刍议公路几何设计中的相关问题.pdf

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1、I工程建设与设计lConstrucdon&DesForProject刍议公路几何设计中的相关问题RelatedIssuesontheHighwayGeometricDesign李志坚(中国公路工程咨询集团有限公司，北京100097)LIZhi-jian(TheChinaHighwayEngineeringConsultingGroupLtd．，Beijing100097，China)【摘要】公路线形是道路的骨架，也是命脉，因此线形几何设计是公路最为关键的组成部分，其不仅是包含平面线形、纵断面线形和横断面的三维立体线形设计，也是包含行车速度或时间在内的四维线形设计。此文从与道路几何线形设计相

2、关的汽车运动学、行驶时间阀值和驾驶员心理学等问题进行了深入的分析研究，并对回旋线参数取值和s型曲线超高值计算问题进行了剖析，为公路设计者提供参考。【Abstract]Highwaylinearistheskeletonoftheroad，butalsothelifeblood，SOlineargeometricdesignisthemostcriticalpartofthehighway，whichisnotonlydesignedtocontainthree-dimensionallinearplanelinear，linearandcrosssectionoftheprofile，bu

3、talsoincludestraficspeeddimensionalortimelineardesign．Fromthegeometricalignmentdesignandroad-relatedCarkinematics，traveltimethresholdanddriverpsychologyissuesin-depthanalysisandresearch，andthecyclotroncurveparametervaluesandultra-high-valueS-curveanalysisissuesprovidereferenceforhighwaydesigners．【

4、关键词】道路几何设计；汽车运动学；驾驶安全；回旋线；s型曲线超高值计算【Keywords]roadgeometricdesign；automotivekinematics；drivingsafety；cyclotroncurve；ultras—curvevalue【中图分类号】U412．3【文献标志码】A【文章编号】1007．9467(2014)04．0086．03[DOI]O．13616／j．cnki．gcjsysj．2014．04．020现阶段我国公路建设的重点已由东部向西部延伸，由平因此，汽车在曲线上做圆周运动时，其离心力与汽车的质原微丘区向山岭重丘区延伸，由中心城市向边远、中小城镇

5、延量，曲线半径及行驶速度有关。汽车角速度与汽车运行速度成伸。鉴于山区地形条件的复杂性、地质病害的多样性、桥隧工正比，与曲线半径成反比。当汽车匀速行驶于给定半径的圆曲程的艰巨性、施工建设的艰苦性，如何进一步提高和保证设计线上时，汽车角速度是一个定值，即表现为驾驶员操作方向盘质量显得尤为重要。笔者认为，山区公路的几何设计首先要充有一个固定的转角(见图1)。广义来讲，假定汽车匀速行驶时：分了解汽车的运动力学特性和驾驶员的行为特点，并准确、深在直线上，汽车角速度)及汽车角速率)均为0，驾驶员无入的掌握好规范所涉及的各类参数的具体含义，然后结合实需转动方向盘，故汽车驾驶行为最为简单；在圆曲线上，汽车

6、际工程加以灵活运用，并以设计速度为基础，充分结合运行速角速度)，前轮转向角，及方向盘转角()均为定值，汽车度理论，设计出更加符合道路使用者所期望的几何线形。角速率。)，前轮角速度及方向盘角速度(A)均为0，故驾驶员只需要保持一定的方向盘转角即可；在缓和曲线或汽车轨1汽车运动学中行驶角速度问题迹渐变段上，由于汽车由直线状态进入圆曲线(zH一日y，反之根据离心力经典公式：亦然)，汽车前轮由本来与后轮的平行状态，(即R=∞，F--ma=m~／R-w．o=0)，要逐渐转成圆曲线上的恒定转角(，，∞和R均为定式中，m为汽车的质量，kg；R为圆曲线半径，m；a为离心力加值，但各不相同)。此时，汽车的行

7、驶轨迹线其曲率半径由无穷速度，m／s；为角速度，rad／s。大渐变为定值。故在缓和曲线上，因任意一点的曲率半径不【作者简介】李志坚(1981一)，男，北京人，工程师，从事公路路线、同，汽车角速度为不断变化的量(O≤∞≤定值)，亦即角速度变互通立交设计与研究，(电子信箱)i—mi@l26．COWl。86市政·交通·水利工程设计f·n·，Resources-EngineeringDesiI化率。>0，故驾驶员需要实时动态的转