城市道路平面線形規(guī)劃設(shè)計(jì)2課件

第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)

五、緩和曲線

1、概述1）緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。除四級路可不設(shè)緩和曲線外，其余各級公路都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。在現(xiàn)代高速公路上，有時(shí)緩和曲線所占的比例超過了直線和圓曲線，成為平面線形的主要組成部分。2）設(shè)置緩和曲線的目的；通過曲率的逐漸變化，適應(yīng)車輛轉(zhuǎn)向操作的行駛軌跡和路線的順暢，緩和行車方向的突變和離心力的驟增；使離心加速度逐漸變化；并可作為緩和超高變化的過渡段，從而使汽車從直線段安全、迅速地駛?cè)胄“霃綇澋?。較理想的緩和曲線應(yīng)符合汽車轉(zhuǎn)向行駛軌跡和離心力逐漸增加的要求,可以使汽車在從直線段駛?cè)氚霃綖镽的平曲線時(shí)，既不降低車速又能徐緩均衡轉(zhuǎn)向，使汽車回轉(zhuǎn)的曲率半第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)徑能從直線段的ρ=∞有規(guī)律地逐漸減小到ρ=R，這一變化路段即為緩和曲線段。緩和曲線多采用回旋線

汽車在緩和曲線上的行駛情況第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)2、緩和曲線的作用1）曲率連續(xù)變化，便于車輛遵循車輛行駛汽車在轉(zhuǎn)彎行駛的過程中，存在一條曲率連續(xù)變化的軌跡線。無論車速高低，這條軌跡線都是客觀存在的，它的形式和長度則隨行駛速度、曲率半徑和司機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的快慢而有所不同。在低速行駛時(shí)，司機(jī)可以利用路面的富余寬度使汽車保持在車道范圍之內(nèi)，因此沒有必要設(shè)置緩和曲線。但在高速行駛或曲率急變時(shí)，汽車則有可能超出自己的車道，駛出一條很長的過渡軌跡線。從安全的角度出發(fā)，有必要設(shè)置一條駕駛者易于遵循的路線，使車輛不致侵入相鄰車道。第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)2）、離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適汽車由直線駛?cè)雸A曲線或由圓曲線駛?cè)胫本€，在兩段直線與曲線之間各設(shè)置一條過渡曲線，可以緩和離心加速度的變化，使乘客感覺比較舒適。3）、超高橫坡度逐漸變化，行車更加平穩(wěn)當(dāng)行車道從直線上的雙坡斷面過渡到圓曲線上的單坡斷面，或由直線上的正常寬度過渡到圓曲線上的加寬寬度時(shí)，如果速度較高，車輛會(huì)發(fā)生左右搖晃。設(shè)置一定長度的緩和曲線，可以使行車更加平穩(wěn)。第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)4）、與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀圓曲線與直線直接相連時(shí)，如果連接處曲率突變，視覺上會(huì)有不平順的感覺。設(shè)置緩和曲線，可以保證線形連續(xù)、圓滑，增加線形的美觀。另外，其外觀感覺也比較安全，可以收到顯著效果。3、緩和曲線長度緩和曲線要有足夠的長度，使司機(jī)能夠從容地打方向盤，使乘客感覺舒適、線形美觀流暢，同時(shí)保證圓曲線上的超高、加寬過渡也能在這一長度內(nèi)完成。通?？蓮囊韵聨追矫婵紤]其長度：第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)1）、旅客感覺舒適汽車行駛在緩和曲線上，其離心加速度(

)將隨著緩和曲線曲率的變化而變化，若變化過快，將會(huì)使旅客有不舒適的感覺。離心加速度的變化率：

緩和曲線最小長度公式：

第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)式中V——汽車行駛速度(km/h)；R——圓曲線半徑(m)；——離心加速度的變化率(m/s3)。在設(shè)置緩和曲線時(shí),

通常采用0.6m/s3，并以V(km/h)代替v（m/s），則：

設(shè)計(jì)中可根據(jù)實(shí)際情況選取不同的，高速路要小些，低速路要大些；平原城市要小些，山地城市大些；直通路要小些，交叉口大些。第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)2）、按視覺條件計(jì)算從回旋線的特性得知R·L=C′，經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，當(dāng)C′=R2/9～R2，即可使線形順暢協(xié)調(diào)。所以緩和曲線的長度：

L=R/9～R

緩和曲線長度應(yīng)取較大值，一般取5的整倍數(shù)。3）、行駛時(shí)間不過短緩和曲線不管其參數(shù)如何，都不可使車輛在緩和曲線上的行駛時(shí)間過短而使司機(jī)駕駛操縱過于匆忙。一般認(rèn)為汽車在緩和曲線上的行駛時(shí)間至少應(yīng)有3s，所以：第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)

考慮了上述影響緩和曲線長度的各項(xiàng)因素，《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》制定了城市道路的最小緩和曲線長度，見下表

：第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)4、緩和曲線的省略《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在下列情況下可不設(shè)緩和曲線：1.計(jì)算行車速度小于40km/h時(shí)，緩和曲線可用直線代替。2.圓曲線半徑大于下表不設(shè)緩和曲線的最小圓曲線半徑時(shí)，直線與圓曲線可直接連接。3、四級公路可以不設(shè)置緩和曲線。第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)5、緩和曲線的設(shè)置和要素1）、緩和曲線的設(shè)置緩和曲線設(shè)置在直線與圓曲線間，在起點(diǎn)處與直線段相切，而在終點(diǎn)處與圓曲線相切，所以圓曲線的位置必須向內(nèi)移動(dòng)一距離ΔR。通常采用圓曲線的圓心不動(dòng)，使半徑略為減小而向內(nèi)移動(dòng)的方法。在右圖中，JD是道路中線的交點(diǎn)，B點(diǎn)是原來圓曲線

緩和曲線與圓曲線的銜接第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)是原來圓曲線的終點(diǎn)，插入緩和曲線AE后，緩和曲線與圓曲線相接于E點(diǎn)，緩和曲線起點(diǎn)則為A點(diǎn)，而原來的圓曲線向內(nèi)移動(dòng)一距離ΔR。在測設(shè)時(shí)，已知圓曲線半徑R、偏角α、圓曲線起點(diǎn)B及終點(diǎn)F的位置，所以，必須算出緩和曲線起點(diǎn)A的位置(q值)，緩和曲線與圓曲線銜接點(diǎn)E的位置(xh，yh值)，以及原來的圓曲線向內(nèi)移動(dòng)的距離ΔR。這三個(gè)數(shù)值確定后，即可設(shè)置緩和曲線。

緩和曲線與圓曲線的銜接第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)設(shè)置緩和曲線后，將減小圓曲線的中心角α，減小后的中心角等于α–2β，因而設(shè)置緩和曲線的可能條件即為α>2β。當(dāng)α=2β，兩條緩和曲線將在彎道中央連接，形成一條連續(xù)的緩和曲線。當(dāng)α<2β時(shí)，則不能設(shè)置所規(guī)定的緩和曲線，這時(shí)必須縮短緩和曲線的長度或增大圓曲線半徑(直至不設(shè)緩和曲線的圓曲線半徑)。2）、緩和曲線的要素

第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)

通過計(jì)算可以得出緩和曲線的要素如下：切線總長：

外矢距：

曲線總長：

緩和曲線要素計(jì)算第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)超距：

第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)六、平曲線線形設(shè)計(jì)一般原則

1、相鄰曲線半徑懸殊不宜過大。如果相差過大，司機(jī)反應(yīng)不過來，可能會(huì)發(fā)生車輛沖出道路的交通事故。一般認(rèn)為相鄰曲線半徑的差距不宜超過一倍，并注意加設(shè)交通標(biāo)志。2、同向曲線間的直線最小長度宜大于或等于6倍的計(jì)算行車速度值；兩反向曲線間最小直線長度宜大于或等于2倍的計(jì)算行車速度值，見表3-2-10的規(guī)定。同向曲線間以短直線相連而成的曲線稱斷背曲線，它破壞了平面線形的連續(xù)性，應(yīng)當(dāng)避免。如若不可避免，這段短直線可用大半徑的曲線來代替。第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計(jì)3、注意超高的銜接。對于不設(shè)超高的同向曲線一般可用直接銜接。若同向曲線的超高不同，仍可將兩曲線連成復(fù)曲線，不過需要在半徑較大的曲線段內(nèi)側(cè)設(shè)置從一個(gè)超高橫坡度過渡到另一個(gè)超高橫坡度的緩和段。如果兩曲線在設(shè)置超高緩和段之外還有較短直線距離，應(yīng)當(dāng)通過改變直徑的方法使兩曲線直接連通；或?qū)⑹Ｓ嘀本€做成單坡斷面。對于不設(shè)超高的反向曲線，一般可以直接銜接；若有超高，應(yīng)當(dāng)至少留出不小于兩個(gè)曲線超高緩和段長度之和的直線段，其長度不得小于20m。4、長直線盡端，轉(zhuǎn)彎半徑不宜過小。長直線往往使司機(jī)對前方道路的估計(jì)較為樂觀，而車速增加。當(dāng)突然轉(zhuǎn)入小半徑曲線，容易發(fā)生危險(xiǎn)事故。第三節(jié)行車視距行車視距是指為了行車安全，在道路設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)保證駕駛?cè)藛T在一定距離范圍內(nèi)能隨時(shí)看到前方道路上出現(xiàn)的障礙物，或迎面駛來的車輛，以便及時(shí)采取剎車制動(dòng)措施，或繞過障礙物必不可少的距離。行車視距包括：停車視距：汽車行駛時(shí)，從駕駛員發(fā)現(xiàn)前方障礙物時(shí)起，至障礙物前能安全制動(dòng)停車，所需的最短距離。會(huì)車視距：在同一車道上，兩對向行駛的汽車在發(fā)現(xiàn)對方后，采取剎車措施安全停車，防止碰撞所需的最短距離。超車視距：在雙向行駛的雙車道道路上，后面的快車超越慢車時(shí)，從開始駛離原車道，到完成超車回到自己的車道所需要的距離。錯(cuò)車視距：在無明確分道線的雙車道道路上，兩對向行駛的汽車在發(fā)現(xiàn)對方后，采取措施避讓安全錯(cuò)車所需的最短距離。

第三節(jié)行車視距3.1停車視距指在同一車道上，車輛突然遇到前方障礙物，如行人過街、違章行駛交通事故以及其他不合理的臨時(shí)占道等，而必須及時(shí)采取制動(dòng)停車所需要的安全距離。這一過程主要包括反應(yīng)距離、制動(dòng)距離和安全距離。三者之和即為停車視距。

停車視距計(jì)算示意第三節(jié)行車視距停車視距可用下式表示：式中——反應(yīng)距離（m），駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方問題后到采取措施的反應(yīng)時(shí)間設(shè)計(jì)上采用反應(yīng)時(shí)間是1.5s，制動(dòng)生效時(shí)間是1.0s是比較合適的，也就是總的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離；是2.5s?！苿?dòng)距離（m），是指后車正常制動(dòng)剎車與前車緊急剎車的制動(dòng)距離之差值，當(dāng)障礙物為靜物時(shí)為零，制動(dòng)距離即指司機(jī)開始制動(dòng)到安全停止時(shí)所行駛的距離，——安全距離（m），車輛距障礙物的最小距離。反應(yīng)距離為：第三節(jié)行車視距式中:——行車速度（km/h）；——反應(yīng)時(shí)間(s)；——前車剎車安全系數(shù)，當(dāng)障礙物為靜物時(shí)為零；——后車剎車安全系數(shù)；——附著系數(shù)，一般取0.3；——滾動(dòng)阻力系數(shù)；——道路坡度，上坡取正號，下坡取負(fù)號；——安全距離（m），車輛距障礙物的最小距離；道路的行車安全距離一般按５m考慮。第三節(jié)行車視距3.2會(huì)車視距會(huì)車視距系指對向行駛的車輛在同一道路上相遇，又來不及錯(cuò)讓時(shí),必須采取制動(dòng)剎車所需要的最短安全距離.包括反應(yīng)時(shí)間的行駛距離、制動(dòng)剎車后的行駛距離、完全停止后的最小安全距離。

會(huì)車視距計(jì)算示意3.3超車視距在對向行駛的雙車道公路上，當(dāng)視高為1.2m，物高為1.2m，后面的快車超越前面的慢車的過程中，從開始駛離原車道之處起，至可見逆向來車并能超越慢車后安全駛回原車道所需的最短距離，為了超車的安全，駕駛員必須看到前面足夠長度的車流空隙，以便保證超車時(shí)的交通安全。

第三節(jié)行車視距3.4行車視距選用第三節(jié)行車視距3.5平面線形視距的保證（a）橫凈距立面圖（b）橫凈距平面圖（1）橫凈距：道路曲線最內(nèi)側(cè)的車道線與安全視距兩端點(diǎn)連線構(gòu)成的曲線內(nèi)側(cè)空間界限的最大距離。第三節(jié)行車視距（2）橫凈距h的計(jì)算：一、曲線長度（L）大于視距（S）根據(jù)幾何學(xué)原理可得出以下關(guān)系式：不設(shè)緩和曲線時(shí)最大橫凈距計(jì)算圖（a）L>S（b）L<S第三節(jié)行車視距因:所以:

式中

——沿內(nèi)側(cè)車道行駛的曲線半徑，即為加寬路面內(nèi)緣半徑加1.5m（1.5m是司機(jī)位置至路面邊緣的距離）；——視距（m）；

——視距S對應(yīng)的曲線圓心角；——路線轉(zhuǎn)角。經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么