对高速公路超高过渡段设计的探讨

李贵冲

（中交远洲交通科技集团有限公司，石家庄 050051）

对高速公路超高过渡段设计的探讨

李贵冲

（中交远洲交通科技集团有限公司，石家庄 050051）

公路超高是在公路弯道中，为了消除汽车在圆曲线上行驶时产生的离心力，在设计时将路线做成外高内低的单向坡，以消除汽车的离心力。超高过渡段的设计是否合理，影响着行车安全和路面排水，论文根据多个高速公路项目的超高设计经验，对超高过渡段设置的不同形式进行了探讨，为今后公路中的超高设计提供一些成熟经验。

1 概述

为了消除汽车在圆曲线上行驶时产生的离心力，在设计时将路线做成外高内低的单向坡，以消除汽车的离心力，此单向坡即为公路超高。由直线段正常横坡变化为圆曲线超高横坡的路段为超高过渡段，超高过渡段的设置决定着行车的安全性和路面排水的畅通。在公路设计中合理设置超高过渡段，不仅能保证行车的安全性、舒适性、路面排水的畅通，也能减小施工难度和工程造价。

2 超高过渡段的计算

对于在缓和曲线全范围内超高渐变的是无异议的，但对于缓和曲线设置过长，若在缓和曲线全范围超高渐变，则渐变率过小，不满足《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）的要求。对于超高过渡段的计算，见公式（1）：

式中，LC为最小超高过渡段长度，m；B为未设硬路肩的公路旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度，m；设有硬路肩的公路时，为旋转轴至硬路肩外侧边缘的宽度，m。Δi为超高坡度与路拱坡度代数差，%；P为超高渐变率。

对于超高渐变率的取值范围，规范中给出规定：从利于路面排水考虑，正常横坡度由2%（或1.5%）过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1/330[1]。最大值见表1。

表1 最大超高渐变率

3 超高过渡段的设置方式

对于缓和曲线设置过长，为保证超高渐变率符合规范要求，只能在缓和曲线其中一段完成超高过渡时，笔者通过参加多个项目的设计，发现各个设计单位之间、各个地方之间选用的超高过渡段设置存在一定的差异。主要分三种不同的情况。

1）外侧型，即以ZH和HZ点为超高过渡段起终点，见图1。

图1 外侧型超高过渡方式图

这种超高过渡段的特征是，是在靠近直线端渐变，靠近圆曲线的部分缓和曲线是全超高，此部分全超高的缓和曲线上的曲率半径有可能大于该圆曲线超高值对应的最大半径。

为了更明了的说明问题，例1：某高速公路设计时速80km/h，全线最大超高按8%控制，不设超高的最小圆曲线半径R=2500m。在K30+100处，圆曲线R=1400m，缓和曲线Ls=180m。根据规范要求，圆曲线半径（R=960～1410m）选用3%的超高，根据公式(1)计算，只能在部分缓和曲线上进行超高过渡，若按图1外侧型超高渐变方式，渐变结束处的缓和曲线曲率半径大于1 410m，根据半径对应的超高，R>1410m应该选用2%的超高。

外侧型超高渐变方式的特点，是超高渐变设置的偏保守，但对于超速的小客车来说是有利的，对于速度相对较慢的重型大货车的舒适感是有一定影响的。

2）内侧型，即以HY和YH点为超高过渡段起终点，见图2。

图2 内侧型超高过渡方式图

这种超高过渡段的特征是，是在靠近圆曲线端渐变，靠近直线的部分缓和曲线是不设超高的，此部分不设超高的缓和曲线上的曲率半径有可能小于不设超高的最小圆曲线半径。

同样是例1中的高速公路项目，在K15+815处，圆曲线R=970m，缓和曲线Ls=180m，根据规范要求，圆曲线半径（R=960～1410m）选用3%的超高，若按图2内侧型超高渐变方式，注意的就是，要核查不设超高的缓和曲线上的曲率半径是否R<2500m，因为R<2500m应该设置超高，就需要调整A点位置。

内侧型超高渐变方式的特点，需要核查不设超高的缓和曲线曲率半径是否满足要求，若不满足要求，相对会影响乘车人的安全感和舒适感，尤其是超速的小客车驾乘人。

3）中间型，即在缓和曲线中间区段设置超高过渡段，见图3

图3 中间型超高过渡方式图

这种超高过渡段的特征是，是在缓和曲线中间渐变，起终点既不是ZH(HZ)点，也不是HY（YH）点，但是,对超高过渡段起终点（A、B点）的曲率半径有要求，即A点缓和曲线的曲率半径为不设超高圆曲线最小半径，B点对应的曲率半径不大于该弯道超高值对应的曲线半径的高限值。还是例1中的某高速公路项目，K40+776处，圆曲线R=1200m，缓和曲线Ls=180m。这里有个问题，A点的不设超高圆曲线最小半径是理论上是使用80km/h对应的R=2500m，但是实际操作中某些设计院采用120km/h对应的R=5500m。这主要考虑到现在高速上小客车的行车速度一般都大于设计时速，采用120km/h的最小半径，对行车安全是有利的。B点对应的曲率半径不大于该弯道超高值3%对应的曲线半径的高限值R=1410m的。

中间型超高渐变方式的特点和第一种外侧型比较相似，是超高渐变设置的偏保守，但对于超速的小客车来说是有利的，对于速度相对较慢的重型大货车的舒适感是有一定影响的。

4 结语

综上所述，3个形式的超高过渡段各有优缺点，规范没有明确要求超高过渡的形式，无论采用那种方式都是可以的，但都要核查曲率半径，采用保守数值，以保证行车的安全性和舒适性。

这3种形式可以根据实际情况灵活采用，例如，为保证排水畅通，根据0%超高位置的设置，来选择超高渐变方式；在实际工程中根据构造物的设置情况，选用合适的超高过渡方式，可以避免在特殊构造物上超高渐变，不仅能减小施工难度和工程造价，还能保证构造物横向排水畅通。

【1】JTGD 20—2006公路路线设计规范[S].

Study on Highway SuperelevationTransitionSegmentDesign

LI Gui-chong
(ChinaroadsTrafficScience&TechnologyGroupCo.Ltd.,Shijiazhuang 050051,China)

Highway isinhighwaycurve,inordertoelim inatethecentrifugalforceproducedwhen theautomobilerunson thecircularcurve, in thedesign the routemadehigh low ofunidirectionalslope,toelim inate thecentrifugal forceofacar.Ultrahigh transitionsection design is reasonable,affecting thetrafficsafetyand roadsurfacedrainage,thispaperaccording to thehighwayprojectofsuperhighdesignexperience,of ultrahigh transitionperiodsettingdifferentformsarediscussed,forfuturehighwaySuperelevationDesignprovidesomematureexperience.【关键词】单向坡;超高;过渡段;安全性;舒适性

unidirectional；slope；superelevation；transitionsegment；com fortsafety

U412.36+6

A

1007-9467（2016）08-0118-02

10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.030

2016-03-14

李贵冲（1984～），男，河北邯郸人，工程师，从事公路设计与研究，（电子信箱）47108530@qq.com。