試論公路設計中緩和曲線的選用

崔文明

(貴州省銅仁公路管理局)

1 緩和曲線的主要作用

緩和曲線主要有三種作用:(1)緩和曲線可以幫助半徑不同的曲線進行良好的曲率過度，這就可以明顯的消除公路中的轉折部分，使得公路上的線條更加流暢，不僅使車輛行駛更加安全，還可以增加公路的美觀度。(2)使用緩和曲線進行過渡后可以使車輛在行駛中逐漸適應離心加速度變化的規(guī)律，使人們在曲線上行駛時減少了不舒服以及橫向沖擊的感覺。(3)通過緩和曲線過渡后，車輛行駛時更加平穩(wěn)。

2 緩和曲線的幾種形式

對于緩和曲線，其有三次拋物線、雙紐線以及回旋線、正弦形曲線、n 次(n≥3)拋物線、馬克康奈爾曲線等多種形式。但在我國的相關標準中規(guī)定我國在公路設計中的緩和曲線采用回旋線，其余形式的緩和曲線不予使用。

3 在公路設計中對緩和曲線的應用

3.1 在公路設計中確定緩和曲線

根據(jù)《公路路線設計規(guī)范》中的規(guī)定，回旋線的最小長度是由設計車速的3s 行程來確定的。而在公路的設計中，回旋線的長度只是需要考慮的一個最低的指標，在公路的實際使用中還需要對超高漸變段的長度進行考慮，還需考慮公路整體的美觀、線條的流暢。

3.2 在高等級公路中對緩和曲線的選用

對于高等級公路來說，其要求的指標都是比較高的，在這種情況下對緩和曲線的選用除滿足規(guī)范最小規(guī)定長度外，緩和曲線的參數(shù)A 應選擇較大些，在對高等級公路設計中考慮更多的是整體公路線條的流暢以及各階段的連接是否順暢的問題。其具體的選擇為，圓曲線半徑大于3 000 m 或者是半徑在3 000 ～200 m 兩種情況。設計中主要考慮到公路線條的流暢、順適還要考慮施工現(xiàn)場的一些需要實際控制的因素。本文主要探討實際控制因素固定的情況下對緩和曲線中參數(shù)的選擇:在半徑大于3 000 m 時，緩和曲線參數(shù)的取值范圍一般是小于半徑的1/3，但是在實際的操作中存在一些可變的因素，而為了使公路更加美觀，因此一般是選擇曲線的參數(shù)接近R/3。在半徑小于3 000 m 時，緩和曲線參數(shù)的取值范圍是為R/2 ＞A≥R/3，盡量使緩和曲線:圓曲線:緩和曲線等于1 ∶1∶1，如未有特殊情況，盡量將緩和曲線的參數(shù)取大值，這樣也是為了讓公路更加美觀。

3.3 在低等級公路設計中對緩和曲線的選用

對于低等級公路的設計，由于低等級公路的受地形、建設投資以及地物等多方面的限制，導致要是對緩和曲線中各參數(shù)的選用不合理會影響到公路的局部線形，也會影響到整體公路的美觀。本文主要從規(guī)范技術和實踐操作兩個方面對低等級公路設計中對緩和曲線的選用做出闡述。

(1)技術規(guī)范方面確定低等級公路中最小緩和曲線的取值。對于低等級公路的緩和曲線的選用，其更多的考慮的是車輛在低等級公路時的安全性以及乘客的舒適性，最后才考慮公路的美觀性。所以對于低等級公路中緩和曲線參數(shù)中的回旋最小長度從以下幾方面考慮。

①乘客的舒適性。

當車輛在緩和曲線上面行駛時，車輛以及旅客會會產(chǎn)生一個離心加速度，這個離心加速度會隨著緩和曲線的不斷變化而變化，倘若這個過程中的曲率變化過快就會使得車內的人員感覺到一種橫向的沖擊。因此對于回旋線的最小長度就按照以下公式進行計算:Ls(min)=0.0214V3/(Ras)(m)，而對于公式中的as 的取值，每個國家的標準不盡相同，在我國這個取值范圍就是(0.5 ～0.6)m/s3。

②超高漸變率要適中。

在緩和曲線上設置超高過渡時，要將漸變率設計合適，否則公路的平面就會由于路面急劇由雙向橫坡變?yōu)閱纹碌霓D變而變得扭曲，使得行駛車輛沒有安全保證也難以保證路面的維護，根據(jù)我國的標準中對于超高漸變率的規(guī)定，因此在這一路段對回旋長度的取值為Ls(min)=B△i/p (m)。

③增加轉彎的時間。

在車輛通過緩和平面時，需要有足夠的時間給駕駛員進行轉彎，以保證車輛的安全?？紤]一般汽車在緩和曲線的行駛時間，得出回旋長度計算式為Ls(min)=v/1.2(m)。

(2)在實際操縱的方面確定緩和曲線參數(shù)取值。

在實際操作方面對緩和曲線參數(shù)進行選擇時，主要考慮的是駕駛人員以及乘客的安全性問題，現(xiàn)代科學技術不斷的發(fā)展和進步，車輛的不斷增多導致車輛的事故率逐年增多，因此從對公路進行設計時，尤其是低等級公路更需要注重人員的安全性問題。因此在實際操作的角度來考慮需要將平面線形的布設更加合理，考慮車輛的視距、以及施工中要進行填挖平衡等問題。面對這些問題尤其是在山區(qū)的平面線形的布設，其需要緩和曲線和圓曲線進行合理的組合。

因此在考慮實際操作的情況下對緩和曲線的參數(shù)的選定需要對公路的施工地點進行仔細的調查，以保證設計的合理性，以防在公路投入使用后出現(xiàn)事故。

4 討 論

自從進入21 世紀，我國的社會經(jīng)濟不斷發(fā)展和壯大。車輛的使用也是不斷增多，而對于公路的需求也是逐年加大，因此在公路設計中對緩和曲線的選用就顯得尤為重要。本文主要探討了緩和曲線在公路設計中的主要作用，緩和曲線在高等級公路和低等級公路的使用中參數(shù)的選擇方法。其中對于高等級公路和低等級公路中參數(shù)的確定工作主要是考慮駕駛人員的駕駛時間是否充足、乘客乘坐是否舒適、道路設計后道路的線條是否流暢美觀等問題，通過對上述問題的考慮可以使得緩和曲線在應用時為人們提供更加舒適、安全的公路?？梢詾榻窈蟮墓吩O計人員在今后的設計提供一定的理論依據(jù)，也相信隨著科技的不斷進步，今后對公路的設計將更加完美。

［1］魏永強，陳麗芳，張洪銀.淺談緩和曲線在公路設計中的運用［J］.科技信息，2010，(7).

［2］皮振華.公路設計當中緩和曲線及超高的確定［J］.中國科技博覽，2013，(15).

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