一般最小半径课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、路线的相关概念,道路,：,一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等组成的空间带状构造物。,路线,：,道路中线的空间位置。,线形,：,道路中心线的立体形状。,路线平面,：,路线在水平面上的投影。,路线纵断面,：,沿中线竖直剖切再行展开的断面（展开是指展开平面、纵坡不变）。,路线横断面,：,中线上任一点的法向切面。,路线设计,：,确定路线空间位置和各部分的几何尺寸。,2024/11/16,第一节 概述,一、路线的相关概念2023/9/28第一节 概述,2024/11/16,2023/9/28,2024/11/16,2023/9/28,2024/11/16,二、汽车行驶轨迹,不打方向盘,a=0,、等角速度,W,打方向盘,a=,常数、打方向盘的角速度均匀变化,a=,变数,。,导向轮旋转面与纵轴之间夹角,a,2023/9/28二、汽车行驶轨迹导向轮旋转面与纵轴之间夹角,行驶中的汽车其重心的轨迹在几何性质上有以下特征：,轨迹是连续的、圆滑的，任一点不出现错头和破折。,曲率是连续的，任一点不出现两个曲率值。,曲率变化是连续的，任一点不出现两个曲率变化率值,2024/11/16,行驶中的汽车其重心的轨迹在几何性质上有以下特征：2023/9,三、路线平面基本线形,直线：曲率,K=0,；,圆曲线：曲率,K=,常数、缓和曲线：曲率,K=,变数；,曲率,K,为半径,R,的倒数。,直线、圆曲线和缓和曲线三种组合而成，,“,平面线形三要素,”,。,道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，避免采用长直线，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。对于车速较高的道路，线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。,2024/11/16,三、路线平面基本线形直线：曲率K=0；道路平面线形设计，是根,第二节 直线,直线适用于地形平坦、视线目标无障碍处。在平原区，直线作为主要线形要素是适宜的。直线有测设简单、前进方向明确、路线短捷等优点，直线路段能提供较好的超车条件，对双车道公路有必要在间隔适当距离处设置一定长度的直线，在美学上直线也有其特点。但直线过长、景色单调，往往会出现过高的车速或司机由于缺乏警觉易疲劳而发生事故，并且在地形变化复杂地段，工程费用高。,2024/11/16,第二节 直线 直线适用于地形平坦、视线目标无障碍处。,一、直线的特点,优点,两点之间距离最短。,具有短捷、直达的印象。,行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。,测设简单方便（用简单的就可以精确量,距、放样等）。,在直线上设构造物更具经济性。,2024/11/16,一、直线的特点2023/9/28,缺点,直线单一无变化，与,地形及线形自身难以协调,。,过长的直线在交通量不大且景观缺乏变化时，易使驾驶人员感到,单调、疲倦,。,在直线纵坡路段，易,错误估计,车间距离、行车速度及上坡坡度。,易对长直线估计得过短或产生,急躁情绪,，超速行驶。,2024/11/16,缺点2023/9/28,二、直线的应用,采用直线线形时必须注意线形与地形的关系，在运用直线线形并决定其长度时，必须慎重考虑，一般不宜采用长直线。,。,路线完全不受地形、地物限制的平坦地区或山间的宽阔河谷,地带；,城镇及其近郊道路，或以直线为主体进行规划的地区；,长大桥梁、隧道等构造物路段；,路线交叉点及其附近；,双车道公路提供超车的路段。,2024/11/16,二、直线的应用 采用直线线形时必须注意线形与地形的关,三、直线设计及计算,1.,实地定交点,:,选线人员根据道路等级和地形条件定出一系列直线，相邻两直线相交得到各个交点,(,JD,1,、,JD,2,、,),，通过测量交点的距离，确定交点之间的关系；或通过测量交点与导线点的坐标关系，确定交点坐标，再根据相邻交点坐标算出交点偏角和距离。,2024/11/16,三、直线设计及计算1.实地定交点:选线人员根,偏角的测量：,偏角或称转角，是指路线由一个方向偏向另一个方向时，偏转后的方向与原方向的夹角。偏转后的方向位于原方向左侧时，称左偏，位于原方向右侧时，称右偏。在路线测量中，一般规定测交点右角，由右角计算偏角。右角是指前进方向右侧夹角，一般用全测回法测量。右角大小为，右角（后视读数）（前视读数），当后视读数小于前视读数时，上式为，右角,(,后视读数,360),（前视读数）。偏角按下式计算：,2024/11/16,偏角的测量：偏角或称转角，是指路线由一个方向偏向另一个方向时,2024/11/16,2.,纸上定线,以直线为主定交点：,主要用于平原、微丘区，是根据地形、地物条件，选设定作为路线基本轴线的直线，再根据两两直线相交得交点，继而设置圆曲线和缓和曲线，该方法称以直线为主定交点法，也是传统的方法。,以曲线为主定交点：,常用于互通立交匝道布线、定线或山岭、重丘区高速公路、一级公路选线、定线，是根据地形及环境条件和路线技术要求设置圆曲线（或圆曲线与缓和曲线组合）作为基本轴线，再把曲线的切线画出，延长各切线两两相交定出交点。,2023/9/282.纸上定线 以直线为主定交点,2024/11/16,路线偏角的计算,：已知相邻两边方位角,i,和,i,+1,，计算该交点的偏角,。,=,i,+1,-,i,当,0,时，路线为右偏,R,；,当,0,时，路线为左偏,L,。,2023/9/28路线偏角的计算：已知相邻两边方位角i和,2024/11/16,四、直线的最大长度与最小长度,1,直线的最大长度,（仍是现在研究的课题）,我国,标准,和,规范,对直线的最大长度没有具体的规定，但原则规定直线的最大长度应有所限制，尽量避免长直线。,最大长度主要应根据驾驶员的视觉反应及心理上的承受能力来确定。,一般认为：直线的最大长度在城镇附近或其他景色有变化的地点大于,20V,是可以接受的；在景色单调的地点最好控制在,20V,以内；而在特殊的地理条件下应特殊处理。,2023/9/28四、直线的最大长度与最小长度 1直,2024/11/16,当直线长度大于,1km,时，可采用下列技术措施予以弥补：,纵坡不应过大，一般应小于,3%,。,同大半径凹型竖曲线结合为宜。,两侧地形过于空旷时，宜采取栽植不同树种或设置,一定建筑物等措施。,长直线或长下坡尽头的平曲线，应对路面超高、停,车视距等进行检验，必要时须采用设置标志、增加,路面抗滑能力等安全措施。,2023/9/28 当直线长度大于1km时，可采用下,2024/11/16,2,直线的最小长度,相邻两曲线之间应有一定长度的直线，这个直线是指前一曲线的,终点（,HZ,或,YZ,）,到后一曲线的,起点（,ZH,或,ZY,）,之间的长度。,（,1,）同向曲线间的直线最小长度,同向曲线,：是指两个转向相同的相邻曲线之间连以直线而形成的平面线形。,断背曲线,：同向曲线间连以短的直线。,2023/9/28 2直线的最小长度,2024/11/16,断背曲线的错觉,当直线较短时，在视觉上容易形成直线与两端曲线构成反弯的错觉；,当直线过短甚至把两个曲线看成是一个曲线。,危害,：,破坏了线形的连续性，造成驾驶操作失误，应尽量避免。,解决办法：,因为是视觉上的判断错觉，最好的办法是在两同向曲线间插入长的直线段，让驾驶员在前一个曲线上看不到下一个曲线。,2023/9/28 断背曲线的错觉,2024/11/16,规范,规定：,当,设计速度,60km/h,时，同向曲线间的直线最小长度（以,m,计）以不小于设计速度（以,km/h,计）的,6,倍为宜；当地形条件及其它特殊情况限制时，最小直线长度不得小于设计速度,(,以,km/h,计,),的,3,倍。,对于,设计速度,40km/h,时，参考执行即可。,在受到条件限制时，宜将同向曲线改为大半径曲线或将两曲线作成复曲线、卵形曲线或,C,形曲线。,2023/9/28规范规定：,2024/11/16,（,2,）反向曲线间的直线最小长度,反向曲线,：,两个转向相反的相邻曲线之间连以直线所形成的平面线形。,对反向曲线间直线最小长度的规定，主要考虑考虑到其超高和加宽缓和的需要，以及驾驶人员操作的方便。,2023/9/28（2）反向曲线间的直线最小长度,2024/11/16,规范,规定：,当,设计速度,60km/h,时，反向曲线间直线最小长度（以,m,计）以不小于设计速度（以,km/h,计）的,2,倍为宜。,当设计速度,40km/h,时,，可参照上述规定执行。,当直线两端设置有缓和曲线时，也可以直接相连，构成,S,型曲线。,2023/9/28规范规定：,圆曲线是路线平面设计中的主要组成部分，常用的单曲线、复曲线、双（多）交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等均包含了圆曲线，圆曲线具有易与地形相协调、可循性好、线形美观、容易测设等优点，使用十分普遍。,2024/11/16,第三节 圆曲线,2023/9/28第三节 圆曲线,2024/11/16,一、各级公路和城市道路不论转角大小均应设置圆曲线,（,1,）圆曲线的优点,.,符合地形、布线灵活,.,线形优美,（,2,）圆曲线的缺点,.,路线较直线长,.,行车受力复杂,.,视距受阻,.,驾驶劳动强度大,.,测设、施工等工作量大、计算复杂,2023/9/28一、各级公路和城市道路不论转角大小均应设置,2024/11/16,二、汽车行驶时横向稳定性,1,、汽车在弯道行驶所受离心力,2023/9/28二、汽车行驶时横向稳定性1、汽车在弯道行驶,2024/11/16,假定：,汽车在圆曲线上作匀速圆运动。,离心力：,汽车在弯道上，由于惯性产生离心力。,作用点：,汽车重心,方向：,水平背离圆心,大小：,离心力的影响：,对汽车在平曲线上行驶的稳定性影响很大，可能产生横向滑移或横向倾覆。,超高：,为了减少离心力的作用，保证汽车在平曲线上稳定行驶，必须使平曲,线上的路面做成外侧高、内侧低呈单向横披的形式，称为横向超高。,2023/9/28假定：汽车在圆曲线上作匀速圆运动。离心力的,2024/11/16,2.,曲线上汽车的受力分析,将离心力,F,和车重分解为平行于路面的横向力和垂直于路面的竖向力，即：,横向力：,X,Fcos,GSin,竖向力：,Y,FSin,Gcos,很小，可以认为,sintg,i,h,，,cos1,，,i,h,称为横向超高坡度,2023/9/282.曲线上汽车的受力分析 将离心,2024/11/16,引入横向力系数,，作为衡量稳定性程度的指标，其意义为,单位车重的横向力,，即,用,V,（,km/h,）表达上述公式，则：,2023/9/28 引入横向力系数，作为衡量稳定性程,2024/11/16,3.,横向倾覆条件分析（,A,）,横向倾覆,：汽车在横向力的作用下，可能产生绕外侧车轮触地点向外倾覆的危险。,2023/9/283.横向倾覆条件分析（A）横向倾,2024/11/16,3.,横向滑移条件分析（,B,）,横向滑移,：,汽车在横向力的作用下，可能产生沿横向力方向的侧向滑移。,稳定条件：,横向力大于或等于轮胎与路面之间的横向附着力。即：,利用此式可计算出汽车在平曲线上行驶时，不产生横向滑移的最小平曲线半径,R,或最大允许行驶速度,V,。,h,横向附着系数,2023/9/283.横向滑移条件分析（B）横向滑,2024/11/16,4,、横向倾覆条件分析,稳定条件,：,倾覆力矩小于或等于稳定力矩。,即,:,F,h,i,比,G,小得多，可略去不计，则,2023/9/284、横向倾覆条件分析 稳定条件：倾,2024/11/16,5,、横向稳定性保证,汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数值的大小。,现代汽车在设计制造时重心较低，一般,汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象。在道路设计中应保证汽车不产生横向滑移，同时也就保证了横向倾覆的稳定性。,2023/9/285、横向稳定性保证 汽车,2024/11/16,三、圆