線路/路基●公路路線超高設(shè)計袁英爽(鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司公路分院，天津300251)摘要:隨著公路設(shè)計新理念的推廣 ,公路路線的超高設(shè)計也高旋轉(zhuǎn)方式及過渡方式如何選擇,才能迅速排除路面應(yīng)結(jié)合運(yùn)行車速理論對不同等級、不同地區(qū)、不同交通狀況的積水，既保證行車安全,又使路容美觀是本文論述的主道路進(jìn)行更加合理的超高設(shè)計,以保證道路行車安全。采用圖要內(nèi)容。表、公式及說明結(jié)合的方式論述了路線超高設(shè)計的主要內(nèi)容。其包括確定最大超高值、超高旋轉(zhuǎn)方式、過渡方式、超高漸變率.2超高橫坡度的控制因素及超高值的取值范圍及超高采用值,超高漸變率的選擇及超高的過渡方式應(yīng)根據(jù)地.形狀況、車道數(shù)、最大超高橫坡度值、橫斷面形式、車型組成、排超高設(shè)置是為了形成向心力而平衡高速行駛汽車水縱坡、路容美觀等因素綜合確定,并應(yīng)繪出路線的超高方式的離心力。離心力同橫向坡度、路面和輪胎之間的摩圍。分向行駛的多車道公路位于縱坡較大的路段上下行的運(yùn)擦力互相平衡,使汽車在橫向能保持穩(wěn)定,其關(guān)系式為行速度會有明顯差異,可根據(jù)具體情況采用不同的超高值。關(guān)鍵詞:公路路線;旋轉(zhuǎn);過渡;超高值;設(shè)計127R中圖分類號:0412.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A式中i--橫向坡度;文章編號:1004 - 2954(2009)12 - 0023 -04設(shè)計速度;摩擦系數(shù);1概述R-曲 線半徑?？紤]汽車實(shí)際行駛情況,超高橫坡度同路面垂直公路路線的超高設(shè)計直接影響道路的行駛安全。的分力成比例摩擦系數(shù)與作用于汽車上乘客的橫向尤其在以大貨車為主的高速公路,按規(guī)定設(shè)計速度設(shè)分力成比例。若作用于乘客的橫向力太大,人身就會置超高的地段上經(jīng)常出現(xiàn)向內(nèi)側(cè)翻車事故,而在運(yùn)行感到不舒服。因此,希望橫向坡度盡量大,而摩擦系數(shù)速度較高的下坡路段,由于超高設(shè)置不足,又出現(xiàn)小車則應(yīng)小些。但汽車的行駛速度不一定相同,橫坡過大,外側(cè)滑事故。如何根據(jù)不同情況設(shè)置合理的超高,超慢速行駛汽車為保持方向操作方向盤,就會感到不舒適。另外,冰雪路面的啟動和制動,會產(chǎn)生橫向滑移。收稿日期:2009 -07-20;修回日期:2009-10-26作者簡介:袁英爽(1970-),女,高級工程師,1991年畢業(yè)于石家莊鐵因此,對于確定的行車速度,最大超高值的確定主道學(xué)院,工學(xué)學(xué)士。要取決于曲線半徑、路面粗糙率及當(dāng)?shù)貧夂驐l件?？?1)滑坡產(chǎn)生的原因多種多樣,總體來說，地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件是主要因素,而人為工程活動是滑坡產(chǎn)生的誘因。為避免產(chǎn)生滑坡,要盡量減少對自然邊坡的擾動,開挖后要及時支護(hù)。(2)滑坡治理要以防排水為主,增加支擋物為輔。(3)對高邊坡開挖前,必須進(jìn)行地表位移監(jiān)測,具備條件時,及時采用深孔位移監(jiān)測,以位移變形情況指圉4滑坡治理效果導(dǎo)施工,防患于未然。為了進(jìn)一步分析邊坡治理后的效果,為今后滑坡治理(4)滑坡治理工程結(jié)束后,要采用地表位移監(jiān)測、提供有用的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),福州大學(xué)課題組在該邊坡抗深孔位移監(jiān)測、錨索應(yīng)力監(jiān)測等方法繼續(xù)進(jìn)行滑坡變滑樁上進(jìn)行鋼筋應(yīng)力計監(jiān)測和測斜管位移監(jiān)測。形及位移監(jiān)測,確保運(yùn)營安全。5結(jié)語參考$中國煤化工[1:[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2008通過金斗山滑坡的整治,總結(jié)歸納有以下經(jīng)驗(yàn)值TYHCNMHG得以后類似工程施工時引起注意,以確保施工安全和[2] 曹紅光.預(yù)應(yīng)力錨索整治高邊坡病害施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2004(10):41 - 43.運(yùn)營安全。鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計RAILWAY STANDARD DESIGN 2009(12)23袁莢爽-公路路線超高設(shè)計慮貨車運(yùn)行的安全性,在不考慮冰雪影響的地區(qū),其最緩和曲線(圖1(d))。大超高定為10% ,在考慮冰雪影響的地區(qū)為8%。冰雪影響嚴(yán)重地區(qū),最大超高應(yīng)為6%。反之,曲線半徑大,離心力就小,(i +f)的值也小。因而，超高橫坡小.也無妨。但考慮排水影響,超高的最小值應(yīng)采用直線路段的標(biāo)準(zhǔn)橫向坡度。mIIm3超高過渡與旋轉(zhuǎn)軸(3.1超高過渡3.1.1超高過渡 段計算由直線段的雙向路拱橫斷面逐漸過渡到圓曲線段咨見一的全超高單向橫斷面,其間必須設(shè)置超高過渡段。超高過渡段長度按下式計算c)(dLc=p'注:L.一緩和曲線長度;L.-超高過渡段長度:P.Px -超高漸變率。式中Lc-- 超高過渡段 長度,m;圖1 超高過渡方式示意B--旋轉(zhuǎn)軸至行車道(設(shè)路緣帶時為路緣.其實(shí),超高的過渡方式應(yīng)根據(jù)地形狀況、車道數(shù)、帶)外側(cè)邊緣的寬度,m;0.--超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差,% ;超高橫坡度值、橫斷面形式、車型組成、排水縱坡、路容P一超高漸變率,即旋轉(zhuǎn)軸與行車道(設(shè)路緣美觀等因素決定。對于過超高還是欠超高宜根據(jù)交通帶時為路緣帶)外側(cè)邊緣線之間的相對組成確定。3.2緩坡區(qū)排水設(shè)計坡度,其值見表1。路面水最終要排往路面兩側(cè),對于路面橫坡較緩表1超高漸變辜路段,如果縱坡很小，顯然路面水很難盡快排除;即使超商旋轉(zhuǎn)軸位置設(shè)計速度/( km/h)縱坡較大,“+2%~-2%”路段上的水仍要順路線方中線邊線121/2501/20向流淌,而不能及時排至路外。因此,無論公路縱坡大101/2251/175小,較小的路面橫坡路段對排水都是不利的。801/2001/1503.2.1緩和段長 度601/175 .1/125401/100控制較小橫坡路段超高設(shè)計的主要目的,是盡快30/75將該路段路面水排除,而超高漸變率是針對某一寬度21/50點(diǎn)的數(shù)值,與路面排水并非直接相關(guān),通過控制(就是根據(jù)上式求得過渡段長度,應(yīng)湊整成5 m的倍數(shù),盡量縮短)“+2% ~ -2%”的路段長度更為直接。這并不小于20 m的長度。種控制的極限是使(橫向排水最不利點(diǎn))超高漸變率3.1.2超 高過渡的方式滿足力學(xué)屬性要求并兼顧路容美觀。假設(shè)路面邊緣漸(1)全緩和段超高方式變率統(tǒng)- - 采用1/200 ,相關(guān)計算結(jié)果見表2。①緩和曲線較短時,超高漸變率采用不小于1/330如果設(shè)置緩沖豎曲線或者對路面邊緣緣石圓順要的統(tǒng)一漸變率在全緩和曲線內(nèi)完成(圖1(a))。求低一些,也可以采用規(guī)范給出的與設(shè)計速度對應(yīng)的②緩和曲線較長時,在+2%~-2%控制不緩于漸變率計算。1/330的漸變率進(jìn)行漸變,2%至采用超高在剩余長度3.2.2 路拱線內(nèi)完成(圖1(b))。對于多車道高速公路、一級公路,在滿足力學(xué)性能(2)部分緩和段超高方式和路容美觀要求的基礎(chǔ)上,即使采用較大的漸變率,排①緩和曲線較長時,通過計算得出不設(shè)置超高的水不I中國煤化工中,6.8車道“+2%，曲率半徑的位置,然后在該位置至圓曲線段內(nèi)采用不、162m,加上路面較小于1/330的漸變率完成超高漸變(圖1(c))。.TYH小從不小理心。CNMHG.為解決這一問題，②采用固定的不小于1/330的漸變率自圓曲線起可考慮增設(shè)路拱線。點(diǎn)至緩和曲線起點(diǎn)之前完成漸變,超高漸變段為部分增設(shè)路拱線的基本思路,就是將“+2% ~ -2%”24鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計RAILWAY STANDARD DESIGN 2009(12)袁英爽一公路路線超高設(shè)計線路/路基●路段較長范圍的排水不暢區(qū)域進(jìn)行重新布置,盡量減少平緩區(qū)范圍。表2緩坡區(qū)超高緩和段長度設(shè)計速度/(km/h)1201080匝道車道數(shù)86路基寬度/m4:34. 5028.00 44.00 .33. s026. 0032.00 24. 5012. 008. 50單幅路面寬度/m20.2515. 0011. 7520. 2515.0011.2514. 2510. 507.00+2%- -2%路段長度/m1621148456行車道路緣帶寬度/m17. 7512. 508.7512. 258.508. s05.00對應(yīng)點(diǎn)漸變率1/2281/2401/2691/2571/2331/2471/280例如,表2中34.50 m的雙向6車道高速公路,②繞路中線旋轉(zhuǎn)(圖3(b)) .“+2% ~ -2%”的路段的總長度規(guī)范為120 m,可在先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn).待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道路面寬度中部附近的第2.3車道分界線上增設(shè)一條路構(gòu)成單向橫坡后,整個斷面一-同繞路中線旋轉(zhuǎn),直至超拱線,路面總寬度為15. 00m,此路拱線左、右兩側(cè)寬高橫坡度。一般改建工程應(yīng)采用此種方式。度分別為B, =0.75 +2x3.75=8.25(m),B, =3.75 +③繞車道外側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn)(圖3(c))3. 00=6. 75(m)。超高過渡方式如下。先將外側(cè)車道繞車道外側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn),與此同時,內(nèi)前60m范圍:左側(cè)B,寬度部分,以左側(cè)路緣帶左側(cè)車道隨中線的降低而相應(yīng)降坡,待達(dá)到單向橫坡后,邊緣線為旋轉(zhuǎn)軸,由-2%過渡到+2%;右側(cè)B,部分，整個斷面繼續(xù)繞外側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn),直至超商橫坡度。以新增路拱線為旋轉(zhuǎn)軸,保持原路拱不變。此種方式可在特殊設(shè)計(如強(qiáng)調(diào)路容美觀)時采用。后60m范圍:左側(cè)B,寬度部分,以左側(cè)路緣帶左.邊緣線為旋轉(zhuǎn)軸,保持=2%路拱不變;右側(cè)B,部分，以新增路拱線為旋轉(zhuǎn)軸,由-2%過渡到+2%。如圖(a)繞內(nèi)側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn)(b)繞中線旋轉(zhuǎn)(2)繞外側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn)2所示。圖3無中 間帶公路的超高過渡方式路面邊緣新增路拱線中央分隔帶邊緣3.3.2有中 間帶的公路60_60(1)繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn)(圖4(a)). 中央分隔帶邊緣先將外側(cè)車道繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn),待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡后,整個斷面一同繞中心線旋一路曲邊緣轉(zhuǎn),直至超高橫坡值。此時中央分隔帶呈傾斜狀。中圄2路拱線示意(單位:m)間帶寬度≤4.5m的公路可采用此種方式。通過設(shè)置上述路拱線,不利于排水的平緩區(qū)域減(2)繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)(圖4(b))少約一半。由于增設(shè)了路拱線,需要從力學(xué)性能考慮，將兩側(cè)車道分別繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn),使之各驗(yàn)算不利點(diǎn)超高漸變率。本例中,新增路拱線邊緣漸自成為獨(dú)立的單向超高斷面,此時中央分隔帶維持原變率為8.25x0.04/60=1/182;路面邊緣線漸變率為有水平狀態(tài)。各種寬度中間帶的公路均可采用此種.6. 75 x0. 04/60= 1/222,新增路拱線邊緣漸變率略大.方式。一些,可通過調(diào)整設(shè)置范圍使其滿足路容美觀要求。(3)繞各自車道中線旋轉(zhuǎn)(圖4(c))3.3超高 旋轉(zhuǎn)方式將兩側(cè)車道分別繞各自的中心線旋轉(zhuǎn),使之各自.3.3. 1無中間帶的公路成為獨(dú)立的單向超高斷面,此時中央分隔帶兩邊緣分(1)超高橫坡度等于路拱坡度時,將外側(cè)車道繞別升高與降低而成為傾斜斷面。車道數(shù)大于4條的公路中線旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡度。路可采用此種方式。(2)超高橫坡度大于路拱坡度時,可分別采用以.下三種過渡方式。(a)繞中間帶的ah)繞中央分隔() 繞各自行車①繞車道內(nèi)側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn)(圖3(a))中國煤化工道中線旋轉(zhuǎn)先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn),待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道.構(gòu)成單向橫坡后,整個斷面再繞未加寬前的內(nèi)側(cè)車道MHCNMHG高過渡方式邊緣旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡度。-般新建工程應(yīng)采用此規(guī)范規(guī)定了各設(shè)計速度下的超高漸變率取值,見種方式。表3。鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計RAILWAY STANDARD DESIGN 2009(12)25線路/路基袁英奧-公路路線超高設(shè)計表3超高漸變辜 .度較大(尤其是超速)的小客車,因此,設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行.超高旋轉(zhuǎn)軸位置設(shè)計速度/(km/h)中線邊線總體考慮。如果貨車比例較高時,運(yùn)行速度不容易提201/2501/20高的地段，如隧道進(jìn)出口、大橋上,連續(xù)線形指標(biāo)較低.1001/2251/175路段等,小客車的運(yùn)行速度不易提高,這樣做的風(fēng)險就01/2001/150小;相反在平直路段,與較高線形連接處應(yīng)慎重,運(yùn)行1/1251/10速度高時,有時不僅不能減小超高,還需要按照運(yùn)行速1/75度要求設(shè)置較大超高。1/504.1.2低等級公路值得提出的是:對于有中央分隔帶、超高旋轉(zhuǎn)軸在低等級公路和互通式立交匝道,可按摩擦系數(shù)中央分隔帶邊緣時路線超高漸變率采用中線還是邊線μ=0.20計算臨界半徑,計算結(jié)果見表4。的漸變率時,目前說法不一。但筆者認(rèn)為,超高旋轉(zhuǎn)軸表4安全運(yùn)行臨界半徑在中央分隔帶邊緣時,實(shí)際上中央分隔帶是不動的,對運(yùn)行速度/(km/h) 臨界平徑/m運(yùn)行速度/(km/h) 臨界半徑/m于雙向行駛的兩幅道路實(shí)際是繞各自路幅的外側(cè)和內(nèi)404970147680側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)軸選用邊線較為合理。094超高值的采用也就是說對于低等級公路和互通式立交匝道,對當(dāng)運(yùn)行速度較高時,如果沒有足夠大的超高橫坡,應(yīng)不同的運(yùn)行速度,只要平曲線半徑大于表4中的臨車輛可能出現(xiàn)向外側(cè)滑事故;但是,當(dāng)設(shè)計速度較高、界半徑,且按一般設(shè)計原則需要設(shè)置大于6%的超高路拱超高橫坡較大但運(yùn)行速度較低或有不利側(cè)風(fēng)時,時,為了保證大型貨車的低速運(yùn)行安全,可仍設(shè)置6%裝載較高的貨車也容易出現(xiàn)向內(nèi)側(cè)翻事故,根據(jù)實(shí)際的超高。.調(diào)查得知，當(dāng)超高橫坡大于6%時,就易于出現(xiàn)這一.4.2 圓 曲線半徑小于安全運(yùn)行的臨界半徑現(xiàn)象。當(dāng)圓曲線半徑小于安全運(yùn)行的臨界半徑,如果仍因此,對于交通組成中大型貨車比率較高的情況,然設(shè)置6%的超高，運(yùn)行速度較高的車輛存在安全隱最大超高值宜控制在6%。患,這時可按快、慢車道分別設(shè)置超高,并附以必要的按照超高設(shè)計的一般要求,當(dāng)超高值≤6%時,可分道限速行駛標(biāo)志。例如,雙向4車道高速公路.可將不進(jìn)行特殊設(shè)計;當(dāng)按-般要求需要設(shè)置大于6%的內(nèi)側(cè)車道作為快車道,按-般原則設(shè)置超高,外側(cè)車道超高時,宜根據(jù)不同條件,分別進(jìn)行特殊設(shè)計。和硬路肩按慢車道設(shè)置超高;雙向6車道高速公路，可4.1圓 曲線半徑大于安全運(yùn)行的臨界半徑將內(nèi)側(cè)兩個車道作為快車道,第3車道作為慢車道。規(guī)范確定平曲線最小半徑時，考慮到- -般性和普當(dāng)路面寬度較窄,不便于設(shè)置不等超高時,如果必遍性原則,橫向力系數(shù)μ均留有一定的安全度。特殊須要保證大型貨車低速安全運(yùn)行(超高值不大于情況下，一般高速公路μ取0.15、低等級公路μ取6%),則只能通過設(shè)立限速標(biāo)志解決,但這樣做的運(yùn)0.20不會引起安全問題。行效果往往并不理想。4.1.1高速公路對于高速公路,無論設(shè)計速度為多少,均偏安全地5結(jié)論按運(yùn)行速度為120 km/h計算,則按μ取0.15計算安公路路線超高的設(shè)計應(yīng)根據(jù)公路等級.交通組成、全運(yùn)行臨界半徑路容美觀需求及駕駛心理,首先確定所采用的最大超127(μ+i) 127 x(0.15 +0.06)=540m高值,再選定合理的超高旋轉(zhuǎn)方式及過渡方式,根據(jù)不同的半徑值確定安全的超高值。分向行駛的多車道公式中n橫向坡度;路位于縱坡較大的路段,上下行的運(yùn)行速度會有明顯設(shè)計速度;差異,可根據(jù)具體情況采用不同的超高值。μ-摩擦系數(shù);參考文獻(xiàn):-曲線半徑。[1]中國煤化工S].也就是說,對于高速公路,只要平曲線半徑大于[2]3]MYHC N M H G[M].北京:人民交通出版540m,且按-般設(shè)計原則需要設(shè)置大于6%的超高社,2005.時,為了保證大型貨車的低速運(yùn)行安全,仍設(shè)置6%的4] 劉佰瑩,姚祖康.公路設(shè)計工程師手冊[ M].北京:人民交通出版超高-般認(rèn)為沒有問題。這樣設(shè)計的風(fēng)險在于運(yùn)行速社,2002.佚道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計RAILWAY STANDARD DESIGN 2009(12)