高速公路超高设计计算方法_朱峰

摘要：根据高速公路超高的方式和形成过程，结合双车道公路超高设计计算方法，提出了高速公路超高设计的计算方法，并给出了实际算例。关

键

词：高速公路；超高；计算方法

中图分类号：!"#$%&’

文献标识码：(

文章编号：#’)$*++&$（$++&）+$*++&)*+"

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超高的作用及设置条件

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超高的作用

超高是将公路曲线部分的路面设计成向曲线内

侧倾斜的单向横坡，使得汽车在曲线上行驶时能够获取一个指向曲线内侧的横向分力，以克服或削弱离心力对行车的影响。

#%$超高的设置条件

根据文献,#-规定，当公路平曲线的半径小于不

设超高的最小半径时，应按要求设置超高。具体数值见表#。

$超高的过渡方式及其适用性

为了分离对向行驶的车流，保证较高的行车速度和行车安全，高速公路均应按规定,#-设置中间带（中

间带.中央分隔带/两条左侧路缘带），高速公路路基横断面的组成见图#。有中间带公路的超高过渡方式主要有&种,$-，如图$所示。

图#高速公路路基横断面组成示意图（图中未显示横坡度）

$%#绕中间带的中心线旋转

先将外侧行车道绕中间带的中心线旋转，与内侧行车道构成单向横坡后，整个断面再一同绕中心线旋

转，直至达到超高横坡度值。如图$（0）

所示。该种超高过渡方式适用于中间带宽度小于或等于"%12的公路。高速公路超高设计计算方法

朱

峰#，董吉福#，李贵庆$

（#%山东交通学院土木工程系，

山东济南$1++$&；$%高青高速公路管理局，

山东高青$1’&++）

收稿日期：$++&*+&*##

作者简介：朱

峰（#3’’*）

，男，山东平阴人，山东交通学院讲师，工程硕士%第##卷第$期山东交通学院学报456%##75%$$++&年’月89!:7(;9<=>(7?97@8A(9B97@!7A4C:=ABD

8EF%$++&

表#

不设超高的圆曲线最小半径

地形计算行车速度G （H2G I ）

不设超高最小半径G 2

平原微丘#$+11++重丘#++"+++山岭

J+$1++’+

#1++

山东交通学院学报!""#年$月第%%卷

（&）绕中间带中心线旋转（’）绕中央分隔带边缘旋转（(）

绕各自的行车道中心线旋转图!

有中间带公路的超高过渡方式

!)!绕中央分隔带的边缘旋转

将两侧的行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带

维持原水平状态不发生变化。如图!（’）

所示。各种中间带宽度的公路均可采用该种超高过渡方式。!)#绕各自行车道的中心线旋转

将两侧的行车道分别绕各自的中心线旋转，使之成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带的两边分

别升高或降低而成为倾斜的横向断面。如图!（(）

所示。该种超高过渡方式适用于车道数大于*条的公路。#超高的设计计算方法

图!（&）和图!（(）

所示两种超高过渡方式在超高过程中，其中央分隔带及路缘石会产生不同程度的变形，影响美观，因而在使用时均有一定的局限性，图!（’）所示超高过渡方式（绕中央分隔带边缘旋转）具有较强的通用性，在此仅对该方式进行探讨和研究。

#)%确定超高缓和段的最小长度

由于中央分隔带两侧的行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，直至达到全超高横断面（超高横坡度为

单向横坡!"），所以内侧车道只是增大横坡度，其坡向并不发生变化，而外侧车道不但横坡度变大，坡向也发生变化。在外侧车道横坡方向发生变化过程中，会出现横坡度为"的断面（称为临界断面），该断面前后路段不利于路面水的横向排除，为了确保纵向排水的畅通，超高渐变率#不应太小（规范要求：#!%##"

）

。因此，超高缓和段最小长度的确定应主要考虑外侧车道超高的变化，而让内侧车道的变化服从外侧的变化，即根据外侧车道超高的变化确定超高缓和段的长度后，使内侧超高缓和段的长度与外侧的相等。

外侧车道超高缓和段最小长度+#,为

$%&’（

!"(!%）#

，（%）

式中

’为旋转轴至右侧路缘带外侧边缘的宽度，即行车道宽度-左侧路缘带宽度-右侧路缘带宽度，.；

!"为路面超高横坡度，/；!%为路拱横坡度，/；#为外侧车道的超高渐变率，即旋转轴与右侧路缘带外侧边缘之间的相对坡度。

因为内侧车道超高缓和段的长度与外侧车道的相等（也为$)），故内侧车道的超高渐变率为

#*&’（!"+!%）$%

,

（!）

#)!

确定临界长度

外侧车道临界断面距超高缓和段起点的距离被称为临界距离，用$-表示。内侧车道超高中不会出现临界断面。由$-0’!%#

和式（%）

可以推出$-0!%!%(!"

$%,

（#）

#)#

各断面超高值的计算

图#中，断面!（纵向）为中央分隔带内侧边缘；断面"（纵向）为中央分隔带外侧边缘；断面#（纵向）为内侧车道右路缘带外边缘；断面$（纵向）

为外侧车道右路缘带外边缘。

#1

!"!"#断面!、"超高值的计算

因为断面!、"分别处于内、

外侧行车道超

高过渡段的旋转轴上，该位置也正好是高速公路横断面设计标高所在处，

故断面!、

"的超高值都为$。

!"!"%断面#超高值的计算

内侧车道仅增大横坡度，其坡向不发生变

化（特殊地，!"#!#时横坡度也不需要发生变化）

。根据规范规定&%’，在超高过渡段全长范围内，内侧车道右路缘带外侧边缘将以均匀降低的方式进行变化（即呈直线变化），其超高渐变率为$%按（%）式计算，如图(所示。图中&为超高缓和段上任意一点距起始断面的距离。

’(长度范围内任意一点的超高值为

)&#*+!#*+!"*+!#’(

&#*+!#,!"*!#’(!"

&"

（(）

!"!"!

断面$超高值的计算

外侧车道在超高过渡中会出现临界断面（该断面横坡度为$）。同样根据规定&%’，在超高过渡段全长范围内，外侧车道右路缘带外侧边缘也将以均匀升高的方式进行超高。如图)所示。

图(断面#超高示意图图)断面$超高示意图

’(长度范围内任意一点的超高值为

)&#*’-*&’-+!#&!’-，

)&#&*’-’(*’-+!"&.’-#%$%&"（)）

(算例

某平原区四车道高速公路上有一平曲线，交点桩号为*#)+$$$，转角%为%$,，半径/为#%$$-，行车道横坡度!#为%.，试进行超高设计。

为了简化计算，在此只进行从01点到12点的超高过渡设计。查文献&%’得!"/0.，由（#）式计算得+/1"2)-，’(/#($-。假定缓和曲线长度’3#’(/#($-，以使超高缓和段与缓和曲线重合，减少路基断面的变化次数。

曲线要素计算结果列于表%，平曲线主点桩号列于表!。

$45’67

$"01#

03"33%

%1#"2$(

))1"123

#3"%$!

(")%3

表%

曲线要素计算表

-

780112

902110*#)+$$$

*#(+2#1"%30

*#(+1)1"%30

*#(+332"2!0

*#)+#!2"#2)

*#)+%22"#2)

表!

平曲线主点桩号计算表

图!

断面位置及超高横断面示意图

第%期朱峰等：高速公路超高设计计算方法!3