平面线形的组合与衔接

1.直线与曲线的组合

路线的行车平顺性要求直线与曲线彼此协调而有比例地交替，路线直曲的变化应缓和匀顺。 平面曲线的半径、长度与相邻的直线长度应相适应。 过长的直线段会使司机感到疲倦，同时也是肇事的原因之一，只有在公路所指方向地平线处有明显目标时才允许采用长直线段。

直线与曲线组合得当，能提高线形的行驶质量。 直线与曲线配合不好的线形应予避免。例如，长直线末端应避免小半径平曲线，同向曲线间的短直线可用大半径的曲线来代替。

2.曲线与曲线的组合

曲线之间的组合应使线形连续均匀，没有急剧的突变。

（1）圆曲线的组合

圆曲线是曲线组成的基本要素，它的组合有同向曲线、反向曲线、复曲线。 对于相邻两同向曲线或反向曲线，应注意它们的协调和中间直线长度应满足相关规定。 对于复曲线应注意它的适用条件和要求。

（2）回头曲线

回头曲线指在山区公路为克服高差，在同一坡面上展线时所采用的，其圆心角一般接近或大于180°的曲线，如图3.25所示。 回头曲线转角大、半径小、线形差，一般较少采用，只有在二、三、四级公路当自然展线无法争取需要的距离以克服高差时，或因地形、地质条件所限不能采取自然展线时，可采用回头曲线展线。 相邻两回头曲线之间，应争取有较长的距离。 由一回头曲线的终点至下一回头曲线起点的距离，在三、四级公路上分别应不小于200（150）m、100m。

图3.25 回头曲线

回头曲线的前后线形应有连续性，两头宜布设过渡性曲线为宜，此外还应设置限速标志，并采取保证通视良好的技术措施。 回头曲线的主要技术指标见表3.26。

表3.26 回头曲线指标

注：设计速度为40km／h的公路根据地形条件可选用35km／h或30km／h的回头曲线设计速度。

3.平面组合线形

平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线3个几何要素组成，3个线形要素可以组合成不同的组合线形。

（1）简单型曲线

当一个弯道由直线与圆曲线组合时叫简单型曲线，即按直线—圆曲线—直线的顺序组合，如图3.26所示。

简单型组合曲线在ZY和YZ点处有曲率突变点，对行车不利。 当半径较小时，该处线形也不顺适，一般限于四级公路采用。 在其他等级公路中，当平曲线半径大于不设超高半径时，省略缓和曲线后也可以构成简单型。

（2）基本型曲线

按直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线的顺序组合的曲线称为基本型，如图3.27所示。

图3.26 简单型曲线

基本型可以设计成对称基本型和非对称基本型两种，当A1＝A2时为对称基本型，这是经常采用的。非对称型是根据线形、地形变化的需要在圆曲线两侧采用A1≠A2的回旋线。基本型两端的回旋线参数除应满足式（3.10）的要求外，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，并注意满足设置基本型的几何条件：2β0＜α（α为路线转角，β0为缓和曲线角）。

图3.27 基本型曲线

（3）凸型曲线

两同向回旋曲线间不插入圆曲线而径相连接的组合形式称为凸型曲线，如图3.28所示。

图3.28 凸型曲线

设置凸型曲线的几何条件是：

2β0＝α

凸型曲线之回旋曲线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一般最小半径的规定。 凸型曲线在两回旋曲线衔接处，曲率发生突变，不仅行车操作不便而且由于超高，路面边缘线纵断面也在该处形成转折，所以凸型曲线作为平面线形是不理想的。 一般情况下不宜采用，只有在地形、地物受限制的路段方可考虑。

（4）S型曲线

两个反向圆曲线间用两个反向回旋线连接的组合形式，称为S型曲线，如图3.29所示。

图3.29 S型曲线

从行驶力学和线形协调、超高缓和等考虑，S型相邻两个回旋线参数曲线A1和A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。 S型的两个反向回旋线以径相衔接为宜。 当由于地形条件限制必须插入短直线或当两个圆曲线的回旋线相互重合时，短直线或重合段的长度都应符合下式规定：

两圆曲线半径之比不宜过大，以为宜。

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；

R1——大圆的曲线半径，m；

R2——小圆的曲线半径，m。

（5）C型曲线

同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式称为C型曲线，如图3.30所示。

图3.30 C型曲线

C型曲线只有在特殊地形条件下方可采用。 两个回旋线参数可相等，也可不相等。

（6）复合型曲线

两个及两个以上的同向回旋曲线，在曲率相等处径相衔接的组合形式称为复合型曲线，如图3.31所示。

图3.31 复合型曲线

复合型的两个回旋线参数之比一般以小于1∶1.5为宜。 这种形式很少采用，仅在受地形或其他特殊原因限制时采用（互通式立交除外）。

（7）复曲线

复曲线是指两个或两个以上半径不同，转向相同的圆曲线径相连接（l F＝0）或插入缓和曲线（l F≠0）的组合曲线，后者又叫卵型曲线。根据其是否插入缓和曲线可有以下几种形式：

1）圆曲线直接相连的组合形式（l F＝0，ls＝0）

如图3.32所示，即按直线—圆曲线R1—圆曲线R2—直线的顺序组合构成。该组合线形用于四级公路中；或其他各级公路中同时满足ls和l F的省略条件时采用，即其大、小半径均应大于不设超高的最小半径。

图3.32 圆曲线直接相连接的复曲线

2）两端带缓和曲线的组合形式（l F＝0，l S≠0）

如图3.33所示，即按直线—缓和曲线A1—圆曲线R1—圆曲线R2—缓和曲线A2—直线顺序组合构成。该组合线形用于除四级公路以外的其他各级公路中，当仅满足l F的省略条件而不满足l S的省略条件时采用。

图3.33 两端带缓和曲线的复曲线

3）卵型曲线（l F≠0，l S≠0）

如图3.34所示，即按直线—缓和曲线A1—圆曲线R1—缓和曲线—圆曲线R2—缓和曲线A2—直线顺序组合构成。该组合线形用于除四级公路以外的其他各级公路中，当l F和l S的省略条件均不满足时采用。

图3.34 卵型曲线

卵型曲线要求大圆能完全包住小圆，如果大圆半径为无穷大，那么它就是直线，而回到基本型。所以卵型曲线可以认为是具有基本形式的一般线形。不过卵型的回旋曲线l F不是从原点开始，而是使用曲率从到这一段。

卵型回旋曲线的参数最好在下列范围之内：≤A≤R2。

两圆曲线半径之比，以＝0.2～0.8为宜。

两圆曲线的间距，以＝0.003～0.03为宜（D为两曲线间的最小间距）。

卵型曲线要求大圆能完全包住小圆，如果两圆曲线相交、相切或相离时，只用一条回旋线就不能将两个圆曲线连接起来，这时，需要用适当的辅助圆把两个回旋曲线连接成两个卵形，或用C型曲线。