來源:路橋設計師
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轉彎半徑,在公路設計中是非常重要的一個控制參數,一般考慮安全的需要,是有一個最小值的要求。在城市道路設計中,可能是考慮車輛轉彎過程中車速較低,往往對這個設計參數並不看重,國家規範也沒有明確強制性規定。
以前,行業中轉彎半徑的推薦值是10-20米;但是最近幾年,應該是慢行優先理念的驅動,轉彎半徑一度被呼籲要求降低,甚至出現「轉彎半徑越小越好」的認識,最近審核的一些設計項目也是用了很小的轉彎半徑值,甚至到了6米以下……
轉彎半徑之所以取小,原因有這幾個方面:
一是,小轉彎半徑能夠強制降低車速,有助於安全;
二是,小轉彎半徑能夠縮短行人過街時間,保護慢行;
三是,小轉彎半徑能夠節省用地。
以上三種原因都是沒有問題的,但是往往過猶不及,過小的轉彎半徑可能會產生以下不好的後果:
一是,半徑過小,導致停車線比較靠前,隨之人車談判空間不足,加之最近一段時間禮讓斑馬線之風正興,右轉機動車擁堵問題凸顯;
二是,為克服車輛輪差,只能用過寬的轉彎車道來彌補過小的轉彎半徑帶來的問題,否則會出現越線行駛,恰恰這種過寬的車道本身就是一種安全隱患;
三是,過小半徑使得右轉與直行車流的合流交織角度過大,影響相交道路直行通行能力的同時,存在明顯的合流衝突安全隱患;
四是,正常速度行駛在過小轉彎半徑的車道中,車輛容易發生側滑等風險,降低行車舒適性。
車輛轉彎有輪差,所以轉彎車道寬度要求一般稍大。以常規大巴公交車行駛為例,橫向側距取0.5米,則可以計算得出車道寬度和轉彎半徑的對應關係圖如下。
圖1 轉彎半徑和最小車道寬度的關係
由上圖可以發現,轉彎半徑小於9米時,車道寬度大於5米且遞減值迅速增大。從安全角度和用地角度都可以認為,小於9米的轉彎半徑不夠合理。
交叉口行車速度應該降低,工程中通常都按照折半計算。若以不同的速度通過不同半徑的彎道,可以計算車輛的橫向力係數,以此反映行車舒適性和安全性,以常見的20km/h和25km/h為例進行說明。
圖2 橫向力係數和最小車道寬度的關係
上圖可以發現以下結論:
一是,轉彎半徑小於6米時,車輛以常見較小設計速度行駛在常規路面上也有側滑的可能性(摩擦係數按照0.5);
二是,轉彎半徑小於8米時,乘客明顯感覺到彎道行駛帶來的不舒適(橫向力係數大於0.4);
三是,轉彎半徑小於9米時,車輛以較大速度行駛在彎道中也有側滑風險。
第一,轉彎半逕取值應在一定的合理範圍,不能因為過分強調慢行而忽視安全或者造成交通擁堵。
第二,建議:在一般情況下轉彎半徑建議取值不小於9米,特殊情況下應不小於6米。
在中國的道路設計上,拐彎半徑城市主幹道一般是20-30米,在拐彎半徑確定的情況下,我們談一下離心力,把離心力以字母F代替,M代表質量,V代表速度,r代表轉彎半徑。我們可以得到公式:F=MV²/r,這樣就比較淺顯易懂,質量相同的車型行駛速度越小,那麼MV²意味著越小,那麼F就越小,則離心力越小,翻車的可能性也就越小。這是關於離心力,那麼咱們來看一個案例。以小編的科魯茲(參配、圖片、詢價) (2013款MTSE)為例,車高粗略計算為1.5米,寬度1.8,車重加上人算作1.5t,重心到地面大約0.5米,到輪胎邊緣大約0.8米也就是力臂。
根據力矩公式F·L1>Mg·L2,F是離心力,L1代表重心,L2代表力臂,Mg代表質車子的重力。0.5F>15000X0.8,所以F>24000牛科魯茲就會發生翻車,那麼F離心力的計算公式我們前文已經提到了是:F=MV2/r,這個時候我們以60km/h的速度會在什麼情況下翻車呢?就可以算出拐彎半徑:F=24000,M=1500,V=60km/h大約等於16.66m/s,那麼r就是1500X16.66²÷24000≈17米,也就是說60邁的速度開的話,要保證不翻車拐彎半徑必須大於17米才行。
如果遇到高速路的匝道,車速必須在進入匝道前降低到40碼甚至更低,因為匝道的轉彎半徑太小,有的地方甚至連8米都不到。還有就是千萬不要等進入匝道再減速,道理很簡單,因為轉彎的瞬間汽車重心會發生偏移,如果剎車會引起側傾更加厲害,甚至出現單邊制動,所以一定要在進入匝道前減速!
城市道路交叉口轉彎半徑(按道路紅線計)按下列標準控制:
主幹道:20米~30米;
次幹道:15米~20米;
非主次道路:10米~20米。
機動車出入口距城市道路交叉口、橋隧坡道起止線應大於50米。
居住區道路紅線轉彎半徑不得小於6米,工業區不小於9米,有
消防功能的道路,最小轉彎半徑為12米。
這裡包含了公路、道路、橋梁、隧道的全部內容。希望您能從中獲得自己需要的乾貨,也希望小夥伴們在路橋隧工程計的路上走得更遠。