公路超高过渡段纵坡设计探讨
关于公路的超高及其过渡段的设计应用
高速公路 、 一级公 路
ｌ Ｏ或 ８
二、 、 三 四级公路
８
高值” 对应表 ， 使得实际设计工作中 ， 高取值计算 因人而 异 ， 超 掌
握尺度相差较大 。实际设计人员 、 复核人员 、 审核人员 以及 评审 人员往往对于一种情况会选用多种结果 ， 而且各有理由。针对这 种情况 ，本文力求从现状及未来 公路发展状况 、从保证行 车安 全 ，提高乘车舒适性方面提 出选定超 高值以及设置超 高过 渡段 的方法 ， 供公路路线设 计人员参考 。
需控制在 １％左右 。当ｆ ｏ１ ， 弯不感 到有曲线的存在 ， ５ ＜． ０时 转 很 平稳 ； － ． 当ｆ ｏ１ ， ５时 转弯感到有 曲线的存在 ， 尚平稳 ； ｆｏ２ 但 当 ＝． － ０ 时， 已感到有曲线 的存在 ， 并感 到不平稳 。我国根据研究资料 ， 采 用 乘员 承 受 最 大 横 向 力 系数 厂 见 表 １ 唧 。
表 ３ 不设超 高的圆曲线最小半径
设 计 速 度 ／ｋ ／ ） （ｍ ｈ ｌ０ １０ ２ ０ ８ ６ ４ ３ ２ ０ ０ ０ ０ ０
不设超高
最 小半 径
路拱 ≤２ ％ ５５ ０ ｏ ４Ｏ ｏ Ｏ ｏ ｏ ３ ０ ｌ０ ０ ２５Ｈ １ ０ ６ｏ ５ ５ Ｄ ５
表 １ 乘 员 承 受 最 大横 向 力 系数
ｒ
０
５ ０ １０ ０ １５ ０ ２０ ０ ２ ５ ０ ３ ０ ０ ３ ５ ０ ４０ ０ ４ ５ ０ ５０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
图 １ 图曲线半径与横行力 系数之间的关系
关于公路的超高及其过渡段的设计应用
郝 晨 琦
（ 圳 公 司 工 程顾 问有 限公 司 ，广 东 深 深圳 ５ ８３ ） １０４
超高缓和段设计长度和过渡方式与适用条件研究
超高缓和段设计长度和过渡方式与适用条件研究1 超高缓和段长度1.1 超高渐变率的选用超高渐变率应控制在一定的数值范围内。
超高渐变率太大，路容不美观，乘客不舒适；太小，排水困难。
我国路线规范针对四车道以下公路规定了不同设计速度时最大超高渐变率。
对六车道和八车道高速公路的超高渐变率没有明确规定，美国AASHO对于多车道路面超高缓和段的长度规定为：三车道公路的超高缓和段长度，为双车道公路长度的1.2倍；四车道公路的超高缓和段长度，为双车道公路长度的1.5倍；六车道公路的超高缓和段长度，为双车道公路长度的2.0倍。
超高缓和段相同时，至旋转轴距离越大，超高渐变率越大；同时路幅扭转的角速度也不同，即旋转路幅越大，超高渐变率的值越大。
出于排水考虑，车道横坡度由-2%（或-1.5%）过渡到2%（或1.5%）的路段超高渐变率p不得小于1/330。
我国未对六车道和八车道高速公路的最小超高渐变率进行规定。
若取相同渐变率，会造成滞水路段长度过长，故设计多车道高速公路，从标准路拱过渡到零坡时，一般取四车道高速公路超高渐变率为1/330时所对应的路面扭转角速度（即超高缓和段长度），反算六车道和八车道的超高渐变率，当超高渐变率大于规范所规定的最大值时，取规范规定的最大值。
例如设计速度为120km/h 的高速公路，六车道从标准路拱过渡至0路段的最小超高渐变率取1/250；八车道的取1/200。
既保证路面排水的通畅性，又保证行车的舒适性。
此外，当超高渐变率大于1/250时，应在外侧路缘折角部分加入缓冲竖曲线，使超高过渡视觉效果连续。
1.2 超高渐变率影响因素：①控制路面外侧边缘的加速度（或路面内侧边缘的降低速度）旋转角度在P相同时，因超高形式不同其值不同。
由试验知，绕中轴旋转时的超高旋转角速度ω取值0.032—0.048（rad/s）时，或绕内边轴旋转时的超高旋转角速度ω取值在0.016—0.024（rad/s）时，司乘人员无不舒适之感。
高速公路超高过渡段的设计探讨
（1）
2 超高过渡段的设计要点 2.1 超高过渡形式的选用
（1）绕中央分隔带中线旋转。在超高过渡前半段， 内侧行车道维持不变，外侧行车道先绕中央分隔带边线
式中： 为车辆在圆曲线上行驶时所产生的离心
加速度，在设计速度与圆曲线半径确定的情况下，该项 是确定的；横向力系数 μ 的确定需要依据规范规定的 不同情况下的最小半径分别采用，如表 1 所示。
表 1 横向力系数 μ 值及圆曲线半径 R 值
设计速度 /（km·h-1）
极限最小半径 /m
μ/R
一般最小半径 /m
作者简介：魏同军（1974—），男，高级工程师，研究方向： 路桥设计。
横向力系数 μ 与弯道半径 R 呈密切的负相关性。 当 μ 值过大时，车辆不能够连续稳定地行驶，驾乘人
· · 230 | 工程设计 | Engineering Design
2020 年第 6 期
员会有倾覆、被甩出等不稳定的危险感。行驶速度 v 是 驾驶员实际中采用的行车速度，根据以往工程经验与 实际调查，公路上车辆的平均行驶速度为设计速度的 70% ～ 90%，对于高速公路可以取低值 [2]。采用运行 速度计算超高值可以更贴近实际需求，避免过度超高。 当 按 式（1） 计 算 的 超 高 值 ih 小 于 路 拱 横 坡 iG 时， 取 ih=iG；当计算的超高值 ih 大于规定的最大超高 imax 时， 取 ih=imax，即保证超高既不过小而效果甚微，也不过大 反而带来向弯道内侧的倾覆感。 2.3 超高过渡段长度的确定
在超高过渡形式与超高数值选定后，根据公路横断 面宽度与适当的超高渐变率即可计算高速公路的最小超 高过渡段长度，如式（2）所示，最后需要将计算结果 与当前线形中的缓和曲线段进行对比协调，最终确定超 高过段长度，m；B' 为旋转轴 至行车道（或路缘带）外侧边缘的宽度，m（当绕内边 线旋转时 B'=B，当绕中线旋转时 B'=B/2，B 为行车道宽 度）；△ i 为超高坡度与路拱横坡度的代数差，%（当 绕内边线旋转时△ i=ih，当绕中线旋转时△ i=ih+iG，ih 为超高值，iG 为路拱横坡度）；p 为超高渐变率，即旋 转轴线与行车道（或路缘带）外边线之间的相对坡度， 超高渐变率的最大值如表 2 所示。
简述公路路桥过渡段的设计
简述公路路桥过渡段的设计【前言】：随着我国交通建设的快速发展，公路的质量问题越来越受到大众的关注。
尤其是在桥梁引道处，由于桥台与路基的刚度差异性以及路基沉降的原因，极易产生沉降差，导致轨面发生弯折，出现桥头跳车现象，引起车辆行驶方面的问题。
因此，在路基与桥梁之间设置一定长度的过渡段，可使轨道的刚度逐渐变化，并最大限度地减少路基与桥梁之间的沉降差，达到降低线路的振动，减缓线路结构的变形，保证列车安全、平稳、舒适运行的目的。
一、路桥过渡段设计与施工过程中存在问题1.1地基条件的差异现在许多公路路桥过渡段是修筑在条件差并未经很好处理的软弱地基土上的。
在软土地基上，路桥过渡段的路基和桥梁的工后沉降量是不同的，因此在路桥过渡处必然有沉降差。
路桥过渡段由于其结构的原因，桥头路基的填筑高度较大，产生的基础应力也较高，因此，地基在路桥过渡段产生的沉降较其他路段要大一些。
由于公路路桥过渡段地基土的性质及结构不同，所产生的沉降和沉降达到稳定所需要的时间也不同。
1.2桥台后路堤填料由于公路路桥过渡段施工的原因，往往作业面相对狭小，碾压质量不易控制，其压实度达不到设计要求。
即使施工时压实度全部达到了设计的要求，但因运营时路堤填土本身的自重和动荷载的作用，也将使路堤填土进—步压缩变形，使得路桥过渡处出现沉降差。
公路路桥过渡段桥台前的防护工程，由于受到水平土压力的作用，将产生一定的水平位移。
这一水平位移将会导致路桥过渡处路堤出现沉降变形。
路桥过渡处常会产生细小的伸缩裂缝，经过地表水或雨水的渗透后，路堤填土出现病害，强度降低，产生沉降。
1.3设计及施工问题公路路桥过渡段设计时，对路桥过渡区段的施工碾压过程考虑不周，对填料的要求不严格，桥台后的排水设计考虑不周，都将影响其施工质量。
公路路桥过渡段施工时，对工期或工序安排不当，以至使路桥过渡区段的填土碾压工作安排在施工工期的尾部，被迫赶工期，不能够很好地控制填土压实质量，使得填土本身出现沉降变形。
关于城市道路设计中超高和加宽值的探讨分析
关于城市道路设计中超高和加宽值的探讨分析王成玉【摘要】结合城市道路相关设计规范,探讨了城市道路的超高和加宽计算方法.对于城市道路超高设置,指出应根据横向力系数、道路纵坡、两侧用地及建筑物环境因素等几方面的要求合理确定.详细介绍了超高过渡段长度的计算过程,同时还介绍了单车道加宽值、内外车道加宽值、多车道加宽值的计算方法,对城市道路如何进行加宽过渡作了探讨.【期刊名称】《城市道桥与防洪》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P28-31)【关键词】城市道路;超高;超高过渡段;加宽;加宽过渡段【作者】王成玉【作者单位】安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽合肥230088【正文语种】中文【中图分类】U4120 引言城市道路规范中提供了最大超高横坡度与设计速度对应关系的通用表，但目前由于道路类计算机软件的发展，部分道路设计人员在计算超高加宽时过份依赖软件中的设定值，对道路超高和加宽存在认识不全面，也存在对原理本质认识不清的现象。
本文根据规范中的相关条文，对道路超高、加宽的计算原理进行专门探讨。
1 超高1.1 设定超高的目的在弯道上，当汽车在双向横坡的车道外侧行驶时，车重的水平分力将增大横向侧滑力，所以当采用的圆曲线半径小于不设超高的最小半径时，为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，须将曲线的外侧路面横坡做成与内侧路面同坡度的单坡横断面。
1.2 超高计算公式依据规范中圆曲线半径计算公式，可得出超高计算公式：式中：V为设计速度，km/h；R为圆曲线半径，m；μ为横向力系数，取轮胎和路面；i为路面横坡或超高横坡，以小数表示。
由式（1）可知，在设计速度、圆曲线半径确定后，超高值的确定与横向力系数μ有关，也就是说，同一设计速度、圆曲线半径可以有不同的超高值。
1.3 超高值的确定在道路曲线部分，汽车行驶时所承受的离心力被路面超高使汽车产生的横向力及路面与轮胎之间的摩擦力抵消，因而能保持横向稳定，顺利行驶。
高速公路超高过渡段的设计研究
Gao su gong lu chao gao guo du duan de she ji yan jiu高速公路超高过渡段的设计研究■许丽香高速公路的超高过渡段设计合理与否直接关乎的车辆 行驶的安全性、舒适性及公路的建设质量和运营寿命。
本文首先对高速公路超高过渡段的作用和设置条件展开详细分析，随后研究了不同类型高速公路及互通立交的超高过 渡段设计形式，最后推导出了计算超高横坡坡度和超高缓和段长度的理论公式。
一、超高过渡段的作用和设置条件1. 超高过渡段的作用高速公路的超高过渡段能够保证车辆在行驶过程中得到偏向行车道内侧的横向分力，从而克服或减小车辆在行 驶过程中出现的离心力，保证行车的安全性和舒适性。
2. 超高过渡段的设置条件如果高速公路平曲线的半径较大，且超过了应当设置超高过渡段的最小平曲线半径，则需要设计超高过渡段。
高速公路在设置超高过渡段时主要考虑的因素有当地的地 形、行车速度等等。
高速公路不设超高过段段的圆曲线最小半径如下表所示：表1高速公路不设超高过渡段的圆曲线最小半径统计表地形地貌车辆行驶速率(km/h )最小半径(m)平原1205500丘陵1004000山区802500601500二、超高过渡段的设计形式根据公路的交通规划不同，公路在进行超高过渡段设 计形式也并无统一标准。
主要分为以下几类：1.无中央分隔带的高速公路超高设计如果高速公路的超高横坡与路拱横坡坡度能够基本一 致，只需要使高速公路的内侧行车道位置保持稳定，并以 高速公路的中心线作为旋转轴抬高高速公路路外侧的行 车道坡度即可；如果公路的超高过段段的横坡坡度大于路拱横坡坡度时，可以选择以内边缘为旋转轴、以道路中线为旋转轴、以外边缘为旋转轴三种形式来设计公路超高过 渡段。
(1 )以内边缘为旋转轴。
以内边缘为旋转轴设计超高过渡段时应当分两步来进行：第一步，保持道路内侧行车道位置不变，并以道路的中心线作为旋转轴抬高道路外侧的行车道坡度，使其与内侧行车道基本位于同一平面； 第二步，将高速公路内侧行车道边缘作为旋转轴，然后将高速公路行车道整体抬高到规范所要求的数值。
纬地超高过渡段设置及解析
纬地超高过渡段设置及解析(2013-06-17 11:31:51)标签：分类：众所周知，超高设计是公路线形设计的重要组成部分之一,超高设计的合理与否,不仅直接影响到行车的安全舒适、路面排水的快捷通畅,而且还影响到路容的美观。
纬地软件作为国内公路设计软件行业的领航者，经过多年对专业与技术不懈的钻研，综合国人设计与操作的习惯，已经形成了独有的特色。
易用、快捷、灵活、集成化与标准规范衔接紧密早已成为广大用户生产设计过程中的共识。
纬地在超高加宽计算方面的处理，即是“精于心，简于形”的完美体现。
公路路线设计规范和有关教材对公路一般情况下的超高设计已作了明确的规定和介绍,本文将不再赘述。
下面将结合路线规范及纬地软件数据文件，对纬地软件超高过渡的设置及计算进行阐明。
希望借此能帮助用户更好的理解纬地的技术思想，知其所以然，以便更好的服务于广大客户生产设计。
关于超高，我们都知道，根据其超高旋转轴的不同，主要可分为三种方式，结合笔者日常的技术支持工作，以咨询频率最高的“绕曲线内侧行车道边缘旋转”（也称内边轴旋转）为例，进行计算与分析。
项目信息：某拟建二级公路，设计速度60Km/h，其中平曲线半径R=150m，缓和曲线Ls1=Ls2=70m，切线T1=T2=252.374m，前直线长L=278.0409m，交点转交α=110°18′3″（右偏），该曲线的主点桩号为：ZH=K0+278.041，HY=K0+348.041，QZ=K0+457.433，YH= K0+566.825，HZ=K0+636.825，断面组成为：无中分带，两侧行车道宽度各B1=3.5m，横坡值i1=2%；两侧硬路肩宽度各B2=0.75m，横坡值i2=2%；两侧土路肩宽度各B3=0.75m，横坡值i3=3%。
设计信息：超高旋转方式：绕曲线内侧行车道边缘旋转；超高渐变方式：线性；超高渐变率：1/125（取自规范表7.5.4）；最大超高选择6%。
公路路线超高设计的关键问题分析
公路路线超高设计的关键问题分析随着科技的不断进步与发展，大大推动了交通运输业的发展与完善，公路路线的优化设计在整个公路建设中起着至关重要的作用，道路设计被逐渐的重视起来。
在公路路线设计中，超高设计是一项基础性工作，其设计的合理与否，将直接关系到道路行车是否安全。
为使道路行车安全得到充分保障，应当在运行车速理论的指导下，对不同交通状况、不同地区、不同等级的道路进行合理的超高设计。
本文从公路路线超高设计的必要条件出发，针对公路路线超高设计中的关键问题进行详细分析。
标签：公路；路线；超高设计；关键问题；问题分析引言：随着高速公路交通事故的频频发生，很多研究分析表明，公路曲线路段是发生事故的多发点，为此，公路施工人员必须引起足够的重视与了解。
在公路安全设计中，曲线路段超高设计是其关键问题，施工人员和设计人员也应当对其引起充分的重视。
在实际的公路工程建设中，由于各路段存在着差异性，会增加超高设计的复杂性，所以在设计过程中，必须综合考虑车量组成、道路性质、区域结构等多种因素，制定合理的超高设计方案，以确保行车安全。
一、公路路线超高设计的必要条件公路路线的超高设计是在曲线路段断面上设计为外侧高于内侧的单向横坡，这种设计可以抵消消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力。
超高的单向横坡由车辆速度、曲线路段半径、路面类型等因素相关，其关系可表达为以下公式：式中：i为单向横坡超高值；v为车辆速度；R为曲线路段的半径；u为横向力系数。
由公式可以輕易得出横向力系数与超高值之间的关系。
当圆曲线半径的数值大到与设计速度成一定比例时。
将横向力系数M降低到最小值的情况下.可以保证车辆不受离心力作用，能够保持稳定，此时可考虑不设置曲线超高。
横向力系数可以理解为当车辆在曲线路段行驶时，车辆与路面产生的横向摩擦阻力，受轮胎材料、充气压力、路面条件等因素影响。
当横向力系数u10.40时，车辆转弯时非常不稳定，甚至有倾覆的危险。
横向力系数的存在，对车辆的平稳行驶有着极为不利的影响，设计曲线路段的超高时应尽量减小横向力系数。
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公路超高过渡段纵坡设计探讨
摘要：公路纵坡特别是超高过渡段合成纵坡取值至关重要，合成纵坡过小导
致排水不畅，从而影响行车安全。
六车道以上高速公路尤其应该重视合成纵坡的
设计。
本文结合某八车道高速公路超高过渡段纵坡取值，针对不同纵坡及超高渐
变率下的合成纵坡进行分析，探讨公路超高过渡段纵坡设计。
关键词：公路；超高过渡；纵坡
截止2020年底，我国已建成高速公路16.1万公里。
根据交通运输部印发
《公路“十四五”发展规划》，“十四五”时期，我国将新改建高速2.5万公里，其中新建2万公里，扩容改造5000公里。
展望2035年，我国将基本建成安全、
便捷、高效、绿色、经济的现代化公路交通运输体系。
随着高速路网不断完善及
扩能是重要任务之一，人民对交通出行的要求更高，越来越多的六车道、八车道
甚至十车道高速公路走上交通建设的舞台。
本文结合某八车道高速公路超高过渡段纵坡取值，针对不同纵坡及超高渐变
率下的合成纵坡进行分析，探讨公路超高过渡段纵坡设计。
1.超高路段排水分析
设置超高的曲线内半幅路面一般横坡都大于2%，排水较为顺畅。
设置超高的
曲线外半幅可能存在横坡较小甚至为0%的路段，横坡较小路段的雨水径流基本沿
路线纵坡纵向流动，路面径流长度是一般路段的数倍甚至十数倍。
一般路段的路面外边缘一般为土路肩，路面汇水可以直接排出路面范围。
对于中分带设置缘石的路基段及桥梁路段，路面水一般汇流至排水口，通过
排水口排出路外，部分雨水被护栏或缘石阻拦而形成反射径流，雨水与反射径流
交织后继续沿路面漫流，漫流经横坡为0%以后改变横坡倾向时，可能斜穿至路面
另一侧。
超高过渡段外半幅路面雨水径流的路径长度随超高过渡段的长度的增加而增长，路面的雨水径流的流动水膜的累积厚度随雨水径流的路径长度的增加而增加。
水膜过厚，高速行驶车辆将因车轮滑移、方向失控而诱发交通事故，当车辆密度
较大时可能发生群体性互相碰撞的交通事故。
3.超高路段设计纵坡研究
1)规范规定
《公路路线设计规范》第8.5.3条文说明规定：合成坡度关系到路面排水。
合成纵坡过小则排水不畅，路面积水易使汽车滑移，前方车辆溅水造成的水幕影
响通视，是行车中易发生事故。
为此，应保证路面有0.3%～0.5%的合成坡度。
合
成坡度较小时，必须在排水设计上予以考虑。
2）对规范的理解
当合成纵坡小于0.5%甚至为0%时，路面区域容易形成较厚的滞留水膜，不
利于高速行驶车辆的安全。
超高过渡段路线纵坡较为平缓时，当纵坡与超高附加
纵坡的倾向相同，其外半幅路面超高过渡段局部最小合成坡度较容易大于0.5%；
当纵坡与超高附加纵坡的倾向相反，其外半路幅超高过渡段局部路面的最小合成
坡度易出现小于0.5%甚至为0%的情况。
3）纵坡取值分析
某项目设计速度120km/h，双向八车道，路基宽度42米。
取设计平曲线7与
平曲线8作为分析对象。
JD7和JD8为S形曲线，JD7半径2000，缓和曲线长
250m，最大设计超高值为3%；JD7半径2000，缓和曲线长250m，最大设计超高
值为3%。
选取JD7与JD8公切点附近进行研究。
（1）设计纵坡为0.3%
当采用设计纵坡为0.3%时，路面等高线如图1，最小段合成纵坡为0，且存
在大范围汇水区，排水纵坡非常缓。
经测算，最大水膜厚度6.4mm，雨天行车安
全隐患大。
图1路面等高线图（纵坡0.3%）
（2）设计纵坡为1%
当采用设计纵坡为1%时，路面等高线如图1，最小段合成纵坡为0.55%，整体排水较顺畅，无大的汇水区域。
经测算，最大水膜厚度1.4mm，极大减小雨天
行车安全的隐患。
图2路面等高线图（纵坡1%）
经核查，该项目直线路段最小纵坡为0.5%，标准路拱横坡均采用2%，其合成坡度I直=2.06%＞0.5%，满足排水要求。
经核查，该项目设计段落内有两种圆曲线路段，一是圆曲线半径≥5500m,不需要设置超高，对应最小纵坡为0.5%，其圆曲线内合成坡度大于0.5%，满足排水要求。
二是圆曲线半径小于5500m，需要设置超高，该项目段落全超高仅2%、3%、4%，对应的最小纵坡为0.85%、0.5%、1%，其圆曲线内最小合成坡度为
2.17%，大于0.5%，满足排水要求。
对于超高渐变段，其超高外侧纵坡与设计中线纵坡不一致的路段，应重点检测超高过渡段合成纵坡，以确保合成坡度满足路面排水需要。
经检测，该项目设计段落路面边缘最小合成纵坡为0.55%，大于0.5%，满足排水要求。
3.超过段排水的建议改善措施
对于超高过渡段，建议通过调整设计纵坡，使合成纵坡满足不小于0.5%。
若纵坡无法调整，建议改善措施如下：
（1）设置排水路面
可以采用OFGC等大空隙沥青混合料作表层，将降雨透入到排水功能层，并
通过层内将雨水横向排出，从而消除了带来诸多行车不利作用的路表水膜，显著
提高雨天行车的安全性、舒适性。
（2）通过设置纵向排水沟
经实例证实，桥上加密雨水口对改善排水的效果不理想。
建议在桥面超高低
点设置纵向排水沟，可以及时收集路面水，通过泄水管排至路面外。
4.结语
超高过渡段排水不畅极易引起交通安全事故。
公路设计阶段，应重视路面排
水的重要性，充分考虑平纵组合，应保证超高过渡段合成纵坡不小于0.5%。
对于
合成纵坡不小于0.5%路段应设置排水措施，保证排水通畅及雨天行车安全.
参考文献
[1]JTG D20-2017,公路路线设计规范.北京：人民交通出版社股份有限公司，2017.
[2] JTJ B01-2014,公路工程技术标准.北京：人民交通出版社股份有限公司，2014.。