Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty. Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty.
Przejdź do treści

Kalkulator klotoidy – krzywa przejściowa drogi

Oblicz parametr klotoidy A, długość L lub promień R, a także kąt zwrotu, współrzędne punktu, promień lokalny i pikietaż końca krzywej przejściowej.

Dane klotoidy

Klotoida od prostej (R = ∞) do łuku kołowego o promieniu R.
geometria drogi
m
m
m
m
Punkt kontrolny musi leżeć w zakresie 0 ≤ s ≤ L.
Np. 10+000 albo 10000.
Kalkulator dotyczy klotoidy łączącej prostą z łukiem kołowym. Nie dobiera długości krzywej przejściowej do konkretnej drogi ani nie zastępuje sprawdzenia rampy przechyłkowej, dynamiki ruchu i pozostałych wymagań projektu.

Wyniki

Parametr A
164,317 m
Długość L
90,000 m
Promień końcowy R
300,000 m
Kąt zwrotu na L
8,594°
w zakresie 3°–30°
Współrzędna X końca
89,798 m
Współrzędna Y końca
4,494 m
Promień w punkcie s
600,000 m
dla s = 45 m
Kąt stycznej w s
2,149°
Pikietaż końca klotoidy
10+090,00
Interpretacja:
Dla R = 300 m i L = 90 m parametr klotoidy wynosi A ≈ 164,317 m.

Dalsze kroki w Drogownictwie

Po obliczeniu wyniku możesz od razu sprawdzić wyjaśnienie, wartości pomocnicze i kolejne obliczenie z tego samego etapu pracy.

Klotoida jest najczęściej stosowaną krzywą przejściową pomiędzy prostą a łukiem kołowym. Jej charakterystyczną cechą jest liniowa zmiana krzywizny wraz z drogą przebytą wzdłuż krzywej: na początku promień jest nieskończony, a na końcu osiąga promień R łuku kołowego.

Jeżeli znasz już promień i kąt łuku kołowego, możesz wcześniej skorzystać z kalkulatora łuku kołowego drogi. Jeżeli analizujesz zmianę pochylenia poprzecznego na łuku, przydatny będzie również kalkulator przechyłki.

Podstawowa zależność klotoidy A² = R · L

Parametr klotoidy A, promień krzywizny R w jej końcowym punkcie i długość L są związane prostą zależnością:

A² = R · L

Z jednego wzoru można otrzymać trzy praktyczne postacie:

A = √(R · L)     L = A² / R     R = A² / L

Kalkulator pozwala wybrać, która z tych trzech wielkości jest niewiadomą. Pozostałe parametry geometryczne wyznacza już z otrzymanego kompletu A, R i L.

Ciekawostka

W klotoidzie krzywizna nie pojawia się skokowo. Rośnie liniowo od zera na prostej do 1/R na końcu krzywej, dzięki czemu zmiana kierunku ruchu jest geometrycznie płynniejsza niż przy bezpośrednim połączeniu prostej z łukiem kołowym.

Kąt zwrotu na długości krzywej przejściowej

Kąt stycznej w punkcie oddalonym o s od początku klotoidy wynosi:

τ(s) = s² / (2 · A²)

Dla końca krzywej, gdzie s = L oraz A² = R·L, zależność upraszcza się do:

τ(L) = L / (2 · R)

WR-D-22-2 wskazuje jako jeden z warunków krzywej przejściowej kąt zwrotu trasy na jej długości w przedziale 3°–30°, przy czym dokument przewiduje wyjątki m.in. przy małym całkowitym kącie zwrotu trasy i na serpentynach. Kalkulator pokazuje więc ten zakres jako kontrolę pomocniczą, a nie automatyczną ocenę poprawności projektu.

Promień i krzywizna w dowolnym punkcie klotoidy

Ponieważ A² jest stałe, dla punktu oddalonego o s od początku można zapisać:

R(s) = A² / s     k(s) = s / A²

Dla s = 0 promień dąży do nieskończoności i krzywizna wynosi zero. Wraz ze wzrostem s promień maleje. Gdy s osiągnie L, otrzymujemy dokładnie promień R łuku kołowego, z którym łączy się klotoida.

Współrzędne X i Y końca klotoidy

W lokalnym układzie współrzędnych, którego oś X pokrywa się z prostą wejściową, współrzędne można wyrazić przez całki:

X(s) = ∫₀ˢ cos(u² / 2A²) du     Y(s) = ∫₀ˢ sin(u² / 2A²) du

Kalkulator wyznacza te wartości numerycznie. Dzięki temu nie ogranicza się do skróconych rozwinięć szeregowych i może pokazać lokalne współrzędne końca klotoidy również dla większego kąta zwrotu.

Wskazówka od KalkulatorXXL

Jeżeli pracujesz z dokumentacją drogową, najpierw ustal, czy podane L oznacza długość jednej krzywej przejściowej, czy sumę dwóch krzywych po obu stronach łuku kołowego. Do wzoru A² = R·L podstawia się długość jednej analizowanej klotoidy.

Przykładowe zadania z klotoidy

Zadanie 1 – parametr A z promienia i długości

Treść: Krzywa przejściowa ma długość L = 90 m i łączy się z łukiem kołowym o promieniu R = 300 m. Oblicz parametr klotoidy A oraz kąt zwrotu na jej końcu.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Wzór na parametr: A = √(R · L).

Podstawienie: A = √(300 · 90) = √27000 ≈ 164,317 m.

Kąt: τ = L / (2R) = 90 / 600 = 0,15 rad ≈ 8,594°.

Odpowiedź: A ≈ 164,317 m, a kąt zwrotu na klotoidzie wynosi około 8,594°.
Zadanie 2 – długość z parametru A

Treść: Dla łuku o promieniu R = 500 m przyjęto parametr klotoidy A = 200 m. Oblicz długość krzywej przejściowej.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Wzór: L = A² / R.

Podstawienie: L = 200² / 500 = 40000 / 500.

Obliczenie: L = 80 m.

Odpowiedź: długość jednej klotoidy wynosi 80 m.
Zadanie 3 – promień w punkcie pośrednim

Treść: Klotoida ma parametr A = 180 m. Jaki jest lokalny promień krzywizny w punkcie s = 60 m od jej początku?

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Wzór: R(s) = A² / s.

Podstawienie: R(60) = 180² / 60 = 32400 / 60.

Obliczenie: R(60) = 540 m.

Odpowiedź: w odległości 60 m od początku klotoidy lokalny promień wynosi 540 m.
Zadanie 4 – pikietaż końca krzywej

Treść: Początek klotoidy znajduje się w pikietażu 12+350,00, a jej długość wynosi 75 m. Wyznacz pikietaż końca krzywej przejściowej.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Zamiana: 12+350,00 = 12 350,00 m.

Dodanie długości: 12 350,00 + 75,00 = 12 425,00 m.

Zapis drogowy: 12 425,00 m = 12+425,00.

Odpowiedź: koniec klotoidy znajduje się w pikietażu 12+425,00.

Dla ucznia technikum drogowego, geodezyjnego i studenta

W zadaniach z klotoidy najłatwiej pomylić długość krzywej z promieniem albo użyć kąta w stopniach tam, gdzie wzór wymaga radianów. Warto zapamiętać trzy zależności bazowe: A² = R·L, R(s) = A²/s oraz τ(s) = s²/(2A²).

  • A, R, L i s zapisuj w tej samej jednostce – najwygodniej w metrach,
  • kąt τ otrzymany z wzoru jest w radianach; dopiero potem przelicz go na stopnie,
  • w początku klotoidy s = 0, dlatego lokalny promień jest nieskończony,
  • na końcu s = L i wtedy R(s) musi być równy promieniowi łuku kołowego,
  • w obliczeniach pikietażowych długość klotoidy dodaje się wzdłuż osi trasy.

Najczęstsze błędy przy obliczaniu klotoidy

  • Użycie sumy dwóch klotoid jako L – wzór A² = R·L dotyczy analizowanej pojedynczej klotoidy.
  • Pomieszanie promienia łuku z promieniem lokalnym – R na końcu to promień łuku kołowego, natomiast R(s) zmienia się wzdłuż krzywej.
  • Stopnie zamiast radianów – zależność τ = L/(2R) daje wynik w radianach.
  • Traktowanie zakresu 3°–30° jako jedynego kryterium – WR-D-22-2 zawiera również inne warunki krzywej przejściowej.
  • Pomijanie przechyłki – długość klotoidy jest częścią szerszego rozwiązania geometrycznego i musi współgrać m.in. z rampą przechyłkową.

Powiązane kalkulatory drogowe

Zobacz całą kategorię Drogownictwo.

Powiązane kalkulatory Drogownictwa

Źródła i założenia kalkulatora

WR-D-22-2 opisuje stosowanie krzywych przejściowych w geometrii dróg i wskazuje m.in. kontrolę kąta zwrotu na długości krzywej. Dokument zaznacza również, że parametr A klotoidy lub jej długość L mogą być określane przy użyciu narzędzi wspomagających projektowanie.

Podstawowa własność klotoidy A² = R·L oraz liniowa zmiana krzywizny wynikają z definicji spirali Eulera. Kalkulator korzysta z tej zależności oraz numerycznie całkuje równania współrzędnych X i Y w lokalnym układzie odniesienia.

WR-D-22-2 – Kształtowanie geometryczne

Ministerstwo Infrastruktury – wykaz WR-D

TUM – opis elementów osi trasy i zależność A² = R·L

FAQ – klotoida i krzywa przejściowa

Klotoida to krzywa przejściowa o krzywiźnie rosnącej liniowo wraz z długością. Może łączyć prostą z łukiem kołowym, dzięki czemu promień zmienia się od nieskończoności do promienia R łuku.

Podstawowa zależność ma postać A² = R·L, gdzie A jest parametrem klotoidy, R promieniem na końcu analizowanej klotoidy, a L jej długością.

Jeżeli znasz promień R i długość L, parametr wynosi A = √(R·L). Wszystkie długości powinny być zapisane w tej samej jednostce.

Z zależności A² = R·L otrzymujemy L = A²/R. Kalkulator ma osobny tryb do tego obliczenia.

Promień na końcu klotoidy wynosi R = A²/L.

Dla punktu w odległości s od początku promień lokalny wynosi R(s) = A²/s. W początku, dla s dążącego do zera, promień dąży do nieskończoności.

Kąt stycznej w punkcie s wynosi τ = s²/(2A²) rad. Na końcu krzywej można użyć prostszej postaci τ = L/(2R).

Nie. Wzór τ = L/(2R) daje kąt w radianach. Kalkulator automatycznie przelicza go również na stopnie.

WR-D-22-2 wskazuje ten zakres jako jeden z warunków kąta zwrotu trasy na długości krzywej przejściowej, ale przewiduje wyjątki i dodatkowe warunki. Sam zakres nie wystarcza do zatwierdzenia projektu.

Korzysta z równań klotoidy zapisanych jako całki funkcji cos i sin kąta stycznej oraz oblicza je numerycznie w lokalnym układzie współrzędnych.

Tak. Kalkulator przyjmuje zapis drogowy typu 12+350 oraz zwykłą liczbę metrów. Do pikietażu początku dodaje długość L i pokazuje pikietaż końca klotoidy.

Nie. Przelicza geometrię dla zadanych parametrów. Dobór długości wymaga sprawdzenia pełnych wymagań WR-D, prędkości do projektowania, rampy przechyłkowej i innych warunków projektu.

Ostatnia aktualizacja: 25.08.2026