道路勘察设计(2).ppt

3.3.1 圆曲线的几何要素 圆曲线的几何要素（见图3.3.1）为：,,第三节 圆曲线,（一）计算公式与因素 根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径：,二、圆曲线半径,（一）计算公式与因素,,根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径：,,,式中：V——计算行车速度，（km/h）；μ——横向力系数；ih——超高横坡度；i1——路面横坡度当设超高时 ：,不设超高时 ：,（1）考虑汽车行驶的横向稳定性汽车在圆曲线上行驶的稳定性包括横向倾覆稳定性和横向滑移稳定性，由于汽车在设计和制造时，充分考虑横向倾覆稳定性，将其重心定得足够低，完全可以保证在正常装载和行驶情况下，不会在横向上产生倾覆因此，在平曲线设计过程中，主要考虑横向滑移稳定性，保证轮胎不在路面上产生滑移即可为此，需要满足关系式横向力X≤轮胎与路面之间的摩阻力F，因为X=u·G和F≈G·f所以只需要满足条件：u≤f （3.3.2） 式中： f——轮胎与路面间的摩阻系数与车速、路面种类及状态、轮胎状态等有关1）横向力系数当设有超高时，横向力系数 横向力的存在对行车产生不利影响，而且越大越不利，主要表现在以下几方面：,在干燥路面上约为 0.4～0.8； 在潮湿的黑色路面上汽车高速行驶时，降低到 0.25～0.40；路面结冰和积雪时，f降到 0.2 以下；在光滑的冰面上可降到 0.06（不加防滑链）。

2）考虑驾驶操作 弯道上行驶的汽车，在横向力作用下，轮胎会产生横向变形，使轮胎的中间平面与轮迹前进方向形成一个横向偏移角 （ 图3-8）, 致使增加了汽车在方向操纵上的困难，尤其是车速较高时，就更不容易保持驾驶方向上的稳定3）增加燃料消耗和轮胎磨损,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表3.3.1中列出了由于横向力系数的存在，使车辆的燃油消耗和轮胎磨损增加的百分比表3.3.1 横向力系数,与燃料消耗、轮胎磨损关系表,（4）行旅不舒适,,,μ值的增大，乘车舒适感恶化当μ〈0.10时，不感到有曲线存在，很平稳；当μ= 0.15时，稍感到有曲线存在，尚平稳；当μ= 0.20时，己感到有曲线存在，稍感不稳定；当μ= O.35时，感到有曲线存在，不稳定；当μ= 0.40时，非常不稳定，有倾车的危险感μ的舒适界限，由0.11到0.16随行车速度而变化，设计中对高、低速路可取不同的数值。

美国AASHTO认为V≤ 70km/h时μ=0.16，V=80 km/h时， μ= 0.12是舒适感的界限1）最大超高横坡度在车速较高的情况下为了平衡离心力要采用较大的超高横坡度，但道路上行驶车辆的速度并不一致，特别是在混合交通的道路上，需要兼顾快、慢车的行驶安全对于慢车，特别是因故暂停在弯道上的车辆，其离心力接近于0或等于0 如超高横坡度过大，超出轮胎与路面间的横向摩阻系数，车辆有沿着路面最大合成坡度下滑的危险，因此必须满足：,,,2）超高横坡度,,,,,式中： ——一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻系数制定最大超高坡度除考虑道路所在地区的气候条件外, 还必须给予驾驶者和乘客以 心理上的安全感对山岭重丘区、城市附近、交叉口以及有相当数量非机动车行驶的道路上，最大超高横坡度比一般道路还要小些我国对公路最大超高横坡度的规定见表3.3.2, 城市道路最大超高横坡度见表3.3.32）最小超高横坡度道路的超高横坡度不应该小于道路直线段的路拱横坡度，否则不利于道路的排水，因此有： （3.3.4） 式中： ——路拱横坡度。

ih,《标准》中规定的最小平曲线半径是汽车在曲线部分能安全而又顺适的行驶的条件而确定的 最小平曲线半径的实质是汽车行驶在公路曲线部分时，所产生的离心力等横向力不超过轮胎与路面的摩阻力所允许的界限，并使乘车人感觉良好的曲线半径值二）最小半径的计算,,,,,是各级公路按设计速度行驶的车辆能保证安全行车的最小允许半径1．极限最小半径,,,,一般最小半径是指各级公路按设计速度行驶的车辆能保证安全、舒适行车的最小允许半径2．一般最小半径,,,,,圆曲线半径大于一定数值时，可以不设置超高，而允许设置等于直线路段路拱的反超高 从行驶的舒适性考虑，必须把横向力系数控制到最小值3．不设超高的最小半径,,,,,4.最小半径指标的应用,,,,（1）公路线形设计时应根据沿线地形等情况，尽量选用较大半径在不得已情况下方可使用极限最小半径； （2）当地形条件许可时，应尽量采用大于一般最小半径的值； （3）有条件时，最好采用不设超高的最小半径 （4）选用曲线半径时，应注意前后线形的协调，不应突然采用小半径曲线； （5）长直线或线形较好路段，不能采用极限最小半径 （6）从地形条件好的区段进入地形条件较差区段时，线形技术指标应逐渐过渡，防止突变。

三）圆曲线最大半径,,,,选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径 但半径大到一定程度时，其几何性质和行车条件与直线无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果，同时也无谓增加计算和测量上的麻烦 《规范》规定圆曲线的最大半在不宜超过10000m四）圆曲线半径的确定,,,,圆曲线能较好的适应地形的变化，并可以获得圆滑的线形在与地形、地物等条件相适应的前提下，宜尽量采用较大曲线半径，以优化线形和改善行车条件 确定圆曲线半径时，应注意以下几点： （1）在条件许可时，争取选用不设超高的圆曲线半径 （2）在一般情况下，宜采用极限最小半径的4～8倍或超高横坡度为（2～4）%的圆曲线半径 （3）当地形条件受到限制时，曲线半径应尽量大于或接近于一般最小半径 （4）在自然条件特殊困难或受其它条件严格限制而不得已时，方可采用圆曲线的极限最小半径 （5）圆曲线的最大半径不宜超过10000m 。