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公路平面線(xiàn)形及曲線(xiàn)要素

新聞時(shí)間:2018-06-15 文章來(lái)源: 文章作者:ztcjjt

   十二五期間,國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展有了新的目標(biāo)和方向,公路作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),因能帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,持續(xù)被重視和發(fā)展。隨著科技水平及人民生活水平的不斷提高,“以人為本”的理念在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市公路發(fā)展中的地位日益突出,人們對(duì)公路的要求越來(lái)越高,不僅要求它具有安全性、舒適性、便捷性等實(shí)用功能,還要求它具有美觀性、環(huán)保性、協(xié)調(diào)性等能滿(mǎn)足人們心理需要的精神功能。
      公路線(xiàn)形是公路的骨架,直接承載著車(chē)輛的運(yùn)行,它控制著整個(gè)公路的路基、橋涵、交叉、沿線(xiàn)設(shè)施等構(gòu)造物的規(guī)模和投資。同時(shí)對(duì)汽車(chē)行駛的安全、舒適、經(jīng)濟(jì)和道路的通行能力起著決定性作用。公路線(xiàn)形建成后將長(zhǎng)期存在、無(wú)論好壞都很難改變。因此,做為設(shè)計(jì)者應(yīng)特別重視線(xiàn)形設(shè)計(jì)質(zhì)量,任何一個(gè)不安全的因素或不良的組合設(shè)計(jì),都將造成駕駛員視覺(jué)上的判斷失誤或心理效應(yīng)上的不良反應(yīng),都可能形成交通安全隱患。
      所謂設(shè)計(jì)即為設(shè)計(jì)者將各種因素綜合進(jìn)行考慮,創(chuàng)造性地進(jìn)行“各種技術(shù)指標(biāo)的組合,公路平面線(xiàn)形的設(shè)計(jì)應(yīng)具有創(chuàng)造性和靈活性。
1、路線(xiàn)平面線(xiàn)形選擇

       路線(xiàn)平面線(xiàn)形通常是由直線(xiàn)、圓曲線(xiàn)和緩和曲線(xiàn)三種基本線(xiàn)形要素組合而成,其中直線(xiàn)是采用較多的線(xiàn)形,它具有最直接、方向最明確、易于布設(shè)等特點(diǎn),然而直線(xiàn)線(xiàn)形缺乏靈活性,難以適應(yīng)地形、地物,不易與周?chē)木坝^相協(xié)調(diào),因而在應(yīng)用上會(huì)受到限制。而且直線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)時(shí)。易造成車(chē)速過(guò)快,易使駕駛者感到疲勞犯困,使駕駛者目測(cè)車(chē)距容易產(chǎn)生誤差而引發(fā)事故;因此長(zhǎng)直線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該慎重。采用直線(xiàn)線(xiàn)形時(shí),應(yīng)根據(jù)路線(xiàn)所處的地形、地貌、地物,并考慮駕駛者的視覺(jué)心理狀態(tài)等合理布設(shè)。當(dāng)?shù)匦螚l件及其它特殊情況限制而采用長(zhǎng)直線(xiàn)時(shí),為彌補(bǔ)長(zhǎng)直線(xiàn)路段景觀單調(diào)缺陷,應(yīng)結(jié)合沿線(xiàn)具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施。
       以曲線(xiàn)為主的道路,要求駕駛者必須經(jīng)常移動(dòng)注意點(diǎn)來(lái)進(jìn)行駕駛操作,同時(shí)車(chē)輛在沿著彎道行駛時(shí),展現(xiàn)在駕駛者前面的是經(jīng)常變化著的自然景色,顯的更加有趣和多樣化。國(guó)外如日本、德國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家,強(qiáng)調(diào)高速公路線(xiàn)形以曲線(xiàn)為主的新理念。從國(guó)內(nèi)近年來(lái)設(shè)計(jì)的高速公路分析,以曲線(xiàn)為主的設(shè)計(jì)方法也正在被更多的采用。實(shí)踐證明,曲線(xiàn)線(xiàn)形舒順流暢、平縱線(xiàn)形配合優(yōu)美,能較好的適應(yīng)地表、地物變化,具有柔和的幾何形態(tài),更符合駕乘人員的心理。
       同樣的線(xiàn)形在不同的環(huán)境中給人的感覺(jué)不同。調(diào)查發(fā)現(xiàn),由于線(xiàn)形與周?chē)坝^的不良配合,會(huì)給駕駛者造成精神壓力或因錯(cuò)覺(jué)引發(fā)交通事故。線(xiàn)形與環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)首先要考慮交通安全。在山嶺區(qū)以曲線(xiàn)為主的平面設(shè)計(jì)是較為理想的,也容易做到。在平原區(qū),以曲線(xiàn)為主的平面設(shè)計(jì)應(yīng)是方向,但在平原微丘區(qū),一般都有規(guī)整的農(nóng)田以及地方路網(wǎng),適當(dāng)?shù)牟捎弥本€(xiàn),避免對(duì)原有規(guī)劃的農(nóng)田水利網(wǎng)及道路網(wǎng)進(jìn)行不必要的切割和破壞,影響其使用功能。直線(xiàn)和曲線(xiàn)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),很難單一的評(píng)論優(yōu)劣。采用何種線(xiàn)形,主要取決于路線(xiàn)與地形及周?chē)h(huán)境相適應(yīng)的程度,以及平縱線(xiàn)形配合的情況。高速公路線(xiàn)形設(shè)計(jì)還要注意平面與縱面線(xiàn)形的配合。
2、曲線(xiàn)要素的運(yùn)用

       通常“直線(xiàn)、圓曲線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)”被稱(chēng)為平曲線(xiàn)的三要素。曲率為零的線(xiàn)形——直線(xiàn);曲率為常數(shù)的線(xiàn)形——圓曲線(xiàn);曲率為變數(shù)的線(xiàn)形——緩和曲線(xiàn)。
2.1直線(xiàn)的運(yùn)用
       直線(xiàn)在以往的公路設(shè)計(jì)中是最主要的設(shè)計(jì)線(xiàn)形,尤其在地形、地勢(shì)平坦的地帶采用更多。長(zhǎng)直線(xiàn)會(huì)使駕駛員感到單調(diào)乏味,容易造成車(chē)速過(guò)高,當(dāng)在發(fā)現(xiàn)有障礙物(包括過(guò)路行人、車(chē)輛)或小半徑曲線(xiàn)的急轉(zhuǎn)彎路段時(shí),往往不能及時(shí)剎車(chē)制動(dòng)而發(fā)生車(chē)禍;另外直線(xiàn)不易適應(yīng)復(fù)雜地形,也不易與周?chē)匀痪坝^很好地融合,不易保證道路線(xiàn)形的連續(xù)性,從而影響駕駛員和心理感受,造成判斷上的誤差,影響汽車(chē)的行駛安全性和運(yùn)行速度。
2.1.1直線(xiàn)線(xiàn)形的特點(diǎn):

       ① 路線(xiàn)短捷、行車(chē)方向明確、視距良好、行車(chē)快速、駕駛操作簡(jiǎn)單。
       ② 線(xiàn)形簡(jiǎn)單,容易測(cè)設(shè)。
       ③ 直線(xiàn)路段能提供較好的超車(chē)條件(所以雙車(chē)道的公路間隔適當(dāng)處要設(shè)置一定長(zhǎng)度的直線(xiàn))。
       ④ 從行車(chē)的安全和線(xiàn)形美觀來(lái)看:過(guò)長(zhǎng)的直線(xiàn),線(xiàn)形呆板,行車(chē)單調(diào),易疲勞;也易發(fā)生超車(chē)和超速行駛,行車(chē)時(shí)司機(jī)難以估計(jì)車(chē)間距離;在直線(xiàn)上夜間對(duì)向行車(chē)易產(chǎn)生眩光。
       ⑤ 只能滿(mǎn)足兩個(gè)控制點(diǎn)的要求,難與地形及周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。
2.1.2直線(xiàn)最大長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:

       總體原則:公路線(xiàn)形應(yīng)與地形相適應(yīng),與景觀相協(xié)調(diào),直線(xiàn)的最大長(zhǎng)度應(yīng)有所限制,當(dāng)采用長(zhǎng)的直線(xiàn)線(xiàn)形時(shí),為彌補(bǔ)景觀單調(diào)的缺陷,應(yīng)結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施。
       經(jīng)分析國(guó)外的實(shí)例發(fā)現(xiàn),德國(guó)最大直線(xiàn)長(zhǎng)度是20V、前蘇聯(lián)是8km、美國(guó)是3mile。
2.1.3采用長(zhǎng)的直線(xiàn)線(xiàn)形時(shí),應(yīng)注意的問(wèn)題:

       ① 長(zhǎng)直線(xiàn)上縱坡不宜過(guò)大,因長(zhǎng)直線(xiàn)再加下陡坡行駛更易導(dǎo)致高速行駛。
       ② 長(zhǎng)直線(xiàn)與大半徑凹形豎曲線(xiàn)組合為宜,可以使生硬呆板的直線(xiàn)得到一些緩和。
       ③ 兩側(cè)地形過(guò)于空曠時(shí),宜采取種植不同樹(shù)種或設(shè)置一定建筑物、 雕塑、廣告牌等措施,改善單調(diào)的景觀。
       ④ 長(zhǎng)直線(xiàn)或長(zhǎng)下坡盡頭的平曲線(xiàn)必須采取設(shè)置標(biāo)志、增加路面抗滑能力等安全措施。

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                                          圖中兩側(cè)綠化完善                                           圖中直線(xiàn)與凹曲線(xiàn)組合
2.1.4直線(xiàn)的最小長(zhǎng)度
① 同向曲線(xiàn)間的直線(xiàn)最小長(zhǎng)度存在如下弊端:

       a、早期的低等級(jí)公路設(shè)計(jì),當(dāng)不設(shè)置緩和曲線(xiàn)時(shí),如果兩同向圓曲線(xiàn)之間直線(xiàn)較短,超高緩和及其銜接比較困難。
       b、從線(xiàn)形連續(xù)、美觀角度考慮,駕駛?cè)巳菀桩a(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)。當(dāng)直線(xiàn)很短時(shí),視覺(jué)上容易忽略其存在,而把兩個(gè)曲線(xiàn)看成是一個(gè)曲線(xiàn);而當(dāng)直線(xiàn)比較長(zhǎng)(但不足以視為完全獨(dú)立的兩個(gè)曲線(xiàn))時(shí),容易把中間的直線(xiàn)段看成反向彎曲的曲線(xiàn),即通常所說(shuō)的斷背曲線(xiàn)。
      斷背曲線(xiàn):互相通視的同向曲線(xiàn)間若插以短直線(xiàn),容易產(chǎn)生把直線(xiàn)和兩端的曲線(xiàn)看成為反向曲線(xiàn)的錯(cuò)覺(jué),當(dāng)直線(xiàn)過(guò)短時(shí)甚至把兩個(gè)曲線(xiàn)看成是一個(gè)曲線(xiàn),這種線(xiàn)形破壞了線(xiàn)形的連續(xù)性,且容易造成駕駛操作的失誤,通常稱(chēng)為斷背曲線(xiàn)。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免。如圖所示:

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   斷背曲線(xiàn)視覺(jué)誤差示意圖
       視覺(jué)上的偏差總是不利的,運(yùn)行速度越高,對(duì)線(xiàn)形的視覺(jué)質(zhì)量要求越高。所以,各國(guó)對(duì)同向圓曲線(xiàn)間的最小長(zhǎng)度都有所限制,如美國(guó)對(duì)于設(shè)計(jì)速度120km/h的高速公路,規(guī)定該長(zhǎng)度界限值為457m(3.8v),澳大利亞和日本規(guī)定為6v。我國(guó)規(guī)范對(duì)設(shè)計(jì)速度≥60km/h,按6v控制;設(shè)計(jì)速度較低時(shí),未提出規(guī)定值,可根據(jù)具體情況而定。有些省份提出過(guò)4.5v和3.0v的建議值。
② 當(dāng)受條件限制,需在兩同向圓曲線(xiàn)間設(shè)置小于6v的直線(xiàn)段時(shí),可采取一些改善措施,如:

       a、在滿(mǎn)足行車(chē)視距的前提下,采取借用曲線(xiàn)內(nèi)側(cè)山丘地形或人工種植遮擋性樹(shù)木等手段,避免兩曲線(xiàn)和中間直線(xiàn)同時(shí)全部進(jìn)入駕駛?cè)艘曇啊?/span>
       b、中間直線(xiàn)段上盡量避免設(shè)置凹型豎曲線(xiàn),以避免反彎錯(cuò)覺(jué)的加劇。
③ 反向曲線(xiàn)間的直線(xiàn)最小長(zhǎng)度

      反向曲線(xiàn)間設(shè)置直線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是為駕駛?cè)朔聪虿僮魈峁┝司徍蛥^(qū)段,其缺點(diǎn)是破壞了線(xiàn)形的連續(xù)、均衡、美觀。一般地,當(dāng)運(yùn)行速度較高、兩曲線(xiàn)指標(biāo)差別較大時(shí)應(yīng)盡量設(shè)置不小于2v的直線(xiàn)段;當(dāng)兩平曲線(xiàn)指標(biāo)比較均衡、運(yùn)行速度不高時(shí)可徑向銜接;當(dāng)兩反向平曲線(xiàn)布設(shè)緩和曲線(xiàn)時(shí),中間應(yīng)設(shè)置不小于2v并滿(mǎn)足超高緩和的直線(xiàn)段。
2.2圓曲線(xiàn)的運(yùn)用
2.2.1圓曲線(xiàn)特點(diǎn)

      ① 曲線(xiàn)上任意一點(diǎn)的曲率半徑R=常數(shù),故測(cè)設(shè)比緩和曲線(xiàn)簡(jiǎn)便。
      ② 汽車(chē)在圓曲線(xiàn)上的行駛要受到離心力影響,在平曲線(xiàn)上行駛時(shí)要多占路面寬。
      ③ 視距條件差,容易發(fā)生交通事故。
      ④ 較大半徑的長(zhǎng)緩圓曲線(xiàn)具有線(xiàn)形美觀、順適、行車(chē)舒適等特點(diǎn)。故常采用。
 2.2.2 影響因素

      汽車(chē)在曲線(xiàn)上行駛時(shí),橫向穩(wěn)定性是考慮的主要因素,橫向穩(wěn)定包括側(cè)翻、側(cè)滑以及乘客舒適程度等,影響汽車(chē)橫向穩(wěn)定性的主要指標(biāo)為運(yùn)行速度、圓曲線(xiàn)半徑和超高橫坡值,相關(guān)關(guān)系的計(jì)算公式為: 
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      R——圓曲線(xiàn)半徑m;V——汽車(chē)運(yùn)行速度,km/h;u——橫向力系數(shù);i——超高橫坡值,為代數(shù)值,正超高i為正,反超高i為負(fù)。
①乘客舒適程度
       研究資料表明,汽車(chē)在曲線(xiàn)上行駛時(shí),橫向力系數(shù)與乘客感覺(jué)的關(guān)系如下:
       u<0.10時(shí),不感到有曲線(xiàn)存在,很平穩(wěn);
       u=0.15時(shí),略感到有曲線(xiàn)存在,但尚平穩(wěn);
       u=0.20時(shí),已感到有曲線(xiàn)存在,并感到不平穩(wěn);
       u=0.35時(shí),感到有曲線(xiàn)存在,并感到不平穩(wěn);
       u>0.4時(shí),非常不穩(wěn)定,站不住,有傾倒的危險(xiǎn)。
②能源消耗

       研究資料表明,與在直線(xiàn)上行車(chē)相比
       u=0.10:燃料消耗增加10%,輪胎磨耗增加1.2倍;
       u=0.15:燃料消耗增加15%,輪胎磨耗增加2.0倍;
       u=0.20:燃料消耗增加20%,輪胎磨耗增加2.9倍。從行車(chē)安全角度考慮,對(duì)于高速公路,橫向力系數(shù)不應(yīng)超過(guò)0.15;對(duì)于低等級(jí)公路,橫向力系數(shù)不應(yīng)超過(guò)0.20。
2.2.3 最小半徑確定
①極限最小半徑

       按上述公式計(jì)算出極限最小半徑和規(guī)范中給定的極限最小半徑對(duì)比表如下:
       極限最小圓曲線(xiàn)半徑表
   \
②一般最小半徑
一般最小圓曲線(xiàn)半徑表
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③不設(shè)超高的最小半徑
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④不設(shè)緩和曲線(xiàn)最小半徑
       無(wú)論是否設(shè)置緩和曲線(xiàn),汽車(chē)從直線(xiàn)到圓曲線(xiàn)的行駛軌跡都接近于緩和曲線(xiàn)。設(shè)置緩和曲線(xiàn)后,汽車(chē)的行駛軌跡更接近于設(shè)計(jì)線(xiàn);不設(shè)緩和曲線(xiàn)時(shí),汽車(chē)行駛軌跡較設(shè)計(jì)線(xiàn)向內(nèi)側(cè)移動(dòng)了一個(gè)內(nèi)移值。只要這個(gè)內(nèi)移值不影響到橫向
       其它車(chē)輛運(yùn)行,可不設(shè)緩和曲線(xiàn)。一般情況下,該內(nèi)移值可取0.2m,內(nèi)移值的計(jì)算公式為:     △R=A4/24·R3
       如果考慮緩和過(guò)渡的時(shí)間最小為3S(這樣考慮也同時(shí)滿(mǎn)足加、減速變化率的要求),可計(jì)算出不設(shè)緩和曲線(xiàn)的最小半徑,R=0.144676V2,具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表:\
       公路考慮設(shè)置超高時(shí)總要設(shè)置超高緩和段,為方便設(shè)計(jì),將不設(shè)超高最小圓曲線(xiàn)半徑與不設(shè)緩和曲線(xiàn)最小圓曲線(xiàn)半徑取為同一值。
2.2.4圓曲線(xiàn)半徑的取用
       對(duì)于“極限最小半徑”“一般最小半徑”在前面已經(jīng)做了詳細(xì)論述,在此著重描述“安全適用半徑”、“最大半徑”。
①安全適用半徑

       在沒(méi)有特殊的建設(shè)條件限制時(shí),采用多大的半徑較為合適?這個(gè)問(wèn)題很難給出明確的數(shù)據(jù),因?yàn)榧词菇ㄔO(shè)條件屬于“一般”情況,也有平原、丘陵、山嶺等不同地貌的差別,另外還有不同的縱面要素組合,不應(yīng)孤立地評(píng)價(jià)一個(gè)曲線(xiàn),而應(yīng)綜合考慮前后線(xiàn)形的連續(xù)均衡,具體視情況而定。
如果將規(guī)范中提出的“一般最小半徑”作為一般情況下設(shè)計(jì)應(yīng)采用的半徑值,則往往半徑偏小主要因?yàn)橛?jì)算該值取用的超高值偏大,作為一般情況下推薦設(shè)計(jì)采用的半徑,可按2%超高(也有觀點(diǎn)提出2%~4%超高)對(duì)應(yīng)的半徑選用,見(jiàn)表如下:
一般最小圓曲線(xiàn)半徑表
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②最大半徑
       過(guò)大的曲線(xiàn)半徑往往導(dǎo)致曲線(xiàn)較長(zhǎng),從而不利于平縱組合設(shè)計(jì);過(guò)大的曲線(xiàn)半徑,如半徑在7000~9000m,視線(xiàn)集中的300~600m范圍的視覺(jué)效果近乎直線(xiàn),在駕駛?cè)艘曇笆芟藓筒慌d奮狀態(tài)時(shí),不利于準(zhǔn)確判斷前方路段路線(xiàn)線(xiàn)形;在大半徑、長(zhǎng)曲線(xiàn)上行駛,駕駛?cè)藭?huì)出現(xiàn)與在長(zhǎng)直線(xiàn)上行駛類(lèi)似的單調(diào)、疲勞感。
       因此,平曲線(xiàn)半徑超高7000m的意義不大。
2.2.5平曲線(xiàn)長(zhǎng)度
① 最小平曲線(xiàn)長(zhǎng)度

       規(guī)范中規(guī)定最小平曲線(xiàn)長(zhǎng)度取2倍最小緩和曲線(xiàn)長(zhǎng),這是考慮凸型線(xiàn)的極端情況。一般情況下,特別是高速公路設(shè)計(jì),很少采用凸型線(xiàn),如果考慮不小于3S行程的圓曲線(xiàn)長(zhǎng)度,平曲線(xiàn)的極限長(zhǎng)度采用3倍最小緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度較合適,見(jiàn)下表:
平曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度表
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②最大平曲線(xiàn)長(zhǎng)度
       平曲線(xiàn)最大長(zhǎng)度的控制規(guī)范中沒(méi)有做明確的規(guī)定,但曲線(xiàn)長(zhǎng)度較大時(shí),不利于平縱組合設(shè)計(jì),也不利于空間線(xiàn)形的連續(xù)、美觀,應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況,對(duì)平曲線(xiàn)長(zhǎng)度有所限制。
較長(zhǎng)平曲線(xiàn)有以下缺點(diǎn):線(xiàn)形過(guò)于彎曲,增加了路線(xiàn)繞行里程和總體線(xiàn)形美觀性差;較長(zhǎng)的平曲線(xiàn)不利于平縱組合的搭配,建議采用能更好配合縱面設(shè)計(jì)的多個(gè)不同曲線(xiàn)半徑和曲線(xiàn)長(zhǎng)度的平曲線(xiàn);較長(zhǎng)的平曲線(xiàn)如果半徑過(guò)大,則與長(zhǎng)直線(xiàn)一樣,會(huì)引起駕駛?cè)藛握{(diào)、疲勞、注意力渙散不利于安全行車(chē)。
③適宜的平曲線(xiàn)長(zhǎng)度

       平曲線(xiàn)半徑和長(zhǎng)度不是孤立的指標(biāo),應(yīng)綜合考慮前后銜接路段的指標(biāo)、縱面設(shè)計(jì)情況等多種影響因素后確定。對(duì)于高速公路,一般而言,采用1~2km曲線(xiàn)長(zhǎng)度比較合適。
2.3 緩和曲線(xiàn)的運(yùn)用

       緩和曲線(xiàn)分為三種線(xiàn)型:回旋曲線(xiàn)、三次拋物線(xiàn)、雙紐曲線(xiàn),常用的是回旋曲線(xiàn)。
緩和曲線(xiàn)是指在直線(xiàn)與圓曲線(xiàn)之間或者半徑相差較大的兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同圓曲線(xiàn)之間設(shè)置的一種曲率連續(xù)變化的曲線(xiàn)。
2.3.1緩和曲線(xiàn)的特性

       ① 緩和曲線(xiàn)曲率漸變,設(shè)于直線(xiàn)與圓曲線(xiàn)間,其線(xiàn)形符合汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的行車(chē)軌跡,從而使線(xiàn)形緩和,消除了曲率突變點(diǎn)。
       ②由于曲率漸變,使道路線(xiàn)形順適美觀,有良好的視覺(jué)效果和心理作用感。
       ③在直線(xiàn)和圓曲線(xiàn)間加入緩和曲線(xiàn)后,使平面線(xiàn)形更為靈活,線(xiàn)形自由度提高,更能與地形、地物及環(huán)境相適應(yīng)、協(xié)調(diào)、配合,使平面布線(xiàn)更加靈活、經(jīng)濟(jì)、合理。
       ④與圓曲線(xiàn)相比,緩和曲線(xiàn)計(jì)算及測(cè)設(shè)均較復(fù)雜。
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2.3.2緩和曲線(xiàn)的作用
①曲率連續(xù)變化,視覺(jué)效果好。(線(xiàn)形緩和)
 
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②離心加速度逐漸變化,旅客感覺(jué)舒適(行車(chē)緩和)
③超高橫坡度逐漸變化,行車(chē)更加平穩(wěn)(超高緩和)
2.3.3緩和曲線(xiàn)的選擇
①緩和曲線(xiàn)軌跡特點(diǎn):由直線(xiàn)駛?cè)雸A曲線(xiàn)
       轉(zhuǎn)彎時(shí),其軌跡上的任一點(diǎn)的曲率半徑與其行程(自轉(zhuǎn)彎開(kāi)始點(diǎn)算起)成反比,此軌跡方程為回旋曲線(xiàn)方程。因此我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定緩和曲線(xiàn)采用回旋曲線(xiàn)。
②回旋曲線(xiàn)、三次拋物線(xiàn)和雙紐線(xiàn)線(xiàn)形比較:
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       a、回旋曲線(xiàn)、三次拋物線(xiàn)和雙紐線(xiàn)在極角較?。?°~6°)時(shí),幾乎沒(méi)有差別。
      b、隨著極角的增加,三次拋物線(xiàn)的長(zhǎng)度比雙紐線(xiàn)的長(zhǎng)度增加的較快,而雙紐線(xiàn)的長(zhǎng)度又比回旋線(xiàn)的長(zhǎng)度增加得快些。
      c、回旋線(xiàn)的半徑減小得最快,而三次拋物線(xiàn)則減小的最慢。從保證汽車(chē)平順過(guò)渡的角度看,三種曲線(xiàn)都可以作為緩和曲線(xiàn)。
      d、此外,也有使用n次(n≥3)拋物線(xiàn)、正弦形曲線(xiàn)、多圓弧曲線(xiàn)作為緩和曲線(xiàn)的。但世界各國(guó)使用回旋曲線(xiàn)居多,我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的緩和曲線(xiàn)也是回旋線(xiàn)。

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   S曲線(xiàn)中的緩和曲線(xiàn)
2.3.4緩和曲線(xiàn)的一般方程式
      公式:A2=R·L
      公式中R:圓曲線(xiàn)半徑  L:緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度
2.3.5緩和曲線(xiàn)的最小長(zhǎng)度

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V:設(shè)計(jì)速度       t:3s行程
②離心加速度變化率應(yīng)限制在一定范圍內(nèi),一般離心加速度as的變化率控制在(0.5~0.6)m/s3之間比較適當(dāng)。計(jì)算公式如下:
Ls=V3/(47·R·as)
      總之確定緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度時(shí),除了考慮保證規(guī)定的最小長(zhǎng)度外,當(dāng)圓曲線(xiàn)部分按規(guī)定需要設(shè)置超高時(shí),還應(yīng)考慮超高緩和段長(zhǎng)度的要求,即還要滿(mǎn)足。
2.3.6超高緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算
依據(jù)規(guī)范分析超高緩和段計(jì)算視車(chē)道數(shù)按公式\計(jì)算的結(jié)果乘以下列系數(shù)而得:

      如果是三車(chē)道,為雙車(chē)道公路緩和段長(zhǎng)的1.2倍;
      如果是四車(chē)道,為雙車(chē)道公路緩和段長(zhǎng)的1.5倍。
      如果是六車(chē)道,為雙車(chē)道公路緩和段長(zhǎng)的2.0倍。
2.3.7回旋曲線(xiàn)參數(shù)
      ls太短,\<3°時(shí),則緩和曲線(xiàn)極不明顯,在視覺(jué)上容易被忽略。
      ls過(guò)長(zhǎng),\>29°時(shí),圓曲線(xiàn)與緩和曲線(xiàn)不能很好協(xié)調(diào)。
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\\

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      \\代入上式得: R/3≤A≤R
      設(shè)計(jì)中,一般當(dāng)R接近于100m時(shí),取A等于R;當(dāng)R小于100m時(shí),取A等于或大于R。反之,當(dāng)R較大或接近3000m時(shí),取A等于R/3,若R大于3000m,則取A小于R/3。
      設(shè)計(jì)中,回旋曲線(xiàn)所需的最小長(zhǎng)度和超高所需的長(zhǎng)度都必須滿(mǎn)足,如視覺(jué)所需又不增加過(guò)多的工程量可單用按視覺(jué)需要的回旋曲線(xiàn)長(zhǎng)度。如下表所示:
\
3、結(jié)束語(yǔ)
      公路平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)是公路設(shè)計(jì)、施工的主線(xiàn),它貫穿整個(gè)工程的始終,如果公路平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)不理想或者留有安全隱患,在施工、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中都是無(wú)法彌補(bǔ)的。平面線(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中需謹(jǐn)慎、合理、靈活確定各個(gè)曲線(xiàn)要素的長(zhǎng)度以及各個(gè)要素之間的關(guān)系。2004年9月,全國(guó)公路勘察設(shè)計(jì)工作會(huì)議中提出了“六個(gè)堅(jiān)持、六個(gè)樹(shù)立”的勘察設(shè)計(jì)新理念,是新時(shí)期公路勘察設(shè)計(jì)工作的理論核心,也是“堅(jiān)持以人為本,樹(shù)立全面協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀”在公路設(shè)計(jì)和建設(shè)中的具體體現(xiàn)。其核心是僅僅圍繞科學(xué)發(fā)展觀的要求,通過(guò)靈活采用靈活設(shè)計(jì)和創(chuàng)造設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)“安全、環(huán)境優(yōu)美、節(jié)約資源、系統(tǒng)最優(yōu)”的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
     1.人民交通出版社出版的《新理念公路設(shè)計(jì)指南》
     2.重慶交通大學(xué)發(fā)布的《道路平面設(shè)計(jì)》
     3.中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部發(fā)布《公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)細(xì)則》

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