该论文从论述汽车试验场高速环道几种不同的几何设计方法入手,首先运用运动学及人体对运动的敏感度理论对麦克康纳尔(McConnell)和布劳斯(Bloss)几何设计方法进行了深入的研究和评价,并得出了布劳斯几何设计方法优于麦克康纳尔几何设计方法的结论.然后,论文在进一步研究麦克康纳尔关于以人体对运动的敏感度作为道路几何设计指南原理的基础上,首次在布劳斯几何设计方法中引入行驶舒适指标及行驶舒适极限,完善了布劳斯几何设计方法中的指标体系.接着,论文从数学和运动学的角度对单曲线、复合曲线及积分型曲线作为高速环道横断面曲线形式的优劣进行了较为深入的研究,提出了以积分型曲线为主体的1-C-1复合型横断面曲线新形式,同时,在此基础上论文还对影响高速环道行驶安全性的横断曲面率半径和双轮差指标进行了探讨.最后,论文在总结高速环道传统几何设计方法的基础上,对高速环道空间三维一体化设计技术进行了研究,并开发了用于高速环道几何设计和施工质量控制的"高速环道三维一体化设计CAD系统".