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超高山區(qū)公路合成坡度設(shè)計(jì)與校核
1路面合成坡等區(qū)域路面積水由于車輛在曲線上行駛,它們受到離心力的影響,因此在曲線上設(shè)置最大值,增加曲線上的傾斜角度,彌補(bǔ)部分離心力,確保車輛的行駛穩(wěn)定性。而車輛在進(jìn)、出彎道處需設(shè)置超高漸變段,對(duì)路面橫坡進(jìn)行過渡。設(shè)計(jì)過程中對(duì)路面合成坡的設(shè)置往往不滿足要求,導(dǎo)致該區(qū)域路面積水,容易造成“水滑現(xiàn)象”,嚴(yán)重影響行車安全。本文將結(jié)合規(guī)范要求,研究公路內(nèi)側(cè)、外側(cè)車道合成坡設(shè)置的方式,以滿足路面排水要求,避免路面積水。2合成梯度分析2.1超高過渡段的設(shè)置超高漸變段是從公路平面直線路段的路拱橫坡,漸變至圓曲線路段設(shè)置有超高單向坡的過渡段。根據(jù)規(guī)范要求,當(dāng)路拱橫坡發(fā)生變化時(shí),必須設(shè)置超高過渡段,其長度為:Lc:超高漸變段;Δi:超高橫坡與一般段路路拱橫坡代數(shù)差;B:超高旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣寬度;P:超高漸變率,超高漸變率是旋轉(zhuǎn)軸與行車道外側(cè)邊緣線之間相對(duì)升降高差的比率。2.2內(nèi)側(cè)合成坡分析根據(jù)相關(guān)規(guī)范,在合成坡設(shè)計(jì)與校核時(shí),通常采用的是超高旋轉(zhuǎn)軸的位置,該位置內(nèi)側(cè)合成坡為:iii由于超高漸變段的路面橫向坡度存在0%的位置,因此在設(shè)計(jì)與校核時(shí),首先選取該點(diǎn)進(jìn)行分析是否滿足規(guī)范要求。2.3路基外側(cè)高程變化的方向由于曲線路段設(shè)有超高,超高漸變會(huì)對(duì)道路外側(cè)產(chǎn)生附件縱坡效應(yīng),從而使得道路內(nèi)、外側(cè)合成坡度不同,因此也需要側(cè)合成坡度進(jìn)行分析與校核。當(dāng)路面橫向坡度由一般路段漸變至超高段落時(shí),或從超高段漸變至一般路段,超高旋轉(zhuǎn)軸位置的高程不會(huì)產(chǎn)生變化,而路基外側(cè)高程會(huì)隨著橫坡升高或降低,其高差值為h。在漸變段Lc范圍內(nèi)路線長度對(duì)應(yīng)其高程變化的路段,即存在一個(gè)附加縱坡ii通過分析路基外側(cè)高程差=,漸變段長度因此附加縱坡值即為超高漸變率P,由于附加縱坡與縱斷面面坡度類似,即上坡為正,下坡為負(fù),一般路段進(jìn)入超高段時(shí)為+P,超高段進(jìn)入一般路段段時(shí)為-P。通過對(duì)公式(2)分析,i3合成梯度的應(yīng)用在實(shí)際工程中,由于部分項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)降雨較為頻繁、雨量較大,合成坡設(shè)計(jì)過小易導(dǎo)致路面排水不良,因此將結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析。3.1路基、行車道某地區(qū)高速公路,設(shè)計(jì)速度100km/h,路基寬度33.5m,中分帶寬2m,路緣帶2×0.75m,行車道寬2×3×3.75m,硬路肩2×3m,土路肩2×0.75m。一般路段路拱橫坡i3.2路段外側(cè)合成坡計(jì)算結(jié)果以JD3為例,超高旋轉(zhuǎn)軸至硬路肩外側(cè)邊緣寬度,即B=0.75+3×3.75+3=15m;=4%;L=150m;因此通過公式(3)求得P=0.4%,即路段外側(cè)附件縱坡=i由表1分析,在橫坡最不利條件下,內(nèi)側(cè)合成坡計(jì)算結(jié)果為縱坡的絕對(duì)值,即在橫坡為0時(shí),縱坡≥0.5%,其內(nèi)側(cè)合成坡均≥0.5%;外側(cè)合成坡計(jì)算結(jié)果為縱坡的絕對(duì)值+附件縱坡值,當(dāng)進(jìn)超高下坡或出超高上坡,外側(cè)合成坡<內(nèi)側(cè)合成坡,即出現(xiàn)部分路段外側(cè)合成坡<0.5%的情況。需加大主線縱坡,或減緩超高漸變率,從而滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求。3.3外部邊界的合成坡度小于標(biāo)準(zhǔn)值的長度和范圍以JD4為例,當(dāng)≤0.5%時(shí),4外側(cè)合成坡折減的應(yīng)對(duì)措施在公路超高段合成坡設(shè)計(jì)與校核的時(shí)候,應(yīng)同時(shí)考慮內(nèi)側(cè)與外側(cè)合成坡是否滿足要求。外側(cè)合成坡應(yīng)考慮附加縱坡的影響,其值為超高漸變率P。在進(jìn)超高下坡和出超高上坡的情況下,其外側(cè)合成坡存在折減,應(yīng)采取綜合排水措施,保證路面排水暢
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