道路是帶狀的三維空間結(jié)構(gòu)實體,一般由線性、路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設(shè)施組成。所謂路中線是道路中心線的簡稱,路中線是一條空間曲線,它在水平面的投影稱作路線的平面;沿路中線豎直剖切,在行展開就得道路的縱斷面;過路中線上任意一點的法向切面即為該點的橫斷面。道路的平面、縱斷面和各個橫斷面都是道路的幾何組成,路線設(shè)計是指確定路線的空間位置和各組成部分的幾何尺寸工作。為了研究和設(shè)計上的方便,通常把它分解為路線的平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計。三者既需要分別進(jìn)行設(shè)計,又需要綜合考慮。
無論是公路還是城市道路,其路線位置的選定都會受社會經(jīng)濟(jì)、自然地理和技術(shù)條件等多重因素的制約。需要設(shè)計者進(jìn)行充分的調(diào)查、掌握大量可靠的資料的基礎(chǔ)上,利用先行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計規(guī)范,結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦、地質(zhì)和地物等條件,設(shè)計出一條經(jīng)濟(jì)、合理而又與自然景觀相協(xié)調(diào)的路線來。道路平面設(shè)計就是在平面圖上研究確定路中線幾何形狀的原理和方法的工作。
直線是最簡單的平面線形,然而道路的起點到終點之間往往不能用一條直線將其連接起來,由于受地形、地物等因素的制約,路線在平面上往往出現(xiàn)很多的轉(zhuǎn)折,為了保證車的安全性與平穩(wěn)性,在轉(zhuǎn)折處需要用圓曲線加以連接。如果圓曲線半徑較小,還要進(jìn)行曲率過渡,即加設(shè)緩和曲線。因此,道路的平面線形要素是由直線、圓曲線和緩和曲線構(gòu)成的,通常稱之為“平面曲線三要素“。三要素是道路平面線形最基本的的組成,在道路上各要素占的比例難以量化規(guī)定,但只要各組成的要素使用的合理、組合得當(dāng),均可以得到較為理想的平面線行。
低等級道路(如四級公路)上行車速度較低時,為簡化設(shè)計,也可以只使用直線和圓曲線兩種線形要素,而不加設(shè)緩和曲線。