P规划设计LANNING & DESIGN旋转轴位置超高旋转方式直接影响着旋转公路超高设计的应用前言因地形关系，公路上存在曲线路段，路面超高是特殊情况。路面超高指的是将曲线段路面设计成外侧高于内侧的单向横坡形状，从而可以或多或少的抵消车辆在曲线路段行驶时候受到的离心力。超高是公路设计不容忽视的一部分，而合理的超高设计可避免事故多发路段、减少行车危险，是公路安全建设的重要部分，在公路设计中占有重要地位。随着科技的发展，超高设计计算的合理性与实用性也正在不断提高。文/罗 磊轴的位置，不同的旋转方式各有不同的作用。超高旋转方式包括绕内侧车最小平曲线半径小于不设超高的平曲线半径，于是可根据公式Lc=B△I/P设置超高，使得外侧车道高于内侧车道形成单向横坡。要充分考虑安全性、舒适性、经济性以及灵活性，这是超高设计必须遵循的原则，超高设计参数的确定也要以此为基准。道边缘旋转、绕路中间旋转及绕外侧车道边缘旋转，这是针对无中间带公路，比较常用的是绕内侧车道边缘旋转。而对于有中间带的公路，超高旋转方式又可分为绕中间带的中心线旋转、分别绕行车道中线旋转及绕中央分隔带边缘旋转，其中比较基本的就是绕行车道中线旋转。在设计时应根据具体情况确定旋转轴位置。行车道外侧边缘位置很多设计者都会忽略这一个问题，对这一位置判断错误，从而导致设计的不合理。行车道上标线划分后机动车可行驶的最外侧边缘并不能定义为这一位置，事实上，行车道外侧边缘位置B值的确定合理的B值指的是旋转轴到行车道（设路缘带时是路缘带）外侧边缘的宽度。其与超高渐变率P成反比，与超高缓和段长度Lc成反比，三者之间相互影响很大，同时合理的超高设计与B取值有很大关系。B值的确定受超高旋转轴位置及行车道外侧边缘位置的制约。超高设计参数的确定《公路路线设计规范》里有规定 山脊线和山腰线，除结合地形不得已时采用较大的纵坡外，在可能条件下应采用平缓的纵坡。 竖曲线设计的要求：应选用较大的半径．当条件受限制时，可采用一般最小值，特殊困难不得已时方可采用极限最小值。 相邻竖曲线的衔接应注意：同向竖曲线间，特别是同向凹形竖曲线之间，如直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线。反向竖曲线间宜插入直线坡段，亦可直接连接。计算行车速度≥40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半径平曲线。凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合。直线段内不能插入短的竖曲线。小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。避免在长直线上设置坡陡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。 当公路以挖方穿越山脊或通过宽阔林区时，路线应布设成曲线，以保持自然景观的连续。 为减轻在长直线公路上驾驶的单调感，应使驾驶者能看到前方显著的景物。 应根据技术和景观要求合理选定构造物的造型，使公路构造物成为自然景观中的一部分。 有条件时，可适当放缓边坡或将边坡的变坡点修整圆滑，使边坡接近于自然地面的形式，增进路容美观。 公路两侧的绿化应避免形式和内容上的单一化，应将绿化作为诱导视线、点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。线形与环境的协调平纵面线形组合必须注意与路线所经地区的环境相配合。对计算行车速度高的公路，线形设计和周围环境配合尤为重要。应充分利用自然风景如孤山、湖泊、大树，或人工建筑物如水坝、桥梁、农舍，或在路旁设置一些设施等，以消除景观单调感，使公路与大自然融为一体。线形与环境的协调应遵循以下原则： 尽量少破坏公路周围的地貌、地形、天然树林、建筑物等。横面设计要使边坡造型和绿化与现有景观相适应，弥补挖方或填方对自然景观的破坏。公路平、纵线形的配合 计算行车速度≥60km/h的公路，必须注重平、纵面的合理组合。不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶者在视觉和心理方面的要求。 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。 合成坡度的控制应与线形组合设计相结合。有条件时，一般最大合成坡度不宜大于8%，最小合成坡度不小于0.5%。应避免急弯与陡坡相重合的线形。 平、纵线形设计中应避免的组合结语公路线形设计是从技术上和经济上对拟建工程的特定要求，直接影响到行车的安全。需要考虑社会和自然方面的因素，运用科学技术知识，进行全面规划，制订一个完整方案，对提高投资经济效益与行车安全，有着深远的意义。作者单位：辛集市公路管理站162TRANSPOWORLD 2012 No.16 (Aug)定义是机动车在公路上行驶时所能达到的最外侧边缘，当设有路缘带时指的就是路缘带外侧边缘位置。所以，准确的确定这一位置，对超高设计有着重要的意义。P值的确定P值的选取与超高过渡方式有着很大的关系，同时选取时要充分考虑排水、行车安全和路容，当不能满足路面排水的要求时就需要增加设置路拱线，应根据P值的最大及最小值来合理的选取P值，也就是所谓的上限值和下限值。上限值在《06路线规范》里明确的给出了超高渐变率的上限值，设计时应该对应超高渐变率表来确定其值。如果P值过大时，行车就会过于突兀，导致乘客的不舒适，甚至造成危险。下限值公路排水问题一直是建设工程很头疼的问题，而最小超高渐变率就需依据排水要求选取，一般情况下，公路纵坡大于0.2%，合成坡大于0.4%。在超高过渡路段有时横坡会是0%，所以P值太小也不行。《06路线规范》有规定P不下于1/330。超高附加坡的设计公路超高的设计导致纵坡方向需要增设一个附加坡，缓和行车道的突变曲线，使得行车更加舒适。设计方法就是在在突变处设立两个竖曲线或者再加两个缓和的曲线坡，都可以很好的起到缓和效果。根据曲线上各点的高度差设立竖曲线，不仅可以起到缓和作用，还可以有效的解决公路排水问题。由公式h=Hl2(3-2l/L)/L2（H——在行车道外缘处因超高而引起的高度差，L——缓和曲线长度）可以比较合理的设计竖曲线，使得排水比较困难的地方可以缩小面积。超高值的合理安排一直以来，比较难设计的就是山区公路，因为它的圆曲线半径都很小，行车速度与设计的速度有一定的差别，所以在实际安排路面超高时候要根据实际情况，以满足行车的安全舒适要求。同一路段，如果行车速度与设计速度相差超过18km/h，那么就需要以路段运行速度验算，从而合理选取超高值。对于不是很曲线复杂的山区公路，在符合行车条件的情况下，可以适当的增加1.5%左右的超高值，使得公路超高值安排更加合理，但是必须在最大超高范围内，并且合成坡度在规定范围内。相对比较容易的就是城市的公路，特别是高速公路，也可以适当的减小1.5%左右的超高值，这样不仅路容美观，而且道路内外侧和现状地面也可以得到很好的衔接。超高设计需要注意的问题缓和段尺寸的确定平面设计时，缓和曲线是必不可少的，它以回旋线的方式设置在直线和圆曲线之间，它的作用有线形缓和以及受力缓和，可根据实际情况确定，曲率半径变化范围为0～1/R，从而离心力范围0～定值。《06路线规范》有提到：一般情况下，缓和段小于缓和曲线全长。事实上，根据公式Lc=B△I/P 计算出来的超高缓和长度Lc与平曲线中缓和长度Ls是有一定程度上的差别的。当LsLc时,可设置较长的缓和曲线到平曲线中，使得坡面更加稳定安全。如果超高渐变率不小于1/330，就可以直接取用Ls=Lc；如果超高渐变率小于1/330，就应当设置圆曲线路段，曲率半径不小于不设超高的最小半径，但是超高段起点处的半径超高值应等于圆曲线半径超高值。外加剂的添加在零下摄氏度的气温下，有一种能降低水冰点的添加剂，将其添加在混凝土中，可以让混凝土在零下摄氏度的温度下也可以保持液态，仍进行水化作用，强度不断增加，可以避免公路结冰无法通行的情况。抗冻的添加剂有很多，常用的是氯化钠、亚硝酸钠。这是冬季施工的特殊情况，要考虑的因素很多，且耗费很大，应尽量避免。判断是否有设置超高的必要虽然超高的设置可以有效的解决很多事故的发生，保证行车的舒适安全，但是必须知道的是超高值的确定受横向力系数的限制。当圆曲线半径小于规定的最小半径时，则必须设置超高；当曲线半径很大，横向力因数很小时，就可以不设计超高，不然会起到相反的作用。横向摩擦因数可以影响离心力，当横向力系数较小的时候，行车就会失去离心力，车辆就会出现打滑，失去重心而出现事故；横向力的大小受人的舒适感，承受力所影响，最舒适的横向力系数是小于0.1时，当横向力系数大于0.4就会有危险。最值得注意的就是横向阻力的存在，应尽量避免或者减小，过小或过大都不好，应取适当。结语在公路设计中，超高设计与设置有着密切的联系，对超高的设计控制因素也需要认真分析，工程设计者应全方面整理设计的思路，根据每个路段的具体情况，例如车辆数、曲线半径、坡度等合理的设计实用的超高，以车辆行车安全为主要前提，从而降低行车危险度。设计的好坏可以直接影响施工的质量，所以设计过程中要兼顾很多因素，特别是行车安全、排水问题等。公路工程设计虽然有时候看起来很简单，但是同时也是技术含量很高的工作，所以始终要以安全、方便、经济为目标，使得公路超高设计得到最有效的运用。作者单位：贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司2012年第16期 (8月下)《交通世界》163