高等級公路路線設(shè)計中超高緩和段設(shè)置的分析

高等級公路在設(shè)計中經(jīng)常會遇到坡度與行車穩(wěn)定性的問題，車輛在曲線上行駛往往會受到離心力的影響而失去橫向穩(wěn)定性，因此在設(shè)計彎道的時候需要設(shè)計超高來緩和離心力的負(fù)面影響，保證車輛行駛的安全。而超高設(shè)計合理與否則直接影響此種設(shè)計的優(yōu)劣。本文介紹了國家規(guī)范中規(guī)定的超高緩和段設(shè)計要求，并分析了其在不同路況中的應(yīng)用。

公路超高；緩和段設(shè)計；長度與曲線；特殊路段

1 高等級公路緩和段設(shè)計規(guī)范

高速公路的超高部分應(yīng)設(shè)計有緩和段，此種設(shè)計包括了兩個方面的內(nèi)容，一則是超高緩和段長度的設(shè)計；二則是超高緩和段在緩和曲線長度的設(shè)計。為了滿足此種要求，超高緩和度長度的設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合國家的相關(guān)規(guī)范，如：公路路線設(shè)計規(guī)范，其中規(guī)定最小的超高緩和段長度來設(shè)計。第二個方面則需要按照規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)圓曲線半徑小于不設(shè)超高最小圓曲線半徑的時候，圓曲線與直線相接的緩和曲線，即利用回旋設(shè)計來計算。利用公式計算當(dāng)圓曲線半徑和緩和曲線的參數(shù)為定值的時候，緩和曲線的長度也就固定，而緩和曲線上的任何一點(diǎn)的曲率半徑則在一個范圍內(nèi)。

2 最大、最小超高的合成坡度

按照超高橫坡的計算公式分析，可以計算獲得一個曲線的超高橫坡值，按照前面所述的規(guī)范規(guī)定，超高橫坡度的計算是按照形成速度、半徑、路面材料、自然條件、車輛構(gòu)成等情況進(jìn)行綜合確定。當(dāng)超高橫坡度的計算小于路拱坡度值的時候，應(yīng)設(shè)置等于路拱橫坡的超高；高速公路、一級公路的超高橫向坡度影響小于10%，其他公路則小于8%，而存在積雪的路面應(yīng)小于6%。同時在規(guī)范中規(guī)定對個等級公路不同半徑下的公路規(guī)定了超高的橫坡值，但是標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于超高的規(guī)定和附錄中的說明可以看出，超高的設(shè)置在特殊的情況下是應(yīng)因地制宜的，如在特定的環(huán)境下，一條平原丘陵區(qū)中的三級公路，路面為中級路面，路拱橫坡按照各方面的因素綜合設(shè)定為4%,如果一平曲線半徑的范圍是750m～1 500m之間則根據(jù)規(guī)范其超高橫坡則是2%，但是因?yàn)槠渎饭盀?%，因此范圍內(nèi)半徑所選擇的超高橫坡為4%。同時設(shè)置超高橫坡的時候，還應(yīng)對合成坡度的大小進(jìn)行綜合考慮，從而提高路面降水可以即使的排除，從而提高路面的通行能力。

3 全超高段高橫坡設(shè)計

按照以往的設(shè)計方式，全超高橫坡為單向的路拱橫坡，資料顯示與計算公式仍然是此種思路，但是規(guī)范中卻在硬路肩坡度規(guī)定對其超高橫坡有明確的規(guī)定，而在規(guī)范中沒有相應(yīng)的體現(xiàn)，所以一些設(shè)計仍然將全超高路段的超高橫坡設(shè)計為單向路拱橫坡，這與規(guī)范的硬路肩超高橫坡是矛盾的，規(guī)范規(guī)定硬路肩大于或者等于2.25m，應(yīng)設(shè)置外傾斜橫坡，當(dāng)橫坡值大于8%的時候，曲線外側(cè)應(yīng)設(shè)置相內(nèi)傾斜的橫坡，其參考值為行車道的橫坡相等；當(dāng)硬路肩小于2.25m時候，曲線外側(cè)路肩橫坡方向和其坡度參數(shù)應(yīng)與行車道一致、因此在設(shè)計全超高路段的橫坡時，以路肩參數(shù)和橫坡值為標(biāo)準(zhǔn)。

4 超高緩和段長度與位置設(shè)計

按照設(shè)計規(guī)范的要求，超高緩和段的長度可以按照公式進(jìn)行計算，其中超高緩和段的長度；旋轉(zhuǎn)軸至行車道外出的邊緣寬度；超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差值；超高漸變率是公式中涉及的參數(shù)。規(guī)范對超高漸變率有明確的規(guī)定，如：某公路在平原上，丘陵地區(qū)為二級公路，一個平曲線點(diǎn)偏為30°，半徑為1 000m，則設(shè)定全超高為3%內(nèi)，超高旋轉(zhuǎn)軸為公路中心線，按照規(guī)范的要求則可以取漸變率為1/330和1/200，此時求得的超高緩和段長度則為74.24m和45m；此時需要考慮平面曲線形組合要求設(shè)置緩和曲線，按照視覺要求其值應(yīng)小于一定的范圍，此范圍設(shè)定在100m～1 000m之間，則取緩和段長度為120m；按照平曲線的長度要求，可以求出緩和段的長度的范圍。

從綜合數(shù)據(jù)的分析中可以得到，緩和曲線的長度在175m～260m之間的線形是最佳的，但是這個數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于超高緩和段的長度，對于此曲線，該路段的超高緩和段就會形成多種設(shè)計方案，在設(shè)定曲線長度為180m時，一種取超高緩和段的長度與曲線長度相等，則平均的超高漸變率得出的結(jié)果為1/800，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1/330的規(guī)范要求，因此采用變超高漸變率的方法來實(shí)現(xiàn)，即在路拱范圍在±2%時采用1/330；而在路拱為2%～3%的時候采用1/2 350來設(shè)計。但是此種設(shè)置超高的方式在挖方的路段是不適宜的，會造成一側(cè)挖方的邊溝出現(xiàn)積水。同時對于縱坡?lián)Q路段也并不適宜，使得合成坡度過小排水出現(xiàn)困難，所以適宜在填方路段或者干旱地區(qū)使用。

5 結(jié)論

在高速公路中因?yàn)榄h(huán)境和地理因素的影響，規(guī)劃中會出現(xiàn)一些特殊的曲線組合，超高設(shè)置的時候應(yīng)進(jìn)行區(qū)別對待。如：兩個反向緩和曲線徑向連接成為一個S型，如果按照常規(guī)的方法進(jìn)行設(shè)計，通常是對前一個曲線的線路的路拱橫坡進(jìn)行全超高恢復(fù)為正常的雙向路拱橫向設(shè)置超高值全超高的參數(shù)。而設(shè)置路拱橫坡是為了保證行車安全，在直線路段則是為了快速排除路面的積水，在曲線上為了抵消部分離心力和橫向排水，在S型的曲線逕相連接的位置的路拱橫坡值不能按照常規(guī)而一概而定，如：在一些立交匝道或者超高緩和段較短的路段中，超高漸變率較大甚至超高定值，采用曲線逕相連接位置的路拱橫坡值可以為平坡，以此獲得較小的橫坡代數(shù)差值，使得超高漸變率變小。

工程實(shí)例如：平曲線在平面交叉路口上，按照規(guī)范取值超高會過大從而影響施工和使用，，使得平面交叉道口的里面設(shè)計增加難度，行車不暢，此時可以根據(jù)交叉路口的實(shí)際行車速度進(jìn)行超高值的選擇，即按照行車主線車速的50%～80%來設(shè)計，或者對路段進(jìn)行限速。這僅僅是一種方式，在實(shí)際的設(shè)計中應(yīng)按照工程實(shí)際情況進(jìn)行斟酌。

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1674-6708（2012）59-0078-02