道路线形设计

道路线形设计

摘要：道路线形设计，包括道路平面线形和纵断面线形、道路交叉口、道路景观、道路出入口和道路渠化设计。设计方针是保证行人和车辆安全、畅通。城市道路线性。常常容易被人们关注，但道路线性设计直接影响行车安全必须给予足够重视。

关键词：线形设计城市道路 交通安全 技术问题 环境景观

一、城市道路定线的意义：在总体规划阶段，根据城市自然地形地貌、用地功能分区和布局，初步确定路的大致走向、平面主要转折点、干路交叉口的位置或方位坐标，并明确道路的功能性质、路幅宽度，一般称为道路网规划。

在详细规划阶段，一般应进行道路红线设计。所谓红线设计，主要足根据道路网规划已大致确定的路线走向与道路性质、路幅，进一步确定道路走向、位置、主要控制标高、横断面组合布置以及主要交叉口和广场的平面安排等问题。此项工作通常在1：2000~1：5000现状地形图上进行。在规模较小的中、小城镇，上述工作可合并一次进行。

所谓道路定线，就是在红线设计或初步设计(除红线设计内容外，还包括路面结构方案、沿线小桥涵造型以及其他构筑物的大致安排、工程量估算等)的基础上，结合细部地形、地质条件以及现状城市建设条件，综合考虑平、纵、横三方面的合理安排，确定道路的平而、竖向线形及其主要技术经济指标，并绘制平、纵断面设计图。它足道路技术设计的重要组成部分。

道路定线对于城市建没和道路行车条件具有重要意义。它不仅要解决道路本身的工程、经济方面的问题，而且要充分考虑道路与周嗣环境、城市建设现状的配合以及道路景观等

问题。道路定线除受城市自然地形、地质和地物以及城市建设现状的制约外，还受到技术标准、国家及城市建设政策、社会经济影响以及美学等因素制约。因此，要求设计人员必须具有广博的知识和熟练的定线技巧，通过多方案比较，才能选出理想的定线方案。

道路定线一般有纸上定线和实地定线两个阶段。初步设计通常采用纸r定线；技术设计则可采取纸七定线与实地定线相结合。：考试大

纸上定线就是在较精确的大比例尺(一般为l：500～1：100O)城镇现状地形图上，根据道路网规划或红线设计拟定的路线走向、技术标准和路线起终点、主要中问控制点的方位坐标及标高，进行道路平、纵线形设计，从而为以后进行施_丁设计、测设放线提供依据。实地定线就是在纸上定线的基础上，通过现场勘测调整来确定路线。实地定线较纸上定线准确，因而对于重要的干路，特别是旧城区街道的改建或能获得的城镇地形图比例尺小，现状资料又不全时，均应实行纸上初步定线与实地勘测定线相结合。

1.城市道路定线的原则

道路定线不仅仪是一项单纯的技术工作，要全面综合地考虑各方面的问题。 定线的方法并没有崮定格式套用，需要在实践中反复推敲，以下仅提出一些基本原则和做法以供参考。

1因地制宜确定路线位置

在城市中丌辟-条新路或改建一条旧路，往往涉及到工程、经济、社会生活等各方面的复杂问题。因此要本着“因地制宜、节约用地、减少拆迁”的原则，在定线中注意节约宝贵的城市用地，尽鼍利用差地、劣地，少占农田。对旧城，要举着“充分利用、逐渐改造”

的方针，反对大拆大迁，乱拆乱建，不顾人民生活的恶劣倾向。

2掌握好各项技术标准

坚持“以人为本”的思想，既要满足现代城市机动车交通的要求，也要充分考虑行人、自行车和其他非机动车交通的要求。对道路弯道半径、道路宽度、纵坡度、视距等，都应掌握好各项技术标准；同时应考虑沿线地形、地物以及土壤、地质、水文等自然情况，尽量利用有利于道路的因素，避免不利因素。经反复比较，选出最经济合理的路线，满足交通对道路的各项要求。

3正确选定平面和立面上的控制点，

一、平面控制点

在定线以前，需首先确定路线在平而和立面位置上必须经过的控制点，如：道路的起、终点及重要桥梁的位置、路线穿越铁路处、重要道路的交叉口、不能拆迁的重要建筑物、准备利用的原有路面、滨河路段等，都是平面上的控制点或控制段。重要桥梁的位置，往往对两岸的交通联系和交通量分布有很大影响，所以要首先确定。中、小桥的位置一般应服从路线。道路与铁路相交时最好正交，因其他原因不能正交时也不宜小于45°。在平交道口必须保证足够的视距，使司机在未到道口；之前能观察到两侧火车的来临。只有在平面控制点或控制段明确后，才可能定出合理的平面线形。

二、立面控制点来源：考试就到考试大

在平面定线的同时，必须考虑到立面控制点对平面位置可能的影响。一条城市道路常

受到许多相交道路、现状建筑物、地下管线工程设施的制约，因而要特别注意道路交叉口、街坊和桥梁等相关标高的平衡设计。路线的平面位置有时为了满足某一线段立面的高程控制需作必要的移动。因此，道路定线时，必须同时兼顾平面和立面的控制点。

为了合理确定立面控制点，需要对城市道路的主要控制点标高及主导纵坡进行分析确定。所谓主导纵坡指道路中心线结合实际自然地面起伏所得土方填挖工作量最少的平均自然纵坡度。它一般结合地面排水系统规划、街区建筑布置和土方平衡等来确定。主导纵坡从理论上分析，就是要求一条干路通过若干交叉口及中途控制点(如桥涵构筑物)而划分的各路段没计纵坡度的加权平均值，尽量接近该道路起、终点问的自然纵坡。图6-1-1的示例中，虚线表示该地区的地面排水分界线；A、B、c、D表示几条与该干路相交横向路的自然地面转坡点。干路AE以西，ABCD连线以东的街区地面水将汇集于十路西侧边沟；而干路AE以东街区的地面水基本上远离该干路排走。

二、道路线形设计与交通安全的关系

影响交通安全的因素，包括人、车、路、环境和管理等多方面，其中驾驶员素质不高、操作技能差、安全意识不强，是导致我国交通事故的主要因素，但是仅仅将事故的原因归结为人的因素是不客观的。道路作为车辆的载体和行驶的基础，其设计的安全性对交通安全有很大的影响。据统计，有10%～20%的交事故与道路条件有直接关系，有50%～60%的交事故与道路条件有间接关系。因此，改善道路条件减少交通事故有重要意义。为此，本文将通过分析通事故与道路线形的关系，分析不同因素对交通安全的影响。

道路线形是直线和曲线连接而成的空间立体线形形状，也就是道路中心线的空间描绘。它的设计好坏，严重影响车辆行驶的安全性。但长期以来，有关道路设计规范只对某些技术指标，如：平曲线半径、纵坡坡度、坡长、竖曲线半径等作出了规定，而对平面与纵面

线形组合（如弯坡路段）的特殊性考虑甚少，评价道路设计的优劣一般仅论其工程质量和造价，很少论其使用安全性，从而导致在道路的某一段或某一点上经常发生交通事故，即形成多发事故段或多发事故点。下面先来分析一条典型的不良道路线形案例：

太原至宁武的道路，在其K31+700m处，有一个又急又陡的“U”字弯。平均每个星期就会有一辆车在黑色“U”字弯道上发生不同程度的交通事故。事故原因分析：这个弯道属于陡坡急弯，弯道径小而纵坡度大，而且一般的弯道应该是外高里低，此处却正好相反是里高外低，所以车辆行经此处时往往离心力大于向心力，容易造成侧翻。另外，这里是从太原到古交的最后一个弯道，经过前面的一段下山路后，司机的精神容易疲惫，注意力分散。更重要的是，一些车辆的制动装置在到达此处时已经被前段的下坡路摩擦得很烫了，车辆制动性正在减弱，不熟悉路况的司机，突然发现这个超乎想象的大弯，再紧急踩刹车，容易出现刹车失灵，只能靠方向盘操作。但是如果方向打死，车辆在巨大的惯性作用下很容易翻倒；或者就可能冲下山坡，导致车毁人亡

2、道路线形设计对交通安全的影响

2.1平面线形设计对交通安全的影响

道路平面线形包括直线、缓和曲线、曲线半径、弯道超高、弯道个数、视距等。下面从这6个方面分别分析其对交通安全的影响。

⑴直线

直线具有视野开阔、超车视距大等优点。但在这种路段，驾驶员对迎面而来的车辆距离和速度的估计比较困难，而且线形笔直单调，容易引起驾驶员精神松驰和心理疲劳，从

而反应迟缓；另一方面容易超速。国外有资料指出：一次直线的最大长度小于3min行程对交通安全比较有利。

据统计分析的研究结果，设计时速为100 km/h时，直线长度的上限应控制在1.5～2 km；超过1.5 km，直线段上潜在的事故危险程度开始增大；超过2 km时，危险性将快速上升；直线长度超过3km时，发生事故的概率随直线长度的增大，将以远超过线性规律的速度提高，其变化势如图1所示。因此，从人的因素考虑，在设计中应避免过多过长的直线，直线与曲线的恰当组合，能提高道路的行驶质量。

⑵缓和曲线

缓和曲线主要作用有：车辆从一曲线过渡到另一曲线的行驶过程中，缓和曲线使离心加速度逐渐变化，从而缓和人体感受到的离心加速度的急剧变化；通过其曲率的逐渐变化，可适应车辆转向操作行驶轨迹及路线顺畅，达到视线平顺、视觉协调，驾驶员易于操作；作为超高变化的过渡段。缓和曲线的设计应注意有足够的长度和合理的形式。缓和曲线长度L（m）应

（1）式中：

v——行车速度，km/h；

T——最短行程时间，s。

⑶平曲线半径

调查表明：道路平曲线路段的事故率与平曲线半径大小存在着相关关系。车辆在平曲

线上行驶，由于受到离心力的作用容易向外侧侧滑和倾翻，降低了车辆的稳定性和安全度。车速越大，离心力越大，发生事故也越严重。尤其是在夜间行车，因灯光照射不是顺着曲线的，更难发现前方的情况，增加了发生事故的潜在危险。当平曲线半径R≤400m时，事故率倾向显著增加，其原因多为驾驶员在开始转弯之初未能及时调低车辆速度引起车辆行驶状态的突变所致[5]。表1是英国学者格兰维尔通过试验调查研究的道路平曲线曲率与道路交通事故率的关系。在实际道路设计时，半径值不能小于极限最小半径，且应尽量采用大半径曲线，但最大半径不宜超过10000m。

表1 曲率与交通事故率关系统计表

曲率 0～1.9 2～3.9 4～5.9 6～9.9 10～14.9 >15

事故率/次•（106辆•km）-1 1.62 1.86 2.17 2.36 8.45 9.26

⑷弯道超高

弯道超高是指为了减少离心力的作用，曲线路面做成外侧高，内侧低，呈单向横坡的形式（即一面坡），超高值按计算行车速度、平曲线半径大小计算，并结合路面线形、当地自然条件等最后确定，道路超高设计不当或未设超高可能引起滑动事故。

⑸弯道个数

弯道是线形的重要组成部分，没有弯道的过长直线是不可取的，但太多的弯道个数会造成环境复杂，强迫驾驶员多而快地接受信息，驾驶操作困难，有时措施不及或稍有疏忽便发生交通事故。因此，必须控制平面线形中的弯道个数。经分析后发现单位长度的弯道

个数，即弯道密度与事故率有很强的相关关系（相关系数为0.99），

即：（3）

式中：

S——弯道密度，个/ km；

P——事故率，次/亿车•km。

该方程是开口向上的抛物线，最佳弯道密度Sm=3.4个/km时，发生交通事故最少，否则交通事故就会以抛物线形式增加。当然不同地理环境和道路等级其最佳弯道个数不同。

⑹视距

在道路的平面线形和纵面线形上均应保证必要的行车视距。良好的视距不仅能使驾驶员正确判断道路的行车环境，决定正确的驾驶行为，而且决定了驾驶行为的有效操作时间。视距对交通事故影响很大，视距不良会明显增加事故率。表2是美国的调查结果，从表中可以看出随着视距减小，事故率明显增多。

表2 双车道道路视距与交通事故率关系统计表

视距（m） <240 240～450 450～750 >750

交通事故率/次•（106辆•km）-1 1.49 1.18 0.93 0.68

.2纵断面线形设计对交通安全的影响

纵断面线形是指道路中心线在垂直平面上的投影。它包括竖曲线、坡度、竖曲线与直线的连接、坡道等。下面着重从竖曲线和坡度两方面分析纵断面线形对交通安全的影响。

⑴竖曲线

道路竖曲线半径过小时，容易造成平纵曲线组合不合理而使视距不连续，尤其在凸曲线时，会造成驾驶员产生“悬空”的感觉从而失去行驶方向。凸形竖曲线上的视距越短，交通事故越频繁。因此，在竖曲线设计时既要保证竖曲线有足够大的半径，还要保证有足够的长度。在坡差很小时，计算得到的竖曲线长度很短，在这种曲线上行车会给驾驶员一种急促的感觉。按照安全操作的需要，竖曲线最小长度必须有3s行程。

⑵纵坡

道路的纵坡与交通安全紧密相关，主要表现在：坡度比较大时，不仅造成车辆速度差异比较大，还往往造成汽车上坡熄火，或下坡刹车失灵，进而诱发事故；下坡路段，由于受重力影响，易造成车辆加速行驶；坡度过大，也增加了驾驶员的操作难度，一旦遇到突发情况就可能酿成事故。此外，驾驶员经过上坡行驶后，在下坡行驶时，心里放松了警惕，易造成超速行驶，而导致事故。表3是德国学者比兹鲁在德国高速道路上调查的坡度与事故率关系的统计资料，可以看出当坡度大于4%时，事故率剧增。

表3 坡度与交通事故率关系统计表

坡度 0～1.99 2～3.99 4～5.99 6～8.0

事故率/次•（亿辆•km）-1 1.62 1.86 2.17 2.36

⑶线形组合与道路环境景观的协调性

①道路线形自身的协调。道路本身在用路者视野中占有重要位置，是主要景观元素，因此良好的道路景观必须要有优美流畅的道路线形，需有线形自身的协调。二维线形只能解决平面线形的配合或纵断面线形的配合，而三维线形亦即立体线形，则能解决平、纵线形的三维空间配合，可以用来评价道路的平顺性。目前研究的四维线形，还增加了路线随时间变化的因素，反映了行车时的运动感与路线随时间变化的韵律与节奏，它是衡量舒适性的重要标志。

②道路线形与环境景观的协调。道路道路线形与环境景观间的组合设计是否协调，同样对道路交通安全有重要影响。线形与地形配合，这是线形与环境景观协调的主要内容。地形特征是影响选择设计速度的主要因素。在适应地形要注意的问题是道路不应支配环境，而要与环境融为一体，要有合适的视觉比例（尺度），如视野中道路所占比例过大，也必然显得生硬单调。因此道路与环境协调第一位的工作是抓住地形特征，充分利用地形，使路线与地形有机结合起来。一条与地形配合良好的路线，必然会成为风景的一部分，不但用路者有舒适感，而且路外人对道路在宏观上也会有良好的印象。除道路几何线形设计外，道路两旁的景观设计（如透视能力、诱导视线、景观协调、建筑风格等）应充分地与地形、地物、自然环境有机结合，以形成连续、变化丰富的景观，防止驾驶员因景观单调产生疲劳。

为降低交通安全的发生率，应该从道路设计的最开始就应该重视线形安全设计。从道路设计的新理念出发，道路设计人员应注意通过精心的规划和设计来降低驾驶员发生事故的可能性，采取主动预防措施改进道路线形设计，减轻驾驶员的工作强度，降低因失误和

错误而发生交通事故的可能性。

参考文献：

王振强 《道路线性设计应注意的几个问题》 《甘肃科技》2002年第11期

何佼龙 张新胜 《道路线形组合优化设计浅析》《森林工程》 2004年 第6期

路霞 《浅述运行车速作为道路线形设计基础参数的合理性》 《北方交通》 2010 年 第5期

朱敏清 张晓禾《道路平曲线设计中线形连续性问题》 《市政技术》2003年 第2期

燕明《城市道路线形设计的科学性》《市政技术》 2007年 第4期