交通基礎/水平曲線/解答

T問題

問題

給定的一條曲線設計非常糟糕。所使用的雙車道道路摩擦係數低於平均水平 (0.05)，沒有超高，車道寬度為 4 米。900 公斤的車輛傾向於繞過這條曲線，並且在風格上頂部很重。縣工程師警告說，這條曲線無法像該區域的其他曲線那樣安全地行駛，但政客們希望保持高速，以促進該地區的旅遊業。這些彎道的半徑為 500 米，設計速度為 80 公里/小時。由於使用該彎道的車輛頂部很重，如果對它們施加過大的側向力，它們就會有翻車的趨勢（當地孩子們經常在晚上繞著該彎道比賽，以獲得“兩輪行駛”的刺激）。作為一名工程師，您需要在發生事故之前證明這條曲線是不可行的。您如何才能證明這一點？

例子

解答

規定的速度為 80 公里/小時。最簡單的方法是證明這太高了。我們將看看最裡面的車道，因為那裡的力會更大。使用一般的曲線半徑公式並求解 v，我們發現

$R={\frac {v^{2}}{g\left({e+f_{s}}\right)}}={\frac {v^{2}}{9.8\left({0.05+0}\right)}}=500-(4/2)\,\!$

$v=15.62\ m/s=56.23\ km/hr\,\!$

80 公里/小時遠大於 56.23 公里/小時，這意味著對車輛施加的力大於道路所能抵消的力。因此，該彎道的速度限制很危險，需要更改。