山区低等级道路适宜超高渐变段长度的探讨
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山区低等级道路适宜超高渐变段长度的探讨
摘要:结合山区二级公路S242线的设计,对山区低等级道路的超高渐变段长度的设计进行了总结,得出山区低等级道路超高渐变段长度确定的常用设计方法。
关键词:山区;低等级道路;超高渐变段;长度
Abstract:Combined with a mountainous area two stage highway S242line design, low grade road on the mountain high gradient length design are summarized, and put out the commonly used design methods of the low-grade mountain road super elevation transition section length.
Key words:mountain;low grade road;high gradient section;length
1、公路S242线项目概况:
拟建公路S242线[1]自S316线K130+600处引出,向北穿过巩留县牧民定居安置区后跨越伊犁河、与G218线十字交叉交后进入阿布热勒山区,路线沿阿布热勒山脉向北行进约18公里,以1205米隧道穿越垭口后向北沿群吉萨依沟行进至尼勒克县克令乡,与X776线平交后,路线向北跨越喀什河与S315线K178+000相接,路线长度54.07公里。
2、超高渐变段长度的确定方法
2.1、由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶,所以要求缓和曲线有足够的长度,以使驾驶员能从容地操纵方向盘。
这样乘客感觉舒适,道路线形美观流畅,圆曲线上的超高过渡也能在缓和曲线内比较合理的完成,所以要计算缓和曲线的最小长度。
具体计算可以从以下四个方面进行考虑。
2.1.1、从控制离心加速度变化率考虑
汽车由直线逐渐过渡到圆曲线,其离心加速度由直线上的零增加到进入圆曲线时的最大值,从乘客感觉出发,这种离心加速度的变化率应控制在一定范围之内。
离心加速度变化率为[2]
在公路设计中,一般取P≤0.6(m/s3),代入上式,缓和曲线的最小长度为:(m)
2.1.2按驾驶员操作反应时间计算
(m)
一般要求操作反应时间t不小于3s,则:
(m)
2.1.3按行车道外侧超高渐变率[3]
式中:B---道路超高横断面旋转轴至行车道路缘带外侧边缘的宽度(m);
△--超高横坡度与路拱坡度的代数差;
P---超高渐变率;(见公路路线设计规范表7.5.4)
2.1.4根据视觉条件和实践研究可知,当时可使线形舒顺协调。
2.1.5根据根据公路线路设计规范[4] JTG D20----2006 第29页,表7.4.3
回旋线最小长度,
综合考虑以上五条,可以确定缓和曲线的最小适宜长度。
2.2、对于设有缓和曲线的曲线,根据公路线路设计规范JTG D20----2006 第31页7.5.6条,超高过度段应在回旋线全长范围内进行。
故在定线的时候,即使回旋线满足长度满足线形要求,也应尽量使回旋线长度等于或者略大于超高过度段长度。
为了线形美观使回旋线过长时,若在回旋线全长范围内进行超高过渡,会使超高渐变率过小而不利于排水,而不满足排水要求的超高渐变率不得小于0.3%,即1/330.
式中:B---道路超高横断面旋转轴至行车道路缘带外侧边缘的宽度(m);
△--超高横坡度与路拱坡度的代数差;
=1/330
根据上式可以计算出超高渐变段的最大适宜长度。
3、本项目实际计算案例
在本项目山岭重丘二级公路S242线设计中综合考虑以上各种因素,进行了超高渐变段的逐个设计。
如:交点32,JD桩号为K29+713.08,该段设计速度为60Km/h,该曲线半径R=300,本段按双向两车道设计,行车道宽度为2×3.50,硬路肩宽度为2×0.75,土路肩宽度为2×0.75。
本段路拱横坡为1.5%,本段最大超高值采用4%。
在设计中,分别进行计算考虑
(1)从控制离心加速度变化率考虑
(2)按驾驶员操作反应时间计算
(3)按行车道外侧超高渐变率
(4)根据视觉条件和实践研究可知,当时可使线形舒顺协调。
(5)查公路线路设计规范JTG D20----2006 第29页,表7.4.3
可得
(6)满足排水要求的超高渐变率不得小于0.3%,得
综合以上计算结果,缓和曲线渐变段适宜长度为50~77.14米,结合现场实际情况,及地形条件,综合考虑平面、纵断面、横断面等各项指标,本项目中该曲线超高渐变长度采用70m。
4、结论
4.1超高渐变段的设计不是孤立的,设计人员在设计的过程中需与平面,纵断面,横断面及现场实际地形、地质条件综合考虑,得出最优渐变段长度。
4.2上述超高渐变段长度的计算方法,可以延伸至各低等级道路超高渐变段
长度的通用计算方法,随着现代设计人员计算机的普及化,软件的运用,此计算方法,可以编成各种电算软件,方便批量快速计算,提高工作效率。
参考文献
[1]S242线巩留至尼勒克公路工程可行性研究报告,S242线巩留至尼勒克公路工程初步设计,S242线巩留至尼勒克公路工程施工图设计。
[2]尤晓暐,王冬根。
现代道路勘测设计[M]。
北京清华大学出版社,北京交通大学出版社,2009
[3] 北京市政设计研究院。
CJJ37-90 城市道设计规范[S]。
北京中国建筑工业出版社,1991
[4]中交第一公路勘察设计研究院。
JTG D20----2006 公路路线设计规范[S]。
北京人民交通出版社,2006
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。