平曲线半径与横向力系数关系研究

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1、280科技研究城市道桥与防洪2013年7月第7期平曲线半径与横向力系数关系研究虞华(深圳市综合交通设计研究院，广东深圳518003)摘要：在分析研究国内外横向力系数相关研究的基础上，采集典型公路类型的各种半径曲线和超高，从乘车人员的舒适性和行车的安全性两方面综合研究，初步确定公路横向力系数的取值标准。进而对规范中极限最小半径和一般最小半径及不设超高的最小曲线半径对应的横向力系数做出了简要的计算分析和研究。关键词：横向力系数；舒适度；最小半径中图分类号：U412．34文献标识码：A文章编号：1009—7716(2013)07—0280—02于滑移的临界状

2、态。此外，轮胎和路面之间的附着1概述系数是和车速、路面干湿状况等有关的。横向力系数是指汽车在弯道上行驶，由于离在确定设计用横向力系数阈值时，必须综合考心力的作用，使车辆沿路面水平方向产生的一个虑离心力对各种车型和各类人员的影响。在同一横向分力。此横向分力与垂直地面的竖向力之比曲线半径、同一车速、同样实验人员类别下，各种称为横向力系数f。横向力系数f是设计平曲线半车型试验结果有一定的误差，在确定横向力系数径和超高的最基本的参数，其极限值为横向摩阻阈值时应充分考虑货车与小客车之间的区别，考系数，主要受路面条件、轮胎材料和气压、车速以虑大多数用路者的舒适性需

3、要。AASHTO于1984及荷载等因素的影响。根据横向力系数、超高和平年给出了横向力系数阈值与设计车速的拟合公曲线半径三者之间的关系，汽车在弯道上行驶时，式：随着横向力系数f的不同，乘客的感觉也随之发生：0．25—0．204×10-2V+0．63×10-sV(2)变化，f值的大小直接影响到行车的安全、经济和(1)单从舒适度角度考虑，大小客车的主要任舒适性。因此，在曲线上，如何综合考虑超高的设务是满足载客的需要，而在决定横向力系数大小置和横向力系数的取值，关系到车辆在弯道上的时也是考虑大多数乘客和驾驶员的感受，因此最行驶条件，不仅影响行车的安全性与舒适性

4、，还对终采用的横向力取值应低于计算出的客车对应的公路修筑的工程数量及费用有举足轻重的影响。横向力数值。(2)对于大中型货车，其主要的运输任务是运2横向力系数分析送货物，相应的载客载客的分量就很小，对舒适性2．1横向力系数阈值的要求也降低了很多。汽车在曲线上行驶，横向稳定是需要考虑的综合其他相关科研资料，结合近期车辆发展趋势，主要因素，影响汽车横向稳定性的主要指标为运根据式(2)计算出各设计车速对应的横向力系数行速度、圆曲线半径和超高横坡值，相关关系的基阈值，见表1。本计算公式为：表1设计速度与横向力系数阈值对应表面一(L1)设计速度／(km／h)120

5、10080604020阈值，(哟0．096O．109O．118O．136O．1580．185式中：为平曲线半径(113)；为行车速度(km／h)；i为超高值。2．2横向力系数选择超高值过大时，横向力系数可以平衡部分超汽车横向稳定是横向力取值的极限条件，确高；当超高值过小时，横向力系数可以补充部分超定圆曲线半径时，在满足极限条件的前提下，主要高。所以，横向力系数是处于不断变化中的，但其考虑乘客的舒适程度，汽车在曲线上行驶时，横向阈值达到或者接近横向附着系数时，车辆已经处力系数与乘客感觉的关系如下：当tx<0．10时，不感到有曲线存在，很平稳；收稿日期：2

6、013—03—12当=0．15时，稍感到有曲线存在，但尚平稳；作者简介：虞华(1983一)，男，江西鄱阳人，工程师，从事道路当=0．20时，已感到有曲线存在，稍感不稳设计工作。2013年7月第7期城市道桥与防洪科技研究281定；表2极限最小圆曲线半径当-0．35时，感到有曲线存在，不稳定；设计速度／(kin／h)1201008060403020当>0．40时，非常不稳定，有倾车的危险横向力系数O．1O．110．12O．130．140．150．16感。横坡值／(％)8888888国内外研究表明，从安全性和舒适性角度分极限最小半径计算值／m63041425

7、213557．330-813．1析，横向力系数的存在对行车产生种种不利影响，极限最小半径规范值，m6504002501256O3O15值越大越不利。因此尽可能地降低横向力系数，的线形，但是仍采用接近最小值的曲线半径。如前是提高行车安全舒适的有效方法。公路工程技术所述，即使车辆以设计速度行驶，最小的曲线半径标准(JTGB01—2003)在计算不设超高的最小半径值也能保证安全和舒适，但是在平面线形不至使时，选取横向力系数=0．035。本文假定，横向力线形整体的协调和组合变坏的范围内，还是建议系数值的理想界限应该小于等于0．035，如果有充裕的线形。为此必须

8、规定最小半径的建议值，汽车在平曲线上行驶时所需要的横向力系数即规范中的一般值。圆曲线最小半径的