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。

高速公路和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~% 。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和舒适性。汽车在圆曲线上行驶，离心力是常数；在回旋线上行驶，其离心力是变化的。因此，超高横坡度在原曲线上应是与圆曲线半径相适应的全超高，在缓和曲线上是逐渐变化的超高。

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，称作超高缓和段或超高过渡段。

（二）超高率的计算

1.最大超高和最小超高

对最大超高和最小超高的规定见表3-1和3-2。

2.计算公式

（1），由此计算得到超高，但是横向力系数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和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）超高缓和段长度

Lc＝βΔi／ p

Lc——超高缓和段长度（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和段长度，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＝, Δi=6%%=%, p=1/150

Lc＝55ｍ

＊一般情况下，超高缓和段长度与缓和曲线长度相等。

＊缓和曲线长度过长时，超高过渡在缓和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

绕边线旋转超高值计算公式和绕中线旋转超高值计算公式分别见表5-11和5-12,参见图5－22和5－25。

图5－22ａ：

（１）双坡拱；

（２）超高和加宽在缓和段内完成。

两个或两个以上弯道，其间距又不太长，除考虑单一弯道的超高设计外，还需研究两个弯道间的超高过渡问题。解决这个问题，需要用所谓“超高设计图”，见图5－25。这是简化了的超高过渡段的纵断面图，该图是以旋转轴为横坐标，纵坐标是相对高程。

2.设有中间带的公路

设有中间带公路的超高方式有三种：（1）绕中央分隔带边缘旋转；（2）绕各自行车道中心旋转；（3）绕中间带中心旋转。在实际的设计中较多应用第一和第二种方法。

计算公式见表5－13和表5－14，参见图5－23和图5－24。