交通工程基础第4讲人车特性

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1、第 4讲 人 车 特 性 （ 2）Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics 2.1 交 通 系 统 的 要 素 2.2 人 的 特 性 2.3 车 辆 特 性2.3.1 设 计 车 辆2.3.2 车 辆 的 转 向 特 性2.3.3 制 动 性2.3.4 车 辆 加 速 性 2.4 停 车 距 离 及 应 用 2.3 车 辆 特 性 车 辆 的 分 类 (P37/42） ： 小 客 车 公 共 汽 车 卡 车 休 闲 车 与 交 通 有 关 的

2、车 辆 特 性 （ P37/42） ： 制 动 性 加 速 性 低 速 的 转 向 性 高 速 的 转 向 性 Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics 2.1 交 通 系 统 的 要 素 2.2 人 的 特 性 2.3 车 辆 特 性2.3.1 设 计 车 辆2.3.2 车 辆 的 转 向 特 性2.3.3 制 动 性2.3.4 车 辆 加 速 性 2.4 停 车 距 离 及 应 用 2.3.1 设 计 车 辆 设 计 车 辆 就 是 一 种 选 定 的 机 动 车 ， 作 为 道路 新 建 和 改 建 中 制 定 各 项 道 路 设 计

3、 指 标 以保 证 车 辆 安 全 和 顺 利 通 行 的 依 据 。 美 国 标 准 ： P37/42 我 国 标 准 ： 国 家 标 准 GB1589-89 设 计 车 辆 的 用 途 ： 弯 道 的 设 计 交 叉 口 右 转 车 道 的 设 计 确 定 车 道 宽 度 确 定 净 空 选 择 设 计 车 辆 的 原 则 ： 交 通 设 施 的 设 计 要 考 虑 通 过 设 施 的 车 辆中 最 大 比 例 的 那 一 类 。 设 计 车 辆 必 须 可包 括 车 流 中 95%以 上 的 车 辆 。 必 须 让 所 有 路 段 都 可 以 进 入 紧 急 车 辆 。因 此 单 厢 卡

4、 车 是 设 计 车 辆 的 最 小 值 。 Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics 2.1 交 通 系 统 的 要 素 2.2 人 的 特 性 2.3 车 辆 特 性2.3.1 设 计 车 辆2.3.2 车 辆 的 转 向 特 性2.3.3 制 动 性2.3.4 车 辆 加 速 性 2.4 停 车 距 离 及 应 用 2.3.2 车 辆 的 转 向 特 性 1.低 速 转 向 特 性 （ 小 于 10mi/h）由 设 计 车 辆 本 身 的 特 性 与 机 械 结 构 决 定每 种 设 计 车 辆 有 特 定 的 设 计 参 考 标 准

5、低 速 转 向 过 程 ： 见 图 2-4 低 速 转 向 车 道 的 设 计 原 则 ：车 道 最 小 设 计 转 弯 半 径 是 最 小 中 心 线 半径 加 车 辆 前 轴 宽 度 的 一 半 。内 侧 路 缘 最 小 半 径 一 般 要 小 于 最 小 设 计转 弯 半 径 。 2.高 速 转 向 特 性 由 道 路 与 轮 胎 之 间 的 侧 向 摩 擦 力 、 路 面 的 超 高决 定 推 导 转 弯 半 径 与 转 弯 速 度 的 公 式 ： 公 式 中 ： 超 高 ： 最 小 0.5%（ 排 水 ） ， 最 大 12%。 侧 向 摩 擦 力 系 数 ： 与 路 面 情 况 、

6、车 速 都 有 关 系。 可 查 表 2.4(P40/45) 应 用 1： 道 路 设 计 中 确 定 最 小 转 弯 半 径 （P40/45）In design, a minimum radius of curvature is computed based on maximum values of e and f. For example, if a roadway has a design speed of 65 mi/h 应 用 2： 道 路 管 理 中 确 定 最 大 安 全 车 速 （P40/45） For the example given, the equation is so

7、lved for the given values of e (6%) and R (800 ft) using various values off from Table 2.4 2.1 交 通 系 统 组 成 概 述 2.2 人 的 特 性 2.3 车 辆 特 性2.3.1 设 计 车 辆2.3.2 车 辆 转 向 性2.3.3 车 辆 制 动 性2.3.4 车 辆 加 速 性 2.4 停 车 距 离 及 应 用Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics 20 2.3.3 车 辆 制 动 性 制 动 性 是 汽 车 行 驶 时 能 在 短

8、 时 间 内 停 车 且 维 持 行驶 方 向 稳 定 性 和 在 下 长 坡 时 能 维 持 一 定 车 速 的 能力 ； 可 用 刹 车 距 离 db 来 衡 量 ：注 ：S的 单 位 为 ft/s假 设 末 速 度 为 0 21 将 2-5中 S的 单 位 换 算 为 mi/h， 将 减 速 度 a用 滚 动 或 滑 动 摩 擦 力 系 数 F（F=a/g)代 换 ： 22 考 虑 纵 坡 （ 坡 度 用 G表 示 ） 对 摩 擦 力 的 影 响， 并 设 初 速 度 为 Si， 末 速 度 为 Sf： 23 根 据 美 国 道 路 设 计 标 准 ， 湿 路 面 上 车 辆 减速 度

9、的 标 准 值 为 11.2ft/s2， 代 入 (2-6):计 算 实 例 见 P4142（ Once the brakes are engaged） 24 刹 车 距 离 公 式 的 用 途 ： 交 通 事 故 分 析 ； 估 计 实 际 的 摩 擦 系 数 ； 25 交 通 事 故 分 析 实 例 (P42/47): An accident investigator estimates that a vehicle hit a bridge abutment at a speed of 20 mi/h, based on his or her assessment of damage.

10、Leading up to the accident location, he or she observes skid marks of 100 ft on the pavement (F = 0.35) and 75 ft on the grass shoulder (F = 0.25). There is no grade. An estimation of the speed of the vehicle at the beginning of the skid marks is desired. 26 2.1 交 通 系 统 组 成 概 述 2.2 人 的 特 性 2.3 车 辆 特

11、 性2.3.1 设 计 车 辆2.3.2 车 辆 转 向 性2.3.3 车 辆 制 动 性2.3.4 车 辆 加 速 性 2.4 停 车 距 离 及 应 用Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics 27 2.3.4 车 辆 加 速 性 28 主 要 考 虑 的 是 加 速 距 离 ： 29 加 速 距 离 对 比 实 例 (P42/47):Consider the distance required for a car and a truck to accelerate to 20 mi/h. 针 对 不 同 车 辆 的 加 速 度 不 同

12、 的 情 况 ， 交 通工 程 上 的 处 理 方 法 (P43/48)：用 小 客 车 当 量 来 表 示 各 种 车 型 31 2.1 交 通 系 统 组 成 概 述 2.2 人 的 特 性 2.3 车 辆 特 性 2.4 停 车 距 离 及 应 用2.4.1 安 全 停 车 视 距2.4.2 反 应 视 距2.4.3 其 他 视 距2.4.4 交 通 信 号 的 黄 灯 时 间 与 全 红 时 间Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics 32 2.4 停 车 距 离 及 应 用 总 停 车 距 离 反 应 距 离 + 刹 车 距 离

13、： 33 2.1 交 通 系 统 组 成 概 述 2.2 人 的 特 性 2.3 车 辆 特 性 2.4 停 车 距 离 及 应 用2.4.1 安 全 停 车 视 距2.4.2 决 策 视 距2.4.3 其 他 视 距2.4.4 交 通 信 号 的 黄 灯 时 间 与 全 红 时 间Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics 34 2.4.1 安 全 停 车 视 距 停 车 视 距 ： 车 辆 行 驶 时 遇 到 前 方 障 碍 物 而 必须 采 取 制 动 停 车 时 所 需 要 最 短 行 车 距 离 ； 停 车 视 距 等 于 停 车

14、距 离 时 ， 车 辆 是 安 全 的 ； 道 路 安 全 的 重 要 条 件 ： 在 道 路 上 的 任 何 一 点的 视 距 都 大 于 等 于 停 车 视 距 。 35 计 算 停 车 视 距 的 实 例 （ P43/48） ：Consider a section of rural freeway with a design speed of 70 mi/h. On a section of level terrain, what safe stopping distance must be provided? 36 视 距 不 足 的 实 例 （ P43/48） ： What coul

15、d happen, for example, if a section of this roadway provided a sight distance of only 500 ft? It would now be possible that a driver would initially notice an obstruction when it is only 500 ft away. If the driver were approaching at the design speed of 70 mi/h, a collision would occur. 37 2.1 交 通 系

16、 统 组 成 概 述 2.2 人 的 特 性 2.3 车 辆 特 性 2.4 停 车 距 离 及 应 用2.4.1 安 全 停 车 视 距2.4.2 决 策 视 距2.4.3 其 他 视 距2.4.4 交 通 信 号 的 黄 灯 时 间 与 全 红 时 间Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics 38 2.4.2 决 策 视 距 决 策 视 距 ： 在 不 同 情 况 下 基 于 避 免 碰 撞 的决 策 而 产 生 不 同 反 应 时 间 ， 由 此 计 算 所 得的 视 距 。 40 计 算 决 策 视 距 的 实 例 （ P44） ：

17、Consider the decision sight distance required for a freeway section with a 60 mi/h design speed approaching a busy urban interchange with many competing information sources. The approach is on a 3% downgrade. For this case, AASHTO suggests a reaction time up to 14.5 s to allow for complex path and s

18、peed changes in response to conditions. 41 2.1 交 通 系 统 组 成 概 述 2.2 人 的 特 性 2.3 车 辆 特 性 2.4 停 车 距 离 及 应 用2.4.1 安 全 停 车 视 距2.4.2 决 策 视 距2.4.3 其 他 视 距2.4.4 交 通 信 号 的 黄 灯 时 间 与 全 红 时 间Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics 会 车 视 距 ： 两 辆 汽 车 在 同 一 条 行 车 道 上 相 对 行 驶 发现 时 来 不 及 避 让 或 无 法 错 车 ， 只 能

19、 双 方 采 取 制 动 措施 ， 使 车 辆 在 相 撞 之 前 安 全 停 车 的 最 短 距 离 。 错 车 视 距 ： 在 没 有 明 确 划 分 车 道 线 的 双 车 道 道 路 上， 两 对 向 行 驶 之 汽 车 相 遇 ， 发 现 后 ， 立 即 采 取 减 速避 让 措 施 安 全 错 车 所 需 的 最 短 距 离 。 超 车 视 距 ： 在 双 车 道 公 路 上 ， 汽 车 绕 道 到 对 向 车 道超 车 时 ， 驾 驶 员 在 开 始 驶 离 原 行 车 路 线 能 看 到 相 邻车 道 上 对 向 驶 来 的 汽 车 ， 以 便 在 碰 到 对 向 驶 来 车

20、辆之 前 能 超 越 前 车 交 驶 回 原 车 道 所 需 的 最 短 距 离 。 2.4.3 其 他 视 距 43 2.1 交 通 系 统 组 成 概 述 2.2 人 的 特 性 2.3 车 辆 特 性 2.4 停 车 距 离 及 应 用2.4.1 安 全 停 车 视 距2.4.2 决 策 视 距2.4.3 其 他 视 距2.4.4 交 通 信 号 的 黄 灯 时 间 与 全 红 时 间Chapter 2 Road User and Vehicle Characteristics 44 2.4.4 交 通 信 号 的 黄 灯 时 间 与 全 红 时 间 作 业 习 题 2-1, 2-2, 2-3, 2-7 预 习 3.1,3.2