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多元曲线在右转车道设计中的应用

2011-12-31柳永华

城市建设理论研究 2011年28期
关键词:右转车速城市道路

柳永华

摘要:本文从分析交叉口右转车行驶轨迹出发,采用一种适宜右转车行驶的线型作为右转车道线型,以此为依据探索出一种右转车道几何设计新的方法,文章还对线型几何参数的选择和计算进行了研讨,并提出了实施的方法和实例。

关键词:交叉口行驶轨迹回旋线

一、提出问题

车辆在交叉口右转时,从进到出,其行驶速度一般不是一成不变的,而是一个“减速—持速—加速”的过程,其行驶轨迹不是圆曲线,更类似于以回旋线、圆曲线与直线相结合的多元曲线。而现代设计通常将道路侧石线直接以圆曲线相连,忽视车辆行驶的真正情况,存在不合理性。

如图1所示,阴影部分为行驶轨迹线与侧石线

距离变化区域,显然在边线中间段,影响较大。

二、解决方案

如果能够依据车辆车速变化情况,求出右

转行驶轨迹线,再根据断面分幅,就能得到更图1

人性化的车行道边线、道路红线。

三、方案的理论探究

1.计算图形的建立

如图2,设某两条相交道路的设计车速分

别为V(km/h)和V” (km/h),汽车进行右

转时,首先以速度V进入交叉口,随后开

始减速,经过Ls(m)长的回旋线路程后,

速度降为V(km/h);继而以速度V等速行驶 图2

了L(m)长的圆曲线(半径为R),开始准备进

入另一个道路方向;出了圆曲线后,汽车开始加速行驶,由V过渡到V”,行驶的回旋线长度记为Ls” (m)。

2.参数的取值

设V为两条相交道路中较大的设计车速,右转车速根据《城市道路设计》(周荣沾主编)的推荐值,采用路段车速的0.6倍,即V=0.6 V。

回旋线的最小长度依据《道路勘测设计》(张雨化主编),以旅客感觉的舒适度作为回旋线曲率变化的主要影响因素,取Ls=0.0214 。该公式是在车辆等速行驶的情况下得出的,而本次考虑的情况是车辆在回旋线上变速行驶,因此,近似认为v≈ ≈ ≈0.8V。

离心加速度 (m/s2)一般为≤0.6,直行道要小些,交叉口要大些,本次采用最大值。

3.转弯曲线长度计算分析

1)圆曲线半径R,依据传统计算公式R= = =

0.0172V2。

2)回旋线 Ls(V- V)段,Ls=0.0214 =0.0214 =0.0183 ,代入R值后,得Ls=1.06V。

3)同理计算回旋线 Ls”(V- V”)段,Ls”=0.0214 =0.0214 =

0.0214 =0.0045 ,当V=V”时,Ls”=Ls。 代入R值后,得Ls”=0.26 。

依据上述计算公式,结合其它一些影响因素,推算得城市道路右转弯曲线插入回旋线后的各参数取值。

回旋线长度、转弯口圆曲线半径表3-1

设计速度(km/h) 60 50 40 30 20

圆曲线半径R(m) 60 45 28 15 8

回旋线长度Ls(m) 60 50 40 30 15

4.转弯曲线切线长度推导

依赖目前一些先进的软件,有了上述各值,可以确定右转车辆的行径轨迹。若没有该条件时,要定出线型,还得知道“回旋线-圆曲线-回旋线”的切线长度,分析如下(如图3):

, , ;

, ,

, ;

, , 图3

; , ;

;同理求得T2值, 。

四、设计的实际应用

如图4,某中等城市两条相交道路,

设计车速道路1为30(km/h)、道路2

为20 (km/h),相交角度为80°。

1)依据前面3.3小节的论述,Ls

=30m,Ls”=15m,R=15m(较大车速)。

2)依次代入3.4小节各公式,推算 图4

得 57.3°, 28.6°, 14.1°, 27m, 9.29m, 14.63m, 2.46m, 11.04m, 1.86m, 4.94m, 21.04m, 12.4m, 33.44m, 27.8m。

3)绘出右转车辆行驶轨迹后,顺次往外推出2m、4m,得到车行道边线及道路红线。

结束语

本理论侧重服务于设计,未对后期施工做详细论述,欢迎各有经验的专家在后期施工方面可能遇到的问题给予指导,并对本文给予批评指正。

参考文献:

[1] 张雨化,朱照宏.道路勘测设计.人民交通出版社,2001.

[2] 周荣沾.城市道路设计.人民交通出版社,1997.

[3] CJJ37-90.城市道路设计规范.

注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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