城市道路平面線形規(guī)劃設(shè)計2課件

第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計

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，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、曲率半徑和司機轉(zhuǎn)動方向盤的快慢而有所不同。在低速行駛時，司機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，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，如果速度較高，車輛會發(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4）、與圓曲線配合得當，增加線形美觀圓曲線與直線直接相連時，如果連接處曲率突變，視覺上會有不平順的感覺。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，使司機能夠從容地打方向盤，使乘客感覺舒適、線形美觀流暢，同時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,

通常采用0.6m/s3，并以V(km/h)代替v（m/s），則：

設(shè)計中可根據(jù)實際情況選取不同的，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2）、按視覺條件計算從回旋線的特性得知R·L=C′，經(jīng)驗認為，當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間過短而使司機駕駛操縱過于匆忙。一般認為汽車在緩和曲線上的行駛時間至少應(yīng)有3s，所以：第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計

考慮了上述影響緩和曲線長度的各項因素，《城市道路設(shè)計規(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4、緩和曲線的省略《城市道路設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，在下列情況下可不設(shè)緩和曲線：1.計算行車速度小于40km/h時，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，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，在起點處與直線段相切，而在終點處與圓曲線相切，所以圓曲線的位置必須向內(nèi)移動一距離ΔR。通常采用圓曲線的圓心不動，使半徑略為減小而向內(nèi)移動的方法。在右圖中，JD是道路中線的交點，B點是原來圓曲線

緩和曲線與圓曲線的銜接第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計的起點，F(xiàn)點是原來圓曲線的終點，插入緩和曲線AE后，緩和曲線與圓曲線相接于E點，緩和曲線起點則為A點，而原來的圓曲線向內(nèi)移動一距離ΔR。在測設(shè)時，已知圓曲線半徑R、偏角α、圓曲線起點B及終點F的位置，所以，必須算出緩和曲線起點A的位置(q值)，緩和曲線與圓曲線銜接點E的位置(xh，yh值)，以及原來的圓曲線向內(nèi)移動的距離ΔR。這三個數(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α<2β時，則不能設(shè)置所規(guī)定的緩和曲線，這時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

通過計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：

緩和曲線要素計算第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計超距：

第二節(jié)平曲線規(guī)劃設(shè)計六、平曲線線形設(shè)計一般原則

1、相鄰曲線半徑懸殊不宜過大。如果相差過大，司機反應(yīng)不過來，可能會發(fā)生車輛沖出道路的交通事故。一般認為相鄰曲線半徑的差距不宜超過一倍，并注意加設(shè)交通標志。2、同向曲線間的直線最小長度宜大于或等于6倍的計算行車速度值；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)置從一個超高橫坡度過渡到另一個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)當至少留出不小于兩個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。長直線往往使司機對前方道路的估計較為樂觀，而車速增加。當突然轉(zhuǎn)入小半徑曲線，容易發(fā)生危險事故。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)計中應(yīng)當保證駕駛?cè)藛T在一定距離范圍內(nèi)能隨時看到前方道路上出現(xiàn)的障礙物，或迎面駛來的車輛，以便及時采取剎車制動措施，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，從駕駛員發(fā)現(xiàn)前方障礙物時起，至障礙物前能安全制動停車，所需的最短距離。會車視距：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，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占道等，而必須及時采取制動停車所需要的安全距離。這一過程主要包括反應(yīng)距離、制動距離和安全距離。三者之和即為停車視距。

停車視距計算示意第三節(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)時間設(shè)計上采用反應(yīng)時間是1.5s，制動生效時間是1.0s是比較合適的，也就是總的反應(yīng)時間內(nèi)行駛的距離；是2.5s?！苿泳嚯x（m），是指后車正常制動剎車與前車緊急剎車的制動距離之差值，當障礙物為靜物時為零，制動距離即指司機開始制動到安全停止時所行駛的距離，——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)時間(s)；——前車剎車安全系數(shù)，當障礙物為靜物時為零；——后車剎車安全系數(shù)；——附著系數(shù)，一般取0.3；——滾動阻力系數(shù)；——道路坡度，上坡取正號，下坡取負號；——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會車視距會車視距系指對向行駛的車輛在同一道路上相遇，又來不及錯讓時,必須采取制動剎車所需要的最短安全距離.包括反應(yīng)時間的行駛距離、制動剎車后的行駛距離、完全停止后的最小安全距離。

會車視距計算示意3.3超車視距在對向行駛的雙車道公路上，當視高為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)緩和曲線時最大橫凈距計算圖（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