一、道路设计的基本步骤
1、道路是三维空间的实体，路线是道路中线的空间位置
路线平面：路线在水平方向的投影
路线的纵断面：沿道路中线竖直剖切再行展开
中线上任意一点法向切面是道路在该点的横断面
2、道路设计过程中，先确定平面的线形，再进行纵断面和横断面设计
平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线三个要素组成
3、线性设计
公路平面线形设计
直线—缓和曲线—圆曲线—缓和曲线—直线
城市道路平面线形设计
直线—圆曲线—直线
4、道路平面线形要素
行驶中汽车的导向轮与车身纵轴之间的关系→汽车行驶轨迹
角度为零→曲率为零→直线
角度为常数→曲率为常数→圆曲线
角度为变数→曲率为变数→缓和曲线
现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的，称为平面线形三要素。
二、直线
1、优点
线形直捷，布设方便，行车视距良好，行车平稳
2、缺点
不能适应地形变化，不便于避让障碍，直线过长容易使驾驶员产生麻痹而放松警惕，发生行车事故，夜间行车时，对向行车灯光眩目不利安全
（一）直线运用
1、直线的最大长度
在城镇及附近或其它景色有变化的地点，大于20V是可以接受的，在景色单调的地点最好控在在20V以内
2、直线的最小长度
当V≥60km/h时，同向曲线的直线最小长度为6V，反向曲线的最小长度不小于2V
3、注意的问题
长直线或长下坡尽头的平曲线 ，必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施
长直线上坡不宜过长 ，直线上的纵坡一般应小于3%
长直线应与大半径凹曲线配合为宜
（二）采用长直线线形应注意的问题
1、长直线宜与大半径凹竖曲线组合使用
2、避免“断背曲线”
三、圆曲线
1、优点
布设方便，能很好地适应地形，避让障碍，与地形配合得当可获得圆滑、舒顺、美观的路线，又能降低工程造价
注：1、该程序能计算任意线元的中、边桩坐标；2、该程序只需要输入计算线元的起点桩号、坐标，终点桩号，线元起点正方位角，即可计算该线元中任意点坐标。3、此程序的优点：能计算任意线元，通用性强；。
使行车景观不断变化，使驾驶员保持适度的警惕，增加行车安全性，也可起到诱导行车视线的作用
2、注意的问题
半径不可过小而影响行车安全
（一）圆曲线的平面布设
1、圆曲线上技术代号
JD—交点（转角点）
ZY—直圆（圆曲线起点）
QZ—曲中（圆曲线中点）
YZ—圆直（圆曲线终点）
（二）圆曲线的几何要素及主点桩号里程计算
1、几何要素
2、曲线主点桩号里程计算
3、曲线主点桩计算校核
（三）圆曲线半径
1、汽车在圆曲线路段行驶时会产生离心力F
2、曲线半径指标
（四）横向力系数μ的取值
1、意义
横向力系数表示单位车重所受到的横向力（离心力）
其值越大对行车越不利
2、取值大小的决定因素
行车安全：确保行车不产生横向滑移
操作方便、行车经济
行车平稳、舒适
3、取值
一般取
为控制值
（五）公路圆曲线最小半径
1、三种平曲线最小半径
一般最小半径：通常情况下推荐采用的最小半径值
极限最小半径
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。缓和曲线的作用1.曲率连续变化,便于车辆行驶2.离心加速度逐渐变化,旅客感觉舒适3.超高横坡度逐渐变化,行车更加平稳4.与圆曲线配合得当,增加线形美观缓和曲。
能保证按设计速度行驶的车辆安全行驶的最小半径
不设超高最小半径
当路线的半径大到一定值时，即使汽车在曲线的外侧时，也能获得足够的安全性和很好的舒适性
其实，道路中的平曲线、圆曲线是一回事，就相当于几何中的圆的一部分。一般来说，转弯半径是圆曲线的半径。大小应该根据实际情况确定。但是相关规范一般规定有最小的平曲线半径。缓和曲线是连接直线与圆曲线的一种几何线形。
四、缓和曲线
1、定义
在直线与圆曲线、圆曲线与圆曲线之间设置的曲率连续变化的曲线
2、特点
易于适应地形，能很好地与汽车行驶轨迹相适应，使线形连续、美观，但缓和曲线计算、布设较繁琐
（一）缓和曲线的性质
路线设计符合汽车转弯时的行驶轨迹，插入缓和曲线，使整条曲线的曲率形成一个连续变化的过程。
汽车以等速转弯时，行驶轨迹曲线上任意一点所对应的曲率半径与行驶的距离（弧长）成反比，这一行驶轨迹特性正好与数学上回旋线方程性质相同。
回旋线作为缓和曲线
（二）带缓和曲线的平曲线平面布设
缓和曲线中心角
曲线内移值
曲线切线增长值
（三）设有缓和曲线的平曲线主点桩技术代号
JD—交点（转角点）
ZH—直缓（第一缓和曲线起点）
HY—缓圆（第一缓和曲线终点）
QZ—曲中（曲线中点）
YH—圆缓（第二缓和曲线起点）
HZ—缓直（第二缓和曲线终点）
（四）平曲线几何要素计算
（五）平曲线主点桩里程计算
曲线主点桩里程计算
曲线主点桩里程校核
五、曲线超高
1、定义
为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力，而在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡
2、作用
用车重产生的向内水平分力来抵消部分离心力，以利于行车安全与稳定
3、设置要求
当曲线半径小于表2-20或表2-23中规定的不设超高最小半径时，均应设置超高
（一）平面曲线实例
1、超高横坡度计算
2、车速的调整
设计车速与实际车速之间的调整
3、超高值计算式
4、超高计算值取值要求
任意半径超高横坡度不得大于极限超高横坡度
又不得小于路拱横坡度
（二）全超高横坡度
公路最大超高横坡度
城市道路最大超高横坡度
（三）超高的过渡
平曲线路段超高缓和段的布置
当圆曲线上超高值和缓和段长度一定后，超高缓和应在全长上布设
曲线的优点是它比直线，在设计中应根据超高变化情况，计算出任意断面上路肩两侧边缘及路中点对原设计标高（未加宽前路肩边缘标高）的相对高差，为施工放样提供依据
（四）公路超高设置方式
无中间带的公路
1、超高横坡等于路拱横坡
外侧车道绕路中线旋转，直至超高横坡
2、超高横坡大于路拱横坡
第一种：绕车道内侧边轴旋转
第二种：绕中轴旋转
第三种：绕车道外侧边轴旋转
有中间带的公路超高设置方式
1、绕中间带的中心线旋转
2、绕中央分隔带边缘旋转
3、绕各自行车道中线旋转
（五）城市道路超高布置方式
城市道路超高方式应根据地形状况、车道数、超高横坡值、横断面形式、便于排水、路容美观等因素决定
用于数学和物理等领域中的积分、微分等计算。而圆曲线是一种弧度恒定的曲线，在道路、铁路、隧道等建设设计中常常使用。
六、曲线加宽
1、加宽值确定
汽车轮迹需要
汽车行驶摆动需要
2、加宽值计算
3、加宽值选用规定
当圆曲线半径大于250m时，可不设加宽
曲线路段加宽宜布置在弯道内侧
各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽
（一）公路规范对加宽类别选用
高速公路、一级公路、二级公路及设计速度为40km/h的三级公路应采用第三类加宽值。
对不经常通行集装箱、半挂车的公路，可采用第二类加宽值。
四级公路和设计速度30km/h的三级公路可采用第一类加宽值。
优点：易与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等。通常，把上图中T、L、E、q四元素称为圆曲线要素储把ZY、QZ、YZ三点称为圆曲线主点。由图可知，各要素的计算公式如下：三、直线 优点：短线路捷、方向明确。
（二）城市道路加宽值
（三）加宽缓和段
1、加宽缓和段的长度
加宽所需要的最小长度
在不设缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段长度应 按渐变率1：15且不小于20米的要求设置
设置缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段长度采用与缓和曲线或超高缓和段长度相同的数值
不设缓和曲线，加宽缓和段长度取超高缓和段长度，渐变率不小于1：15，且长度不小于10米
2、加宽过度方式
按直线比列加宽
高次抛物线加宽
七、缓和段设置
1、缓和段
为了使行车能够安全、平稳、顺利地由直线向曲线、由大半径曲线向小半径曲线行驶所设置的过渡段
2、设置目的
为消除行车转弯时曲率突变，使行车能从容、顺适地进行曲率变化而设置的曲线缓和过渡段为缓和曲线
为使行车平稳、顺适地进行横坡变化而设置的超高变化过渡段为超高缓和曲线
为适应行车轨迹，顺适地进行宽度变化而设置的加宽过渡段为加宽缓和段
3、类型
缓和曲线、超高缓和段、加宽缓和段
（一）缓和段长度
1、离心加速度变化的缓和长度
2、操纵时间要求缓和段长度
3、超高变化要求缓和段长度
一般根据三方面缓和段长度的计算结果，取其中最长的并按5倍数取整后作为缓和段长度
八、平曲线长度
1、平曲线最小长度计算
取一般驾驶员能从容操作方向的（左右转动方向）时间为6S
2、相关规定
小偏角时的平曲线长度
当道路转角小于7°时，为防止驾驶员在视觉上产生急弯错觉，而导致操纵失误，应设较长的平曲线
相关规定
九、平曲线形的连接
平面线形设计整体上尽可能顺直，选择曲线半径尽可能大些，应与自然地形等高线相适应为宜。
在桥梁、隧道内部与进出口路段和平面交叉口前后路段 ，应采用直线为宜。
长直线尽头不得设置小半径曲线
直线长度L<500m时，最小半径R=L
直线长度L≥500m时，最小半径R=500
一般平面线型设置的转角不宜小于 10°
十、平面视距
1、定义
2、运用
2、将竖曲线与平曲线恰当地组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。圆曲线作用是：为了平顺地过渡曲线率、外轨超高和轨距加宽，保证行车平稳与旅客舒适，在圆曲线的两端需设置一定长度的缓和曲线。
在平面线形和纵断面线形设计中，都应有足够的行车视距
3、平面视距分类
停车视距、会车视距、超车视距
4、行车视距不足主要发生在下述几种场合
（1）道路平面上的暗弯，即处于挖方路段的弯道和内侧有障碍物的弯道，见图a
（2）纵断面上的凸型竖曲线，见图b
（3）下穿式立体交叉的凹型竖曲线，见图c
5、视距相关规定
6、公路视距的运用
高速公路和一级公路满足停车视距的要求
对向行驶的双车道公路，应根据需要并结合地形，在适当的距离内设置具有超车视距的路段
积雪冰冻地区的道路，停车视距应适当增长
以大型车为主的公路，应按货车停车视距进行检验
7、弯道内侧视距的保证
清除弯道内侧一定范围的障碍物
最大横净距的确定
解析法
几何法
视距包络图
8、开挖视距台
计算出净横距以后，按比例在各桩号的横断面图上画出视距台，以供施工放样。
十一、路线平面图绘制步骤
1、确定比例。
公路工程一般山岭地区采用1：2000，丘陵平原地区采用1：5000。
2、城市道路一般采用1：1000或1：500。
3、根据直线、曲线、转角一览表，按比例绘制道路中线图。
4、在道路中线图上标注出起点、里程表桩、百米桩、曲线主点桩、桥涵与人工构造物桩号位置。
5、按比例勾绘道路中线左右各100～200m范围内的地形等高线，标注地物、地貌、建筑物与构造物位置和名称。
7、整理、修正（等高线、地物、建筑物、构筑物等）图纸
