第4章 道路线形设计

《第4章 道路线形设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、道路工程讲义第4章道路线形设计§4-1道路平面线形道路中线：道路是一种三维空间的结构实体，其中心上各点的连线称作道路中线，是一条空间曲线。道路线形：道路中线在空间的立体几何形状。路线平面：道路中线在水平面上的投影，称为路线的平面。道路平面线形的组成：直线、曲线（圆曲线、缓和曲线）。一、圆曲线（一）圆曲线半径计算公式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

2、倾斜的单向横坡。2．圆曲线半径公式1）由受力分析可知，行驶在内侧车道的汽车，在重力G和离心力C的增和作用下：（1）平行于路面方向的横向力：（2）垂直于路面方向的竖向力（3）横向力系数μ：将单位车重承受的横向力称为横向力系数，用μ表示。第4章道路线形设计26道路工程讲义（因为很小，因此，）所以将V（单位为km/h）换算为m/s、g=9.8代入得：圆曲线半径公式：2）对于行驶外内侧车道的汽车，在重力G和离心力C的增和作用下：当R足够大时，产生的离心力C对外侧行车不构成危险时，在圆曲线处，可将路面做成双向横坡。（二）横

3、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Y应小于轮胎与路面间的摩阻力F，即Y≤F。如果轮胎与路面间的摩阻系数为，则摩阻力为F=X即故有摩阻系数因路面与轮胎的状况而异，1-4-1参见表2．按行车舒适性确定μ值当μ≤0.10时，不感到曲线的存在，很平稳。当μ=0.15时

4、，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，乘客略感到不平稳。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，感到已非常不稳定，站不住，有要倾倒的危险。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。第4章道路线形设计26道路工程讲义3．按燃料消耗和轮胎磨损确定μ值由于横向力的影响，行驶在曲线上的汽车比在直线上的燃料消耗和轮胎磨损都要大，这是因为当汽车在曲线上行驶时，除了要克服行驶阻力外，还要克服横向力对行车的作用，才能使汽车沿着正确

5、的方向行驶，为此增加了燃料的消耗；与此同时，在曲线上行驶时，横向力的作用使汽车轮胎发生变形，致使轮胎的磨耗也额外增加了。因此，从汽车营运经济性出发，μ值以不超过0.1～0.15为宜。横向力系数与燃料消耗、轮胎磨损关系表横向力系数μ燃料消耗（%）轮胎磨损（%）01001000.051051600.101102200.151153000.20120390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。（三）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

6、证μ≤。由此可知，横向力系数μ实际上是受横向摩阻系数约束的，即在不发生横向滑移的前提下，μ值不会超过值。根据实测知，路面结冰或有积雪时：≤0.2，因此一般公路=0.1～0.15以适应各种气候条件。按计算各级公路的圆曲线最小半径：1．三个最小半径：（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=8%，μ=0.1～0.16。（2)一般最小半径：一般最小半径是指通常情况下，各级公路对按计算行车速度行驶的车辆，能保证其安全性和舒适性行车的推

7、荐采用的最小半径。设置超高时的推荐半径。一般取=6%～8%，μ=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径。当平曲线半径较大时，离心力影响将变得非常小，仅有路面的摩阻力就可以保证汽车有足够的稳定性，此时就不需要设置超高，而在道路横向上设置与直线段上相同的双向横坡形式。第4章道路线形设计26道路工程讲义此时，不设超高，对于行驶在曲线外侧车道上的车辆来说是“反超高”,其值为负，大小与路拱坡度相同。=-1.5%～-2%，μ=0.035～0.04。2．圆曲线半径指标的运用条件

8、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。平曲线半径不宜超过10000m。二、缓和曲线（一）缓和曲线的作用汽车从直线进入圆曲线时，驾驶员应逐渐转动方向盘，以改变前轮转向角，使其适应相应半径的圆曲线。前轮的逐渐转向是在进入圆曲线前的某一段内完成的。曲率半径是不断变化的，这一变化路段就是缓和曲线。1．缓和曲线的概念缓和曲