公路中曲线超高

　　　　　　　　　　　

浅谈公路中曲线超高

张 选

中铁十一局集团第二工程有限公司

本文主要介绍了公路曲线超高及作用，超高缓和段长度计算，超高过渡方式，超高的计算。

关键词：缓和曲线 超高 过渡 缓和段长度 超高值计算

（一）前言

线路设计是一项综合考虑的，很多因素是相互关联，曲线半径，路拱横坡，车辆在线路上行驶的受力，路幅宽度等。当车辆在曲线上行驶时产生离心力，为了车辆行驶在曲线上的稳定性和舒适性，和路面排水系统畅通，超高是必须考虑的。

（二）超高及其作用　

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的形式，这就是曲线上的超高。合理地设置超高，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与舒适性。当汽车等速行驶时，圆曲线上产生的离心力是常数，而在回旋线上行驶则因回旋曲率是变化的，其离心力也是变化的。因此超高横坡在圆曲线上应是与圆半径相适应的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。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。低等级公路不设回旋线，但曲线上若设置有超高，从构造的角度也应有超高缓和段。车辆行驶于超高很大的曲线轨道时，主要存在向内倾覆的危险性，因此必须限制外侧超高的最大值。《线路设计规范》中规定了不设超高的圆曲线最小半径，和圆曲线超高横坡最大值。我国《标准》对公路最大超高的规定见下表 。

各级公路圆曲线部分最大超高值

公路等级

汽车专用公路

一般公路

高速公路

一

二

二

三

四

一般地区（%）

10

8

积雪冰冻地区（%）

6

（二）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道，无论是双车道还是单车道，在直线路段的横断面均为以中线为脊向两侧倾斜的路拱。路面要由双向倾斜的路拱形式过渡到具有超高的单向倾斜的超高形式，外侧须逐渐抬高，在抬高过程中，行车道外侧是绕中线旋转的，若超高横坡度等于路拱坡度，则直至与内侧横坡相等为止。

　　当超高坡度大于路拱坡度时，可分别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。

（2）绕中线旋转

　　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，整个断面绕中线旋转，直至

超高横坡度。

（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，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡度。

上述各种方法，绕边线旋转由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此法，绕中线旋转可保持中线标高不变，且在超高坡度一定的情况下，外侧边缘的抬高值较小，多用于旧路改建工程。

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，直至超高横坡度值。此时中央分隔带呈倾斜状。

（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。

（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。

　　超高的过渡方式应根据地形状况、车道数、超高横坡度值、横断面型式、便于排水、路容美观等因素决定。高等级公路一般有中间带（中央分割带）高程设计线一般在中央分割带边缘，超高旋转轴在分割带边缘。超高过渡一般绕中间带边缘旋转，对于低等级公路一般无中间带，超高旋转轴绕边线或中线旋转。分离式断面的道路由于上、下行车道是各自独立的，其超高的设置及其过渡可按两条无分隔带的道路分别予以处理。

（三）超高缓和段长度

为了行车的舒适，路容的美观和排水的通畅，必须设置一定长度的超高缓和段，一般的情况下，超高缓和段与缓和曲线长度相等。但有时在平曲线中缓和曲线较长，则超高的过渡可在缓和曲线一点开始，在HY 结束，进入全超高，或者从YH点开始从全超高过渡到缓和曲线一点结束。超高的过渡是在超高缓和段全长范围进行的，超高缓和段长度小与缓和曲线长度。双车道公路超高缓和段长度按下式计算：

LC=β△i／p

LC---------------超过缓和段长(m)；

β--------------旋转轴至行车道外侧边缘的宽度(m)；

△i--------------超高坡度与路拱坡度的代数差（%）；

p--------------超过渐变率，既旋转轴线与行车道外侧边缘线之间的相对坡度。

（四）横断面上超过值的计算

超高过渡段上横坡的计算，设计图纸中有超高渐变图根据渐变图，可以看出超高横坡的过渡。超高渐变图上，横轴代表里程，纵轴代表横坡。笔者在西汉高速，设计图纸给出了超高横坡

的过渡方法，超高横坡的过渡按余旋曲线过渡，公式如下：I=(i2-i1)*(1-cos(lz/lc))2+i1

I超高过渡段上任一点横坡

i1超高过渡段起点横坡

i2超高过渡段终点横坡

lz超高过渡段任一到超高缓和段起点的距离

lc超过缓和段长度

　　一般道路中线和行车道，土路肩与高程设计线处设计标高之高差h，应计算并列与"路基设计表中"。下面给出绕中线旋转超高值计算公式：

超高位置

计算公式

注

x≤x0

x ＞x0

圆曲线上

外缘hC

bJ(iJ-iG)+(bJ+B/2)(iG+ih)

1.计算结果均为与设计高之高差； 2.临界断面距过渡段起点：x0=LC×2 iG /(iG +ih) 3.X距离处的加宽值；bx =b×x/ LC

中线hc′

bJiJ+(B/2)×iG

内缘hc〞

bJiJ+(B/2)×iG－(bJ+B/2+b)×ih

过渡段上

外缘hcx

bJ(iJ-iG)+(bJ+B/2)(iG+ih)×x/Lc

中线hcx′

bJiJ+(B/2)×iG

内缘hcx〞

bJiJ－(bJ+bx)×iG

bJiJ+(B/2)×iG-(bJ×(B/2)+bx))×(x/LC)×ih

　　

表中：

B---------路面宽度；

b j -------路肩宽度

iG -------路拱坡度；

iJ------路肩坡度；

ih------超高横坡度；

LC------超高缓和段长度(或缓和曲线长度)；

lo------路基坡度由iJ变为iG所需的距离；

x0------与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离；

x------超高缓和段中任一点至起点的距离；

hc------路肩外缘最大抬高值；

hc′-----路中线最大抬高值；

hc〞------路基内缘最大降低值；

hcx__------x距离处路基外缘抬高值；

hcx′------x距离处路中线抬高值；

hcx〞------ x距离处路基内缘降低值；

b------路基加宽值；

bx_------x距离处路基加宽值；

　　　　　　　　　　　　　参考文献

1． 张雨化主编。路勘测设计。人民交通出版社，1997

2． 张廷楷等编著。道路路线设计。上海：同济大学出版社，1990

3． 交通部行业标准。公路路线设计规范。北京：人民交通出版社，1994

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