理论教育 超高渐变率计算及过渡调整规则

超高渐变率计算及过渡调整规则

时间:2023-09-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:表5-6 超高渐变率依据式(5-3)求得的超高缓和段长度,应取整为5m的倍数,并不小于10m的长度。超高的过渡应在回旋线全长范围内进行。

超高渐变率计算及过渡调整规则

汽车在平曲线上行驶时,受横向力或离心力作用会产生滑移或倾覆,为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高内侧低的单向横坡形式,称为平曲线超高。平曲线超高的作用是使汽车在平曲线上行驶时能获得一个指向内侧的横向分力,以克服离心力,减少横向力,从而保证汽车行驶的稳定性及乘客的舒适性。

1.超高横坡的计算

超高横坡度可由平曲线最小半径公式得到超高横坡的计算公式

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《规范》规定,圆曲线半径小于规定的不设超高圆曲线最小半径时,应在曲线上设置超高。超高的横坡度应根据设计速度、圆曲线半径、路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定,必要时应按运行速度予以验算。高速公路的最大超高值,在一般地区,不超过8%或10%(一般正常情况下采用8%,交通组成小客车比例高时可采用10%);在积雪冰冻地区,不超过6%。最小超高值应与直线部分的路拱横坡度值一致。

高速公路的纵坡较大处,其上行、下行车道可采用不同的超高值。

2.超高的过渡方式

高速公路整体式路基的超高过渡方式有绕中间带的中心线旋转、绕中央分隔带边缘旋转和绕行车道中心线旋转三种,如图5-11所示。

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图5-11 有中间带高速公路的超高过渡方式

a)绕中间带的中心线旋转 b)绕中央分隔带边缘旋转 c)绕行车道中心线旋转

(1)绕中间带的中心线旋转 先将外侧行车道绕中央分隔带边缘旋转,待达到与内侧行车道构成单向横坡后,整个断面一同绕中心线旋转,直至超高横坡度值。此时中央分隔带呈倾斜状。中间带宽度较窄时(≤4.5m)可采用。

(2)绕中央分隔带边缘旋转 将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转,使之各自成为独立的单向超高断面,此时中央分隔带维持原水平状态。此种方式适合于各种宽度的中间带。

(3)绕行车道中心线旋转 将两侧行车道分别绕各自的中心线旋转,使之各自成为独立的单向超高断面,此时中央分隔带两边缘分别升高与降低而成为倾斜断面。对于车道数多于4条的公路可采用。

分离式断面高速公路由于上行、下行车道是各自独立的,其超高的设置及其过渡可按两条无分隔带的道路分别处理,按无中间带的公路分别予以过渡。分离式断面高速公路的超高过渡如图5-12所示。

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图5-12 分离式断面高速公路的超高过渡

a)绕内侧车道边缘旋转 b)绕中线旋转 c)绕外侧车道边缘旋转

若超高横坡度等于路拱坡度,路面由直线上双向倾斜路拱形式过渡到曲线上具有超高的单向倾斜形式,只需行车道外侧绕中线逐渐抬高,直至与内侧横坡相等为止。

当超高坡度大于路拱坡度时,可分别采用以下三种过渡方式:

(1)绕内侧车道边缘旋转 先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面再绕未加宽前的内侧车道边线旋转,直至超高横坡值。一般新建工程多用此法。

(2)绕中线旋转 先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面绕中线旋转,直至超高横坡度。旧路改建工程多用此法。

(3)绕外侧车道边缘旋转 先将外侧车道绕外边缘旋转,与此同时,内侧车道随中线的降低而相应降低,待达到单向横坡后,整个断面仍绕外侧车道边缘旋转,直至超高横坡度。路基外缘标高受限制或者路容美观有特殊要求时可采用此种方式。

3.超高缓和段长度的确定

超高横坡度由直线段的双坡路拱,过渡到与圆曲线半径相适应的单向横坡的路段,要有一个逐渐变化的区段,这一变化段称作超高缓和段或超高过渡段。超高缓和段长度按下式计算

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式中 lc——超高缓和段长度(m);

B——旋转轴至行车道(高速公路为路缘带)外侧边缘的宽度(m);

Δi——超高坡度与路拱坡度的代数差(%);

ρ——允许超高渐变率,即旋转轴(高速公路一般为路缘带边缘)与行车道外侧边缘间相对坡度,其值见表5-6。(www.daowen.com)

5-6 超高渐变率

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依据式(5-3)求得的超高缓和段长度,应取整为5m的倍数,并不小于10m的长度。

超高的过渡应在回旋线全长范围内进行。当回旋线较长时,其超高的过渡可采用以下方式:

1)超高缓和段可设在回旋线的某一区段范围内,其超高缓和段的纵向渐变率不得小于1/330,全超高断面宜设在缓圆点或圆缓点处。

2)六车道及以上的公路宜增设路拱线。

对于高速公路,当采用中央分隔带外缘为旋转轴时,即便超高渐变率大于1/330,在纵坡平缓的情况下,行车道排水也会因断面较宽而难以达到满意的效果。为避免这种不良现象,除采取减小超高缓和段长度、加大超高渐变率、在回旋线的某一区段内设置超高等措施外,还可以采用在行车道中间增设路拱线以减少流水行程,从而减轻路面积水的方法,以改善排水条件。

对于硬路肩超高其主要处理方式有:

1)硬路肩超高值与相邻车道超高值相同时,其超高缓和段应与车道相同,且采用与车道相同的超高渐变率。

2)硬路肩超高值比相邻车道超高值小时,应将硬路肩横坡过渡到与车道路拱坡度相同,再与车道一起过渡,直至硬路肩达到其最大超高坡值。

对线形设计要求较高的公路,应在超高缓和段的起、终点插入一段二次抛物线,使之连接圆滑、舒顺。

4.超高值的计算

平曲线上设置超高以后,中央分隔带边缘和行车道外侧边缘与设计高的高差,应予以计算并列于“路基设计表”中,以便于施工。对于整体式断面的高速公路超高的过渡方式有前文所述三种,在实际的设计中应用较多的是绕中央分隔带边缘旋转和绕行车道中心线旋转这两种方法。在超高过程中,内外侧同时从超高缓和段起点开始绕各自旋转轴旋转,外侧逐渐抬高,内侧逐渐降低,直到HY(或YH)点达到全超高。计算公式列于表5-7和表5-8,计算点位置,图式如图5-13所示。

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图5-13 超高计算点位置图

5-7 绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式

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5-8 绕各自行车道中心旋转超高值计算公式

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表5-7 和表5-8中符号含义如下:

B——左侧(或右侧)行车道宽度(m);

b1——左侧路缘带宽度(m);

b2——右侧路缘带宽度(m);

bx——x距离处路基加宽值(m);

ih——超高横坡度;

iG——路拱横坡度;

x——超高缓和段中任意一点至超高缓和段起点的距离(m)。

表中仅列出了行车道外侧边缘和中央分隔带边缘的超高计算,硬路肩外侧边缘、路基边缘的超高可根据路肩横坡和路肩宽度从车道外侧边缘推算。

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