多元曲线在右转车道设计中的应用

　　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＝0.6V’。
　　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===
　　0.0172V’2。
　　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.

《多元曲线在右转车道设计中的应用》

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文章名称： 多元曲线在右转车道设计中的应用

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