道路线形设计ppt

2 消除离心力的突变。离心力由0变化到 m v 2
3
完成超高与加宽的过渡：
0
bj
L20 2R
0.1V R
圆曲线最小半径的选用：
保证汽车能在弯道上安全行驶，应保证μ≤f。由 此可知，横向力系数μ实际上是受摩阻系数f约束 的，即在不发生横向滑移的前提下，μ值不会超 过f值，因此用f代替μ值来计算平曲线最小半径， 才更符合实际情况。
根据实测知，混凝土路面：f=0.4～0.6；沥青路 面f=0.4～0.8；冰冻路面f=0.2～0.3；因此一般公 路：f=0.1～0.15能适应各种气候条件。
周运动的物体，受离心力C=mv2/R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， 将路面做成向内侧倾斜的单向横坡。
曲线上的受力图
2 平行于路面方向的横向力
由受力分析可知，车辆受到的横向力X为： X=Ccosα-Gsinα
解：取i=8 %，f=0.14则
解：取i=8 %，f=0.14则
Rm
V2 127 ( f i)
40 2 127 (0.14 0.08)
57.3m
取整R=60m。
2)一般最小半径：设置超高时的推荐半径。 一般取i=6 %～8 %，f=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。i=-1.5 %～2 %，f=0.035～0.04。
不设超高的圆曲线半径
离心力C=mv2/R
例2：
某平原微丘区二级公路，计算行车速度 V=80km/h，路面为沥青混凝土，计算不设 超高的最小半径。
解：取i=-1.5 %，f=0.035。
RT
V2 127 ( f i)
80 2
127 (0.035 0.015)
2519 .7m
取整得平原微丘区二级公路不设超高的最小半径=2500米。
现行《技术标准》采用f作为平曲线的计算指标。
R V2 127 ( f i)
※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 i=8 %，f=0.1～0.16。
例1：某山岭重丘区二级公路，计算行车速度 V=40km/h，计算极限最小半径。
各级公路的圆曲线最小半径
城市道路圆曲线最小半径
圆曲线半径指标的运用：
条件许可时：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。
二 缓和曲线
汽车转弯行驶时的轨迹： 1 汽车从直线上半径为无穷大过渡到，圆曲线
上的半径R，汽车行驶轨迹的曲率半径是均匀 变化的。 2汽车匀速行驶，汽车车速：v （m/s），行驶 距离l，行驶时间t（s），驾驶员匀速转动方向 盘角速度为ω。前轮的转向角由零增大到α。 3 从上面的运动轨迹说明，汽车从直线进入圆 曲线的形式轨迹的一条回旋线。 缓和曲线：指从直线上半径无穷大到圆曲线 的定值之间曲率半径逐渐变化的过渡曲线。
当μ=0.10时，燃料消耗增加10%，轮胎磨耗增加1.2 倍。
当μ=0.15时，燃料消耗增加15%，轮胎磨耗增加2.0 倍。
当μ=0.20时，燃料消耗增加20%，轮胎磨耗增加2.9 倍。
因此，从汽车营运经济性出发，μ值以不超过0.1～ 0.15为宜。
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。
3 横向力系数：
将单位车重承受的横向力称横向力系数用μ表 示。
X
m v2 R
cos
sin
v2
cos sin
G
mg
gR
因为α很小，因此sinα=tgα=i，cosα=1。
所以 v i
gR
R v2
g( i)
将v的单位换算为km/h，g=9.8代入得：
R
v2
127 ( i)，在圆曲线处，可将路面做 成双向横坡i取负值即：
R= v2/127（μ±i）。
二） 横向力系数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X应小于轮 胎与路面间的摩阻力F，即X≤F。
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，感到已非常不平稳，站不住，有
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。
3 按燃料和轮胎消耗确定μ值：
根据试验资料，由于μ的存在，燃料和轮胎额外消耗 如下：
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。不断 变化的，这一变化路段就是缓和曲线。
作用：
1 便于驾驶：缓和曲线通过曲率的逐渐变化，恰 好能适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅。
如果轮胎与路面间的摩阻系数为f，则摩阻 力为F=Gf，而X=μG由
X≤F得：μG≤Gf → μ≤f。 摩阻系数f因路面与轮胎的状况而异。 实验分析知：
干燥时μ=0.15～0.16 。 结冰时μ=0.07。
2 按行车舒适行确定μ值：
当μ＜0.10时，不感到曲线的存在，很平稳。 当μ=0.15时，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，乘客稍感到
第四章 道路线形设计
§4-1 道路平面线形 路中心线：公路是一个三维空间实体。其
中心各点的连线称路中心线，是一条空间 曲线。
路线平面：中心线在水平面上的投影称路 线的平面。中心线的平面形状即平面线形 是由直线、曲线（圆曲线、缓和曲线）组 成的。
曲线上的受力
一 圆曲线：
圆曲线半径公式： 1 离心力： 在圆曲线上行驶的汽车，可以看成是做圆