公路勘測設計77課件

公路勘測設計江西交通職業(yè)技術學院

圓曲線半徑及圓曲線長度的選定假設設計速度不變的情況下，圓曲線半徑和橫向力系數(shù)以及超高值有關，這就是它的兩個影響因素。圓曲線半徑及圓曲線長度橫向力系數(shù)公式:汽車在圓曲線上行駛與離心力有關，而離心力又與半徑有關，半徑與行車安全、舒適有關。例如，前述所說的傾覆和滑移是行車安全。那么，什么情況下僅僅能保證安全，談不上舒適？什么情況下又安全又舒適呢？圓曲線半徑與影響因素在車速一定的情況下，最小半徑Rmin取決于容許的最大橫向力系數(shù)μmax和該圓曲線的最大超高值ih（max）。由：可得：（為什么有正負？）圓曲線半徑及圓曲線長度圓曲線半徑及圓曲線長度設計速度1201008060403020橫向力系數(shù)0.10.120.130.150.150.160.17圓曲線半徑及圓曲線長度橫向力系數(shù)μ（1）危及行車安全前述所說，車輛發(fā)生傾覆前一定會發(fā)生滑移，故，μ≤φh。φh與車速、路面及輪胎等有關。一般在干燥路面上為0.4-0.8，在潮濕的瀝青路面上汽車高速行駛時，降低到0.25-0.4；路面結冰和積雪時，降到0.2以下；在光滑的冰面上可降到0.06。圓曲線半徑及圓曲線長度橫向力系數(shù)μ（2）增加駕駛操縱困難圓曲線上行駛的汽車，在橫向力作用下，彈性輪胎會產生橫向變形，使輪胎的中間平面與輪跡前進方向形成一個橫向偏移角，其存在增加了汽車在方向操縱上的困難。特別是車速較高時，如橫向偏移角超過5°，一般駕駛員就不容易保持駕駛方向穩(wěn)定。要求μ<0.3。圓曲線半徑及圓曲線長度橫向力系數(shù)μ（3）增加燃料消耗和輪胎磨損μ的存在使車輛的燃油消耗和輪胎磨損增加。橫向力系數(shù)為μ＝0.2時，其燃料消耗與輪胎磨損分別比μ＝0時多20％和近3倍。圓曲線半徑及圓曲線長度橫向力系數(shù)μ（4）乘客感覺不舒適當μ超過一定數(shù)值時，駕駛者在曲線行駛中駕駛緊張，乘客感到不舒適。μ＜0.1～0.16間，舒適性可以接受。μ＜0.10，感覺不到有曲線存在，很平穩(wěn)；μ=0.15，稍感到有曲線存在，尚平穩(wěn)；μ=0.20，已感到有曲線存在，稍感不穩(wěn)定；μ=0.35，感到有曲線存在，不穩(wěn)定；μ≥0.40，非常不穩(wěn)定，有傾覆的危險感。小結：綜上，考慮行車安全、經濟和舒適，μmax取0.1-0.16。圓曲線半徑及圓曲線長度最大超高值ih（max）在混合交通的道路上，要同時顧及快、慢車，快車超高宜大，慢車超高宜小。（1）要考慮車輛組成慢車及停在彎道上的車輛在不利季節(jié)情況要能避免沿路面最大合成坡度下滑。（2）要考慮氣候因素對重山區(qū)、城市附近、交叉口以及有相當數(shù)量非機動車行駛的道路，最大超高還要比一般道路小些。（3）要考慮駕駛者和乘客以心理上的安全感圓曲線半徑及圓曲線長度最大超高值ih（max）（4）“規(guī)范”對最大超高如何取值？一般地區(qū)：高速、一級公路為8％或10％；二、三、四級為8％。積雪冰凍地區(qū)：各級公路為6％。城鎮(zhèn)區(qū)域：各級公路為4％。二、三、四級公路接近城鎮(zhèn)且混合交通量大：V=80km/h，為6％；V=60km/h，為4％；V=40km/h、30km/h、20km/h，為2％。圓曲線半徑及圓曲線長度圓曲線最小半徑Rmin取決于容許的最大橫向力系數(shù)μmax和該圓曲線的最大超高值ih（max）。圓曲線半徑及圓曲線長度汽車在圓曲線上行駛時保持穩(wěn)定的必要條件是汽車所受到的橫向力被輪胎與路面的摩阻力所平衡了，若橫向力大于摩阻力，則汽車出現(xiàn)橫向滑移。因此在設計時應控制橫向力系數(shù)μ不超過摩阻系數(shù)?！稑藴省犯鶕?jù)不同橫向力系數(shù)及超高值，對不同等級的公路規(guī)定了圓曲線最小半徑的極限值、一般值和不設超高的最小半徑。最小半徑計算（1）最小半徑（極限值：特殊情況不得已使用）定義：指為保證車輛按設計速度安全行駛所規(guī)定的圓曲線半徑最小值。橫向力系數(shù)μ視設計車速采用0.10~0.17；最大超高視道路的不同環(huán)境，公路用0.10、0.08、0.06，城市道路用0.06、0.04、0.02，按式

計算得“極限最小半徑”。設計速度1201008060403020橫向力系數(shù)0.10.120.130.150.150.160.17圓曲線半徑及圓曲線長度最小半徑計算（2）最小半徑（一般值：通常情況推薦采用）定義：一方面要考慮汽車在這種半徑的曲線上以設計速度或以接近設計速度行駛時，旅客有充分的舒適感（μ取0.05~0.06），另一方面也要注意到在地形比較復雜的情況下不會過多地增加工程量。圓曲線半徑及圓曲線長度最小半徑計算（3）不設超高最小半徑定義：指平曲線半徑較大，離心力較小時，汽車沿雙向路拱（不設超高）外側行駛的路面摩阻力足以保證汽車行駛安全穩(wěn)定所采用的最小半徑。（圓曲線上和直線一樣采用雙向路拱）。圓曲線半徑及圓曲線長度路拱小于或等于2％時分別取μ=0.035、ih=-0.015和μ=0.040、ih=-0.02。路拱橫坡大于2％時當ih=-0.025時φh=0.04、當ih=-0.03時φh=0.045、當ih=-0.035時φh=0.05。圓曲線半徑及圓曲線長度汽車橫向行駛穩(wěn)定性圓曲線最大半徑1.選取圓曲線半徑時，在地形等條件允許的前提下，應盡量采用大半徑曲線，使行車舒適。2.但半徑過大，對施工不利，且過大的圓曲線半徑，其幾何外觀與直線無多大差異。3.研究表明，當圓曲線半徑大于9000m時，視線集中的300-600m范圍內的視覺效果同直線沒有區(qū)別。4.因此“規(guī)范”規(guī)定，圓曲線最大半徑值不宜超過10000m。圓曲線長度1.汽車在曲線線形道路上行駛，如果曲線很短，駕駛員會頻繁操作轉向盤和緊張。2.平曲線由前后緩和曲線和中間圓曲線三段曲線構成，任一段曲線行駛時間不短于3s，即在曲線上行駛時間不短于9s。4.故，一般來說，圓曲線最小長度要達到3s行程。（1）圓曲線最小長度3.中間圓曲線長度為0，前后兩段緩和曲線直接相接，構成凸形平曲線，駕駛者會感到操作突變和視覺不舒順。此時平曲線最小長度為緩和曲線的2倍。汽車橫向行駛穩(wěn)定性圓曲線運用（設計要點）1.選定圓曲線半徑應與地形相適應，以采用超高值為2％-4％的圓曲線半徑為宜。2.地形條件受限，采用大于或接近圓曲線一般最小半徑；地形條件特殊困難不得已，采用極限最小半徑。3.選用圓曲線半徑時，應與設計速度相適應，同相銜接路段的平、縱線形要素相協(xié)調。4.從交通安全的角度考慮，400m是圓曲線半徑選擇的參考基準值。研究表明，大量的交通事故與小半徑曲線