城市道路超高和加寬有效設計

1、城市道路超高和加寬有效設計n一、彎道超高一、彎道超高n（一）超高及其作用（一）超高及其作用n定義：超高是指路面做成向內(nèi)側(cè)傾斜的單向橫坡的斷面形式。定義：超高是指路面做成向內(nèi)側(cè)傾斜的單向橫坡的斷面形式。 （當（當RRRRbminbmin時設超高）時設超高）n 當汽車在彎道上行駛時，將受橫向力的作用，其值大小可用橫當汽車在彎道上行駛時，將受橫向力的作用，其值大小可用橫向力系數(shù)向力系數(shù)表示；表示；iRV1272作用：為了讓汽車在圓曲線上行駛時能獲的一個向圓心內(nèi)側(cè)的橫作用：為了讓汽車在圓曲線上行駛時能獲的一個向圓心內(nèi)側(cè)的橫向分力，用以克服離心力，減小橫向力。向分力，用以克服離心力，減小橫向力。在圓曲線

2、上從起點至終點超高橫坡度應是一個不變的定值，此定在圓曲線上從起點至終點超高橫坡度應是一個不變的定值，此定值即為全超高。在緩和曲線上應是逐漸變化的超高。值即為全超高。在緩和曲線上應是逐漸變化的超高。l減小橫向力的方法：減小橫向力的方法：l 增大曲線半徑：有時是困難的增大曲線半徑：有時是困難的l 降低車速：設計中不推薦降低車速：設計中不推薦l 增大向內(nèi)側(cè)傾斜的橫坡增大向內(nèi)側(cè)傾斜的橫坡設置超高橫坡：設置超高橫坡：（成本低、效果好）（成本低、效果好）l設置超高后設置超高后 ：hiRV1272（二）超高橫坡度的計算（二）超高橫坡度的計算n 1 1最大超高和最小超高最大超高和最小超高 超高橫坡度超高橫坡度

3、i ih h應按計算行車速度、半徑大小、結(jié)合路面種類、自然應按計算行車速度、半徑大小、結(jié)合路面種類、自然條件和車輛組成等情況確定。條件和車輛組成等情況確定。I Ihmaxhmax公路最大超高值公路最大超高值RVih1272RVih1272 最小超高：最小超高：i ihminhmin等于路面拱度等于路面拱度i ig g。n2 2超高橫坡度計算公式超高橫坡度計算公式（V V取設計車速，取設計車速，取路面摩阻系數(shù)）取路面摩阻系數(shù)）公路等級高速公路一二三四一般地區(qū)10%8%積雪、嚴寒地區(qū)6%hiR1不設超高最小半徑不設超高最小半徑minhi超高橫坡度計算圖式 曲線半徑越小，超高橫坡越大min1Rmax

4、himax2127, 0hViVRVR1AR1max2127hAAiVR曲線半徑與超高坡度曲線半徑與超高坡度曲線半徑與超高坡度曲線半徑與超高坡度n1 . 1 . 無中間帶道路的超高過渡無中間帶道路的超高過渡n 繞路面內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)：一般用于新建公路與深路塹。繞路面內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)：一般用于新建公路與深路塹。n 繞路面中心線旋轉(zhuǎn)：一般用于改建工程繞路面中心線旋轉(zhuǎn)：一般用于改建工程n 繞路面外邊緣旋轉(zhuǎn)：可在高路堤與標高受限等特殊設計繞路面外邊緣旋轉(zhuǎn)：可在高路堤與標高受限等特殊設計時采用。時采用。（三）超高過渡方式：（三）超高過渡方式： 2. 有中間帶公路的超高過渡有中間帶公路的超高過渡繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn)：

5、中間帶寬度較窄繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn)：中間帶寬度較窄 （）的公路可采用；）的公路可采用； 繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)：各種寬度中間帶的均可采用繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)：各種寬度中間帶的均可采用 繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn)：車道數(shù)大于繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn)：車道數(shù)大于4 4條的公路可采用條的公路可采用（三）超高過渡方式：（三）超高過渡方式：zi1. 1. 繞路面內(nèi)邊緣線旋：繞路面內(nèi)邊緣線旋：（四）超高緩和段長度（四）超高緩和段長度 LcbiLcHih22iHpbiibiLchh2np超高漸變率超高漸變率n 附加縱坡附加縱坡 : : bLcih超高緩和段：從直線上的雙向橫坡漸變到圓曲線的單向橫坡（全超高）超高緩和段：

6、從直線上的雙向橫坡漸變到圓曲線的單向橫坡（全超高）所需的過渡段長度，叫超高緩和段。所需的過渡段長度，叫超高緩和段。即旋轉(zhuǎn)軸與行車外側(cè)邊緣線之間的相對坡度。 2iHzibhi2. 2. 繞路面中線旋轉(zhuǎn)：繞路面中線旋轉(zhuǎn)： （四）超高緩和段長度（四）超高緩和段長度 n 附加縱坡附加縱坡 : : LciibLcHih2)(12212)(iiibLchpiibLch2)(13. 3. 規(guī)范規(guī)范推薦公式：推薦公式： n式中：式中：LcLc超高緩和段長超高緩和段長 （m m）；）；n B B旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度（度（m m）；）；

7、n B B =B=B：繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)：繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)n B B =B/2=B/2：繞路中線旋轉(zhuǎn)：繞路中線旋轉(zhuǎn)n ii超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差（超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差（% %）；）；n ii = = i ih h： 繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)n ii = = i ih h+ +i i1 1： 繞路中線旋轉(zhuǎn)繞路中線旋轉(zhuǎn)n p p超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸線與行車道（設路緣帶時為路緣帶）超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸線與行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣線之間的相對坡度。外側(cè)邊緣線之間的相對坡度。piBLC超高漸變率超高漸變率 繞邊線時：繞邊線時：繞中線時：繞中線時：l多車道公路的超高緩和

8、段長度，視車道數(shù)按上式多車道公路的超高緩和段長度，視車道數(shù)按上式計算之值乘以下列系數(shù)：計算之值乘以下列系數(shù)：l 從旋轉(zhuǎn)軸到行車帶邊緣的距離從旋轉(zhuǎn)軸到行車帶邊緣的距離 系數(shù)系數(shù) 2 2車道車道 1.5 1.5 3 3車道車道 pibLccpiibLgcc)(2超高過渡段計算超高過渡段計算 ZHHYl1. 超高形成過程：超高形成過程： l(1)繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)（五）橫斷面上超高值的計算（五）橫斷面上超高值的計算提肩提肩雙坡階段雙坡階段全超高階段全超高階段旋轉(zhuǎn)階段旋轉(zhuǎn)階段ZHHY提肩提肩雙坡階段雙坡階段全超高階段全超高階段旋轉(zhuǎn)階段旋轉(zhuǎn)階段1. 超高形成過程：超高形成過程： (1)

9、繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)(2)繞路面中線旋轉(zhuǎn)繞路面中線旋轉(zhuǎn)（五）橫斷面上超高值的計算（五）橫斷面上超高值的計算(1) (1) 正常斷面：正常斷面：02肩面中hibhiBibhJJGJJ2. 2. 繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)超高值計算方法繞路面內(nèi)邊緣線旋轉(zhuǎn)超高值計算方法 BiJbJiGbJGiiJh中h右h左路線設計高程路線設計高程定義：超高值就是指設置超高后路中線、路面邊緣及路肩定義：超高值就是指設置超高后路中線、路面邊緣及路肩邊緣等計算點與路基設計高程的高差。邊緣等計算點與路基設計高程的高差。（2 2）起始斷面：）起始斷面：ZH ZH （HZHZ） )(2GJJccGJJciibhhiB

10、ibhBiJbJiGbJGihchchc（3 3）全超高斷面：）全超高斷面： hJJJchJJchJJJcibbibhiBibhibBibh)(2)(BiJbJbiGiGihbJchcch路線設計高程路線設計高程旋轉(zhuǎn)軸h0=bJiG（4 4）雙坡斷面：（）雙坡斷面：（x xx x0 0）LciixhG0iGihiGBn雙坡階段長度雙坡階段長度x x0 0( (臨界長度臨界長度) )計算計算：n超高過渡原則：超高過渡原則：n路面外邊緣高程按正比例升高，直到超高橫坡斷面。路面外邊緣高程按正比例升高，直到超高橫坡斷面。n路面橫坡度按正比例增加，直到超高橫坡度。路面橫坡度按正比例增加，直到超高橫坡度。

11、BiBiLcxhG0n規(guī)范條規(guī)定，當線形設計須采用較長的回旋線時，橫坡度由規(guī)范條規(guī)定，當線形設計須采用較長的回旋線時，橫坡度由2%2%（或（或1.5%1.5%）過渡到）過渡到0%0%路段的超高漸變率不得小于路段的超高漸變率不得小于1/3301/330（0.3%0.3%）。）。003. 001xBipGn這時，不利于路面橫向排水，應限制這時，不利于路面橫向排水，應限制x x0 0的長度。的長度。n可按可按p p1 1=0.3%=0.3%計算計算x x0 0： BipBixGG33010超高緩和段長度超高緩和段長度LcLc計算：計算：l規(guī)范規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：l（1 1）超高的過渡應在回旋線全長范圍內(nèi)

12、進行：）超高的過渡應在回旋線全長范圍內(nèi)進行： LcLc = = L Lh hl（2 2）當超高漸變率過小時，超高的過渡亦可設在回旋線的某一區(qū)）當超高漸變率過小時，超高的過渡亦可設在回旋線的某一區(qū)段范圍之內(nèi)，則段范圍之內(nèi)，則LcLc x0） hxiLcxi n 旋轉(zhuǎn)階段橫坡度旋轉(zhuǎn)階段橫坡度ix：n 當雙坡階段的漸變率當雙坡階段的漸變率p1小于小于0.3%時：時：n 外側(cè)路肩按向外側(cè)傾斜：外側(cè)路肩按向外側(cè)傾斜： (硬路肩寬度硬路肩寬度）)(00 xxxLciiiiGhGxxiixiixxiibhhibhhibbh32321211,)(xooxooxoibhhibhhibh32321211,3323

13、2212,ibhhibhhoooon路面超高方式圖就是指路面橫坡度沿路線縱向的變化圖。路面超高方式圖就是指路面橫坡度沿路線縱向的變化圖。n應用：縱斷面圖中應用：縱斷面圖中“超高超高”欄欄n 設計文件組成部分之一：超高方式圖設計文件組成部分之一：超高方式圖 （六）路面超高方式圖的繪制方法（六）路面超高方式圖的繪制方法 -n（1 1）按比例繪制一條水平基線，代表路中心線，并認為基線的路面）按比例繪制一條水平基線，代表路中心線，并認為基線的路面橫坡度為零。橫坡度為零。n（2 2）繪制兩側(cè)路面邊緣線。用實線繪出路線前進方向右側(cè)路面邊緣）繪制兩側(cè)路面邊緣線。用實線繪出路線前進方向右側(cè)路面邊緣線，用虛線繪

14、出左側(cè)路面邊緣線。若路面邊緣高于路中線，則繪于基線，用虛線繪出左側(cè)路面邊緣線。若路面邊緣高于路中線，則繪于基線上方，反之；繪于下方。路邊緣線離開基線的距離，代表橫坡度的線上方，反之；繪于下方。路邊緣線離開基線的距離，代表橫坡度的大小（比例尺可不同于基線）。大?。ū壤呖刹煌诨€）。n（3 3）標注路拱橫坡度。向前進方向右側(cè)傾斜的路拱坡度為正，向左）標注路拱橫坡度。向前進方向右側(cè)傾斜的路拱坡度為正，向左傾斜為負。傾斜為負。n路面超高方式圖就是指路面橫坡度沿路線縱向的變化圖。路面超高方式圖就是指路面橫坡度沿路線縱向的變化圖。n應用：縱斷面圖中應用：縱斷面圖中“超高超高”欄欄n 設計文件組成部分之

15、一：超高方式圖設計文件組成部分之一：超高方式圖 n超高方式圖繪圖規(guī)則：超高方式圖繪圖規(guī)則：（六）路面超高方式圖的繪制方法（六）路面超高方式圖的繪制方法 -二、平曲線路面加寬及其過渡二、平曲線路面加寬及其過渡n平曲線加寬原因：平曲線加寬原因：n（1 1）汽車在曲線上行駛時，前后輪軌跡不重合，）汽車在曲線上行駛時，前后輪軌跡不重合，占路面寬度大。占路面寬度大。n（2 2）由于橫向力影響，汽車出現(xiàn)橫向擺動。）由于橫向力影響，汽車出現(xiàn)橫向擺動。n汽車行駛在曲線上，各輪跡半徑不同，其中以后汽車行駛在曲線上，各輪跡半徑不同，其中以后內(nèi)輪軌跡半徑最小，且偏向曲線內(nèi)側(cè)，故曲線內(nèi)側(cè)內(nèi)輪軌跡半徑最小，且偏向曲線內(nèi)

16、側(cè)，故曲線內(nèi)側(cè)應增路面寬度，以確保曲線上行車的順適與安全。應增路面寬度，以確保曲線上行車的順適與安全。n全加寬：是圓曲線上固定不變的定值。全加寬：是圓曲線上固定不變的定值。1. 1. 普通汽車的加寬值計算方法：普通汽車的加寬值計算方法： b = R-b = R-（R R1 1+ B+ B） （一）加寬值的確定（一）加寬值的確定( (包括幾何加寬和擺動加寬包括幾何加寬和擺動加寬) )32221R8AR2ARARBR32R8AR2AbR2Ab2n式中：式中：A A汽車后軸至前保險杠的距離汽車后軸至前保險杠的距離（m m）：）：n R R圓曲線半徑（圓曲線半徑（m m）。）。n 對于有對于有N N個

17、車道的行車道：個車道的行車道：R2NAb2)(05. 0mRVb 2. 2. 鞍式列車的加寬值計算方法：鞍式列車的加寬值計算方法：n式中：式中：b b1 1牽引車的加寬值；牽引車的加寬值；n b b2 2拖車的加寬值；拖車的加寬值；n A A1 1牽引車保險杠至第二牽引車保險杠至第二軸的距離（軸的距離（m m）；）；n A2A2第二軸至拖車最后第二軸至拖車最后軸的距離（軸的距離（m m）；）； R2Ab211R2Ab222由于R=R-b1，而b1與R相比甚微，可取R=R。n令令A12+A22=A2，上式仍舊歸納成為：，上式仍舊歸納成為： R2AAR2AR2Abbb2221222121R2NAb

18、22. 2. 鞍式列車的加寬值計算方法：鞍式列車的加寬值計算方法：n3. 3. 平曲線加寬標準：平曲線加寬標準： n標準標準規(guī)定，平曲線半徑等于或小于規(guī)定，平曲線半徑等于或小于250m時，應在平曲線時，應在平曲線內(nèi)側(cè)加寬。內(nèi)側(cè)加寬。 n3. 3. 平曲線加寬標準：平曲線加寬標準： n雙車道路面的加寬值規(guī)定見表；單車道路面加寬值按表列數(shù)值雙車道路面的加寬值規(guī)定見表；單車道路面加寬值按表列數(shù)值的的1/21/2采用。采用。 n雙車道路面的加寬值規(guī)定見表；單車道路面加寬值按表雙車道路面的加寬值規(guī)定見表；單車道路面加寬值按表列數(shù)值的列數(shù)值的1/21/2采用。采用。l三類加寬值的采用：三類加寬值的采用：l

19、四級公路和四級公路和V=30km/hV=30km/h的三級公路采用第一類加寬值；的三級公路采用第一類加寬值；l二級及二級以上和二級及二級以上和V=40km/hV=40km/h的三級公路公路采用第的三級公路公路采用第3 3類加類加寬值。寬值。l對不經(jīng)常通行集裝箱運輸半掛車的公路，可采用第對不經(jīng)常通行集裝箱運輸半掛車的公路，可采用第2 2類加類加寬值。寬值。l由三條以上車道構(gòu)成的行車道，其加寬值應另行計算。由三條以上車道構(gòu)成的行車道，其加寬值應另行計算。 n3. 3. 平曲線加寬標準：平曲線加寬標準： 路面應在曲線內(nèi)側(cè)進行加寬。路面應在曲線內(nèi)側(cè)進行加寬。路面加寬后，路基也應相應加寬。路面加寬后，路

20、基也應相應加寬。四級公路路基采用以上寬度時，當路面加寬后四級公路路基采用以上寬度時，當路面加寬后剩余的路肩寬度不小于時，則路基可不予加寬；剩余的路肩寬度不小于時，則路基可不予加寬；小于時，則應加寬路基以保證路肩寬度不小于。小于時，則應加寬路基以保證路肩寬度不小于。分道行駛公路，當圓曲線半徑較小時，其內(nèi)側(cè)分道行駛公路，當圓曲線半徑較小時，其內(nèi)側(cè)車道的加寬值應大于外側(cè)車道的加寬值，設計車道的加寬值應大于外側(cè)車道的加寬值，設計時應通過計算確定其差值。時應通過計算確定其差值。n4. 4. 平曲線加寬要求：平曲線加寬要求：（二）加寬的過渡：（二）加寬的過渡：加寬緩和段：路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上

21、加加寬緩和段：路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上加寬后的寬度的漸變段。寬后的寬度的漸變段。 1 1比例過渡：比例過渡： 在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例逐漸加寬。在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例逐漸加寬。加寬緩和段內(nèi)任意點的加寬值加寬緩和段內(nèi)任意點的加寬值： （二）加寬的過渡：（二）加寬的過渡：加寬緩和段：路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上加加寬緩和段：路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上加寬后的寬度的漸變段。寬后的寬度的漸變段。 1 1比例過渡：比例過渡： 在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例逐漸加寬。在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例逐漸加寬。加寬緩和段內(nèi)任意點的加寬值加寬緩和段內(nèi)

22、任意點的加寬值： 加寬緩和段：路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上加寬加寬緩和段：路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上加寬后的寬度的漸變段。后的寬度的漸變段。 1 1比例過渡：比例過渡：適用于二、三、四級公路適用于二、三、四級公路 在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例逐漸加寬。在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例逐漸加寬。加寬緩和段內(nèi)任意點的加寬值：加寬緩和段內(nèi)任意點的加寬值： （二）加寬的過渡：（二）加寬的過渡：bLLbxx式中：式中：L Lx x任意點距緩和段起點的任意點距緩和段起點的距離（距離（m m）；）； L L加寬緩和段長（加寬緩和段長（m m）；）； b b圓曲線上的全加寬圓曲線上的全加寬 l在加寬緩和段上插入一條高次拋物線，拋物線上任意在加寬緩和段上插入一條高次拋物線，拋物線上任意點的加寬值：點的加寬值：l b bx x（4k4k3 3-3