J'ai entendu le terme courbe en spirale utilisé pour décrire une section d'autoroute plus agréable à l'œil du conducteur. Cependant, je crois que j'ai conduit sur suffisamment de route pour dire que je ne peux pas faire la différence définitive entre une courbe donnée autre que sa "netteté".
Quelqu'un pourrait-il expliquer comment on peut déterminer si une section de courbe sur une route est classée comme une courbe "en spirale", et y a-t-il d'autres avantages en plus de "la rendre belle"?
Réponses:
Spirale
Une courbe en spirale est une caractéristique géométrique qui peut être ajoutée à une courbe circulaire régulière. La spirale permet une transition progressive d'un déplacement en ligne droite à un déplacement en courbe autour d'un point (ou étau-vers).
L'utilisation d'une spirale consiste à faire suivre à la route ou à la piste la même forme que le véhicule prend naturellement. Dans une voiture, vous ne passez pas directement du virage direct au virage complet. Il y a une zone de transition où vous tournez lentement le volant. L'accélération latérale augmente lentement à mesure que la spirale est entrée, ou elle diminue lentement à la sortie de la spirale.
Dans l'image ci-dessous, la spirale est la partie rouge.
Image Wikipedia
Hghways
Sur les autoroutes, les voies sont suffisamment larges pour que vous puissiez conduire une spirale simplement en vous déplaçant d'un côté à l'autre de la voie. Parfois, cela est appelé «Redresser la courbe». Pour cette raison, les spirales ne sont pas utilisées sur toutes les courbes des autoroutes.
Chemins de fer
L'industrie ferroviaire est une industrie où les spirales sont largement utilisées . Les voitures sur une route ont la liberté de se déplacer d'un côté à l'autre de la voie, un train n'a pas ce luxe. Un train est guidé de manière rigide par les rails et n'a pas de place pour dévier.
Sur les voies ferrées, toutes les courbes, sauf à très faible vitesse, ont des spirales des deux côtés de la courbe. Cela permet une transition en douceur dans l'accélération latérale. Cela améliore considérablement le confort des passagers. Les spirales sont utilisées sur les lignes de fret car elles réduisent également les efforts sur les composants de la voie eux-mêmes.
Un inconvénient de l'utilisation des spirales est qu'elle augmente la quantité d'espace requise pour chaque courbe. Les spirales allongent efficacement la courbe.
Il ne s'agit pas d'être "esthétiquement agréable à l'oeil", mais plutôt de confort.
Si vous aviez une courbe qui n'était qu'un arc de cercle, en entrant dans cette courbe, vous ressentiriez immédiatement une force centripète latérale qui est proportionnelle à votre vitesse et inversement proportionnelle au rayon de la courbe. En d'autres termes, vous devrez brusquement secouer le volant à une position qui vous permettrait de suivre la courbe, et tout aussi brusquement le reculer pour vous redresser.
Au lieu de cela, les courbes d'autoroute ont une "servitude", ce qui signifie qu'elles suivent une forme dans laquelle vous vous dirigez progressivement dans la courbe puis vous en sortez progressivement, ce qui donne une augmentation et une diminution graduelles de la force latérale ressentie. Mathématiquement, la forme d'une telle courbe est une spirale logarithmique.
Q: ... comment déterminer si une section de courbe sur une route est classée comme une courbe "en spirale", et y a-t-il d'autres avantages en plus de "la rendre belle"?
R: Le but d'une spirale ou d'une courbe de transition n'a rien à voir avec l'esthétique. Ils ont été initialement introduits sur les chemins de fer pour des raisons de sécurité en conjonction avec la surélévation, comme expliqué ici: Notes sur les courbes de transition et terminales . Sur les autoroutes à grande vitesse, ils permettent au conducteur d'entrer / sortir d'une courbe circulaire avec une augmentation / diminution progressive de la déflexion du volant. La forme mathématique de la spirale peut varier d'une province à l'autre et a peut-être changé au cours des dernières décennies, car les calculatrices portatives et autres appareils informatiques ont remplacé les tableaux de terrain sur papier autrefois utilisés par les arpenteurs. Une forme courante est la spirale d'Euler ou clothoïde. J'ai lu qu'en Inde, la courbe de transition habituelle est une hyperbole de troisième ordre, et on m'a dit qu'en Allemagne, les autoroutes sont conçues comme une série continue de clothoïdes connectés sans sections tangentielles ni courbes circulaires.