建筑平面设计加宽及视距包络线

ih
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（三）汽车转弯时横向稳定性分析
横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的 作用，使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。
汽车内侧车轮支反力N1为0。 倾覆力矩等于或大于稳定力矩。
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1、横向倾覆平衡条件分析：
倾覆力矩：Xhg
稳定力矩：
Yb 2(Fh i Gb 2)Gb 2
第二节 圆曲线
（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。
汽车在设计和制造时，已充分考虑横向倾覆稳定性，
在正常装载和行驶情况下，不会在横向上产生倾覆。
在平曲线设计过程中，主要考虑横向滑移稳定性，即保
证轮胎不在路面上产生滑移：
f （f——轮胎与路面间的摩阻系数）
此时弯道即使采用与直线相同的双向路拱断面时，离心力对外 侧车道上行驶的汽车的影响也很小；因此我国《标准》制 制定了“不设超高的最小半径”，如 表2—6 所示。此时横向 力系数μ=0.035 和横坡度 i = 0.015。
根据汽车行驶在曲线上的力的平衡式得到
R V2
127( ib)
（式２－１）
式中 ： R—圆曲线半径，m； V—行车速度，km/h；
μ—横向力系数； ⅰb—超高横坡度，%。
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第二节 圆曲线
❖在指定车速V下，最小 Rmin决定于容许的最大
横向力系数 max 和该曲线的最大超高 ib (max) 。
将有不同的感受。 ❖ 研究表明：的舒适界限，由0.10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。
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第二节 圆曲线
2．超高横坡度
（1）最大超高横坡度 ib max
考虑汽车在公路上的各种状况特别是兼顾快、慢车的行驶安全
等必须满足： ib,max fw
(fw —一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻系数 ）
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第一节 直 线
回头曲线 精选课件
第一节 直 线
回头曲线 精选课件
第一节 直 线
回头曲线间最小直线长度
表2-1
直线长度
公路等级
一般值(m)
低限值(m)
二级公路
200
120
三级公路
150
100
四级公路
100
80
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第一节 直 线
三、直线设计要求
1．适用条件
路线不受地形、地物限制的平原区或山间的开阔谷地；
积雪冰冻 地区/%
10
8
6
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第一节 圆曲线半径
❖圆曲线是公路平面设计中最常用的线形之一。
一、圆曲线的几何要素及计算式
切线长：T=R·tanα
曲线长：L=Rα
外 距： E=R（secα－1） 切曲差：J=2T－L
式中：
T—切线长，m；
L—曲线长，m；
E —外距，m；
J—切曲差（或校正值），m;
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第一节 直 线
二、直线长度限制
1、直线最大长度
由于长直线的安全性差，因此在运用直线线形并确定其 长度时，必须持谨慎态度。
总的原则是：公路线形应与地形相适应，与景观相协调，
直线的最大长度应有所限制，当采用长直线时，为弥补景观 单调的缺陷，应结合具体情况采取相应的技术措施。
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第一节 直 线
市镇及其邻近或规划方正的农耕区等以直线为主体的地区；
为缩短构造物长度以便于施工的长大桥梁、隧道路段；
为争取较好的行车和通视条件的平面交叉前后；
双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供较
好条件的超车路段。
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第一节 直 线
2、直线运用注意问题
采用直线应特别注意它同地形的关系，在运用直线并决 定其长度时，必须持谨慎态度，并不宜采用长直线。
受力分析： 横向力X——失稳 竖向力Y——稳定
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（二）横向力系数 将离心力F与重力G分解为平行于汽车路面的横 向力X和垂直于路面的竖向力Y， XFcoαsGsiαn YFsiαnGcoαs
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将离心力F与汽车重力G分解为平行于路面的横 向力X和垂直于路面的竖向力Y，
XFcoαsGsiαn
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横向倾覆平衡条件分析：
倾覆力矩：Xhg
稳定力矩： Yb 2(Fh iGb 2)Gb 2
稳定、平衡条件：
Xhg
G
b 2
X b G 2hg
汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小
平曲线半径R min：
V2
R min
127( b 2hg
ih )
V2 127R
ih
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2.横向滑移条件分析
长直线或长下坡尽头的平面曲线，除曲线半径、超高、 视距等必须符合规定要求外，还必须采取设置标志、增加路面 抗滑能力等安全措施。
在长直线上纵坡不宜过大，因为长直线在陡坡下行时很 容易导致超速行车。
长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜。
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第一节 直 线
公路两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同树种或设置不 同风格的建筑物、雕塑等措施，以改善单调的景观。
2、直线的最小长度
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间以直线形成的平 面的线形。
同向曲线间直线长度就是指前一曲线的终点至后一曲线的
起点之间的长度。
《规范》规定，当设计速度≥60km/h时，同向曲线间直
线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的6倍 为宜，当设计速度≤40km/h时，可参照上述规定执行。
YFsiαnGcoαs
由于路面横向倾角α一般很小，则 sinα≈tgα=ih ， cosα≈1 ， 其 中 ih 称 为 横 向 超 高 坡度， XFGhiG g2v RGhiG(gv2R ih)
采用横向力系数来衡量稳定性程度，其意义为单位车
重的横向力，即
X v2 G gR ih
V2 127R
圆曲线半径 圆曲线上的全超高 圆曲线上的全加宽 缓和段 缓和曲线 平曲线最小长度 行车视距 平面线形设计要点 平面设计成果
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第一节 圆曲线半径
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一、汽车转弯时力的平衡
（一）离心力计算
汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用 点在汽车的重心，方向水平背离圆心。
离心力
F Gv 2 gR
横向滑移：汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存 在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。
横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。
极限平衡条件：XYhGh
μ
X G
h
横向滑移稳定条件： 或
μ h
V2 R
精选课件 127h(ih)
3．横向稳定性的保证
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μ值的大小。
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第一节 直 线
2）反向曲线间的直线最小长度
反向曲线是指两个转向相反的相邻曲线间以直线形 成的平面的线形。 《规定》规定，当设计速度≥60km/h时，反向曲 线直线最小长度（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。
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❖ 确定一般最小半径时，横向力系数μ和超高横坡度ib没有
取到极限最大值，都留有一定的余地。通常在路线设计时，圆 曲线半径应尽量采用大于或等于一般最小半径。
《标准》规定了“一般最小半径”， 表２－５。
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第二节 圆曲线
圆曲线一般最小半径
设计速度 （km/h）
横向力系数 μ
超高值ib （%）
表 2--5
第二章 平 面 设 计
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节
直线 圆曲线 缓和曲线 平曲线超高 平曲线加宽 中桩坐标的计算 行车视距 平面线形设计要点 公路平面设计成果
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第一节 直 线
一、直线的线形特征
直线的线形特征主要有：
1．以最短的距离连接两目的地，具有路线短捷、缩短里程和行车方向 明确的特点。直线具有视距良好、行车快速、易于排水等特点。 2．已知两点就可以确定一条直线，因而直线线形简单，容易测设。 3．从行车的安全和线形美观来看，过长的直线，线性呆板，行车单调， 安全性较差。 4．直线难以与地形及周围环境相协调。采用过长的直线会破坏自然景 观，并易造成大挖大填，工程的经济性也较差。 5．直线型公路给人以简捷、直达、刚劲的良好印象，在美学上有其自 身的视觉特点。
关于“长直线”的量化问题。 总的 原是则：公路线形应该与地形相适应，与景观相协调， 不强求长直线，也不硬性去掉直线而设置曲线。 直线长度亦不宜过短，特别是同向圆曲线间不得设置短 的直线。
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第二章 平 面 设 计
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节
表2 —4是我国《标准》中所制定的极限最小半径， 是路线设计中的极限值，是在特殊困难条件下不得已才使 用的，一般不能轻易采用。
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第二节 圆曲线
圆曲线极限最小半径
设计速度 （Km/h）
120 100 80
60 40
表 2-4
30 20
横向力系数
μmax
0.10 0.12 0.13 0.15 0.15 0.16 0.17
120 100 80 60 40 30 20 0.05 0.05 0.06 0.06 0.06 0.05 0.05
6
6
7
8
7
6
6
圆曲线一般 最小半径（m） 1000 700 400 200 100 65 30
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第二节 圆曲线
3.不设超高的最小半径 ❖ 在设计速度一定时，当圆曲线半径较大时，离心力就比较小，
R—圆曲线半径，m； α —转角，（°）
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第二节 圆曲线
T ZY
JD
αT
QZ
L
YZ
E R
α/2α/2
圆曲精线选几课件何要素
第二节 圆曲线
（二）圆曲线最小半径 ❖《公路工程技术标准》规定了三种圆曲线最小半径，即：
极限最小半径、一般最小半径和不设超高最小半径。 1.极限最小半径
极限最小半径是指按设计速度行驶的车辆，能保证其 安全行驶的最小半径，是设计采用的极限值。当μ和ib都 用最大值时，按公式（2—1）可计算出“极限最小半径”。
超高值
ib（max）（%）
8
8
8 888 8

圆曲线极限 最小半径（m） 650 400 250 125 55 30 15
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第二节 圆曲线
2.一般最小半径
❖ 一般最小半径介于极限最小半径和不设超高最小半径之
间。一方面要考虑汽车以设计速度在这种小半径的曲线上行驶 时的安全性、稳定性和旅客有充分的舒适性，另一方面也要注 意到在地形比较复杂的情况不会过多的增加工程数量。
现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg，
而 h<0.5,即
h
b 2hg
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。
在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发生， 即可保证横向稳定性。
保证横向稳定性的条件：
μ h
或 精选课R 件 127Vh(2ih)
第二节 圆曲线
二、圆曲线半径
（一）圆曲线半径的计算公式
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第二节 圆曲线
（2）考虑驾驶员操作 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，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。
汽车轮胎的横向偏移角见图2-3
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第二节 圆曲线
横向力X
对这些因素讨论如下：
横向力系数
超高横坡度 i b
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第二节 圆曲线半径
1．关于横向力系数
横向力系数可近似为单位车重上受到的横向力。 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：
考虑汽车行驶的横向稳定性 考虑驾驶员操作 考虑燃料消耗和轮胎磨损 考虑乘车的舒适性
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《规范》对各级公路最大超横坡度的规定见 表2-3
（2）最小超高横坡度 ib ,min
公路的超高横坡度不应该小于公路直线段的路拱横坡度，否则
不利于公路的排水，因此有
ib,min il
（il —精选—课路件 拱横坡度）
第二节 圆曲线
各级公路圆曲线最大超高值
公路等级
表23
高速 一级 二级 三级 四级
一般地区/%
第一节 直 线
R1 R2
R1 R2
JD1 α1
L1
JD2
α2
α1
O1
α2
O2
(a)
同向曲线
JD1α1
O2
α2
L2
α1
O1
JD2 α2 (b)
反向曲线
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第一节 直 线
同向曲线 精选课件
第一节 直 线
反向曲线 精选课件
第一节 直 线
3）相邻回头曲线间的直线最小长度
回头曲线是指山区公路为克服高差在同一坡面上 回头展线时所采用的曲线。 《规范》规定，在回头曲线之间，前一回头曲 线的终点至后一回头曲线起点的距离宜满足表2-1 的要求。
无横向力作用 时的轮迹
横向力X
δ
有横向力作用 时的轮迹
a)
轮胎横向变形
b)
轮迹的偏移角
图2-3 汽车轮胎的横向偏移角 精选课件
第二节 圆曲线
（3）考虑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
汽车的燃料消耗和轮胎磨损都要大。
（4）考虑乘车的舒适性 汽车行驶在弯道上，随横向力系数值的大小不同，乘客