Kurvenradius

Der Radius einer Kurve (in der Eisenbahntechnik auch Bogenhalbmesser) ist der wichtigste Parameter für die Ausbaugeschwindigkeit einer Verkehrsstraße. Enge Kurvenradien bedeuten eine größere Fliehkraft, weshalb für höhere Geschwindigkeiten eine Trassierung mit flacheren Kurven nötig ist.

Dies bringt jedoch erhöhte Schwierigkeiten bei der Anpassung der Trasse an das Gelände, insbesondere bei Bahnstrecken. Wenn die zulässige Krümmung der Bahn- oder Straßentrasse merklich unter jener der Höhenlinien des Geländes bleibt, entstehen erhöhte Kosten für den Bau von Einschnitten und Dämmen.

Lokale Gebirgsbahnen haben minimale Kurvenradien von etwa 50 bis 100 Meter (z. B. Berninabahn 45 m, Wengernalpbahn 60 m), bei überregionaler Bedeutung mit höherer Ausbaugeschwindigkeit etwa 200 m (z. B. Semmeringbahn 190 m). Bei Straßen treten die Minimalradien meist in Serpentinen (Kehren) auf.

Seit etwa 100 Jahren trassiert man Verkehrswege so, dass die geraden Stücke nicht unmittelbar in die Kurven übergehen, sondern Übergangsbögen dazwischen angeordnet werden. Als solche werden hauptsächlich Klothoiden verwendet, bei denen die Krümmung linear von Null auf den Kehrwert des Kurvenradius zunimmt. Dies entspricht bei einem Kraftfahrzeug einem gleichmäßig zunehmenden Lenkeinschlag.

Zu einem bestimmten Kurvenradius r und der Geschwindigkeit v gehört auch eine geeignete Überhöhung der Kurve, um ausreichende Schräglage und Haftreibung der Fahrzeuge sicherzustellen. Auch diese Überhöhung muss von Null (gerade Trassenstücke) auf den aktuellen Wert im Kurvenscheitel mit einer geeigneten Funktion zunehmen, um eine gute Fahrdynamik zu gewährleisten. Für diese Zunahme wird im Straßenbau ebenfalls die Klotoide verwendet, für Eisenbahnlinien hingegen die kubische Parabel.

Damit die Haftreibung nicht durch die Fliehkraft überschritten wird, muss folgende Ungleichung erfüllt sein (auf ebener Straße): $v^2/r < g \cdot \mu \le g$ (µ=1, bei trockener Straße, Erdbeschleunigung g).

Siehe auch

Rallye, Driften, Straßenbau