第四章：超高

宝剑锋从磨砺出梅花香自苦寒来3.4弯道的超高一、超高定义（原因）二、圆曲线超高横坡度的确定三、超高缓和段四、横断面超高值的计算3.4弯道的超高一、超高定义（原因）为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡，称之为超高。当汽车行驶在设有超高的弯道上时，汽车自重分力将抵消一部分离心力，从而提高行车的安全性和舒适性。超高的布置如右图所示。二、圆曲线超高横坡度的确定1、圆曲线上全超高横坡度的确定2、圆曲线上超高横坡度的最大值3、圆曲线上超高横坡度的最小值1、圆曲线上全超高横坡度的确定•在圆曲线段半径不变，故超高横坡度从圆曲线起点至圆曲线的终点是一个不变的定值，称为全超高。•圆曲线上超高横坡度应按公路等级、设计速度、圆曲线半径大小，并结合路面类型、当地自然条件以及车辆组成等情况查《规范》确定。圆曲线上全超高横坡度半径（m)超高（%）高速公路、一级公路二、三、四级公路120km/h100km/h80km/h60km/h80km/h60km/h40km/h30km/h20km/h一般情况积雪冰冻地区一般情况积雪冰冻地区一般情况积雪冰冻地区一般情况积雪冰冻地区一般情况积雪冰冻地区一般情况积雪冰冻地区一般情况积雪冰冻地区一般情况积雪冰冻地区一般情况积雪冰冻地区25500～32405500～19404000～17104000～15502500～12402500～11301500～8101500～7202500～12102500～11301500～7801500～720600～390600～360350～230350～210150～105150～9533240～21601940～12901710～12201550～10501240～8301130～750810～570720～4601210～8401130～750780～530720～460390～70360～230230～150210～130105～7095～6042160～16201290～9701220～9501050～760830～620750～520570～430460～300630～500520～360390～300300～190200～150150～90110～8080～5055～4040～2551620～1300970～780950～770760～550620～500520～360430～340300～190500～410360～250300～230190～125150～12090～6080～6050～3040～3025～1561300～1080780～650770～650550～400500～410360～250340～280190～125840～630750～520530～390460～300270～20090～6080～6050～3040～3025～1571080～930650～560410～350280～230410～3201500～780120～9060～5030～208930～810560～500350～310230～200320～2501500～78090～6050～3020～159810～720500～440310～280200～16010720～656440～400280～250160～1252、圆曲线上超高横坡度的最大值道路圆曲线部分最大超高值规定如下表。公路最大超高坡度公路等级高速公路一二三四一般地区10%8%积雪、冰冻地区6%城市道路最大超高坡度设计速度（km∕h）8060，5040，30，20最大超高值横坡度（%）6423、圆曲线上超高横坡度的最小值•各级公路圆曲线部分的最小超高横坡度应是该级公路直线部分的路拱横坡度三、超高缓和段1、设置条件和原因2、超高缓和段过渡形式3、超高缓和段长度2、超高缓和段过渡形式公路超高的过渡方式根据超高旋转轴在公路横断面上的位置可分为：(1)无中间带的公路①超高横坡度等于路拱坡度时，外侧车道绕路中线旋转，直至超高横坡值，如下图所示。②超高横坡度大于路拱横坡度时，有三种过渡方式：A、绕行车道内边缘旋转，简称边轴旋转。如下图所示。在缓和段起点之前将路肩的横坡逐渐变为路拱横坡，再以路中线为旋转轴，逐渐抬高外侧路面与路肩，使之达到与路拱坡度一致的单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至达到超高横坡度为止。一般新建公路多采用此种方式。B、绕中线旋转。简称中轴旋转。在超高缓和段之前，先将路肩横坡逐渐变为路拱横坡，再以路中线为旋转轴，使外侧车道和内侧车道变为单向的横坡度后，整个断面一同绕中线旋转，使单坡横断面直至达到超高横坡度为止。一般改建公路常采用此种方式。C、绕外边缘旋转。先将外侧车道绕外边缘旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降坡，待达到单向横坡后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直达到超高横坡度为止。此种方式仅在特殊设计时采用(如强调路容美观、外侧因受条件限制不能抬高等)。(2)有中间带的公路①绕中间带的中心线旋转。如图（a）。先将外侧行车道绕中间带的中心旋转，待达到与内侧行车道构成单向横坡后，整个断面一同绕中心线旋转，直至超高横坡值。此时，中央分隔带呈倾斜状。采用窄中间带的公路可选用此方式。②绕中央分隔带边缘旋转。如图（b）。将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持原水平状态。各种宽度不同的中间带均可选用此种方式。③绕各自行车道中线旋转。如图（c）。将两侧行车道分别绕各自的中线旋转，使之各自成为独立的单向超高断面。此时中央分隔带边缘分别升高与降低而成为倾斜断面。单向车道数大于四条的公路可采用此种方式。分离式公路分离式断面公路的超高过渡方式可视为两条无中间带的公路分别予以处理。城市道路城市道路超高方式应根据地形状况、车道数、超高横坡度值、横断面型式、便于排水、路容美观等因素决定。单幅路路面宽度及三幅路机动车道路面宽度宜绕中线旋转；双幅路路面宽度及四幅路机动车道路面宽度宜绕中间分隔带边缘旋转，使两侧车行道各自成为独立的超高横断面。3、超高缓和段长度超高缓和段——从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有超高单向横坡的过渡段。为了行车舒适性和排水，对超高缓和段长度必须加以规定。通常按控制设超高后行车道外边缘的渐变率来计算。Lbiipccg2()Lbipccbcigi对绕中线旋转表示为：对绕边线旋转表示为：式中：——路面宽度，(m)；——最大超高横坡；——路拱横坡。绕中心)(20超iiBh)(20PiiBLc超公路超高渐变率设计速度（km∕h）超高旋转轴位置绕中线绕边缘旋转1201∕2501∕2001001∕2251∕175801∕2001∕150601∕1751∕125401∕1501∕100301∕1251∕75201∕1001∕50在确定超高缓和段长度时，应注意：超高缓和段长度一般应采用5的倍数，并不小于10m；当线形设计须采用较长的缓和曲线时，横坡度由2%（或1.5%）过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1/330。超高的过渡应在回旋线全长范围内进行，但当超高渐变率过小时(为保证排水)，而只设在该回旋线的某一区段范围之内。四级公路超高的过渡应在超高缓和段的全长范围内进行。四、横断面超高值的计算超高缓和段上各断面处的路基外缘和内缘与路基设计标高之高差ｈc叫超高值。计算超高值后即可根据路基设计标高计算路基内外边缘的设计标高。这些高程是弯道施工的依据。(1)绕路面内边缘线旋转ZHHY提肩双坡阶段全超高阶段旋转阶段ZHHY提肩双坡阶段全超高阶段旋转阶段(2)绕路面中线旋转超高计算表所列公式式(图)中：b－路面宽度，(m)；a－路肩宽度，(m)；gi路拱横坡；ji路肩横坡；CL超高缓和段长度(或缓和曲线长度)，(m)；L0路肩横坡由ji变为gi所需距离，一般可取1.0m；x0与路拱同坡度单向超高点至超高缓和段起点的距离，(m)；x超高缓和段上任一点至起点的距离，(m)；hc'路中线最大抬高值，(m)；hc路基内缘最大降低值，(m)；hcxx距离处路基外缘抬高值，(m)；hcx'x距离处路中线抬高值，(m)；hcxx距离处路基内缘降低值，(m)；JB路基加宽值,(m)；JxBx距离处路基加宽值，(m)。hc路基外缘最大抬高值，(m)；BiJbJbxiGiGbJhcxhcxcxh'(B+2b)iGJiG双坡断面超高值计算：（x≤x0）GJGJJcxibBxxiibh)2()(0GJJcxiBibh2'GxJJJcxibbibh)(双坡断面超高值计算：（x≤x0）GJGJJcxibBxxiibh)2()(0GJJcxiBibh2'GxJJJcxibbibh)(式中：x——计算里程桩号离开超高缓和段起点的距离。x=Lcz-ZH或x=HZ–Lcz当超高的过渡设在回旋线的某一区段范围之内时，l0=Ls-Lc，x=lcz-ZH-l0或x=HZ-lcz-l0。加宽值计算：正比例过渡：bLcxbx高次抛物线过渡：bx=(4k3-3k4)bBiJbJbbxiGiGixihbJhcxhcxcxh'（5）旋转断面：（x≥x0）hxiLcxi)(00xxxLciiiiGhGx旋转阶段横坡度ix：当双坡阶段的渐变率p1小于0.3%时：•旋转阶段超高值：xJJJcxibBibh)(xJJcxiBibh2'xxjJJcxibbibh)(BiJbJbbxiGiGixihbJhcxhcxcxh'4.绕分隔带边缘旋转超高值的计算(设计高程）3.绕分隔带边缘旋转超高值的计算硬路肩边缘：h2=-b2×i2土路肩边缘：h3=-b3×i3（1）直线路段断面：行车道边缘：111ibh（2）全超高断面：外侧路肩按向外侧倾斜：(硬路肩宽度≥2.25m）路线设计高程（4-19）hiihiihiibhhibhhibbh32321211,,)(hoohoohoibhhibhhibh32321211,,33232212,ibhhibhhooOo（3）双坡断面：（x≤x0）双坡阶段长度x0计算：Lciiixh1102时，当003.020111xbip1111106602bipbix外侧路肩按向外侧倾斜：(硬路肩宽度≥2.25m）33232212111,,)(ibhhibhhibbhiiiixi1101)12(ibxxho12102))(12(ibbxxho132103))(12(ibbbxxho33232212,ibhhibhhoooo（3）旋转断面：（xx0）hxiLcxi旋转阶段横坡度ix：当双坡阶段的渐变率p1小于0.3%时：外侧路肩按向外侧倾斜：(硬路肩宽度≥2.25m）)(00xxxLciiiiGhGxxiixiixxiibhhibhhibbh32321211,,)(xooxooxoibhhibhhibh32321211,,33232212,ibhhibhhoooo3.５弯道的加宽1．定义：汽车在曲线路段上行驶时，靠近曲线内侧后轮行驶的曲线半径最小，靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半径最大。为适应汽车在平曲线上行驶时，后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面、路基宽度称为曲线加宽(又称弯道加宽)。2．加宽值圆曲线上加宽值与平曲线半径、设计车辆的轴距有关，同时还要考虑弯道上行驶车辆摆动及驾驶员的操作所需的附加宽度，因此，圆曲线上加宽值由几何需要的加宽和汽车转弯时摆动加宽两部分组成。1)几何加宽值的计算对于普通载重汽车，由上图可得一条车道的加宽值：1RKR