横断面设计超高设计

一、路拱及路肩、路侧带的横坡度

为了利于路面横向排水,将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形,称为路拱。路拱对排水有利,但对行车不利。路拱坡度所产生的水平分力增加了行车的不平稳,同时也给乘客以不舒适的感觉。当车辆在潮湿或有水的路面上制动时,还会增加侧向滑移的危险。规定值见表5-7。

高速公路与一级公路由于路面较宽,迅速排除路面降水尤为重要,在降雨强度较大的地区,路拱坡度可适当增大。

分离式路基,每侧行车道可设置双向路拱,这样对排除路面积水有利。在降水量不大的地区也可采用单向横坡,并向路基外侧倾斜。

路拱的形式有抛物线形、直线接抛物线形、折线形等。

土路肩的排水性远低于路面,其横坡度较路面宜增大1、0~2、0% 。硬路肩视具体情况可与路面同一横坡,也可稍大。

人行道横坡宜采用单面坡,坡度为1%~2% 。路缘带横坡与路面相同。

二、曲线超高

(一)超高及其作用

为了抵消车辆在曲线路段行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式,这就就是曲线上的超高。

合理的设置超高,可以全部或部分抵消离心力,提高汽车行驶的稳定性与舒适性。汽车在圆曲线上行驶,离心力就是常数;在回旋线上行驶,其离心力就是变化的。因此,超高横坡度在原曲线上应就是与圆曲线半径相适应的全超高,在缓与曲线上就是逐渐变化的超高。

这段从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段,称作超高缓与段或超高过渡段。

(二)超高率的计算

1、最大超高与最小超高

对最大超高与最小超高的规定见表3-1与3-2。

2、计算公式

(1) ,由此计算得到超高,但就是横向力系数μ不易确定。

(2)取μ=0,

,ih>ih(max)后,离心力由f承担,V取设计速度。

(3)将(2)中的速度V取实际速度。

(4)以曲线的形式变化,在最大超高处,μ=0时的半径

见图5-16(张雨化版),令1/R=1/RA、ih=ih(max),所对应的点为B;令1/R=1/Rmin、ih=ih(max),所对应的点为D。将OB的中点A与BD的中点C相连接,然后分别在OAE与ECD两个转折处作与直线相切的两条二次抛物线,取抛物线上的纵坐标为各种R的设计超高值ih。

(三)超高的过渡

1、无中间带道路的超高过渡

无中间带的道路行车带,在直线路段的横断面均以中线为脊向两侧倾斜的路拱。当超高横坡等于路拱坡度时,行车道外侧绕中线旋转,直至与内侧横坡相等,如图5-19所示。

当超高坡度大于路拱坡度时,可采用以下三种过渡方式:

(1)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缘旋转,直至超高横坡值(图5-20a)。

(2)绕中线旋转

先将外侧车道绕中线旋转,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 (图5-20b)。

(3)绕外边缘旋转

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,整个断面绕外侧车道边缘旋转,直至超高横坡度 (图

5-20c)。

2、有中间带公路的超高过渡

(1)绕中间带的中心线旋转

先将外侧行车道绕中间带的中心线旋转,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(图5-21a)。

(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(图5-21b)。

(3)绕各自行车道中线旋转

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(图5-21c)。

(四)超高缓与段长度

Lc＝βΔi／ p

Lc——超高缓与段长度(ｍ);

β——旋转轴至行车道外侧边缘的宽度(m);

Δi——超高坡度与路拱横坡的代数差(％);

p——超高渐变率,即旋转轴与行车道外侧边缘之间的相对坡度,其值如表5-10。

根据上式计算的超高缓与段长度,应凑成５ｍ的整数倍,并不小于10m的长度。例:双车道绕内侧旋转,β＝7、5m, Δi=6%-1、5%=4、5%, p=1/150

Lc＝55ｍ

＊一般情况下,超高缓与段长度与缓与曲线长度相等。

＊缓与曲线长度过长时,超高过渡在缓与曲线的某一区段内进行。

＊一定大小的超高渐变率。

(五)横断面超高值的计算

1、不设中间带的公路