超高山区公路合成坡度设计与校核

超高山区公路合成坡度设计与校核

1路面合成坡等区域路面积水由于车辆在曲线上行驶，它们受到离心力的影响，因此在曲线上设置最大值，增加曲线上的倾斜角度，弥补部分离心力，确保车辆的行驶稳定性。而车辆在进、出弯道处需设置超高渐变段，对路面横坡进行过渡。设计过程中对路面合成坡的设置往往不满足要求，导致该区域路面积水，容易造成“水滑现象”，严重影响行车安全。本文将结合规范要求，研究公路内侧、外侧车道合成坡设置的方式，以满足路面排水要求，避免路面积水。2合成梯度分析2.1超高过渡段的设置超高渐变段是从公路平面直线路段的路拱横坡，渐变至圆曲线路段设置有超高单向坡的过渡段。根据规范要求，当路拱横坡发生变化时，必须设置超高过渡段，其长度为：Lc：超高渐变段；Δi：超高横坡与一般段路路拱横坡代数差；B：超高旋转轴至行车道外侧边缘宽度；P：超高渐变率，超高渐变率是旋转轴与行车道外侧边缘线之间相对升降高差的比率。2.2内侧合成坡分析根据相关规范，在合成坡设计与校核时，通常采用的是超高旋转轴的位置，该位置内侧合成坡为：iii由于超高渐变段的路面横向坡度存在0%的位置，因此在设计与校核时，首先选取该点进行分析是否满足规范要求。2.3路基外侧高程变化的方向由于曲线路段设有超高，超高渐变会对道路外侧产生附件纵坡效应，从而使得道路内、外侧合成坡度不同，因此也需要侧合成坡度进行分析与校核。当路面横向坡度由一般路段渐变至超高段落时，或从超高段渐变至一般路段，超高旋转轴位置的高程不会产生变化，而路基外侧高程会随着横坡升高或降低，其高差值为h。在渐变段Lc范围内路线长度对应其高程变化的路段，即存在一个附加纵坡ii通过分析路基外侧高程差=，渐变段长度因此附加纵坡值即为超高渐变率P，由于附加纵坡与纵断面面坡度类似，即上坡为正，下坡为负，一般路段进入超高段时为+P,超高段进入一般路段段时为-P。通过对公式(2)分析，i3合成梯度的应用在实际工程中，由于部分项目区域内降雨较为频繁、雨量较大，合成坡设计过小易导致路面排水不良，因此将结合实际案例进行分析。3.1路基、行车道某地区高速公路，设计速度100km/h，路基宽度33.5m，中分带宽2m，路缘带2×0.75m，行车道宽2×3×3.75m，硬路肩2×3m，土路肩2×0.75m。一般路段路拱横坡i3.2路段外侧合成坡计算结果以JD3为例，超高旋转轴至硬路肩外侧边缘宽度，即B=0.75+3×3.75+3=15m;=4%;L=150m；因此通过公式(3)求得P=0.4%，即路段外侧附件纵坡=i由表1分析，在横坡最不利条件下，内侧合成坡计算结果为纵坡的绝对值，即在横坡为0时，纵坡≥0.5%，其内侧合成坡均≥0.5%；外侧合成坡计算结果为纵坡的绝对值+附件纵坡值，当进超高下坡或出超高上坡，外侧合成坡<内侧合成坡，即出现部分路段外侧合成坡<0.5%的情况。需加大主线纵坡，或减缓超高渐变率，从而满足规范设计要求。3.3外部边界的合成坡度小于标准值的长度和范围以JD4为例，当≤0.5%时，4外侧合成坡折减的应对措施在公路超高段合成坡设计与校核的时候，应同时考虑内侧与外侧合成坡是否满足要求。外侧合成坡应考虑附加纵坡的影响，其值为超高渐变率P。在进超高下坡和出超高上坡的情况下，其外侧合成坡存在折减，应采取综合排水措施，保证路面排水畅