一、缓和曲线 缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间,由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线形,是道路平面线形要素之一
1.缓和曲线的作用 1)便于驾驶员操纵方向盘 2)乘客的舒适与稳定,减小离心力变化 3)满足超高、加宽缓和段的过渡,利于平稳行车 4)与圆曲线配合得当,增加线形美观 2.缓和曲线的性质 为简便可作两个假定:一是汽车作匀速行驶;二是驾驶员操作方向盘作匀角速转动,即汽车的前轮转向角从直线上的 0°均匀地增加到圆曲线上
S=A2/ρ(A:与汽车有关的参数) ρ=C/s C=A2 由上式可以看出,汽车行驶轨迹半径随其行驶距离递减,即轨迹线上任一点的半径与其离开轨迹线起点的距离成反比,此方程即回旋线方程
3.回旋线基本方程 即用回旋线作为缓和曲线的数学模型
令:ρ=R,lh=s 则 lh=A2/R 4.缓和曲线最小长度 缓和曲线越长,其缓和效果就越好;但太长的缓和曲线也是没有必要的,因此这会给测设和施工带来不便
缓和曲线的最小长度应按发挥其作用的要求来确定: 1)根据离心加速度变化率求缓和曲线最小长度为了保证乘客的舒适性,就需控制离心力的变化率
a1=0,a2=v2/ρ,as=Δa/t≤0
6 2)依驾驶员操纵方向盘所需时间求缓和曲线长度(t=3s) 3)根据超高附加纵坡不宜过陡来确定缓和曲线最小长度 超高附加纵坡(即超高渐变率)是指在缓和曲线上设置超高缓和段后,因路基外侧由双向横坡逐渐变成单向超高横坡,所产生的附加纵坡
4)从视觉上应有平顺感的要求计算缓和曲线最小长度 缓和曲线的起点和终点的切线角 β 最好在 3°——29°之间,视觉效果好
《公路工程技术标准》规定:按行车速度来求缓和曲线最小长度,同时考虑行车时间和附加纵坡的要求
5.直角坐标及要素计算 1)回旋线切线角 (1)缓和曲线上任意点的切线角 缓和曲线上任一点的切线与该缓和曲线