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六车道以上高速公路超高设计方法的研究臧晓冬(广州大学土木工程学院,广东广州510006)摘要:新的《公路工程技术标准》、《公路路线设计规范》、《公路勘测规范》在设计理念和技术手段上都与旧的《标准》和《规范》有较大的不同,原有的设计方法和计算方法的许多内容与新《规范》、《标准》不相符,尤其是超高的计算部分,新规定太多,又缺乏参考的计算公式.文章结合课题,研究了新的《规范》、《标准》条件下,高速公路超高值的确定,缓和曲线长度的计算方法,并分别研究了设置一条路拱线条件下和设置两条路拱线条件下,超高过渡段内不同的旋转阶段超高值的设计方法,并给出了相应的计算公式.关键词:高速公路;缓和曲线;超高中图分类号:U412.36文献标识码:AV为设计速度(km·h-1);i为横向超高坡度.在高速公路设计中,超高设计是一项很重要的设计内容.所谓超高就是为抵消车辆在曲线路段上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形式.合理的设置超高可以全部或部分抵消离心力,提高汽车行驶在曲线上的稳定性和舒适性.超高横坡度在圆曲线上是与圆曲线相适应的全超高,在缓和曲线上应是逐渐变化的.新的《公路路线设计规范》(JTGD2022006)(以下简称新《规范》)7.5.4规定:由直线段的双向路拱横断面过度到圆曲线段的全超高单向横断面,期间必须设置超高过渡段[1].新《规范》相对于《公路工程设计规范》(JTJ011294)(以下简称旧《规范》)对公路的超高设计进行了大幅度的修改.下面针对新《规范》研究六车道以上高速公路的超高设计方法.h当f0.1时,转弯不感到有曲线的存在,很平稳;当f=0115时,转弯感到曲线的存在,但尚平稳;当f=012时,已感觉到曲线的存在,并感到不平稳;当f=0135时,感到曲线的存在,并感到不稳定;当f0140时,转弯非常不稳定,有倾覆的危险.2缓和曲线长度的确定(Ls)新《规范》表7.4.3中规定了回旋线的最小长但新《规范》中给定的最小值只能基本满足以度.双车道中线为旋转轴设置超高过渡的长度,对高速公路来说不能简单套用,要经过计算来确定.《公路工程技术标准》(JTGB0122003)(以下简称新《标准》)3.0.15中明确规定,回旋参数及其长度(以下用LS表示)应根据线形设计以及对安全、视觉、景观等的要求选用较大的数值[3].由此,在实际应用时要根据离心加速度的变化率计算Ls1、根据驾驶员的操作和反应时间计算Ls2、满足超高渐变率计算Ls3及根据满足视觉条件计算Ls4,然后取其中的最大值并取5的倍数来最终确定缓和曲线长.2.1LS1和LS2的计算LS1和LS2的计算在文献[2]和[4]中有论述,这里直接写出.1超高值的确定新《规范》7.5.3规定:各圆曲线半径设置的超高值应根据设计速度、圆曲线半径、公路条件、自然条件等经计算确定[1].这种设计理念与旧《规范》中的查表法有显著改进.当设计速度和圆曲线半径确定后,可以采用2V如下公式计算超高值[2]:i=-f.h127R其中,R为平曲线半径(m);f为横向力系数;收稿日期:2007-09-05;修回日期:2007-11-20基金项目:黑龙江省教育厅科学研究项目(1151322作者简介:臧晓冬(1969-),男,副教授,主要从事交通流理论与交通设计研究.广州大学学报(自然科学版)第7卷82V2规定:超高的过渡段应在回旋线全长范围内进行.当回旋线较长时,其超高时过渡可采用以下方式:①超高过渡段可设在回旋线的某一区段范围内,其超高过渡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;②六车道及其以上公路宜增设路拱线.新《规范》6.5.3规定:六车道、八车道高速公路、一级公路的超高过渡段中出现宽而平缓的路面时,可根据实际情况在短段落内设置两个路拱[1].这种情况主要会出现在S型曲线的超高过渡段上.下面分单路拱线和双路拱线两种情况进行超高的设计研究.V=01036,LS1LS2=R1.2式中,V为汽车的行驶速度(km·h-1).2.2LS3的计算整体式高速公路的超高旋转方式有3种:绕中间带中心线旋转、绕中央分隔带边缘旋转和分别绕行车道中线旋转.其中绕中央分隔带边缘旋转的方式适用性最广,本文以这种方式为研究对象,由此超高过渡段的计算可根据超高渐变率的定义计算得到.超高渐变率即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带的边缘)外侧边缘线之间的相对坡度[2],其取值范围为014%～2%,当回旋线过长时,考虑排水问题,其取值不能小于1/330.再根据新《规范》3.0.5的规定,高速公路、一级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带,其宽度为0150m.3超高过渡段上超高值计算[2,5]hb超高值的计算主要是过渡段部分的超高值计算,全超高值是一固定值,已有成型的公式,这里不再赘述