1.線形特征
緩和曲線【transition curve】指的是平面線形中,在直線與圓曲線,圓曲線與圓曲線之間設(shè)置的曲率連續(xù)變化的曲線。緩和曲線是道路平面線形要素之一,它是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)規(guī)定,除四級路可不設(shè)緩和曲線外,其余各級公路都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。在現(xiàn)代高速公路上,有時緩和曲線所占的比例超過了直線和圓曲線,成為平面線形的主要組成部分。在城市道路上,緩和曲線也被廣泛地使用。從滿足行車要求來看,緩和曲線具有如下線形特征:
(1)緩和曲線曲率漸變,設(shè)于直線與圓曲線間,其線形符合汽車轉(zhuǎn)彎時的行車軌跡,從而使線形緩和,消除了曲率突變點。
(2)由于曲率漸變,使公路線形順適美觀,有良好的視覺效果和心理作用感。從公路線形美學(xué)和駕駛員視覺心理的觀點來看,加入緩和曲線也是有利的。
(3)在直線和圓曲之間加入緩和曲線后,使平面線形更為靈活,線形自由度提高,更能與地形、地物及環(huán)境相適應(yīng)、協(xié)調(diào)、配合,使平面線形布置更加靈活、經(jīng)濟、合理。
(4)與圓曲線相比,緩和曲線計算及測設(shè)均較復(fù)雜。
2.緩和曲線的作用
1)線形緩和
在直線上,曲率半徑為無窮大,曲率為零,而在圓曲線上,曲率為1/R,曲率半徑為常數(shù)Ro若兩種線形徑相連接,則在連接處形成曲率突變點。根據(jù)道路透視分析和調(diào)查,這種組合線形視覺效果差,有折點和扭曲現(xiàn)象。如果加入緩和曲線,則曲率漸變,線形圓滑美觀,有良好的視覺效果的心理作用感。
2)行車緩和
汽車由直線直接駛?cè)雸A曲線或由大半徑圓曲線直接駛?cè)胄“霃綀A曲線,其離心力發(fā)生了突變,使行車安全感和舒適受到影響。另外從駕駛員轉(zhuǎn)彎操縱來看,汽車前輪轉(zhuǎn)向角逐漸變化,其中間需要插入一段逐漸變化的緩和曲線,才能保持在車速一定的情況下使汽車前輪的轉(zhuǎn)向角從0至8逐漸轉(zhuǎn)向,從而有利于駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤。
3)超高和加寬緩和
為適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)彎的特點,公路在圓曲線上設(shè)置有超高和加寬。設(shè)置超高和加寬也需要有一個緩和過渡段。
3.緩和曲線設(shè)計的任務(wù)
緩和曲線設(shè)計的任務(wù)是考慮線形、地形及環(huán)境條件的要求,在滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的前提下,選擇適宜的緩和曲線長度(或參數(shù)A)以及緩和曲線與其他線形的組合形式,從而將曲線線位確定下來。
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