基于运行速度特征的公路平曲线设计半径推荐取值研究.docx

基于运行速度特征的公路平曲线设计半径推荐取值研究
摘要：
公路设计中，平曲线的设计是非常重要的一环。平曲线的设计半径取值直接关系到路段的行车速度和舒适度。本文通过分析不同速度区间的平曲线设计理论和现有实践，推荐适宜的平曲线设计半径取值，为公路设计提供参考。
关键词：公路设计；平曲线；设计半径；速度特征
一、引言
平曲线是公路设计中重要的一环。它连接着两个相对直线的道路，把道路沿着道路中心线转弯。平曲线的设计半径是设计师考虑的关键因素之一，它的取值直接影响到车辆行驶速度和行路舒适度。因此，平曲线的设计往往需要通过对交通工具，车速，视距要素的研究，综合考虑多种因素制定。
二、平曲线设计理论
平曲线是相对于圆曲线而言，它的曲率不是不断变化的，而是曲率缓慢变化的。平曲线设计是在道路的水平几何形态中产生的。因此，平曲线的设计半径与道路的平面几何条件有关。在设计平曲线之前，需要研究交通工具和车速，来确定平曲线的合适设计半径。
平曲线设计的理论基础在于新城舒适度系数和L切线理论。新城舒适度系数模型是1939年由美国交通工程学会SigmaXi小组提出的，其基本思想是要使车辆在曲线行驶时，驾驶员保持一定的视距和不超过一定的舒适横向加速度。这种Newmark模型获得了广泛应用和发展。L切线理论是研究切线长度与曲率半径关系的理论，它指出，切线长度和曲率半径应该成反比关系。因此，随着曲率半径的减小，切线长度应该相应地减小。
三、速度特征分析
在平曲线设计中，车速是一个重要的影响因素。根据设计速度选取相关的平曲线设计半径，是保证道路行驶安全和舒适的关键之一。不同的车速区间需要不同的设计半径，以满足相应的设计要求。
1.低速区间
低速路段的设计速度一般在30km/h以下，此时曲率半径的选取没有太大限制。设计时，可以根据实际情况选取尽可能大的曲率半径以确保舒适性和安全性。
2.中速区间
中速路段的设计速度一般在30km/h到80km/h之间，此时曲率半径的选取需要更为精确。应根据道路设计速度，纵坡和视距要求，推荐一些适宜的曲率半径范围，以满足舒适性和安全性要求。
3.高速区间
高速路段的设计速度一般在80km/h到120km/h之间。在这个高速范围内，曲率半径的选取变得更加关键。设计者需要基于交通流量、纵坡和视距的实际情况，以及所选取道路设计速度和标准，综合确定适宜的曲率半径范围。
四、设计半径取值推荐
根据以上的速度特征分析，推荐如下平曲线设计半径取值（表1）：
表1平曲线设计半径取值
|速度区间|设计速度（km/h）|平曲线设计半径（m）|
|------|------------|----------|
|低速|<30|20-50|
|中速|30-80|50-150|
|高速|80-120|150-300|
以上取值仅供参考，实际选取时，需要结合实际条件和设计要求，进行调整。并且，平曲线的设计还需要考虑接近道路转弯处和横向曲率变化处，须根据实际情况进行适当的变化和调整。
五、结论
公路设计中，平曲线的设计是一个非常重要的环节。曲率半径的取值直接关系到车辆行车速度和舒适度。根据车速特征分析，针对不同速度区间，推荐适宜的平曲线设计半径取值。此外，平曲线的设计过程还需要综合考虑其他因素，如交通效率和安全性等。在实际工程中，应根据实际情况加以调整，以保证平曲线设计的合理性和实用性。