超高山區(qū)公路合成坡度設(shè)計與校核

超高山區(qū)公路合成坡度設(shè)計與校核

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，彌補部分離心力，確保車輛的行駛穩(wěn)定性。而車輛在進、出彎道處需設(shè)置超高漸變段，對路面橫坡進行過渡。設(shè)計過程中對路面合成坡的設(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，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)計與校核時，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)計與校核時，首先選取該點進行分析是否滿足規(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，超高漸變會對道路外側(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，或從超高段漸變至一般路段，超高旋轉(zhuǎn)軸位置的高程不會產(chǎn)生變化，而路基外側(cè)高程會隨著橫坡升高或降低，其高差值為h。在漸變段Lc范圍內(nèi)路線長度對應(yīng)其高程變化的路段，即存在一個附加縱坡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，一般路段進入超高段時為+P,超高段進入一般路段段時為-P。通過對公式(2)分析，i3合成梯度的應(yīng)用在實際工程中，由于部分項目區(qū)域內(nèi)降雨較為頻繁、雨量較大，合成坡設(shè)計過小易導(dǎo)致路面排水不良，因此將結(jié)合實際案例進行分析。3.1路基、行車道某地區(qū)高速公路，設(shè)計速度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)合成坡計算結(jié)果為縱坡的絕對值，即在橫坡為0時，縱坡≥0.5%，其內(nèi)側(cè)合成坡均≥0.5%；外側(cè)合成坡計算結(jié)果為縱坡的絕對值+附件縱坡值，當(dāng)進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，4外側(cè)合成坡折減的應(yīng)對措施在公路超高段合成坡設(shè)計與校核的時候，應(yīng)同時考慮內(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