山区低等级道路适宜超高渐变段长度的探讨

中图分类号：U412.1+2

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，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。