超高渐变段计算
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平曲线超高一、超高及其作用当汽车在弯道上行驶时,要受到离心力的作用,横向力是引起汽车不稳定行驶的主要因素。
所以在平曲线设计时,常将弯道外侧边道抬高,构成与内侧车道同坡度的单向坡,这种设置称为平曲线超高。
其作用是为了使汽车在圆曲线上行驶时能获得一个指向内侧的横向分力,用以克服离心力,减少横向力,从而保证汽车行驶的稳定性及乘客的舒适性。
二、超高横坡度的确定超高横坡度的大小与公路等级、平曲线半径及公路所处的环境、自然条件、路面类型、车辆组成等因素有关。
超高横坡度可按下式计算:即横向力系数的取值,主要考虑设置超高后抵消离心力的剩余横向力系数,其值的大小在0~ 之间,也与多种因素有关,如车速的大小、考虑快慢车的不同要求、乘客的舒适与路容之间的矛盾等。
因此,对应于确定的行车速度,最大超高值的确定主要取决于曲线半径、路面粗糙率以及当地气候条件。
《规范》规定,高速公路、一级公路最大超高值为8%和10%,正常情况下采用8%;对设计速度高,或经验算运行速度高的路段宜采用10%。
二、三、四级公路限定最大超高为8%是适宜的。
但对于积雪冰冻地区,考虑我国以货车为主的特点,限定最大超高为6%比较安全。
《标准》规定,当平曲线半径小于不设超高的最小半径时,必须设置超高。
超高值表见材料。
三、设置超高的一般规定和要求1.各级公路当圆曲线半径小于不设超高的最小半径时,应在曲线上设置超高。
一般地区的圆曲线最大超高值宜采用8%。
2.超高横坡度的大小按公路等级、圆曲线半径大小及公路所处的环境、自然条件、路面类型、车辆组成等因素合理确定。
3.各级公路圆曲线部分最小超高应于与该公路直线部分的正常路拱横坡度一致,以利于排水。
4.分向行驶的多车道公路位于纵坡较大的路段,其上、下坡的运行速度会有明显的差异,故可采用不同的超高值,以策安全。
5.二、三、四级公路混合交通量大且接城镇路段,或通过城镇作为街道使用的路段,当车速受到限制,按规定设置超高有困难时,可按表1-2-6规定设置超高。
公路超高过渡一、低等级公路超高计算【示例1】山岭重丘区某新建二级公路,设计速度为40km/h,其中一平曲线半径R=150m,缓和曲线Ls=70m,路面宽度为B=7.0m,路肩宽度为0.75m,路拱坡度为iG=2%,路肩坡度iJ=3%,该曲线的主点桩号分别为:ZH=K1+028.665 、HY=K1+098.665 、QZ=K1+131.659 、YH=K1+164.653 、HZ=K1+234.653。
试计算各主点桩以及下列桩号:K1+040、K1+070、K1+180、K1+210处横断面上内外侧和路中线三点的超高值(设计高为路基边缘)。
(1)确定超高缓和段长度根据公路等级、设计速度和平曲线半径查表得圆曲线的超高值iy=5%,新建公路一般采用绕边线旋转,超高渐变率p=1/100,所以超高缓和段长度:Lc=B'△i/p=7×5%/(1/100)=35.0(m)而缓和曲线Ls=70m,先取Lc=Ls=70m,然后检查横坡从路拱坡度(-2%)过渡到超高横坡(2%)时的超高渐变率:p=3.5×[2%-(-2%)]/X0=3.5×[2%-(-2%)]/28=1/200>1/330或p=7×5%/70=1/200>1/330所以取Lc=Ls=70m。
(2)计算临界断面x0X0=iG/ih×Lc=2%/5%×70=28.0m(3)计算各桩号处的超高值超高起点为ZH(HZ)点,分别计算出x值,然后分别代入超高值计算公式(见《道路勘测设计》书)中计算,加宽过渡采用比例过渡,加宽值b=1.0m。
土路肩在超高起点前1m变成与路面相同的横坡,且在整个超高过过渡段保持与相邻行车道相同的横坡。
计算结果见下表。
超高值计算结果表桩号x 加宽值bx 外侧超高值中线超高值内侧超高值K1+028.665(ZH)0.000<x0=28 0.000 0.008 0.093 0.008+040 11.335< x0=28 0.162 0.073 0.093 0.004+070 41.335 >x0=28 0.591 0.245 0.126 -0.017+098.665(HY) 1.000 0.410 0.198 -0.065+131.659(QZ) 1.000 0.410 0.198 -0.0651+164.653(YH) 1.000 0.410 0.198 -0.065+180 54.653> x0=28 0.781 0.322 0.159 -0.037+210 24.653< x0=28 0.352 0.149 0.093 0.000+234.653(HZ)0.000< x0=28 0.000 0.008 0.093 0.008(已知第一段坡度i1,第二段坡度i2,过度段长度l,待求点离第二横坡距离xa=x/l待求点i=(i2-i1)(1-3a2+2a3)+i1)二.超高缓和段长度计算超高缓和段的长度按下式计算:Lc=B'×△i/P式中:Lc——超高缓和段长度(m);B' ——旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m);△i——旋转轴外侧的超高与路拱坡度的代数差;P ——超高渐变率,其值根据计算行车速度和超高过渡方式从下表中查取。
10987654
最小回旋线
6.00中线1/10030.0027.0024.0021.0018.0015.0012.00
6.00边线1/5024.0021.0018.0015.0012.009.006.00
6.50中线1/12540.6336.5632.5028.4424.3820.3116.25
6.50边线1/7539.0034.1329.2524.3819.5014.639.75
7.00中线1/15052.5047.2542.0036.7531.5026.2521.00
7.00边线1/10056.0049.0042.0035.0028.0021.0014.00
10987654
6.00中线1/5015.0013.5012.0010.509.007.506.00
四级公路
20km/h
6.50中线1/7524.3821.9419.5017.0614.6312.199.75
三级公路
30km/h
7.00中线1/10035.0031.5028.0024.5021.0017.5014.00
三级公路
40km/h
四级公路
20km/h
三级公路
30km/h
超高+路拱坡 坡度(%)
旋转轴位置行车道宽(m)超高
渐变率
表1 按规范计算的最小超高过渡段长度
备注
20
25
35
表2 调整后的最小超高过渡段长度
行车道宽
(m)
旋转轴位置超高
渐变率
超高+路拱坡 坡度(%)
备注
三级公路
40km/h