杂（处理路线与河流关系）。
④气象条件：气候多变（影响汽车行驶的安全性）。
二、沿溪（河）线 1、路线特点：
①路线特征：线形随河溪的地形转动，纵坡平缓。
②优点：路线走向明确；线形好；施工养护运营条件好；服务性好；傍山隐蔽，利于国防。③缺点：受洪水威胁较
大；布线范围小；陡岩河段工程艰巨；桥涵及防护工程较多；占耕地；河谷工程地质复杂，如滑坡、泥石流、积雪。
2、布线要点：
（1）河谷条件：两岸开阔、地质条件好、纵坡平缓。
（2）河岸的选择（主要考虑以下因素）①地形（平坦、顺直、支沟少、不受冲刷)、地质(岩层倾向、局部不良的治
理）；
②气候条件（一般走阳坡面和迎风面）；③城镇、工矿和居民点的分布（一般选在较集中的一岸）。
（3）线位的高度选择
低线位（1）指高出设计洪水位不多，路基一侧近水的布线方案。
（2）优点：有较宽的台地可利用；线形好，指标高；边坡较稳定，较易利用有利条件和避让不利条件；工程量小；
用水、取材均较
方便。
（3）主要缺点：受洪水威胁大，防护工程较多；桥涵较多；路线与农田矛盾较大；处理废方较为困难。
高线位（1）指路线高出洪水位较多，不受洪水威胁的布线方案。（2）主要优点：不受洪水影响；废方易于处理，路
基比较稳定。
（3）主要缺点：线形差；工程量大；跨河较困难；施工、养护用料取水较困难。
综述：一般以低线位为主，可结合路线的具体条件，局部路段采用高线位。
（4）桥位选择①利用弯曲河段有利位置跨河②利用“S”形河段腰部跨河；
③平行河段跨河：改善桥头线形（中、小桥：斜交；大桥：杓形桥头线）。
3、几种河谷地形条件下的路线的布设
⑴开阔河谷:①沿河线（坡度均匀平缓，线形好，临河一侧受洪水威胁，须做防护工程）；
②傍山线（纵面会有起伏，占用农田少，常用布线方案）；
③中穿线（线形标准高，占用农田多，稻田地区需换土保路基稳定，一般不宜采用）。
⑵狭窄河谷①沿河绕行：沿河岸自然地形，绕山嘴、沿河弯布线；
②直线布线：裁弯取直（两次跨河改移河道）
⑶陡崖峭壁河谷：①绕避：绕走对岸、绕走岩顶和另找越岭垭口。②直穿陡崖峭壁：与水争路、侵河筑堤；硬开石壁
等（如半山洞、隧道、悬出路台、半山桥等）。
（5）急流及跌水河段路线的布设河床纵坡陡峻时,利用平缓的山坡地形和支谷展线来降低线位
三、越岭线：公路走向与河谷及分水岭方向横交时布设的路线
1、路线特点①特点：高差大，路线的长度和平面位置主要取决于路线的安排；
②优点：布线较为灵活；不受洪水威胁；③缺点：线形差、指标低、线位高，施工、运营条件、服务差。
④主要问题：垭口选择、过岭标高的确定和垭口两侧路线展线方案的拟定。
2、布线要点
⑴垭口选择①垭口的位置
符合路线基本走向；
稍微偏离路线方向，但是接线较顺、增加路线里程不多的垭口。
②垭口的高度
垭口与其山下控制点的高差，直接影响路线展线长度、工程数量大小及运营条件。
垭口越低越好
③垭口及两侧地形地质条件
两侧地形稳定平缓利于展线
垭口处地质稳定，若不良则考虑局部移动或改良
⑵过岭标高
①过岭标高是越岭线布局的重要控制因素，不仅影响工程大小，路线长短，线形标准，而且直接关糸到垭口两端的展
线布局。
②决定过岭标高的因素 1，垭口及两侧的地形；2垭口的地质条件。
注意：地质条件较差的垭口：松软土侵蚀型垭口（不宜深挖，尽量绕避）；软弱岩层垭口（不宜深挖）；构造破碎带垭
口（地质条件最差）。
④过岭的三种方式
浅挖低填垭口：山坡平缓，垭口宽厚
深挖垭口：垭口消瘦（注意深挖路基的稳定性）
隧道穿越：深挖超过 20~25米时采用。
注意：a、水文地质条件好的地层。b、常年冰冻线积雪线以下 c、宜选在山脊薄、山坡陡、垭口窄的部位，以缩短隧
道长度。d、在不过分增加工程造价的情况下，尽可能将隧道标高定的低一些，以改善路线条件，发挥隧道优势。
⑶展线布局：延长路线克服高差
越岭展线的形式有三种:自然展线、回头展线和螺旋展线。
①自然展线
优点：符合路线的基本走向，纵坡均匀，路线短、线形好、技术指标较高。
缺点：路线避让艰巨工程和不良地质的自由度不大。
适：高差不大，自然条件好
②回头展线：
优点：能在短距离内克服较大的高差，自由度较大，趋避就利。
缺点：路线长，指标低（R)，同一坡面上下线重叠，对施工、行车和养护不利。
适：避让艰巨工程和地质不良地段，克服高差有可利用的有利地形：山包、平坦的山
脊、山沟、山坳
注意：尽量减少回头个数，把回头曲线拉长
③螺旋展线
优点：路线利用有利的山包或瓶颈形山谷，在很短的平面距离内就能克服较大的高差。
线形较回头线好，无重叠
缺点：需建桥或隧道，工程造价高。
展线方式:上线桥跨和下线隧道跨。
越岭展线布局的步骤
拟定路线的大致走向；
试坡布线；
分析、落实控制点，决定路线布局。
首先考虑自然展线，其次回头展线，最后螺旋展线
四、山脊线：指大致沿分水岭方向所布设的路线。
1、路线特点：
优点：①里程短，工程量小；②水文、地质条件好，路基病害少，稳定；③地面排水条
件好，桥涵构造物少。
缺点：①线位高，远离居民点，服务性能差；②山势高、海拔高、空气稀薄，冬季云
雾、积雪、结冰较大，对行车和养护都不利；③远离河谷，砂石材料及施工用水运输不便。
选择山脊线的条件：方向；平面线形直缓；地形地质良好；便于引线；山脊肥厚
2、布设要点三个问题：选择控制垭口、决定路线走分水岭的哪一侧、决定路线的具体布局。
(1)控制垭口的选择
① 分水岭顺直，起伏不大：每个垭口均可暂作控制点；
② 地形复杂，各垭口高低悬殊：低垭口为路线控制点；
③ 相距不远的并排垭口（有支脉）：前后与路线联系较好、路线较短的垭口为控制点。
(2)侧坡选择：坡面平缓，整齐顺直，路线短、地质好、支脉少
(3)试坡布线
① 垭口间平均纵坡不超过规定：以均匀坡度沿侧坡布线，
② 垭口间有支脉相隔：则可在支脉上加设中间控制点，调整坡度，向两端垭口按均匀坡度布线。
③ 垭口间平均纵坡超过规定：根据地形、地质条件，采用填挖、旱桥、隧道等工程措施来提高低垭
口，降低高垭口，或利用侧坡、山脊有利地形作回头展线或螺旋展线。
丘陵区选线
一、丘陵区的自然特征丘陵区：介于平原区和山岭区之间的地形，包括微丘和重丘。
1微丘区：起伏较小，地面自然坡度在 20度以下，山丘、沟谷分布稀疏，坡形缓和，相对高差在 100m以内，而且有
较宽的平地可以利用。选线同平原地区
2重丘区：起伏频繁，相对高差大，地面自然坡度在 20度以上，山丘、沟谷分布较密，且具有较深的沟谷和较高的
分水岭，路线平、纵部分受地形限制。
二、丘陵区路线特征 1局部方案多；2需要路线平、纵、横三方面相互协调、密切配合；3路基形式以半填半挖为
主。
三、布线的方式
1平坦地带—走直线；2较陡横坡地带—走匀坡线；3起伏地带—走直连线和均坡线之间
两控制点间有一组起伏：
起伏小：低等级路：可多迂回
高等级路：填挖减短距离
起伏大：合理坡度：梁顶挖深，谷底填高
多组起伏：
按上述原则处理每个起伏，布线可从两头向中间进行
图中 A、B为两相邻梁顶，中间为一坳谷，构成一组起伏地带。
如果路线由 A至 B硬拉直线，路线虽然短，但纵坡起伏大，线形差，势必出现高填深挖，增大工
程量，
如果沿匀坡线走，则纵坡度平缓、均匀，但路线会增长很多，平面线形又差，也不够理想。
如果路线布设于匀坡与直线之间，如图中的Ⅰ方案或Ⅱ方案。比直线的起伏小，比匀坡线的距离
短，路线质量有所提高，工程造价有所降低，是较合理的布线方案。
平、纵面线形组合设计
公路平面与纵断面的线形组合是指在满足汽车运动学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续性、
舒适感，研究与周围环境的协调和良好的排水条件，以保证汽车行驶的安全、舒适与经济。
总要求：v>=60km/h必须注意平纵的合理组合，做到线形连续、指标均匀、视觉良好、景观协调、安全舒适。V<
=40km/h条件允许的情况下：力求做到线形要求的合理组合，避免不利组合。
1、视觉分析⑴视觉分析的意义公路设计除应考虑自然条件、汽车行驶力学的要求外，还要把驾驶员在心理和视觉上
的反应作为重要因素考虑。汽车在公路上行驶时，驾驶员是通过视觉、运动感觉和时间的变化来判断线形。公路的线
形、周围景观、标志及其他有关信息，驾驶员几乎都是通过的视觉感受到的。
从视觉心理出发，对公路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调，保持视觉的连续性，使行车具有足够的
舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。
⑵视觉与车速的动态规律
驾驶员的视觉判断能力与车速密切相关，车速越高，其注意前方越远，而视角逐渐变小。
驾驶员的注意力集中和心里紧张程度随车速的增加而增加，注意力集中点和视野距离随车速提高而增大，当汽车高速
行驶时，
驾驶员对前景细节的视觉开始变的模糊不清，而视角随车速逐渐变窄，已不能顾及两侧景象了。
对于快速公路来说，必须使驾驶员明白无误地了解线形，尽量避免由于判断错误而导致驾驶失误。
⑶视觉评价方法
所谓线形状况是指公路平面和纵断面线形所组成的立体形状，在汽车快速行驶中给驾驶员提供的连续不断的视觉印
象。
设计者通过公路透视图评价线形组合是否顺势流畅，对易产生判断失误和茫然的地方，必须在设计阶段进行修改。
2、公路平、纵线形组合设计
⑴组合原则平面与纵断面组合应遵循如下设计原则：
应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；
平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊太大，使线形在视觉上和心理上保持协调；
选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和安全行车；
应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。
⑵组合方式
平曲线与竖曲线组合
平曲线和竖曲线两者在一般情况下应相互重合，宜将竖曲线的起、终点，放在平曲线的缓和段内；这种立体线形不仅
能起到诱导视线的作用，而且可取得平顺和流畅的效果。
平曲线与竖曲线大小应保持均衡，平、竖曲线几何要素要大体平衡、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短的
平曲线和竖曲线组合在一起。
当平曲线半径和竖曲线半径都很小时，平曲线和竖曲线两者不宜重叠，或必须增大平、竖曲线半径。
凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部不得插入小半径的平曲线，也不得与反向平曲线拐点相重合，以免失去引导驾
驶员视线的作用，使驾驶员操作失误，引起交通事故。
平面直线与纵断面的组合
平面的长直线与纵面直坡段相配合，对双车道公路能提供超车方便，在平坦地区易于地形相适应，行车单调，驾驶员
易疲劳。
从美学的观点上，平面的直线与一个大半径的凸形竖曲线配合为好，与一个凹形竖曲线相配和次之；
在直线中较短距离内两次以上的变坡会形成反复凹凸的“驼峰”和“凹陷”，使线形视觉效果既不美观也不连续。
使用时应避免：①平面长直线配纵面长坡；②平面直线上短距离内纵面多次变坡；③在平面直线段内不能插入短的竖
曲线；④在平面长直线上设置陡坡及竖曲线长度短、半径小的凹形竖曲线；⑤在平面直线上的纵断面线形出现驼峰、
凹暗、跳跃等使驾驶员视觉中断的线形。
第三章 纵断面设计
课本 p49页概念
纵坡及坡长设计
1、汽车行驶与公路纵坡的关系
汽车在公路上行驶的阻力
空气阻力：汽车在空气介质中行驶，由于迎面风压力、车前后的空气压力差
以及空气质点与车身表面的摩擦等阻碍汽车前进。
滚动阻力：汽车在路面上行驶时，汽车轮胎、路面等发生变形及汽车与路面
发生碰撞，会引起汽车功率的损耗。
坡度阻力：汽车在有坡度的公路上行驶时，其自重分力会同汽车行驶方向相
同或相反而产生坡度阻力。
惯性阻力：汽车变速行驶时，需要克服其质量变速运动时产生的惯性力和惯
性力矩。
汽车行驶的条件：各阻力之和≤牵引力≤轮胎与路面之间的附着力。
汽车在坡道上的行驶要求
纵坡度力求平缓；
陡坡宜短，长坡道的纵坡度应加以严格限制；
纵坡度的变化不宜太多，尤其应避免急剧起伏变化，力求纵坡均匀。
2、最大纵坡、最小纵坡和坡长限制
⑴最大纵坡确定最大纵坡应考虑的因素：
1．汽车的动力性能；2.，公路等级；3自然因素；4其它因素。
设计速度(Km/h),120,100,80,60,40,30,20
最大纵坡（%）,3,4,5,6,7,8,9
最大纵坡折减后，如小于 4%时，仍采用 4%。
桥梁隧道纵坡：小桥隧同路线，大中桥不宜大于 4%，两端引线纵坡同桥
上。隧道（大于 50米）不宜大于 3%，引线同隧道
非汽车交通量较大的路段纵坡：平原微丘不大于 2-3%，山岭重丘不大于 4-
5%
理想最大纵坡和不限长度的最大纵坡
理想最大纵坡：设计车型即载重汽车在油门全开的情况下，持续以理想速度
v1行驶所能克服的坡度。（v1：低速路为设计车速，高速路为载重汽车的最
大速度）
不限长度的最大纵坡：将车速从 v1降低到 v2时等速行驶时克服的最大纵坡
（v2为容许速度，不小于设计速度的 1/2-2/3
⑵最小纵坡：各级公路的长路堑路段、以及其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于
%的纵坡。
当必须设计水平坡（0%）或小于 %的纵坡时，边沟排水设计应与纵坡设计一起综合考
虑，其边沟应作纵向排水设计。
⑶坡长限制
（一）最大坡长限制：是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时
所行驶的距离。（纵坡越陡，坡长越长，对行车的影响越大。）
（二）最小坡长的限制
最小坡长的限制主要是从汽车行驶的平顺性的要求考虑。
最小坡长通常以设计行车速度行驶 9～15s的行程作为规定值。
⑷缓和坡段
当陡坡长度达到限制坡长时，应安排一段缓坡，用以恢复在陡坡上降低的速
度。
缓和坡段的作用主要是为了改善汽车在连续陡坡上行驶的紧张状况，避免汽
车长时间低速行驶或汽车下坡产生不安全因素。
不同等级的公路其缓和坡度不同，对于越岭公路《标准》规定缓和坡段的纵
坡应不大于 3%，其长度应不得小于最小坡长要求。
⑸平均纵坡
平均纵坡：是指一定长度的路段纵向所克服的高差与该路段长度的比。平均
纵坡是衡量路线线形设计质量的重要指标之一。
《标准》规定二、三、四级公路越岭路线连续上坡（或下坡）路段，相对高
差为 200m～500m时，平均纵坡不应大于 %；相对高差大于 500m时，平
均纵坡不应大于 5%。并注意任意连续 3km路段的平均纵坡不宜大于 %。
⑹合成坡度
合成坡度：是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即
流水线方向。
合成坡度可按矢量关系或勾股定理关系导出：
P65页
竖曲线设计
竖曲线：纵断面上相邻两条纵坡线相交的转折处，为了行车平顺用一段曲线来缓
和，这条连接两纵坡线的曲线叫竖曲线。
竖曲线的形状：通常采用圆曲线或二次抛物线两种。在设计和计算上为方便一般采
用二次抛物线形式。
凸形、凹形竖曲线：纵断面上相邻两条纵坡线相交形成转坡点，其相交角用转坡角
表示。当竖曲线转坡点在曲线上方时为凸形竖曲线，反之为凹形竖曲线。
1、竖曲线
如图所示，设相邻两纵坡坡度分别为 i1和 i2，则相邻两坡度的代数差即转坡角为
ω=i1-i2，其中 i1、i2为本身之值，当上坡时取正值，下坡时取负值。
当 i1-i2为正值时，则为凸形竖曲线。当 i1-i2为负值时，则为凹形竖曲线。
⑴竖曲线基本方程式
我国采用的是二次抛物线形作为竖曲线的常用形式。其基本方程为：
若取抛物线参数为竖曲线的半径，则有：
⑵竖曲线要素计算公式如图
切线上任意点与竖曲线间的竖距 h：
竖曲线曲线长：L=Rω竖曲线切线长:
竖曲线的外距:
竖曲线上任意点至相应切线的距离（竖距）:
式中：x—为竖曲线任意点至竖曲线起点（终点）的距离,m；
R—为竖曲线的半径，m。
2、竖曲线的最小半径
⑴竖曲线最小半径的确定
凸形竖曲线极限最小半径确定考虑因素
缓和冲击
经行时间不宜过短
满足视距的要求
Pyx 22
2
R
2
L
T
R
x
y
2
2
凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素
缓和冲击
前灯照射距离要求
跨线桥下视距要求
经行时间不宜过短
凸、凹形竖曲线都要受到上述缓和冲击、视距及行驶时间三种因素控制。
⑵竖曲线半径及曲线长度的选择
① 各级公路的竖曲线最小长度和半径规定表 3-6(课本 68页)所列，在竖曲线设计时，
保证竖曲线半径要求。
② 竖曲线极限最小半径是缓和行车冲击和保证行车视距所必须的竖曲线半径的最小
值，该值只有在地形受限制迫不得已时采用。
③ 通常为了使行车有较好的舒适条件，设计时多采用大于极限最小半径 ～
倍，该值为竖曲线一般最小值。
④ 除了保证竖曲线半径要求，还必须满足竖曲线最小长度规定。我国按照汽车在竖曲
线上以设计速度行驶 3s行程时间控制竖曲线最小长度。
3、竖曲线的设计和计算
⑴竖曲线设计
竖曲线设计，首先应确定合适的半径。在不过分增加工程量的情况
下，宜选择较大的竖曲线半径；只有当地形限制或其它特殊困难
时，才选用极限最小半径。
从视觉观点考虑，竖曲线半径通常选用表 3-6所列一般最小值的
～倍，即如下表所示：
设计速度
（km/h）,竖曲线半径（m）
,凸形,凹形
120,20000,12000
100,16000,10000
80,12000,8000
60,9000,6000
40,3000,2000
相邻竖曲线衔接时应注意：
同向竖曲线：特别是两同向凹形竖曲线间如果直线坡段不长，应合并为单曲
线或复曲线形式的竖曲线，避免出现断背曲线。
反向竖曲线：反向竖曲线间应设置一段直线坡段，直线坡段的长度一般不小
于设计速度的 3秒行程。
竖曲线设置应满足排水需要。
⑵竖曲线计算：目的是确定设计纵坡上指定桩号的路基设计标高，其计算步骤如下：
计算竖曲线基本要素：
竖曲线长：L切线长：T外距：E
计算竖曲线起终点的桩号：
竖曲线起点的桩号＝变坡点的桩号－T
竖曲线终点的桩号＝变坡点的桩号＋T
计算竖曲线上任意点切线标高及竖距：
切线标高＝变坡点的标高±（T-x）×i竖距：
计算竖曲线上任意点设计标高：
某桩号在凸形竖曲线的设计标高
＝该桩号在切线上的设计标高－y
某桩号在凹形竖曲线的设计标高
＝该桩号在切线上的设计标高＋y
爬坡车道：是陡坡路段正线行车道外侧增设的供载重车行驶的专用车道。
1、设置爬坡车道的条件
《规范》规定：高速公路、一级公路纵坡长度受限制的路段，应对载重汽车上坡行驶速度
的降低值和设计通行能力进行验算，符合下列情况之一者，可在上坡方向行车道右侧设置
爬坡车道。
沿上坡方向载重汽车的行驶速度降低到下表允许最低速度以下时，可设置爬
坡车道。
上坡路段的设计通行能力小于设计小时交通量时，应设置爬坡车道。
与不设置爬坡车道相比，设置后经济效益和安全性较优时。
设计速度（Km/h）,120,100,80,60,40
容许最低速度（Km/h）,60,55,50,40,25
2、爬坡车道的设计
⑴横断面组成
爬坡车道设于上坡方向正线行车道右侧。爬坡车道的宽度为 （包括设
于其左侧路缘带的宽度 ）。
爬坡车道的路肩和正线一样仍然由硬路肩和土路肩组成，但由于爬坡车道上
行驶速度较低，其硬路肩宽度可以不按正线的安全标准要求设计，一般为
，而土路肩宽度以按正线要求设计为宜。
高速路的爬坡车道可占用原有硬路肩的宽度，外侧可只设土路肩。
窄路肩不能提供停车使用，在长（大于 500m）而连续的爬坡车道路段上，
其右侧应按规定设置紧急停车带。
⑵横坡度
爬坡车道的行车速度比正线小，为了行车安全起见，高速公路正线超高坡度与爬坡
车道的超高坡度之间的对应关系见下表所示。爬坡车道的超高坡度
正线的超高横坡%,10,9,8,7,6,5,4,3,2
爬坡车道的超高横坡,5,4,3,2
超高坡度的旋转轴为爬坡车道内侧边缘线。
若爬坡车道位于直线路段时，其横坡度的大小同正线路拱坡度,采用直线式横坡,坡
向向外。
爬坡车道右侧路肩的横坡度大小和坡向,参照正线与右侧路肩之间关系的有关规定
确定.
⑶平面布置与长度
爬坡车道的平面布置如下图所示。其总长度由起点处分流渐变段长度、爬坡
车道的长度和合流渐变段长度组成。（爬坡车道的平面布置图可参考书 P73
图 3-20所示）
起点应设在载重汽车速度降低到最低容许速度处，终点设置在恢复至最低容
许速度处，或者陡坡路段后的延伸附加长度（见表 3-21）的端部。
起点处渐变段长度用来使正线车辆驶离正线而进入爬坡车道，其长度一般取
50～100m，合流段取为 90～200m。
爬坡车道的长度,一般应根据所设计的纵断面线形，通过加、减速行程图绘制出载
重车行驶速度曲线，找出小于允许最低速度的路段，从而得到需设爬坡车道的路
段。
爬坡车道起、终点的具体位置除按上述方法确定外，还应考虑与线形的关系，通常
应设在通视条件良好容易辨认并与正线连接顺适的地点。
纵断面设计要点 1、纵断面设计要点
纵断面设计主要是指纵坡和竖曲线设计。纵断面设计的主要内容是根据公路等级、沿线自然条件和构造物控制标高
等，确定路线合适的高程、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。
纵断面设计的基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖
经济、平衡。
2、关于纵坡极限值的运用
纵坡的极限值，设计时不可轻易采用，应留有余地。
在受限制较严的地带，可有条件地使用纵坡极限值。
纵坡应力求平缓，但为了路面和边沟排水，最小纵坡不应低于 %～%。
3、关于最小坡长
纵坡坡长不宜过短，以不小于设计速度 9s的行程为宜。
对连续起伏的路段，坡度应尽量小，坡长和竖曲线可取极限坡长的 3～5倍
4、各种地形条件下的纵坡设计
平原、微丘地区的纵坡应均匀平缓，注意保证最小填土高度和最小纵坡的要求。丘陵地区的纵坡应避免过分迁就地形
而使路线起伏过大，注意纵坡应顺适不产生突变。
山岭、重丘地形的沿河线应尽量采用平缓纵坡，坡长不应超过限制长度，纵坡不宜大于 6%，注意路基控制高程的要
求。
越岭线的纵坡应力求均匀，尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜在连续采用极限长度的陡坡之间夹短的缓和坡
段。越岭路线一般不应设置反坡。
山脊线和山腰线除结合地形不得已时采用较大纵坡外，在可能条件下纵坡应缓些。
5、关于竖曲线半径的选用竖曲线应选用较大半径为宜。在不过分增加工程数量的情况下，应选用大于或等于一般最
小半径的半径值，特殊困难方可用极限最小值。
6、关于相邻竖曲线的衔接相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是两同向凹形竖曲线间，如直坡段不长应合并为单
曲线或复曲线，避免出现断背曲线，这样要求对行车是有利的。对反向竖曲线，最好中间设置一段直坡线，直坡线的
长度一般不小于设计速度的 3秒行程。当半径比较大时，亦可直接连接
7、纵坡设计方法与步骤及注意问题
⑴纵坡设计方法与步骤
准备工作：
按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线；
绘出平面直线与平曲线资料，以及土壤地质说明资料；
将桥梁、涵洞、地质土质等与纵断面设计有关的资料在纵断面图纸上标明；
熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和设计要求
标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥梁、涵洞的桥面标高，最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水
位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，与铁路交叉点及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。
试定纵坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、定线意图，对各种可能坡度线方案反复比较，最后定
出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方最省的坡度线，将前后坡度线延长交会出变坡点的初定位置。
调整纵坡：对照技术标准，检查纵坡度、坡长、纵坡折减、合成坡度及平面与纵面配合是否适宜以及路线交叉、桥隧
和接线等处的纵坡是否合理，不符合要求时则应调整纵坡线。
核对：选择有控制意义的重点横断面，根据纵断面图上对应桩号填挖的高度，在横断面图上“戴帽”检查是否填挖过
大、坡脚落空或过远、挡土墙过大等情况，若有问题应及时调整纵坡线。
定坡：纵坡线经调整核对后，即可确定纵坡线。
设置竖曲线：拉坡时已考虑了平、纵组合问题，根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。
根据已定的纵坡和变坡点的设计标高及竖曲线半径，即可计算出各桩号的设计标高。
纵断面设计成果 1、纵断面设计图纵断面设计图是公路设计的主要文件之一，它反映路线所经的中心地面起伏情况与
设计标高的关系。把它与平面线形结合起来，就能反映出公路路线在空间的位置。
纵断面图采用直角坐标，以横坐标表示水平距离，纵坐标表示垂直高程。为了明显地表明地形起伏，通常将横坐标的
比例采用 1∶2000，纵坐标采用 1∶200。
绘制的纵断面设计图，应按规定采用标准纸和统一格式，以便装订成册。
⑴纵面图的内容
桩号里程、地面高程与地面线、设计高程与设计线，施工填挖值；
设计线的纵坡度及坡长；
竖曲线及其要素，平曲线资料；
设计排水沟沟底线及坡度、距离、高程、流水方向；土壤地质情况；沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型及孔
径、涵洞可只示出位置；
与铁路、公路交叉的桩号及路名；
沿线跨越河流名称、桩号、现有水位及最高洪水位
2、路基设计表
路基设计表是公路设计文件的组成内容之一，它是平、纵、横等主要测设资料的综合。
路基设计表中填列的一系列有关资料，是路基横断面设计的基本数据，也是施工的依据之一。
路基设计表见教材表 3-13a(一般公路)、3-13b（高速公路）
第七章定线方法
公路定线的任务是按照已定的技术标准，在选线布局阶段选定的路线带范围内，结合细部地形、地质条件，综合考虑
平、纵、横三方面的合理安排，确定出公路中线的确切位置。
公路定线方法
1.纸上定线：直线形定线法曲线形定线法 bbb2.现场定线 3.航测定线
1、纸上定线
①依据：大比例地形图（1：1000，1：2000，1：5000）
②优点：俯视范围大，控制点易于确定；可反复试线；劳动强度小
③缺点：需实地放线，精度依赖地形图的精度；
④方法分类：直线定线法，曲线定线法
⑤适应条件：
>各等级、各类型地形条件，尤其对于技术标准高，地形、地物复杂的路线
>直线形定线法：适用于地形简易的平原、微丘地区定线
>曲线形定线法：适用于地形复杂的山岭、重丘地区定线
2、现场定线
①依据：现场实际地形、地物
②优点：精度高、不需地形图，
③缺点：视野受限、劳动强度大；反复试线难度大，线形质量低
④适应条件：标准较低或地形地物简单的路线
3、航测定线
①依据：航测相片、航测影像地形图；航测仪器建立立体模型
②优点：选线质量高；
③缺点：航测相片来源困难，仪器费用高，方法不完善
④适应条件：路线研究中有时采用。
?一、纸上定线步骤
1、定导向线拟订方案纸上放坡定导向线
2、修正导向线，定平面试线
3、实地放线
二、定导向线
1、拟定方案
2、纸上放坡
⑴根据等高线间距 h及平均纵坡 i均（5%~%），计算相邻等高线间距：a=h/i均，使卡规开度放到 a，进行纸上放
坡
⑵为某曲线纸上定线实例，A、B、C、D为控制点，按上述方法放出坡度线 A、a、b、c、d…，D（图中蓝色线条）。
3、定导向线：
⑴分析研究坡度线 A、a、b、c、d…，D，检查其利用地形和避让障碍的情况，进一步移动线位确定中间的控制点
⑵如图 7-2，C处从陡岩中间穿过，B处有利的回头地点也没有利用上（偏低），如将两处位置向上方移动，定 B、C
为中间控制点，既可分为 AB、BC、CD三段，分别调整坡度重新放坡，得出 A，aˊ，bˊ，cˊ，dˊ，…，D折线称
“导向线”
三、修正导向线，定平面试线
1、利用导向线，试定平面和纵断面线。
2、利用纵断面修正平面，避免纵向大填大挖，反复试线最后确定出交点，如图 7-2中红实线(一次修正导向线)。
3、利用横断面最佳位置修正平面，使路线更为经济合理称为二次导向线。最后定出线位，如图 7-2中绿色采用线。
纸上定线总结：
纸上定线的过程是一个反复试线、比较、逐步趋于完善的过程。定线时要在满足标准的前提下结合自然条件，平、
纵、横综合考虑，反复进行，直到满足为止
实地放线实地放线是根据纸上确定的路中线与导线（或地物特征点）关系，将路线位置钉设到实地，以供详测和施工
之用。
实地放线方法
1、穿线交点法穿线交点法是根据平面图上路线与导线的关系，将纸上路线的各条边独立地放到实地，延长直线即可
在实地放出交点支距法适：地形不太复杂，地物障碍少，路线与导线距离不远的情况
放线步骤 1）在图上量取支距 2）在实地放支距 3）穿线交点
解析法
>解析法是计算图上路线与导线关系，再按极坐标原理在实地放出各路线点的方法。
>解析法计算较准确，精度较高，但较繁杂，适用于地形较复杂，直线较长、线拉控制要求较高的情况
计算步骤
1）计算路线与导线的夹角 2）计算距离 3）放线
2、拨角法
拨角法是根据图上求得的经纬距计算每条线的距离、方向、转角和各控制桩的里程，按此资料直接拨角量距定出交
点，不必再穿线定点。
步骤 1.内业计算 2.外业放线
总结：拨角法计算较繁，但外业工作不需穿线，速度较快，其放线精度受原始资料的可靠程度和放线累计误差影响
大。为了减少累计误差，可与穿线点法配合使用
3、直接定交点法
适：地形平坦、视线开阔、路线受限不很严时。
路线位置可直接根据地物确定，
现场定线
1、以点定线：当路线不受纵坡限制时，定线以平面和横断面为主确定路线
要点：以点定线，以线交点。
>以点定线：就是在全面布局和逐段安排确定的控制点间，结合各方面因素进一步确定影响公路中线位置的小控制
点，然后，按照这些小控制点，大致穿出公路直线的方法。
>以线交点：就是在已定小控制点的基础上结合路线标准和前后路线条件，穿出直线，并延长交出交点。
1、控制点的加密
加密控制点，就是在实地寻找控制和影响公路中线位置的具体点位。一般小控制点有经济性和控制性两种控制点
⑴经济性控制点
这类点，主要在路线穿过斜坡地带，考虑横向填挖平衡或横向施工经济因素而确定的小控制点。如图 7-7中Ⅱ-Ⅱ中
线位置，使挖方面积和填方面积大致相等，这时的线位即为经济控制点。由于这类点仅从横向施工经济出发控制线
位，它只能作为穿线定点的参考位置。
⑵控制性的点
这类控制点，是受艰巨工程、不良地质、地物障碍、路基边坡稳定等因素限制所确定的公路中线位置。如图 7-8是几
个主要因素对线位影响的示意。
控制点的位置还与路基的形状尺寸、加固方式、通过不良地质地段的工程控制、地表形状、路基设计标高等因素有
关。定线时应综合考虑这些因素，合理确定小控制点的位置
2、穿线定点
受各种因素限制的平面位置控制点比较多，而且这些点在平面上的分布又没有一定的规律，另一方面路线受技术标准
和平面线形组合的限制，不可能照顾到每一个控制点。因此，穿线定点，就是根据技术标准和线形组合的要求，满足
控制点和照顾多数经济点，前后考虑，用穿线的办法延长直线，交出转角点。
2、放坡定线：当地形起伏较大，路线受纵坡限制时，定线以现场放坡为主确定路线
1、放坡
*放坡：按照要求的设计纵坡（或平均坡度）在实地找出地面坡度线。
*图 7-9放坡原理示意图
*实例：坡度线如图 7-11中的 A0A1A2…线。
2、放坡定线
⑴作修正导向线
*考虑路中线的位置对于路基的稳定和填挖工程量影响如图 7-10，
*根据坡度线，结合地面横坡考虑路基稳定和工程经济即可定出合适的中线位置，并插上花杆（或标志）。
*图 7-11中的 B0B1B2…连线（红色实线）为修正导向线
⑵穿线交点
*根据平面线形标准的要求，裁弯取值，使、平、纵、横三方面恰当结合，穿出与地形相适应并符合标准的若干直
线，各相邻直线相交即可确定交点 JD1、JD2、JD3等（绿色实线）。如图 7-11，
*尽可能靠近或穿过导向线上的点；
*选线时要反复插试，逐步修改，才可能定出合理的线位
注意事项
①平曲线间必须有足够的直线长度
②同向平曲线避免断背曲线
③行车视距
④平面线形指标均匀
⑤平纵组合的要求
⑥长下坡尽头应避免急弯
⑦纵断面线形指标尽量少用极限值，避免反坡，尽量多的考虑经济点
⑧注意横向地形地物地质控制要求
⑨考虑边坡加固避免高边坡，长深路堑
⑩注意路线、桥涵和其他特殊构造物的配合
?三、定平曲线
定平曲线方法：单交点法（外距控制切线控制曲线长控制曲线上任意点控制按纵坡控制）双交点法（切基线法不切基
线法回头曲线定线法）
1、单交点法
>单交点法：是用一个交点来确定一段单圆曲线的插设曲线方法。适用于一般转角不大，实地能直接钉设交点时。
半径 R的大小，直接影响曲线线位
?三、定平曲线
①外距控制（即曲线中点控制）
根据弯道内侧的固定建筑物，确定曲线 A点是不与其发生干扰的控制点，即可用皮尺量出控制的外距值 E，并测出转
角，即可反复确定半径。外距：E=R（secα－1）
②切线控制（即曲线起、终点控制）
路线需要控制曲线起终点位置，即要求曲线的切线长为一定值时，曲线半径就由控制的切线长来选定。切线长：
T=R·tanα
③曲线长控制
当路线转角较小，为使曲线长度满足最短曲线长度 Lmin，则曲线半径最小值可反复确定。曲线长：L=Rα
④曲线上任意点控制
有时路线由于桥涵人工构造物位置或原路改建的要求，控制曲线必须从任意点 A通过时，可用试算法选择半径
⑤按纵坡控制
当路线纵坡紧迫时，为使弯道上合成纵坡不因曲线半径太小而超过规定值，这时，应根据已定的纵坡和合成纵坡标准
值来反算出超高横坡，再按控制的超高横坡求得最小控制半径。
2、双交点法（即虚交点法）
*当路线偏角很大及交点受地形或地物障碍限制，无法钉设交点时采用；
*在前后直线上选两个辅助交点 JDA、JDB，来代替交点 JD，敷设曲线选择半径。JDA与 JDB的连线叫基线。
①切基线法：当选择基线可以控制曲线位置，能使所定曲线与基线相切时，叫切基线法。如图 7-15，GQ为公切点，
量出转角θA、θB和基线长度 AB后可反算半径
②不切基线法：
>当选择基线不能控制曲线线位或切基线计算的半径不能满足标准要求时，则所设曲线不能与基线相切，只能按不切
基线办法来选择半径。如图 7-16，
>其方法是：先根据标准要求初选半径 R，测量θA、θB，基线 AB，计算出 TA、TB，由计算出的 TA、TB即可根据
JDA、JDB量距定出曲线起、终点 ZH、HZ，并用切线支距 X、Y，检查曲线上任一点的线位，如与实际情况相符，则所
选半径合适，反之则应再调整、计算
3、回头曲线定线法
>一般来讲，有回头曲线的地方，路线受地形约束较大，主曲线和辅助曲线的平、纵面控制较严，定线时稍有不慎会
对线形和工程量影响很大，插线时必须反复试线。回头曲线定线的方法很多，通常采用切基线的双交点定线。
按照放坡的导向线，先确定辅助曲线交点 JD1、JD2和上下线位置，如图 7-17，然后反复移动基线 JDA-JDB控制确定
主曲线，直到满意为止。其具体方法同切基线的双交点法。
注意选择半径后还要检查是否合乎标准的要求
第八章 道路平面交叉设计
概述
一、基本要求：车辆行人顺利通过行车稳定，符合排水要求
二、设计任务 1.正确选择交叉口型式，合理确定各组成部分的尺寸；2.确定必须保证的行车视距，从而确定交叉口
的视距范围；3.正确合理地进行交通组织和交通管制；4.立面布置需符合行车和排水的要求。
三、设计步骤：1.收集资料：测量资料、交通资料、道路资料、用地资料、水文资料、气象资料。2.交叉口方案设计
及形式确定（位置、形式、管理方式）3.详细设计（尺寸、平面图、立面图、预算）
综述：路线交叉的规划与设计，应根据交通量、设计速度、交通组成和车流分布情况，并结合该地区的地形、土地使
用情况，分别进行单独设计。改建公路时，还应研究交叉处交通事故情况，有针对性地进行改建设计。
四、平面交叉口的交通分析
1、概念：冲突点：来自不同方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点；合流点：当来自不同方向的车辆以较小的角
度向同一方向汇合行驶的地点；分流点：同一行使方向的车辆向不同方向行驶的地点；
2、交通分析：危害程度：冲突点>合流点>分流点设计要求：尽量消除、减少冲突点，或采用渠化交通等方法，把冲
突点限制在较小的范围内。
3、结论：⑴交叉口危险点的多少，视交叉口相交路线的数量和形式而异，且随相交路线数量的增加而显著增加。解
决方法：规划设计交叉口时，一般岔路不得多于 4条，并采用合理的交叉口布置形式，以简化交通，减少危险。⑵产
生冲突点最多的是左转车辆。解决方法：处理和组织好左转弯车辆，采取必要的交通管制措施。
4、减少或消灭冲突点的措施建立交通管制装设交通信号灯或由交警指挥，使直行车和左转弯车的通行时间错开。修
建立体交叉将相互冲突的车流分别设在不同标高的车道上行驶，互不干扰，是彻底解决交叉口交通问题的办法。采用
渠化交通适当布置交通岛限制行车路线，使车流按一定组织方式通过交叉口，把冲突限制在一定范围内；采用环形交
叉（俗称转盘），使进入交叉口后的车辆按逆时针方向环绕中心岛作单向行驶至驶出口，均以同一方向循序前进，消
灭交叉口的冲突点。
渠化交通：在交叉口设置交通岛、交通标志和标线或增设车道等，引导各方向车流沿一定路径行使，减少车辆之间的
相互干扰注意事项在交叉口前设置交叉的标志牌，使驾员有精神准备；
交叉口处应具有足的够视距，使驾员能看到各方向来车情况，以便及时采取措施；
在交叉口设置人行横道等交通安全设施，以确保过往行人的安全和减少行人对交通的影响和干扰。
交叉口设计技术要求及类型
一、交叉口的技术要求 1、交叉形式选择：应根据各相交公路的功能、等级、交通量、交通管理方式，并结合地形、
用地条件和投资等因素来选定。高速公路：全部采用立体交叉一级公路：少量采用平面交叉二级以下公路：尽量采用
平面交叉 2、平面交叉路线应为直线并尽量正交，当采用曲线时，其半径宜大于不设超高的最小半径。3、平面交叉
一般应设在水平地段。紧接水平地段的纵坡，一般不应大于 3％，困难地段不应大于 5％，坡长应符合最小坡长的规
定。4、一、二级公路的平面交叉，应根据具体情况设置转弯车道、变速车道、交通岛和加铺平缓的转角。转向车道
的宽度一般为 3m，并根据该公路的等级设置适当的缓和过渡段。5、各平面交叉口之间的间距应尽量大些，以便提高
通行能力和保证安全。
6、远期拟建为立体交叉的平面交叉口，近期设计应将平面交叉与立体交叉做出总体设计，以便将来改建。
7、平面交叉的交通管制方式：主路优先：被交叉公路等级较低、交通量较小或相交公路中有一条为干线公路；信号
交叉：相交公路的功能和等级相同，交通量或行人数量很大；无优先交叉：一般仅用于相交公路等级很低，交通量不
大的情况。8、平面交叉范围内的设计速度原则上应与相交公路的相应等级的设计速度一致。当相交公路等级相同或
交通量相近时，平面交叉范围内，直行交通的设计速度可降低，但不得低于该级公路的设计速度的 70%。城市道路取
道路设计速度的 ~倍计算，转弯交通及其它情况的设计速度按相应规定确定。
三、 平面交叉口的类型
几何形状 T形交叉、Y形交叉十字形交叉、X形交叉环形交叉交通组织方式加铺转角式分道转弯式扩宽路口式环形交
叉式构造非渠化交叉渠化交叉
在车道上画线，或用绿化带和交通岛来分隔车流，使各种不同的类型和不同速度的车辆能象渠道内的水流那样，沿规
定的方向互不干扰地行使，这种交通称为渠化交通
非渠化交叉:设计速度较低，交通量较小的双车道公路相交，可采用非渠化交叉。类型非加宽 T形交叉增设右转减速
车道的加宽式 T形交叉增设左转减速车道的加宽式 T形交叉非加宽十字交叉加宽式十字交叉渠化交叉:相交公路等级
较高或交通量较大的平面交叉,应采用由分隔岛、导流岛来指定各向车流行迳的渠化交叉类型:次要公路设分隔岛的渠
化 T形交叉主、次公路均设分隔岛的渠化 T形交叉设置导流岛的渠化 T形交叉渠化十字交叉
分道转弯式加铺转角式一：特点及适用范围特点：形式简单，占地少，造价低、设计方便；行车速度低，通行能力低
适：交通量小，车速低，转弯车辆少的三、四级公路或地方道路，若斜交不大，也可用于转弯交通量小的主要和次要
道路的交叉。
二：设计指标 1、转角曲线半径：⑴查表：v低，转弯交通量小：R〉极限 Rminv高，转弯交通量多：R，一般 Rmin，
极限 Rmin⑵条件允许，尽量大些。⑶相邻曲线切点对齐：施工方便，美观
措施:①先定交叉角小的或受地物等影响的转角半径（查表）
②交叉角较大的半径 R2③计算转角曲线切点至交叉点的距离（公式查规范）
2、视距检查：视距三角形：相邻道路的停车视距组成的三角形注意：视距三角形的画法
扩宽路口式交叉口一：特点及适用范围：特点：对直行交通干扰少，车速高，交通事故少，通行能力大，占地多，投
资大。适：交通量大，转弯车辆多，二、一级公路和城市主干路。
二：设计指标扩宽车道的设置方法、扩宽长度、视距及转弯半径（同简单交叉口设计）
2、增设车道的数量和宽度：取决于交通量、交通组织、车道通行能力；一般单向多增 1~2条，车道宽度同原道路，
若变窄，则不小于 3米（3~）
3、扩宽车道设置方法⑴有中间带右转车道：在进道口右侧或同时在出道口右侧扩宽左转车道：宽型中间带：压缩中
间带窄型中间带：压缩中间带，同时车道偏移（压缩人行道、两侧带或车道宽度）
⑵无中间带：扩宽路福或占用对向车道
3、扩宽车道长度：⑴右转车道长度：渐变段长度：加速、减速段长度：等候车队长度：右转车道的长度
⑵左转车道：渐变段长度：减速段长度：等候车队长度：
左转等候车辆数：n=（一条车道的通行能力×车道数×左转车比例）/每小时周期数
无信号控制时：且不小于 30m左转车道的长度：
环形交叉式一：特点及适用范围特点：优：连续单向运行；无冲突点；交通组织无需信号控制；适多路交叉、畸形交
叉口，中心岛绿化，美化环境缺：占地多；绕行距离长；造价高。
适用于：多条等级相近的道路相交；交通量适中，左右转车辆均较多，地形平坦。
不适于：快速道路，交通量大的道路上；位于斜坡较大的地形；桥头引道。
分类：普通环形交叉；入口让路环形交叉。
设计要点：中心岛形状、半径，环道的布置、宽度，交织段长度、交织角、进出口半径、视距
二：设计指标中心岛形状、半径：圆形，椭圆形、圆角方形、菱形交通流特性、相交道路等级、交角、地形地物半
径：⑴根据 V：v环道设计速度=、、计算行车速度
⑵根据交织段长度要求：交织：两车汇合交换位置后又分离的过程交织长度：交织过程所行使的距离。交织段长度：
环道上适合车辆发生交织的路段长度。
2、环道的宽度：绕中心岛的单向行车带的宽度城市道路：机动车道+非机动车道+分隔带
公路：机动车道宽度⑴车道数：一般三条机动车道：内：绕行车道中：交织车道外：右转车道
⑵车道宽度：R=20~40MK=15~16m（公路）K=18~20m（城市）
机动车道绕行车道：加宽（查表）交织车道：加宽（查表）右转车道：不加宽
非机动车道〉=相交道路非机动车道宽<=8m分隔带：~
3、交织角定义：进环、出环车辆轨迹的平均相交角度（如图：P259）以距右转机动车道外缘 和中心岛边缘
的两条切线交角来表示。要求:越小越安全，但半径越大，占地越多，一般 20~30度通常交织长度已满足条件的
情况下，交织角多能满足要求。
6、环道外缘线形进出口曲线半径：
线形：直线圆角形（一般情况）复曲线形（路交角小时）单曲线：（R进＝R出）
不宜设计为反向曲线（P259图 8-34）
半径：R进接近或小于中心岛半径 R进之间相差不大 R出大于 R进
5、环道横断面：一般路脊在交织车道的中间有分割带：设在分隔带上
中心岛周围设雨水口进出口环道的横坡度宜缓一些
三、“入口让路”环形交叉 1、行使规则:入口作为支路，当无间隙进入环道时应在入口等待，需设等待车道，可减少
不必要的交织运行，防止环道交通堵塞。2、“入口让路”环形交叉的适用性
一条四车道公路和一条双车道公路相交的交叉，以及两条高峰小时不明显的四车道公路相交的交叉。
若环形车流间的间隙较少，甚至没有，导致入口等待车流过多和时间过长，则需改造成其他交叉形式。
3、中心岛形式:一般圆形，面积小时，齐平式或微凸式；面积较大时，浅碟式面积：直径：最小 5~10米（根据设计
速度、车道数、路福宽度确定）3、出入口设计：入口：增加车道形成喇叭形；增辟车道为 1~2条，总数不大于 4
条；停车线处宽度为 3米，增辟起点宽度为 米，有效长度为 25米。右偏呈曲线，半径 10～100m，20m为宜。出
口：不增辟车道，应拓宽，渐变率 1：15～1：20收敛到正常车道。入口与相邻出口间应避免短的反向曲线，应采用
直线圆角曲线。4、环道的宽度：为最大入口宽度的 1~倍，三车道居多，右转弯车辆较多时，增辟 v形导流岛，
分隔右转车道。
5、视距：左方视距：停车线至左前方一入口或 50米（取小值）前方视距：停车线至前方一出口或 50米（取小值）
环道视距：环道上行驶的车辆至前方一出口或 50米（取小值）
交叉口的渠化设计
一、概述 1、渠化的作用：安全；（分方向，分车道)限制行使方向，使斜交变为直角或锐角交叉
限制车道宽度，控制车速，防超车行人过街的避让安全岛。左转车辆转向、变速提供专用车道。2、原则：路线简单
明了避免合流分流集中于一点车道宽度适当导流设施易于识别，设标线、标志或照明
二、交通岛的设计（导流岛、分隔岛、中心岛、安全岛）
分隔岛：分隔机动车、非机动车；快慢车流；对向车流，以确保安全。一般长条形
导流岛:或导向岛，提示或规定左右转弯交通方向的构造物，一般设于不供车辆行驶的部位，多呈三角形
应有足够的尺寸：Smin=5m2,宜大于 10m2岛各顶端做成圆弧状：Rmin=
车道外侧与岛之间应有一定的侧向余宽安全岛：当速度高，行人多，且横穿距离长时设置，可与分隔岛一起考虑。交
通岛的构造：实体岛（缘石高与路面）、隐形岛（用标线画出）、浅碟岛（无缘石）
当被交通岛分隔的行车道不小于两条车道或虽为一条车道但已加宽时，应采用实体岛，岛缘宜采用斜式缘石，岛缘与
车道边缘线间应设 ~的路缘带。岛面积较小或不需要或不宜采用强行分隔时，宜采用隐形岛；岛的面积很大
或可不依赖缘石导向时，可采用宽度不小于 的路缘带的行车道围成的浅碟岛。
夜间交通量较大且交通岛复杂的渠化设计应设置照明；不具备设置照明条件时，应采用反光路标勾出岛界轮廓，同时
路缘线、标线、缘石立面上均采用反光涂料.
第九章公路立体交叉
一、立体交叉定义、特点、组成 1定义：是利用跨线构造物使相交的道路在不同标高的平面上相互交叉的连接形式。
2特点：①消灭或减少了冲突点；车流连续；车速、通行能力高；控制车辆的出入；行车安全。②占地面积大，构造
物多，施工复杂，不易改建，造价高，应用需慎重 3组成：①跨线构造物：跨线桥（上跨式）和地道或隧道（下穿
式）②正线：直行车行道（主线、次线）③匝道：④出口与入口：驶入正线为入口、反之为出口⑤变速车道：出口端
为减速车道，入口端为加速车道
二、公路立交与城市立体交叉的区别公路立交：一般设收费站间距较大形式简单、两层为主设计车速高线形指标高
占地多多采用明沟排水城市立交：一般不收费间距较小形式复杂多样、多层式（美观）设计车速低
线形指标低占地受限多采用地下排水
立体交叉的类型及设计要求一、立体交叉的类型
互通式：相交道路通过跨线桥、匝道等连接上、下线的立体交叉；枢纽互通式立体交叉:高速公路间的交叉，为保证
交通流无交叉冲突，不设收费站等设施，一般互通式立体交叉：除了枢纽互通式立体交叉之外的…
分离式：相交公路通过跨线桥，但不能直接连接的立体交叉。适合：高速路或快速路与铁路或次要道路的交叉
半定向 Y型立体交叉适应于正线双向行车道不必拉开或难以拉开的情况
定向 Y形互通式立体交叉（三层）特点：无交织，无冲突，路经短捷，通行能力大，行车安全，方向明确。占地宽度
较小，但跨线构造物多，造价高，适用于：各方向交通量都很大的三路枢纽互通式立体交叉
注意：定向 Y型立体交叉的正线在交叉范围内，应为双向分离式断面，或拉开适当的距离，以满足左转匝道纵坡和桥
下净空的要求。
Y互通式形立体交叉（两层）特点：无交织，无冲突，路经短捷，通行能力大，行车安全，方向明确。占地宽度较
小，但跨线构造物多，造价高，适用于：各方向交通量都很大的三路枢纽互通式立体交叉
注意：定向 Y型立体交叉的正线在交叉范围内，应为双向分离式断面，或拉开适当的距离，以满足左转匝道纵坡和桥
下净空的要求。
菱形立体交叉特点：直行车流快速通畅，有高标准的单一进出口，仅需一座跨线构造物，用地省，造价低；次线与匝
道连接处为平面交叉，影响通行能力。适：出入交通量小、匝道无收费站的一般互通式立体交叉。
注意：布设时将平面交叉设在次要道路上，次要道路可采用渠化或设置交通信号灯措施组织交通。
半苜蓿形立体交叉部分左转弯方向不设环圈式左转匝道，而在次要道路上以平面交叉的形式实现左转弯车辆的运行。
苜蓿叶形立体交叉四路交叉中最常用的互通式立体交叉之一。特点：通过四个对称左转匝道来实现各方向左转车辆的
运行，
仅需一座跨线构造物，造价低，可分期修建，但占地面积大，左转绕行距离长，车速低，
特点：直行车流快速通畅。仅需一座跨线构造物，用地和工程费用省，便于分期修建，远期可扩建为全苜蓿叶式立体
交叉次要道路存在平面交叉，影响通行能力和安全适：主要道路和次要道路相交的一般式互通式立体交叉。
注意：使转弯车辆的出入尽量少妨碍主线交通，将平面交叉设在次要道路上，次要道路可采用渠化或设置交通信号灯
措施组织交通。
部分互通式立体交叉适于：个别方向交通量很小时；分期修建时；高速公路与次要道路相交；受地物限制某个方向不
能设匝道时
若三路交叉则为子叶式。
X形立体交叉（又称半定向型立体交叉，）全互通式立体交叉中最高级形式之一，是由四条半定向左转匝道组成
特点：转弯方向明确，出入口单一，无冲突，无交织，行车安全。层多桥长，造价高，在城区很难实现
适用于：高速道路之间，各左转交通量均大，车速高，通行能力大的枢纽互通式立体交叉。
立体交叉的布置规划与形式选择一、立体交叉的布置规划 1、位置选定①相交道路的等级②相交道路的性质③相交道
路的任务④相交道路的交通量⑤人口数量⑥地形条件⑦经济条件
2、相关规定①高速公路和其它各级公路交叉时，必须采用立体交叉。一级公路与交通量较大的公路交叉时，应采用
立体交叉。交叉形式可根据具体情况采用互通式或分离式立体交叉；其他各级公路的交叉，当交通条件（交通繁忙）
需要或有条件的地点，也可采用立体交叉。（相交道路的等级和性质）②高速路、一级路与通往重要地点或交通源的
公路相交时，应设互通式立交。（相交道路的任务）③一级公路为干线公路且被交叉公路为四车道并交通量到达
10000辆以上；城市道路当进入交叉口的交通量达 4000~6000辆/小时，相交道路为四车道为四车道以上，平面交叉
难以改善交通状况时，可设置互通式立交。（相交道路的交通量）④人口超过 3万的城市附近或互通式立交影响范围
内人口超过 5万，设置互通式立交。（人口数量）⑤地形条件适当且较平面交叉工程造价增加不大的情况时，可考虑
采用立交。（地形条件）⑥设互通式立交的经济效益和社会效益大于平面交叉时，采用互通式立交（经济条件）
二·立交形式选择的方法和步骤 1初拟立交基本形式(设计速度、通行能力、占地面积等)表 9-1
2立交几何形状及结构的选择（匝道布设、跨线构造物、出入口、平纵横几何形状及尺寸、变速车道等）
3立交方案的选比⑴综合评价法（运用运筹学的层次分析法或模糊数学方法）⑵技术经济比较法（技术、使用、经济
指标的对比）
①占地面积②匝道总长度、正线全部车道长度③匝道路面面积、正线路面面积④跨线桥总长⑤土石方量⑥左右转运行
时间⑦总造价⑧养护费（年）⑨运输费（年）
匝道设计 一、设计依据公式书 289
1立交类型与主线的线形指标（速度、曲线半径、最大纵坡等）
2匝道设计速度（期望：主线的平均值，一般：主线设计速度的 50%~70%）①满足最佳车速的要求（最大通行能力，
经验公式 P265）
②按匝道的不同形式选用（右转、直接左转式取大值、环圈式取小值、半直接式取中间值）③接近收费站或平面交叉
的末端取低值
④适应分合流处车辆行驶需要，取不小于主线设计速度的 70%⑤匝道设计速度采用较低值时，分合流处路段加长
⑥考虑匝道的交通组织（有无分隔带、双向是否独立）
3规划交通量（设计小时交通量）：确定匝道类型、设计车速、车道数、几何形状、是否分期修建等。设计年限：20
年。
4通行能力：以匝道本身、出口、入口处的通行能力中取最小值受主线通行能力、车道数、规划交通量等的影响。
二、匝道的基本形式 1右转匝道：右出右转右进 2左转匝道⑴直接式：定向式或左出左进式⑵半直接式：半定向式
①左出右进式：②右出左进式：③右出右进式：⑶环圈式匝道：
三、匝道的特性（四路立交的左转匝道）1独立性：一座立体交叉的所有左转匝道只采用一种左转匝道的形式，可以
组成完全对称的立体交叉。2对称性 3组合性：各种形式的左转匝道，可以相互组合 4可达性 5局域性
四、匝道的线形设计标准
第十章 路线 CAD
公路路线 CAD技术数字地面模型公路透视图“3S”技术在公路勘测设计中的应用
路线 CAD技术一、CAD技术简介 1、CAD的概念计算机辅助设计(ComputerAidedDesign)简称 CAD，是近年来工程技术
领域中发展最迅速、最引人注目的高技术之一。它将计算机迅速、准确地处理信息的特点与人类的创造思维相结合，
为现代设计提供了理想手段。2、CAD系统组成(省略)3、CAD技术在工程上的应用系统组成：数字地面模型子系统，
路线平、纵优化子系统，路线设计子系统，立体交叉口设计子系统，公路中、小桥涵设计子系统，公路工程造价分析
子系统。该系统覆盖了地形数据采集——建立数据地面模型——人机交互地进行路线平、纵、横设计，线形优化设计
和人工构造物的设计—图和表屏幕编辑，并最终完成图纸的绘制以及工程造价分析等成套 CAD技术。二、公路路线
CAD功能和特点公路路线 CAD软件系统包含六个模块：野外线路平面测量和高程测量数据的录入、编辑和存储模块；
平面设计、纵断面设计及横断面设计数据的录入、编辑和存储模块；根据路线平面设计，绘制路线平面图；根据路线
纵断面设计，绘制路线纵断面图；根据路线横断面设计，绘制路线横断面图；路基构件的绘制。三、公路路线 CAD组
成系统 1、公路 CAD系统总体结构（省略）2、数据采集公路路线设计必须依靠大量的地面信息和地形数据。用现代
化的手段航空摄影测量建立数字地面模型。用全站仪或红外线测距仪地面实测的方法，直接建立三维的数字地面模
型。用传统的经纬仪、水准仪、和小平板实测。数据采集方法分类（省略）3、路线优化设计（1）方法：第一类：对
于平面或纵断面各种比较方案，快速准确地完成路线设计，并计算出各方案的总费用和各项比较指标，由设计者根据
自己的经验选出最佳方案。第二类：根据路线的初始方案，利用最优化理论的数字方案，利用最优化理论的数字方
法，由计算机寻找最优设计方案。即输入一个可行方案，通过数字迭代方法来完成最优方案的求解。
公路 CAD系统的人机分工
子系统人机
平面导线位置的确定；平曲线设计参数平曲线计算或验算；桩号自动生成及逐桩坐标计算；
平面设计中各细部的修改；规范检查规范数据查询；平面图显示与绘图
纵断面“拉坡”及竖曲线半径确定；竖曲线要素计算及逐桩设计标高计算；工程量估算；
控制标高检查；修改纵断面图；控制高程验算；规范数据查询；纵断面图显示与绘图；
横断面横断面形式及各部分参数确定；检查设计横断面自动设计；土石方数量计算；规范数据查询；
横端面；特殊断面设计旧路结构利用设计防护结构标准图检索；旧路结构利用数量计算；
横断面图显示与绘图
（2）各阶段适宜优化方法：在可行性分析阶段，适宜于采用在宽带范围内路线走向方案的优化。在初步设计阶段宜
采用在平面或空间一定范围内移线以改善设计方案的优化技。在技术设计阶段宜于采用多个目标函数的公路纵断面优
化程序系统。对已完成的公路路线技术设计运用连续绘制的透视图进行评价。
数字地面模型一、数字地形模型及在公路设计中的应用数字地形模型（DTM）——将地形按照某种数字模型对已知平
面坐标的地形点进行高程计算，是一个表示地形特征的、空间分布的、有许许多多有规则或无规则的数字阵列，也就
是将地形表面用密集的三维地形点坐标（X，Y，Z）组成。数字地面模型的特点：地表形态表示抽象、不直观，但计
算机可以从中直接、快捷、准确地识别，进行数据处理，提供出方便的地形数据，以实现各项作业的自动化。数字地
形模型的应用如下图所示（略）
二、地形模型的种类 1、方格网式数字地形模型将工程用地的一定范围划分成相等大小的方格或长方格，按一定次序
读取网格点的高程即可。优点：只需要储存网格点的高程值而无需储存平面坐标值，内插和检索简单，节省计算机
时，采集数据方便，选点不依赖于经验。缺点：地形变化大的地方精度较低，常常漏掉了地形的真正变化点。2、三
角网式数字地形模型由所有三角形顶点的三维坐标组成，并把每个三角形看成是由三顶点高程构成的一个平面，因而
划分三角网时，应尽量使三角形的周边以内所有等高线都呈直线，而且相互平行，间距相等。在同样的使用精度下，
网点数可以远小于方格网数字地形模型所需要的网点数，能节省很多的计算机内存。三、数字地形模型数据点的获取
从现有的地形图上获取（人工读取数据或用手扶跟踪式的坐标读取装置图形数字化仪）利用自动记录的测距仪（或全
站仪）在野外实测，获取原始数据。摄影测量方法可以利用带有自动记录设备的立体测量仪，对立体模型进行断面扫
描或勾绘等高线，将坐标记录在纸带或磁带上。良好的公路线形应该在行车安全和乘客舒适两方面获得最大限度的满
足。透视图技术是评价公路线形质量的主要手段之一，也是当今进行招标、投标时显现设计效果的重要手段。视轴—
—某一点（视点）和被视物体的各点（物点）相连的射线（视线）与画面产生一系列交点，连接这些交点所产生的被
视物体的图像即该物体的透视图与画面垂直的视线。主点——视轴与画面的交点，物点——视线与物体的交点迹点—
—视线与画面的交点生成透视图的算法流程（如下页图所示）：计算道路各点的大地坐标确定视点、视轴及视轴坐标
系确定透视断面和透视物点进行坐标计算转换经过消隐等手段绘制出透视图。“3S”技术在公路勘测设计中的应用
“3S计划”：丰富的全球地理信息系统（GIS）；精确的全球卫星定位系统（GPS）；先进的遥感测设系统（RS）。
公路行业的数字化包括 3个部分：公路的数字化地理信息系统；公路的全球卫星定位系统；公路的遥感测设系统。
一、地理信息系统（GeographicInformationSystem）公路 GIS——综合处理三维公路信息计算机软硬件系统，是 GIS
技术在公路领域的发展，是 GIS与多种公路信息分析和处理技术的集成。数字化地理信息系统包括内容:详细的地形
数据资料，包括平面点的坐标、高程，已建道路和桥梁的位置、名称，道路沿线的民宅、工矿企事业单位、田地、果
林、鱼塘、水渠、河流、电力管线等详细地面资料。GIS的应用：方便地比选最佳路线方案，并同时获取其它相关信
息资料(如最佳路径、最短出行时间、交通流量、道路沿线地区人口数量、经济状况、建材分布与储量、运输条件、
土壤、地质和植被情况等)。GIS在道路前期规划中发挥了巨大作用。二、全球卫星定位系统
(GlobalPositioningSystem)GPS(全球卫星定位系统)作为新一代的卫星导航和定位系统，不仅具有全球性、全天候、
连续性、实时性的精密三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。GPS定位技术特点：观测点之间无
需通视、定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、操作简便以及全天候作业等。最新的 RTK（实时动态定位）技术
在公路测设中具备的功能和作用：绘制大比例尺地形图：只需采集碎部点的坐标和输入其属性信息，采集速度快，大
大降低了测图难度。公路中线放样：将中桩点坐标输入到 GPS电子手簿中，系统软件就自动定出放样点的点位，其各
点测量独立完成，不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致。公路的横、纵断面放样和土石方数量计算桥梁结构物
放样三、遥感技术（RemoteSensing）遥感（RS）——利用航片或卫星照片上含有的丰富地表信息，通过立体观察和
相片判释并经过计算机的自动处理、自动识别，获得与路线相关的各种地质、水文、建材等资料的计算机软硬件系
统。遥感技术在公路勘测设计中的优点：
帮助设计人员对路线所经区域的地形、地貌、河流、居民点以及交通网系等进行概要判读，以了解其对路线的影响，
有助于对路线方案的优化。提供详细的地质、水文、植被资料，帮助设计人员了解不良工程地质现象对路线的影响程
度，以便提早改线，避免不必要的损害和事故发生。帮助设计人员了解沿线土壤和植被类型，了解农作物及经济作物
的分布情况，以便为绿化设计做准备。帮助设计人员了解沿线建筑材料的分布、储量、开挖、运输条件，为施工创造
良好便利条件。可对所选路线线形进行三维透视，帮助设计人员了解路线线形是否顺畅，行车视距是否良好，与周围
景观是否协调一致。
