《道路线形设计》ppt课件

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1、本次授课的目的、重点、难点目的要求：通过该次课的学习，学生应重点掌握：路中心线、路线平面、三个最小半径的概念、圆曲线最小半径的选用、缓和曲线的定义及作用。熟悉圆曲线半径公式的由来。了解横向力系数μ值的选用.重点、难点：重点：路中心线、路线平面、三个最小半径的概念、圆曲线最小半径的选用。圆曲线半径公式的由来。缓和曲线的定义及作用。难点：圆曲线半径公式的由来。第四章道路线形设计§4-1道路平面线形路中心线：公路是一个三维空间实体。其中心各点的连线称路中心线，是一条空间曲线。路线平面：中心线在水平面上的投影称路线的平面。中心线的平面形状即平面线形是由直线、曲线（圆曲线、缓和曲

2、线）组成的。曲线上的受力一圆曲线：圆曲线半径公式：1离心力：在圆曲线上行驶的汽车，可以看成是做圆周运动的物体，受离心力C=mv2/R的作用，如果处于双面横坡的外侧，汽车可能会因离心力的作用，沿圆曲线切线方向滑出路面，为避免这一危险的出现，在圆曲线处，将路面做成向内侧倾斜的单向横坡。曲线上的受力图2平行于路面方向的横向力由受力分析可知，车辆受到的横向力X为：X=Ccosα-Gsinα3横向力系数：将单位车重承受的横向力称横向力系数用μ表示。因为α很小，因此sinα=tgα=i，cosα=1。所以将v的单位换算为km/h，g=9.8代入得：当R足够大时，产生的离心力C对外侧

3、行车不构成危险时，在圆曲线处，可将路面做成双向横坡i取负值即：R=v2/127（μ±i）。二）横向力系数μ值的选用：1按汽车行驶稳定性确定μ值：汽车在弯道上行驶的稳定性，包括横向倾覆稳定性和横向滑移稳定性。但由于现代汽车在设计时重心都比较低，正常情况下，汽车在平曲线上行驶的倾覆稳定性是可以得到保证的。因而平曲线设计时，主要考虑汽车的横向滑移稳定，即轮胎不应在路面上发生滑移。这就要求横向力X应小于轮胎与路面间的摩阻力F，即X≤F。如果轮胎与路面间的摩阻系数为f，则摩阻力为F=Gf，而X=μG由X≤F得：μG≤Gf→μ≤f。摩阻系数f因路面与轮胎的状况而异。实验分析知：干燥

4、时μ=0.15～0.16。结冰时μ=0.07。2按行车舒适行确定μ值：当μ＜0.10时，不感到曲线的存在，很平稳。当μ=0.15时，稍感到曲线的存在，但尚平稳。当μ=0.20时，已感到曲线的存在，乘客稍感到不平稳。当μ=0.35时，已感到曲线的存在，乘客已感到不平稳。当μ=0.40时，感到已非常不平稳，站不住，有倾倒的危险。由此可知，从乘客的舒适出发，μ值最好不超过0.1，最大应不超过0.15～0.20。3按燃料和轮胎消耗确定μ值：根据试验资料，由于μ的存在，燃料和轮胎额外消耗如下：当μ=0.10时，燃料消耗增加10%，轮胎磨耗增加1.2倍。当μ=0.15时，燃料消耗增

5、加15%，轮胎磨耗增加2.0倍。当μ=0.20时，燃料消耗增加20%，轮胎磨耗增加2.9倍。因此，从汽车营运经济性出发，μ值以不超过0.1～0.15为宜。综上所述，我国公路技术标准把各级公路的横向力系数控制在μ=0.15以内，以保证公路弯道的行驶条件不过分恶化。圆曲线最小半径的选用：保证汽车能在弯道上安全行驶，应保证μ≤f。由此可知，横向力系数μ实际上是受摩阻系数f约束的，即在不发生横向滑移的前提下，μ值不会超过f值，因此用f代替μ值来计算平曲线最小半径，才更符合实际情况。根据实测知，混凝土路面：f=0.4～0.6；沥青路面f=0.4～0.8；冰冻路面f=0.2～0.3

6、；因此一般公路：f=0.1～0.15能适应各种气候条件。现行《技术标准》采用f作为平曲线的计算指标。※三个最小半径：1)极限最小半径：是各级公路对按计算行车速度行驶的车辆，能保证其安全行车的最小允许半径。《技术标准》规定最小极限半径参数取值为i=8%，f=0.1～0.16。例1：某山岭重丘区二级公路，计算行车速度V=40km/h，计算极限最小半径。解：取i=8%，f=0.14则解：取i=8%，f=0.14则取整R=60m。2)一般最小半径：设置超高时的推荐半径。一般取i=6%～8%，f=0.05～0.06。3)不设超高的最小半径：不必设超高就能满足行车稳定性的最小允许半

7、径。i=-1.5%～-2%，f=0.035～0.04。不设超高的圆曲线半径离心力C=mv2/R例2：某平原微丘区二级公路，计算行车速度V=80km/h，路面为沥青混凝土，计算不设超高的最小半径。解：取i=-1.5%，f=0.035。取整得平原微丘区二级公路不设超高的最小半径=2500米。各级公路的圆曲线最小半径城市道路圆曲线最小半径圆曲线半径指标的运用：条件许可时：选大于不设超高的最小半径。一般情况时：选大于一般最小半径。条件困难时：才能选极限最小半径。二缓和曲线汽车转弯行驶时的轨迹：1汽车从直线上半径为无穷大过渡到，圆曲线上的半径R，汽