らせん曲線とは何ですか？また、通常の曲線とはどう違いますか？

私は、ドライバーの目により美的に心地よい高速道路のセクションを表すために使用されるスパイラルカーブという用語を聞いたことがあります。ただし、どの程度「シャープ」であるかを除いて、特定の曲線の違いを明確に伝えることはできないと言えるほど十分な道を進んだと思います。

高速道路のカーブのセクションが「スパイラル」カーブとして分類されているかどうかを判断する方法を説明できる人はいますか。

螺旋

らせん曲線は、通常の円形曲線に追加できる幾何学的な特徴です。スパイラルは、直線での移動から、ポイント（またはバイスバース）の周りの曲線での移動への段階的な移行を提供します。

スパイラルの使用とは、道路やトラックを、車両が自然に取るのと同じ形にすることです。車では、直進から完全な方向転換に直接行かないでください。ステアリングホイールをゆっくりと回す移行領域があります。横方向の加速度は、スパイラルに入るとゆっくり増加し、スパイラルを出るとゆっくり減少します。

以下の画像では、らせんが赤い部分です。

_{ウィキペディア画像}

ゲーウェイズ

高速道路では、車線の幅が十分に広いため、車線の一方の側から他方の側に移動するだけでスパイラルを運転できます。これは「曲線をまっすぐにする」と呼ばれることもあります。このため、高速道路のすべての曲線でスパイラルが使用されるわけではありません。

鉄道

スパイラルが広く使用されている産業の1つは、鉄道産業です。道路上の車には車線の一方から他方へ移動する自由がありますが、列車にはそのような贅沢はありません。列車はレールによってしっかりと案内され、逸脱する余地はありません。

鉄道線路では、非常に低速の曲線を除くすべての曲線の両側にらせんがあります。これにより、横方向の加速度が緩やかに移行します。これにより、乗客の快適性が大幅に向上します。スパイラルは、トラックコンポーネント自体にかかる力も軽減するため、貨物ラインで使用されます。

スパイラルを使用する場合の欠点の1つは、各カーブに必要なスペースが増えることです。らせんは効果的に曲線を長くします。

それは「美的に見た目が良い」という問題ではなく、むしろ快適さの問題です。

単純な円弧である曲線がある場合、その曲線に入ると、すぐに速度に比例し、曲線の半径に反比例する横向きの求心力が感じられます。言い換えると、カーブをたどることができる位置までハンドルを急に動かし、同じように急に戻して再びまっすぐにする必要があります。

これに代わって、ハイウェイカーブには「緩和」があります。つまり、カーブに徐々に舵を切り、その後徐々にカーブから外れて、感じる横方向の力が徐々に増減する形状になります。数学的には、このような曲線の形状は対数らせんです。

Q：...高速道路のカーブのセクションが「スパイラル」カーブとして分類されているかどうかを判断する方法と、「見栄えを良くする」以外の利点はありますか？

A：らせん曲線または移行曲線の目的は、美学とは関係ありません。ここで説明したように彼らはもともと片勾配と併せて、安全上の理由から鉄道に導入されました：移行とターミナルカーブ上の注意。高速道路では、ステアリングホイールのたわみが徐々に増加/減少して、ドライバーが円形曲線に出入りできます。スパイラルの数学的形式は管轄区域によって異なる場合があり、手持ち電卓やその他のコンピューティングデバイスが測量士によって使用されていたハードコピーフィールドテーブルに取って代わるにつれて、ここ数十年で変化した可能性があります。1つの一般的な形式はオイラースパイラルまたはクロソイドです。インドでは通常の遷移曲線は3次双曲線であり、ドイツではアウトバーンは接線部分や円形曲線のない連続した一連のクロソイドとして設計されていると読みました。