2.1.2 圆曲线
1.圆曲线的特点
各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线,而圆曲线是平曲线的重要组成部分。在路线改变方向的转折处(交点处),往往可插入与两端直线相切的圆曲线来实现路线方向的改变。
按照地形条件选用不同大小的圆曲线,使其更加适应驾驶员的视觉、心理感受。
一般认为,圆曲线作为公路平面线形具有以下主要特点。
(1)曲线上任意点的曲率半径为常数,故测设和计算简单。
(2)曲线上任意点都在不断地改变方向,比直线更能适应地形的变化,尤其是由不同半径的多个圆曲线组合而成的复曲线,对地形、地物和环境有更强的适应能力。
(3)汽车在圆曲线上行驶受到离心力的作用,而且往往要比在直线上行驶多占用道路宽度。
(4)汽车在小半径的圆曲线内侧行驶时,视距条件较差,受到边坡或其他障碍物的影响较大,因而容易发生行车事故。
2.圆曲线半径及圆曲线长度
行驶在曲线上的汽车由于受离心力作用,其稳定性受到影响,而离心力又与曲线半径密切相关,半径愈小愈不利,所以在选择平曲线半径时应尽可能采用较大的值,只有在地形或其他条件受到限制时才使用较小的曲线半径。为了行车的安全与舒适,《标准》规定了圆曲线半径在不同情况下的最小值。
(1)极限最小半径。
极限最小半径是指各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系数情况下,能保证汽车安全行驶的最小半径。
(2)不设超高的最小半径。
当平曲线半径较大时,离心力的影响较小,路面摩阻力就可以保证汽车有足够的稳定性,这时就可以不设超高,而允许设置与直线段上相同的双向横坡的路拱形式。因此,不设超高的最小半径就是指不必设置超高就能满足行驶稳定性的最小半径。
3.圆曲线半径的运用
在道路平面设计时,应根据沿线地形、地貌等条件,尽可能选用较大半径,以便于安全、舒适行驶。在选定半径时既要技术合理,又要注意经济适用;既不能盲目采用大半径而过分增加工程量,也不能仅考虑当前通行要求而采用低标准。在运用平曲线半径时,应遵循的一般原则是:在地形条件许可时,要力求使半径尽可能接近不设超高的最小半径,但是选用曲线半径时,最大半径一般不应超过10000m。
4.圆曲线的最小长度
汽车在曲线线形的道路上行驶时,如果曲线很短,则驾驶员操作方向盘频繁而紧张,而且在高速行驶的情况下是危险的。在平面设计中,公路圆曲线一般由前、后缓和曲线和中间圆曲线三段曲线组成。为便于驾驶操作和行车安全与舒适,汽车在任何一段线形上行驶的时间均不应短于3s,在曲线上行驶里程需要9s。如果中间圆曲线为零,形成凸形曲线,但凸形曲线与两回旋曲线衔接,对行车不利,只有在受地形条件限制的山嘴或特殊困难情况下方可使用。因此,在平曲线设计时,圆曲线的最小长度一般要有3s的行程。