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    連續(xù)曲線的探討

    2022-01-29 05:45:12仵紀(jì)榮胡若栩
    中國公路 2021年20期
    關(guān)鍵詞:上坡路小客車縱坡

    仵紀(jì)榮 胡若栩

    (1.陜西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,陜西 西安 710082;2.中交資產(chǎn)管理有限公司,北京 100088)

    公路路線設(shè)計(jì)中,兩圓曲線徑相銜接時(shí)稱復(fù)合曲線,區(qū)分為S形曲線、卵形曲線、凸形曲線和C形曲線。當(dāng)出現(xiàn)不小于3個(gè)圓曲線徑相銜接的情況,這種曲線組合可稱為連續(xù)曲線。

    一、平曲線路段的運(yùn)行速度計(jì)算模型

    根據(jù)公路路線平、縱面線形指標(biāo),速度預(yù)測(cè)模型可劃分為平直路段、縱坡路段、平曲線路段和彎坡組合路段四種基本單元。

    平曲線路段是指圓曲線半徑小于1000m,縱坡小于3%(小客車)、2%(大貨車)的路段,依據(jù)曲線入口速度vin。當(dāng)前曲線半徑Rnow和后接曲線半徑Rback,預(yù)測(cè)曲線中部速度vmiddle。然后根據(jù)曲線中部速度vmiddle、當(dāng)前路段的曲線半徑Rnow和后續(xù)路段的前接曲線的半徑Rback,預(yù)測(cè)曲線出口處的運(yùn)行速度vout,運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型,如表1至表3所示。

    表1.平曲線上的速度預(yù)測(cè)模型

    表2.設(shè)計(jì)速度與初始運(yùn)行速度v0的對(duì)應(yīng)關(guān)系表

    表3.期望運(yùn)行速度和推薦加速度值

    二、復(fù)合曲線運(yùn)行速度計(jì)算

    假定復(fù)合曲線路段的圓曲線半徑小于1000m且前后平曲線半徑相同,小客車和大貨車的運(yùn)行速度計(jì)算均不受縱坡限制。小客車初始運(yùn)行速度采用95km/h,大貨車初始運(yùn)行速度采用期望運(yùn)行速度75km/h分別對(duì)小客車和大貨車的第一圓曲線、第二圓曲線及復(fù)合曲線進(jìn)行速度折減計(jì)算,如表4所示。

    根據(jù)小客車運(yùn)行速度計(jì)算結(jié)果,結(jié)論如下:①復(fù)合曲線中的第一圓曲線的半徑大于650m時(shí),第一圓曲線終點(diǎn)處小客車運(yùn)行速度隨半徑的增大逐漸遞增,第一圓曲線的半徑小于650m時(shí),小客車運(yùn)行速度隨半徑的減小逐漸遞減;②復(fù)合曲線中的第二圓曲線的半徑小于1000m時(shí),第二圓曲線終點(diǎn)處小客車運(yùn)行速度隨半徑的減小在逐漸遞減。③通過第一圓曲線、第二圓曲線運(yùn)行速度的疊加,復(fù)合曲線圓曲線的半徑大于750m時(shí),第一圓曲線終點(diǎn)處小客車運(yùn)行速度隨半徑的增大逐漸遞增,第一圓曲線的半徑小于700m時(shí),小客車運(yùn)行速度隨半徑的減小逐漸遞減,圓曲線半徑越小,遞減越明顯。

    表4.小客車在復(fù)合曲線路段的運(yùn)行速度計(jì)算

    表5.大貨車在復(fù)合曲線路段的運(yùn)行速度計(jì)算(一)

    表6.大貨車在復(fù)合曲線路段的運(yùn)行速度計(jì)算(二)

    根據(jù)表5大貨車運(yùn)行速度計(jì)算(一)結(jié)果可知,復(fù)合曲線中的第一圓曲線的半徑小于1000m時(shí),大貨車運(yùn)行速度隨半徑的減小逐漸遞減;復(fù)合曲線中的第二圓曲線的半徑小于1000m時(shí),第二圓曲線終點(diǎn)處大貨車運(yùn)行速度隨半徑的減小逐漸遞減。通過第一圓曲線、第二圓曲線運(yùn)行速度的疊加,復(fù)合曲線圓曲線的半徑小于1000m時(shí),大貨車運(yùn)行速度隨半徑的減小逐漸遞減。

    根據(jù)表6大貨車運(yùn)行速度計(jì)算(二)結(jié)果可知,復(fù)合曲線中的圓曲線半徑大于1000m,小于5500m時(shí),大貨車在復(fù)合曲線上的運(yùn)行速度,隨圓曲線半徑的減小逐漸遞減,半徑越大,減速越不明顯。

    表7.公路上坡方向大貨車容許最低速度

    表8.連續(xù)曲線中曲線個(gè)數(shù)計(jì)算

    三、連續(xù)曲線中曲線個(gè)數(shù)計(jì)算

    公路設(shè)計(jì)中長(zhǎng)大縱坡的上坡路段,由于貨運(yùn)主導(dǎo)性車型性能影響,爬坡能力明顯降低,運(yùn)行速度降低,引起路段擁堵,必然直接影響連續(xù)上坡路段的通行能力和服務(wù)水平;同時(shí),大貨車在上坡路段速度折減降低明顯,致使大貨車與小客車運(yùn)行速度之差增大,易引發(fā)追尾、橫向剮蹭等交通事故,如圖7所示。因此,在長(zhǎng)大縱坡的上坡路段,當(dāng)大貨車混入率較高時(shí),縱坡設(shè)計(jì)中宜兼顧上述變化和影響。

    公路設(shè)計(jì)中的連續(xù)曲線路段,大貨車和小客車的運(yùn)行速度均會(huì)折減降低,但大貨車速度折減降低較為明顯,增加大貨車和小客車運(yùn)行速度之差,容易引起路段擁堵等問題,進(jìn)而直接影響公路的通行能力和服務(wù)水平。根據(jù)大貨車期望運(yùn)行速度和容許最低速度,推導(dǎo)連續(xù)曲線路段中容許曲線個(gè)數(shù),如表8所示。

    四、結(jié)語

    根據(jù)上表可知,當(dāng)設(shè)計(jì)速度為120km/h,半徑小于1000m的4個(gè)圓曲線徑相銜接時(shí),大貨車的運(yùn)行速度可能小于容許最低速度60km/h;當(dāng)設(shè)計(jì)速度為100km/h,半徑小于700m的5個(gè)圓曲線徑相銜接時(shí),大貨車的運(yùn)行速度可能小于容許最低速度50km/h;當(dāng)設(shè)計(jì)速度為80km/h,半徑小于400m的6個(gè)圓曲線徑相銜接時(shí),大貨車的運(yùn)行速度可能小于容許最低速度40km/h;當(dāng)設(shè)計(jì)速度為60km/h,半徑小于200m的6個(gè)圓曲線徑相銜接時(shí),大貨車的運(yùn)行速度可能小于容許最低速度30km/h。

    連續(xù)曲線路段,大貨車速度折減降低明顯,且增加大貨車與小客車之間運(yùn)行速度之差,易引發(fā)交通事故,影響公路的通行能力和服務(wù)水平。公路路線設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量避免多個(gè)圓曲線徑相銜接,必要時(shí)增設(shè)大貨車直線加速路段。

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