板材回转线之轨迹半径的影响

仔细观察,特别是偏角为50°的第2 组弯道可以发现:当回旋线变长时,进弯时车辆轨迹与路中线的交点将提前;相应地, 出弯时两者的交点延后,结果使车辆轨迹与路中线围成的面积增大(切下来的“角”增大)。这表明回旋线有助于驾驶员提早开始切弯行为并延长切弯过程,同时也获得了更大的切弯效用。所以,可以认为回旋线改变了弯道与车辆轨迹之间的拓扑关系,使其更利于驾驶员切弯行驶。即 Rcms0 , 为了便于对比, 也给出了各种 A 和 W C 组合下所对应的无回旋线时跟弯模式下的试验结果 ,即 Rcms0 , f 。能得到在什么样的弯道设计参数(半径、偏角、路宽)组合下 ,设置或者拉长回旋线能够明显增加弯道上的轨迹半径, 又是在哪种组合下 ,回旋线对增加轨迹半径不再起作用。还可以计算出 aytol 取任意值时的弯道速度增量和所能达到的zui高速度, 这对于那些想尽可能了解车辆行驶过程, 进而提高路线设计质量的道路设计者非常感兴趣的 。在图 6 中能得到的结论有:

(1)回旋线确实能够改变弯道上的轨迹特性, 表现为弯道中点的轨迹半径与回旋线长度一起增加。这证实了确实有驾驶员视觉以外的因素导致了有回旋线弯道的较高速度 。

(2)对于 30 m 半径这样的急弯 ,不管是哪种参数组合(半径 、偏角、路宽),回旋线总能提高弯道上的轨迹半径 。当半径超过 65 m 时, 在某些参数组合下,轨迹半径对回旋线长度非常敏感,而在另一些组合下 ,回旋线仅能引起轨迹半径的轻微增加, 甚至是不起作用。这表明并不是所有的弯道都会因为回旋线而出现轨迹半径增加的情况。

(3)通过比较 Rcms0 和 Rcms0 , f 能得出, 偏角越小,行驶通道越宽, 弯道上的切弯效用越大(ΔR cms0 越大)。偏角是决定性因素 , 偏角超过一定值时,R cms0 为 0 , 此时通道再宽也不起作用 。在图 6 中还能发现, 在那些 5°～ 10°的小偏角弯道上的高车速主要是由驾驶员的切弯行为所引起, 回旋线的作用非常有限。

(4)弯道偏角在 10°～ 35°范围内时, 回旋线越长 ,切弯行驶的弯道轨迹半径越大。换句话说, 轨迹可以被拉得更直, 这将诱使驾驶员选择更高的弯道速度。因此 ,可以认为在这一偏角范围内 ,回旋线对轨迹特性能产生明显的影响, 至少在 3 ～ 7 m 宽的行驶通道时是这样(路面宽度为 5 ～ 10 m)。事实上 ,10°～ 35°也正是平面线形设计zui常用的一个偏角范围。

(5)弯道偏角达到 35°后 ,回旋线对轨迹的影响随着偏角的增大而减弱 。对于偏角超过 70°的弯道 ,想通过切弯拉直轨迹,并且想通过回旋线进一步放缓轨迹半径,只有在 R

(6)对于偏角在 20°～ 35°的弯道, 当 Ps 由 67 %增加至 100 %时 , 回旋线引起的轨迹半径增量要明显大于 P s 由 0 增至 67 %时的增幅 , 这表明弯道线形由 1 ∶1 ∶1 的“ 缓-圆-缓”组合过渡到凸型线时,轨迹半径对回旋线使用比率非常敏感, 同时也说明车辆能够在相同半径的凸型线上达到更高的速度。根据上面的分析可知 ,驾驶员的切弯行为会改变弯道范围内的轨迹特性 ,而回旋线的出现会使这种影响进一步放大, 造成实际的轨迹半径明显偏离设计半径。而路线设计的基本原则是平面线形与轨迹具有一致性, 从这个角度考虑, 当弯道偏角为10°～ 35°时, 回旋线长度应尽量取低限值 ,以降低弯道行驶速度;此外还应尽量减少 5°～ 10°小偏角曲线的使用 ,因为切弯后的轨迹已经接近于直线。