关于公路超高设计中若干问题的探讨

北　方　交　通　文章编号：１６７３～６０５２（２０１７）０６－０１１２—０３　ＤＯＩ：１０．１５９９６／ｊ．ｃｎｋｉ，ｂｆｊｔ．２０１７。０６．０３０　２０１７年第６期　关于公路超高设计中若干问题的探讨　王锦涛　（河北锐驰交通工程咨询有限公司石家庄市０５００２１）　摘要：因公路选线的各种制约因素越来越多，平曲线在线形设计中所占的比例越来越大，合理的超高设计显　得尤为重要。其超高旋转方式的选择、超高设计值的确定、超高过渡段长度设置的是否合理直接影响到行车的安　全、平稳、舒适。对《公路路线设计规范》（ＪＴＧ　Ｄ２０—２００６）中有关超高设计方面的规定，提出自己的见解。　关键词：超高设计；超高渐变率；超高过渡方式；超高过渡段　中图分类号：Ｕ４１６．０２　文献标识码：Ｂ　公路线形由于受沿线地形、地物的制约，从起点　１．２．１无中间带公路　到终点是由众多直线和平曲线（包括圆曲线和缓和　曲线）组合而成。当圆曲线半径小于规定的不设超　高圆曲线最小半径时，应在曲线上设置超高。由直　线段的双向路拱横断面逐渐过渡到圆曲线段的全超　高单向横断面必须设置超高过渡段。超高过渡段长　度设置的是否合理，直接影响到行车的安全、平稳、　舒适。　（１）超高横坡度等于路拱坡度时，将外侧车道　绕路中线旋转，直至超高横坡值。　（２）超高横坡度大于路拱坡度时，分别采用以　下三种过渡方式：　①绕内侧车道边缘旋转：新建工程宜采用此种　方式。　②绕路中线旋转：改建工程可采用此种方式。　③绕外侧车道边缘旋转：路基外缘标高受限制　１规范中关于超高设计的相关规定　１．１关于超高渐变率取值的规定　现行的《公路路线设计规范》（ＪＴＧ　Ｄ２０—　２００６）在７．５．４列出了不同设计速度下超高渐变率　按旋转轴位置的取值。　表１　超高旋转轴位置　设计速度（ｋｍ／ｈ）　中线　边线　或路容美观有特殊要求时可采用此种方式。　１．２．２有中间带公路　（１）绕中间带的中心线旋转：中间带宽度小于　或等于４．５ｍ的公路可采用。　（２）绕中央分隔带边缘旋转：各种宽度中间带　的公路均可采用。　（３）分别绕行车道中线旋转：车道数大于４条　的公路可采用。　１．２．３分离式路基公路　分离式路基公路的超高过渡方式，宜按无中间　带公路分别予以过渡。　规范中对超高过渡方式做了上述规定，由于没　由于规范删除了原９４规范中超高过渡段长度　计算公式，仅保留了超高渐变率的取值表，造成了好　有添加超高过渡方式示意图，造成了设计人员无法　正确理解超高旋转轴位置在“中线”和“边线”的具　体含义。　２值得讨论的问题　多新的设计人员根本无法理解超高渐变率的含义以　及如何计算超高过渡段长度。　１．２超高过渡方式的相关规定　２．１超高渐变率取值问题　２０１７年第６期　王锦涛：关于公路超高设计中若干问题的探讨　现行的《公路路线设计规范》（ＪＴＧ　Ｄ２０—　２００６）对超高过渡方式做了细致分类，但并未有提　供超高过渡方式示意图，造成了设计人员在选择超　高渐变率时无法充分理解其含义和区别。对于无中　间带公路，“中线”和“边线”一般设计人员的理解都　无偏差，但是对于有中间带的公路来说，尤其是选择　绕中央分隔带边缘旋转时，超高渐变率是按照“中　线”还是“边线”取值不同的设计人员有不同的理　解。由于多了中央分隔带的分隔，左右幅道路超高　互不影响，可以看成是两条独立道路单独进行超高，　因此有的设计人员认为应该按照“边线”选择超高　渐变率。但是就实际项目而言，大部分设计人员在　对有中央分隔带的高等级公路进行设计时选择的旋　转方式和绕“中线”旋转方式无异。　２．２有中间带公路超高过渡方式的选择　对于高速、一级公路等有中间带的公路，为保证　中央分隔带保持水平，超高过渡方式一般都会选择　绕中央分隔带内侧边缘旋转，而现行的《公路路线　设计规范》（ＪＴＧ　Ｄ２０—２００６）并未明确具体如何旋　转。通过了解，目前大部分设计人员选择绕中央分　隔带边缘旋转是先将外侧车道绕该侧中央分隔带边　缘旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断　面再绕各自中央分隔带边缘统一旋转，直至达到超　高横坡值，此过程中中央分隔带仍维持原水平状态。　该旋转方式和有中间带公路绕中间带的中心线旋转　类似，这又涉及到上述提及的超高渐变率的取值问　题了，按照该旋转方式，超高渐变率应按照“中线”　取值。　２．３超高过渡段长度计算问题　由于规范删除了原９４规范中超高过渡段长度　计算公式，只保留了不同设计速度下超高渐变率按　旋转轴位置的取值表格，对于超高过渡段长度如何　计算则让设计人员无从下手。而未正式出版的《路　线设计细则》（总校稿）则又重新添加了该公式，双　车道公路的超高过渡段长度应在选定旋转轴和超高　值后按下式计算：　式中：Ｌｃ一最小超高过渡段长度（ｍ）；　Ｂ一未设硬路肩的公路，Ｂ值为旋转轴至行车　道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（ｍ）；设　有硬路肩的公路，Ｂ值为旋转轴至硬路肩外侧边缘　的宽度（ｍ）；　△ｉ一超高坡度与路拱坡度代数差（％）；　Ｐ一超高渐变率。对未设硬路肩的公路，Ｐ为横　坡旋转中心轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）　外侧边缘之间的相对坡度。　对于上述公式是否适用于双向四车道、六车道、　甚至是八车道公路则无明确说明。　若一个双向四车道高速公路和一个双向八车道　高速公路，设计速度均为１２０ｋｍ／ｈ，均采用绕中央分　隔带内侧旋转方式，不考虑硬路肩宽度，则对于双向　四车道高速公路（Ｂ１）和双向八车道高速公路（Ｂ２）　来说：　Ｂ１＝０．７５＋２×３．７５＝８．２５　Ｂ２＝０．７５＋４×３．７５＝１５．７５　根据公式，两者计算出的超高渐变段长度相差　近一倍。由于路面越宽，汇水面积越大，则路面排水　越困难，而超高渐变段长度的变长实际上加剧了路　面排水的困难。这给我们造成一个印象，超高渐变　段长度与Ｂ值正相关似乎是不妥当的。　如果一个双向八车道高速公路采用规定的超高　渐变率取值，我们取其中的双向四车道行车道边缘　来分析，则该处的超高渐变率甚至不满足规范中　“超高过渡段的纵向渐变率不得小于１／３３０”的规　定。　由上述分析可以看出，简单的以上述公式计算　超高过渡段长度似乎并不妥当。而美国ＡＡＳＨＴＯ　“绿皮书”中图表３—３１中结合车道数以及调整系　数后确定超高过渡段长度如下：三车道公路超高过　渡段长度为双车道公路的１．２倍，四车道公路超高　过渡段长度为双车道公路的１．５倍，六车道超高过　渡段长度为双车道公路的２．０倍。　《路线设计细则》（总校稿）在添加了上述计算　公式后还提及多车道公路的超高过渡段长度按上式　计算后还应乘车道系数（双向四车道乘１．５的系　数，双向六车道乘２．０的系数）。参照美国ＡＡＳＨＴＯ　“绿皮书”中的规定，该公式似乎只适用于双车道公　路，而多车道公路是按照该公式计算还是按照双　车道公路计算后乘车道系数取值尚存在疑问。　由于该公式未列入正式规范中，因此如何正确理　北　方　交　通　２０１７年第６期　解与运用还有待商榷，超高渐变段长度如何计算　尚存在疑问。　３提出建议　以及路面排水之间的关系，将其控制在合理范围内，　对于其如何计算应作出相应规定。　４结语　由于超高旋转轴位置会影响到超高渐变率的取　值，而对于设计速度为１２０ｋｍ／ｈ的高速来说，选择　绕中央分隔带边缘旋转时，超高渐变率是按照“中　线”还是“边线”取值，按照公式计算出来的长度二　者最大可差２０％，因此规范有必要对其中的相关章　节进行说明，以帮助设计人员正确理解规范意图。　笔者认为，当该处位置纵坡较缓时超高渐变率可按　照“边线”取大值以利排水，当该处位置纵坡较大时　超高渐变率可按照“中线”取值以利于行车舒适。　对于超高过渡段长度的计算问题，规范修订时　应对多车道公路展开相关研究，探究超高过渡段长　度与路拱横坡旋转角速度∞、路容美观、行车舒适度　超高设计的好坏直接影响到行车的安全、平稳、　舒适。针对规范中关于超高设计存疑的部分提出自　己的见解，希望在下次规范修订时对其中的内容进　行丰富，以方便设计人员理解与运用。　参考文献　［１］中华人民共和困交通部．ＪＴＧ　Ｄ２０—２００６公路路线设计规范　［Ｓ］．北京：人民交通出版社，２００６．　［２］Ａ　Ｐｏｌｉｃｙ　ｏｎ　Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｈｉｇｈｗａｙｓ　ａｎｄ　Ｓｔｒｅｅｔｓ［ｓ］．美国：　ＡＡＳＨＴＯ，２００４．　［３］杨春风，欧阳建湘，韩宝睿．道路勘测设计［Ｍ］．北京：人民交　通出版社，２００７．　ｆ４］朱吴．高等级公路超高渐变率的探讨ｆ　Ｊ］．北方交通，２０１６（５）．　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｓｏｍｅ　Ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　Ｒｏａｄ　Ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ＷＡＮＧ　Ｊｉｎ—ｔａｏ　（Ｈｅｂｅｉ　Ｒｅａｃｈ　Ｔｒａｆｆｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００２１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｂｅｃａｕｓｅ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｒｅｓｔｒａｉｎｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｒｏａｄ　ｌｉｎｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌａｒｇｅｒ　ａｎｄ　ｌａｒｇｅｒ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ＣＨＩＶｅ　ｉｎ　ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ　ｄｅｓｉｇｎ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｒｅ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ，ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｖａｌｕｅ　ａｎｄ　ｓｅｔｕｐ　ｏｆ　ｌｅｎｇｔｈ　ａｔ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｗｉｌｌ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｏｍｆｏｒｔ　ｏｆ　ｄｒｉｖｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ　ｏｐｉｎｉｏｎ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｉｐｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ａｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｓｐｅｃｉｉｃａｔｆｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ（ＪＴＧ　Ｄ２０—２００６）．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ；Ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｔａｐｅｒｅｄ　ｒａｔｅ；Ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ；　Ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　ｓｅｃｔｉｏｎ