精品公開課 | 同濟大學：道路規劃與幾何設計 P38 - 3.2路線平面基本線性

下面介紹第二集路線平民的基本現象 在這一集裏面我們將介紹構成路線平民的基本要素 我們根據前面的介紹 汽車行駛軌跡的時候有三種狀態 方向盤有不動 方向盤不轉 方向盤均勻的變化和方向盤的轉角是變化的 這三種情況 那麼我們就在想在有哪些線型可以去適應這種情況呢 正好我們有三種線型可以滿足這種行駛的需要 分別是直線 直線我們都知道它的曲率是不變的 曲率等於0 第二種線型是圓曲線 圓曲線的曲率等於半徑的倒數 它等於一個常數 正好適應我們那種方向盤以及角速度去旋轉的這樣的一個情況 另外一種我們定義成一種叫緩和曲線 那麼緩和曲線它的性質是什麼呢 就是曲率等於一個並數 曲率是在變化的 那麼這種曲率的變化正好可以適應我們方向盤以角速度均勻變化的情況 所以我們用直線 圓曲線和緩和曲線 去適應我們汽車行駛的三種狀態 那麼在我們道路平民裡面 把直線 圓曲線和緩和曲線 這三種線型是稱為道路線型的三要素 我們整個道路平面基本上就是由這三種線型組合而成的 下面我們給大家介紹一下這些基本線型的一些基本的情況 有一個初步的概念 第一個看一個基本型的曲線 這是一個基本型的一個曲線情況 由直線 緩和曲線和圓曲線組成的 那麼這是最基本的線型 已經把我們道路的三個要素 三種基本線型全部包含在裡面了 除了這個以外 在道路上面用了很多 還有一個用了很多的 就稱為S型曲線 S型曲線也就是有兩個方向相反的圓曲線 通過兩個緩和曲線相連在一起 那麼它的相連在一起是以曲率等於0的地方結合在一起 這是我們在道路平面中用了比較多的一種線型的情況 稱為S型曲線 第三種是一種稱為負曲線 這種負曲線是兩個圓曲線搬進不一樣的曲線 同向的圓曲線結合在一起 組合在一起形成了一個曲線的情況 這是一個搬進為r1的一個圓曲線 和搬進為r2的一個圓曲線 結合在一起 組合在一起的 這是一個負曲線的一個情況 那麼除了負曲線以外 我們還有一個稱為回頭曲線 回頭曲線就是中間存在的一個偏角 它就說稱為它的轉角 大於180度的一個圓曲線 像這一個就是大於180度的 然後它形成了一個回頭的這樣的一個效果 然後它再和另外兩個圓曲線組合而成 這當中可以通過環和曲線相連 可以是直接相連成一個S型曲線 也可以中間夾一段小直線 這一個也是由兩個環和曲線連接而成 或者說可以夾一段直線 形成了一個回頭曲線 回頭曲線在我們山區道路裡面 地等級公路裡面用的也是比較多的一種線型的情況 除了這個以外 我們還有一個稱為軟心曲線 那麼軟心曲線是一種什麼情況 和前面的負曲線是有相應的一個對應的一個關係 負曲線是把兩個半徑不同的圓曲線 凝聚在一起的一種情況 它的那個兩個半徑之間是凝在一起 是不太符合曲律凝續的情況的 為瞭解決這樣一個問題 我們就用一段環和曲線 把兩個半徑不同的圓曲線凝聚在一起 形成一個圓曲線 環和曲線和圓曲線組合而成的一種情況 那麼這種我們就稱為一個軟心曲線 它也是在我們道路裡面用的比較多的一種線型的情況 除了這些以外 還有其他兩種等級稍微差一點的 平時用的不是特別多的幾種線型的情況 這是一種凸心曲線 凸心曲線是指什麼 就是指著在我們剛剛這樣的一個基本曲線裡面 把圓曲線的長度等於零了 也就是說兩個環和曲線直接凝在一起 在半徑這個地方凝在一起 圓曲線沒有了 這個叫凸心曲線 這個質量不是特別高 第二種線型就是一種C型的曲線 C型的曲線和我們剛剛講的S型曲線正好是相反 S型是兩個方向相反的曲線凝合在一起 而C型曲線是兩個方向相同的曲線 通過兩段環和曲線在曲率等於零的地方集合在一起 這樣組成的一個線型我們稱為C型曲線 這也是質量不是特別高的一種設計方法 一般設計中應該要避免這樣的一些情況 那麼這一集我們主要給大家介紹的一些基本線型 以及我們構成道路平面線型的三個要素 給大家有一個初步的概念 好 本期課程就到此結束 謝謝各位