高速公路超高设计计算方法_朱峰

摘要：根据高速公路超高的方式和形成过程，结合双车道公路超高设计计算方法，提出了高速公路超高设计的计算方法，并给出了实际算例。

关键词：高速公路；超高；计算方法中图分类号：!"#$%&’文献标识码：(文章编号：#’)$*++&$（$++&）+$*++&)*+"#超高的作用及设置条件#%#超高的作用超高是将公路曲线部分的路面设计成向曲线内侧倾斜的单向横坡，使得汽车在曲线上行驶时能够获取一个指向曲线内侧的横向分力，以克服或削弱离心力对行车的影响。

#%$超高的设置条件根据文献,#-规定，当公路平曲线的半径小于不设超高的最小半径时，应按要求设置超高。

具体数值见表#。

$超高的过渡方式及其适用性为了分离对向行驶的车流，保证较高的行车速度和行车安全，高速公路均应按规定,#-设置中间带（中间带.中央分隔带/两条左侧路缘带），高速公路路基横断面的组成见图#。

有中间带公路的超高过渡方式主要有&种,$-，如图$所示。

图#高速公路路基横断面组成示意图（图中未显示横坡度）$%#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，与内侧行车道构成单向横坡后，整个断面再一同绕中心线旋转，直至达到超高横坡度值。

如图$（0）所示。

该种超高过渡方式适用于中间带宽度小于或等于"%12的公路。

高速公路超高设计计算方法朱峰#，董吉福#，李贵庆$（#%山东交通学院土木工程系，山东济南$1++$&；$%高青高速公路管理局，山东高青$1’&++）收稿日期：$++&*+&*##作者简介：朱峰（#3’’*），男，山东平阴人，山东交通学院讲师，工程硕士%第##卷第$期山东交通学院学报456%##75%$$++&年’月89!:7(;9<=>(7?97@8A(9B97@!7A4C:=ABD8EF%$++&表#不设超高的圆曲线最小半径地形计算行车速度G （H2G I ）不设超高最小半径G 2平原微丘#$+11++重丘#++"+++山岭J+$1++’+#1++山东交通学院学报!""#年$月第%%卷（&）绕中间带中心线旋转（’）绕中央分隔带边缘旋转（(）绕各自的行车道中心线旋转图!有中间带公路的超高过渡方式!)!绕中央分隔带的边缘旋转将两侧的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不发生变化。

如图!（’）所示。

各种中间带宽度的公路均可采用该种超高过渡方式。

!)#绕各自行车道的中心线旋转将两侧的行车道分别绕各自的中心线旋转，使之成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带的两边分别升高或降低而成为倾斜的横向断面。

如图!（(）所示。

该种超高过渡方式适用于车道数大于*条的公路。

#超高的设计计算方法图!（&）和图!（(）所示两种超高过渡方式在超高过程中，其中央分隔带及路缘石会产生不同程度的变形，影响美观，因而在使用时均有一定的局限性，图!（’）所示超高过渡方式（绕中央分隔带边缘旋转）具有较强的通用性，在此仅对该方式进行探讨和研究。

#)%确定超高缓和段的最小长度由于中央分隔带两侧的行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，直至达到全超高横断面（超高横坡度为单向横坡!"），所以内侧车道只是增大横坡度，其坡向并不发生变化，而外侧车道不但横坡度变大，坡向也发生变化。

在外侧车道横坡方向发生变化过程中，会出现横坡度为"的断面（称为临界断面），该断面前后路段不利于路面水的横向排除，为了确保纵向排水的畅通，超高渐变率#不应太小（规范要求：#!%##"）。

因此，超高缓和段最小长度的确定应主要考虑外侧车道超高的变化，而让内侧车道的变化服从外侧的变化，即根据外侧车道超高的变化确定超高缓和段的长度后，使内侧超高缓和段的长度与外侧的相等。

外侧车道超高缓和段最小长度+#,为$%&’（!"(!%）#，（%）式中’为旋转轴至右侧路缘带外侧边缘的宽度，即行车道宽度-左侧路缘带宽度-右侧路缘带宽度，.；!"为路面超高横坡度，/；!%为路拱横坡度，/；#为外侧车道的超高渐变率，即旋转轴与右侧路缘带外侧边缘之间的相对坡度。

因为内侧车道超高缓和段的长度与外侧车道的相等（也为$)），故内侧车道的超高渐变率为#*&’（!"+!%）$%,（!）#)!确定临界长度外侧车道临界断面距超高缓和段起点的距离被称为临界距离，用$-表示。

内侧车道超高中不会出现临界断面。

由$-0’!%#和式（%）可以推出$-0!%!%(!"$%,（#）#)#各断面超高值的计算图#中，断面!（纵向）为中央分隔带内侧边缘；断面"（纵向）为中央分隔带外侧边缘；断面#（纵向）为内侧车道右路缘带外边缘；断面$（纵向）为外侧车道右路缘带外边缘。

#1!"!"#断面!、"超高值的计算因为断面!、"分别处于内、外侧行车道超高过渡段的旋转轴上，该位置也正好是高速公路横断面设计标高所在处，故断面!、"的超高值都为$。

!"!"%断面#超高值的计算内侧车道仅增大横坡度，其坡向不发生变化（特殊地，!"#!#时横坡度也不需要发生变化）。

根据规范规定&%’，在超高过渡段全长范围内，内侧车道右路缘带外侧边缘将以均匀降低的方式进行变化（即呈直线变化），其超高渐变率为$%按（%）式计算，如图(所示。

图中&为超高缓和段上任意一点距起始断面的距离。

’(长度范围内任意一点的超高值为)&#*+!#*+!"*+!#’(&#*+!#,!"*!#’(!"&"（(）!"!"!断面$超高值的计算外侧车道在超高过渡中会出现临界断面（该断面横坡度为$）。

同样根据规定&%’，在超高过渡段全长范围内，外侧车道右路缘带外侧边缘也将以均匀升高的方式进行超高。

如图)所示。

图(断面#超高示意图图)断面$超高示意图’(长度范围内任意一点的超高值为)&#*’-*&’-+!#&!’-，)&#&*’-’(*’-+!"&.’-#%$%&"（)）(算例某平原区四车道高速公路上有一平曲线，交点桩号为*#)+$$$，转角%为%$,，半径/为#%$$-，行车道横坡度!#为%.，试进行超高设计。

为了简化计算，在此只进行从01点到12点的超高过渡设计。

查文献&%’得!"/0.，由（#）式计算得+/1"2)-，’(/#($-。

假定缓和曲线长度’3#’(/#($-，以使超高缓和段与缓和曲线重合，减少路基断面的变化次数。

曲线要素计算结果列于表%，平曲线主点桩号列于表!。

$45’67$"01#03"33%%1#"2$())1"123#3"%$!(")%3表%曲线要素计算表-780112902110*#)+$$$*#(+2#1"%30*#(+1)1"%30*#(+332"2!0*#)+#!2"#2)*#)+%22"#2)表!平曲线主点桩号计算表图!断面位置及超高横断面示意图第%期朱峰等：高速公路超高设计计算方法!3山东交通学院学报!""#年$月第%%卷表&各桩号超高值计算结果桩号!超高值断面!断面"断面#断面$’%&()%*+!,$（-.点）"""/"+%)0/"+%)0’%&()#*+!,$!"""/"+!!0/"+")0’%&()0#+!,$（临界点）#0""/"+!$#"’%&()0*+!,$&"""/"+!)0"+"!0’%&())*+!,$$"""/"+#!0"+%!0’%&(),*+!,$*"""/"+#)0"+!!0’%&(*%*+!,$%""""/"+&!0"+#!0’%&(*#*+!,$%!"""/"+&)0"+&!0’%&(*0*+!,$（.1点）%&"""/"+0!0"+0!0参考文献：2%3454""%/,)，公路工程技术标准263+2!3454"%%/,&，公路路线设计规范263+2#3蒋承楷+公路勘测设计273+北京：人民交通出版社，%,,$+!"#$%&’(&%)*+,-#)"+.+/01##2%34(5#1#&#6%)*+,7#8*9,"#$%&’(%，)*+,-./01%，23,1./4.’(!（56)&789:;&’:<0=.>.?@’(.’&&9.’(，AB8’C<’(-.8<:<’($’.>&9D.:E ，-.’8’，FGHHFI ，=B.’8；F6,8<(4.’(#.(BJ8E K8’8(&;&’:L1&891M ,8<4.’(M FGNIHHM =B.’8）:;8)1%’)<899:;<=>?@:@AB C:<B D><E;:9BFF :G @AB G;BBHDI FJEB;BKBLD@=:>D><@AB 9DK9JKD@=:>CB@A:<:G @AB @H:/KD>B EDLBCB>@FJEB;BKBLD@=:><BF=?>M @A=F D;@=9KB BF@DNK=FABF D FJEB;BKBLD@=:><BF=?>C:<B D><=@F 9DK9JKD@=:>CB@A:<+8KF:M @A=F D;@=9KB ?=LBF D>BODCEKB :G @AB CB@A:<+=#32+1.8<G;BBHDI ；FJEB;BKBLD@=:>；9DK9JKD@=:>CB@A:<（责任编辑：刘芳）由（#）式计算得临界长度2O P#0C ，则临界断面的桩号为’%&()0#+!,$。