缓和竖曲线的几何特性研究(上)

当前，在平面线形中圆曲线前后设置回旋曲线已广泛使用，因为这样可以增强交通安全、增加道路美观、改善视距和提高驾驶舒适性。然而竖曲线的设计仍然采用抛物线直接与直线段相切的方法(不设过渡段)。该文介绍一种用三次多项式拟合的竖向缓和曲线，布置在抛物竖曲线前后。文中给出了求任意点的高程、斜率、曲率以及与原切线的偏移值的详细的数学公式和求导方程。缓和竖曲线的最小长度是根据行驶舒适性标准推导出来的。最后，用两个实例对缓和竖曲线的设计做了描述和说明。缓和竖曲线的这个新概念，和回旋水平曲线十分相似，在道路纵断面线形设计中应加以考虑。     

道路纵断面线形与交通安全的关系研究

从纵断面线形的角度,研究了纵坡、坡长及竖曲线对交通安全的影响,并提出了纵断面线形安全的改善措施:即在纵断面线形设计中采用新型的缓和竖曲线来提高平顺性、驾驶员舒适度、美观及竖曲线线形的安全.     

基于道路线形的加速度干扰与行车舒适性分析

道路线形是行车安全舒适性的重要因素,在分析车辆行驶速度摆动大小对行车安全舒适性影响的基础上,提出了加速度干扰对舒适性的评价.根据道路平面线形的特点,建立了在直线、缓和曲线、圆曲线路段上的加速度干扰模型,通过仿真实例定量分析了加速度干扰在不同行驶速度、曲线半径情况下的变化趋势,以加速度干扰分析不同线形路段条件对行车舒适性...     

缓和竖曲线的视距研究(上)

文中阐述了新型竖曲线即缓和竖曲线的行车视距特性，通过对竖曲线缓和段及抛物线段长度的各种组合情况下的最小视距的研究，得出了凸形或凹形缓和竖曲线的最小视距和需要的曲线长度。依据AASHTO规定的有关停车视距的上限值，利用分析模型，建立了求解缓和竖曲线长度的示例设计图表。和常用的水平缓和曲线一样，缓和竖曲线可替代简单竖曲线用于纵断面线形，尤其对于坡度变化剧烈的纵断面线形。     

同向竖曲线车线共振及降振措施

为提升旧路改造工程中常用的线形同向竖曲线线形质量，在受力分析的基础上，将线形参数、平整度纳入“人-车-路”动力学模型。以半径2 000 m、5 000 m同向凹曲线为算例，采用Newmark-β法编制程序计算，从运动、力学角度，分析表明线形变化是引起车线共振的形成原因，并采用加速度峰值等振动指标和汽车振动感知标准，总结了车线共振特征结构，确定了线形内的共振区和稳定区范围。对竖曲线形态、行驶方向以及同向竖曲线半径和间距等影响因素进行计算分析，找出同向竖曲线产生较强车线共振的二种线形工况：不对称竖曲线各半径的曲线小度小于3 s行程时，将形成耦合共振区；同向竖曲线间直坡长度小于3 s行程时，也产生耦合共振区。总结计算分析成果，确定同向竖曲线车线共振的主要影响因素是竖曲线半径、半径差以及短的曲线长度和曲线间直坡长度，这也是影响行车服务性能的主要因素。从降低车线共振角度，采用七次抛物线作为缓和竖曲线，同向竖曲线增设缓和竖曲线降振效果显著，加速度振动峰值、均方根下降到原来的3.5%以内，远小于振动感知阈值。考查纵断面线形与平整度耦合振动工况，增设缓和竖曲线，对比直坡状态下的人体加速度均方根接近1，...     

高速环道几何线形设计方法研究

曲线段、特别是缓和曲线段的设计是高速环道几何线形设计中的难点和关键。该文首先描述了麦克康奈尔关于道路几何线形的舒适性评价指标,归纳了高速环道平衡车速的概念。然后,在总结麦克康奈尔曲线平面设计方法的基础上,分析其计算过程中产生误差的原因和减少误差的手段;在总结高速环道常用横断面曲线类型的基础上,选取抛物线形横断面曲线进行特性分析,针对缓和曲线局部计算横坡过小的问题提出修正方法;同时,也总结了高速环道纵断面设计的方法和需要注意的问题。     

基于道路特征信息变化率的公路线形质量评价

公路线形质量对行车的舒适性和安全性有着非常重要的影响，如何合理有效地对其进行评价是一个有待解决的问题。从驾驶员行车时接受道路信息的角度出发，提出了道路特征信息变化率的概念，并作为评价公路线形质量的定量指标运用到平面线形、纵断面线形和平纵组合的评价研究中。研究表明：平曲线半径越小，驾驶员接受的道路特性信息变化率越大，驾驶员负担也越重；此外，平曲线长度、竖曲线半径及平纵组合都对道路特性信息变化率有较大的影响。研究成果可为改善公路线形，提高行车安全提供依据。     

高速公路行车安全的道路设计因素探讨

行车安全是高速公路设计的重要因素,道路设计合理性直接决定行车的舒适性和安全性。探讨了道路相关设计因素对高速公路行车安全的影响,对道路平曲线、竖曲线和坡度等线形因素,道路横断面车道布置以及道路辅助安保设施等进行了分析,研究了行车安全与这些因素的内在关系,并对道路的设计提出了要求,以形成高质量的高速公路设计方法,保障车辆的行车安全,并尽可能降低交通事故的发生。     

基于行驶轨迹的道路平面线形研究之曲线篇

道路是车辆通行的载体,道路平面线形拟合车辆行驶轨迹的程度高低,体现了车辆通行条件的优劣。基于车辆的行驶轨迹,考虑人、车、路、环境等因素,探讨了车辆在直线、圆曲线、缓和曲线上行驶时的理论公式,在满足车辆安全、舒适的行驶条件下,测算了最大长直线、圆曲线最小半径及最大半径、最短缓和曲线等数据,为路线规范的修订提供参考;结合标准、规范,理论联系实践,探讨了直线、圆曲线、缓和曲线,有利于设计人员对道路线形设计的理解,有利于设计人员确定特定车辆的通行条件。     

基于行驶轨迹的道路平面线形研究之直线篇

道路是车辆通行的载体,道路平面线形拟合车辆行驶轨迹的程度高低,体现了车辆通行条件的优劣。基于车辆的行驶轨迹,考虑人、车、路、环境等因素,探讨了车辆在直线、圆曲线、缓和曲线上行驶时的理论公式,在满足车辆安全、舒适的行驶条件下,测算了最大长直线、圆曲线最小半径及最大半径、最短缓和曲线等数据,为路线规范的修订提供参考。结合标准、规范,理论联系实践地探讨了直线、圆曲线、缓和曲线,有利于设计人员对道路线形设计的理解,有利于设计人员确定特定车辆的通行条件。     

缓和竖曲线的反演设计研究

应用已有的车辆简化模型,借助反演设计理论,研究了缓和竖曲线的反演设计方法;探讨了依据车辆—路面耦合动力学模型的安全性和舒适性动力学评价指标,给出了缓和竖曲线反演设计的一般流程。该方法为开发宜人化路面CAD系统提供了理论依据。     

满足行车舒适度的布劳斯曲线设计标准的建立

随着汽车产业的不断发展以及公路建设技术的不断提高,高速环道建设也在不断增加。缓和曲线是高速环道设计的重要方面,国内外高速环道采用的缓和曲线主要有两种:麦克康奈尔(Mcconnell)缓和曲线和布劳斯(Bloss)缓和曲线。两种曲线都满足曲线连续,曲率连续,曲率变化率连续的理想缓和曲线的要求,并各具优缺点。前者是从车辆侧摆和乘车者的行驶舒适性等方面出发推导出的线形,后者是一种纯数学推导线形。如果将两种曲线的各自优点相结合,使布劳斯曲线的线形要素满足行车舒适性的要求,就能使该曲线兼具两种曲线的优点。     

道路新型缓和曲线的研究

从汽车行驶力学理论出发，研究以回旋线为特例的新型缓和曲线－－回旋曲线族在道路设计中的应用，论证了回旋曲线族作为缓和曲线符合道路行驶力学特性，对各种地形有很好的适应性，可作为一种新的缓和曲线设计方法应用于道路线形设计中。     

不均匀沉降条件下车-路相互作用及道路纵面设计分析

为了给高速公路大中修养护和改扩建工程纵面线形设计提供参考,采用五自由度车辆-道路相互作用分析模型,以微型车和客车为代表车型,根据Newmark-β法编制MATLAB程序进行求解,获得了车辆振动加速度。根据ISO 2631-1标准,以加权加速度均方根值为舒适性评价指标,分析了错台型、折线型和指数型不均匀沉降条件下车辆-道路的相互作用规律和坡长、坡差、竖曲线半径等道路纵面设计指标对行车舒适性的影响规律,最后结合杭甬高速公路改扩建工程实例进行了分析。研究结果表明:在相同条件下,车辆行驶速度越大,由道路不均匀沉降引起的振动加速度越大;行车舒适性随错台型沉降台阶高度、折线型和指数型沉降坡度的增大而降低,为保持舒适,高等级公路错台型的台阶高度不宜超过1cm,折线型的坡度变化不宜超过0.3%,指数型的控制标准应更严格;坡长和坡度大小并不直接影响行车舒适性,行车舒适性随坡差的减小、竖曲线半径的增大而提高;在改扩建公路工程中,当条件受限时,在满足视距的前提下,经论证,可适当突破公路路线设计规范对最小坡长的限制,按行车舒适性的要求进行纵面线形设计。     

公路线形设计因素对交通安全的影响分析

从公路线形方面(直线、平曲线、竖曲线、线形组合等)、视距方面及线形组合与道路景观的协调性方面分析了公路线形设计因素对交通安全的影响,并提出了线形设计中应注意的一些问题,以使公路线形更适合驾驶员的视觉和心理要求,最大限度地保证交通安全。     

基于道路平面线形的加速度干扰模型研究

加速度干扰作为对车辆速度摆动的描述,可以作为乘车舒适性的定量评价指标,加速度干扰主要受驾驶人、道路和交通状况3个因素的影响。结合道路平面线形的特点,分别建立了车辆行驶在道路直线段、缓和曲线段以及圆曲线段的加速度干扰模型。并将模型进一步离散化处理,使之便于实际计算应用。通过实例分析,对行驶在各种道路平面线形上的车辆的加速度干扰进行了分析求解。     

S101线硫磺沟至玛纳斯段路线设计探析

路线是山区公路设计的关键,既要考虑工程因素,还要考虑道路的安全性和舒适性。结合项目对山区公路的路线设计进行了总结,重点介绍了山区公路的选线方法、平面线形组合的应用及平面指标选择,并提出了具体的要求和注意事项,给出了缓和曲线参数参考值,给广大设计者提供借鉴与思考。     

公路S型曲线超高设计方法探讨

S型曲线具有线形连续流畅、景观优美、行车安全舒适和地形适应性强等优点,是公路常用线形。从与地形的适应性、行车的安全性和舒适性、路容的美观性等方面来阐述将S型曲线中的两相邻的缓和曲线看成一个整体来完成超高过渡的优点。     

分段式三次抛物线的视距及设计方法

竖曲线是纵断面线形设计中的重要组成部分，为保证行车安全、舒顺及视距所设置。我国规范规定：各级公路及城市道路在变坡点处均应设置竖曲线，竖曲线形式为二次抛物线。因为在应用范围内，圆形与二次抛物线线形几乎没有差别，目前国内普遍采用大半径的圆形竖曲线。但由于汽车在圆曲线上行驶时，存在着视距不足的缺点。因此，本文引进国外新的竖曲线——分段式三次抛物线设计方法^[1]，代替竖曲线中常用的圆曲线；并通过太旧高速公路的实例证明分段式三次抛物线的优越性，同时提出分段式三次抛物线的设计曲线图，对我国的线形设计有一定的实用价值。     

缓和曲线在公路平曲线设计中的应用

缓和曲线是构成公路平曲线的重要线形要素，为了获得较好的平面线形，则要合理应用缓和曲线，文中就公路缓和曲线的应用条件和注意事项加以叙述，以求得平面线形设计的合理、连续、均衡性。