一种用于双向八车道高速公路增设路拱线的超高设计方法技术

本发明专利技术提供一种用于双向八车道高速公路增设路拱线的超高设计方法，首先采用增设路拱线判别公式，计算H值，根据H值明确增设路拱线的个数，根据路拱线个数明确路拱线的具体设置位置，将弯道外侧半幅增设路拱线，设置为双向横坡，弯道内侧半幅不设路拱线，设置为单向横坡的左右半幅非对称超高方式，从而缩短路面排水路径长度，有效降低超高渐变段路面水膜厚度，确保雨天高速公路行车安全。确保雨天高速公路行车安全。确保雨天高速公路行车安全。

【技术实现步骤摘要】
一种用于双向八车道高速公路增设路拱线的超高设计方法


[0001]本专利技术涉及公路超高设计领域，尤其涉及一种用于双向八车道高速公路超高的设计方法。

技术介绍

[0002]当前高速公路超高方式主要采用左右半幅道路横坡绕中央分隔带边缘旋转，即旋转过程中左右半幅均采用单向横坡的超高方式，由于超高渐变段弯道外侧存在横坡小于1％的缓横坡路段，因此高速公路超高渐变段路面排水一直是公路设计关注的焦点，随着双向八车道等宽路幅高速公路的大幅建设，目前普遍采用的超高方式已难以满足超高渐变段的排水需求，严重影响路面排水效率，超高渐变段的水膜厚度普遍大于临界安全水膜厚度(4mm)，在高速行车条件下，上述路段极易产生轮胎打滑现象，严重影响道路行车安全。

技术实现思路

[0003]针对当前普通采用的超高方式难以解决宽路幅高速公路超高渐变段排水问题，本专利技术提出了在高速公路弯道外侧半幅增设路拱线，将弯道外侧半幅设置为双向横坡，弯道内侧半幅设置为单向横向横坡的左右半幅非对称超高方式，从而缩短路面排水路径长度，有效降低超高渐变段路面水膜厚度，确保雨天高速公路行车安全。
[0004]本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0005]一种用于双向八车道高速公路超高的设计方法，包括：
[0006](1)规定双向八车道高速公路正常路段左右半幅横坡分别为
±
2％，于弯道外侧半幅路面增设路拱线。
[0007](2)根据增设路拱线判别公式，计算H值，根据H值大小确定增设路拱线个数。
[0008](3)明确路拱线设置位置。
[0009](4)确定路拱线个数和位置后，根据《公路路线设计规范》JTG D20，确定弯道超高渐变率，计算各超高渐变段长度，各段超高渐变段长度＝(各段的路面宽度*横坡变化值)/(100*超高渐变率)。
[0010](5)正常路拱渐变至全超高段：弯道内侧半幅路面维持2％横坡不变，弯道外侧中央分隔带与路拱线之间的路面以中央分隔带外边缘为旋转轴，由
‑
2％横坡旋转至2％；再以路拱线为旋转轴，路拱线外侧路面由
‑
2％横坡旋转至2％；弯道内外侧半幅路面均为2％横坡，最后以中央分隔带外边缘为旋转轴，弯道内外侧半幅路面共同旋转至超高值i％，完成超高渐变。
[0011](6)全超高段维持i％单向横坡。
[0012](7)全超高段渐变至正常路拱段：渐变方式与(5)相同。
[0013]本专利技术的进一步技术：
[0014]优选的，增设路拱线判别公式采用如下公式：
[0015]H＝2.229+0.095*q+0.006*p
‑
1.348*i
[0016]式中：
[0017]q—降雨强度，mm/h
[0018]p—超高渐变率，1/p
[0019]i—道路纵坡，％。
[0020]优选的，H值小于4时，不增设路拱线；H值为4
‑
6之间时，增设一道路拱线；H值大于6时，增设两道路拱线。
[0021]优选的，当增设1道路拱线时，路拱线设置于二三车道或者三四车道分界线处；当增设2道路拱线时，路拱线设置于一二、三四车道分界线或者二三、三四车道分界线处。
[0022]优选的，弯道外侧半幅设置路拱线，采用双向坡；弯道内侧半幅不设路拱线，采用单向坡。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]1、首次提出了增设路拱线的判别公式，更方便、快捷地判断出道路弯道增设路拱线的个数及位置，提高了设计效率。
[0025]2、本专利技术对高速公路弯道外侧半幅进行双向横坡设置，可有效减短超高渐变段的路面排水路径长度，降低了雨天路面水膜厚度，提高了道路行车安全性。
[0026]3、本专利技术对高速公路弯道外侧半幅进行双向横坡设置，提高道路的排水效率，避免了道路超高渐变段的雨天长期积水现象，降低了道路路面早期水损坏的风险。
[0027]4、本专利技术对高速公路弯道外侧半幅进行双向横坡设置，弯道内侧采用单向横坡，相对于两侧均采用双向横坡的超高方式，本专利技术仅需要对弯道外侧进行超高段排水工程措施，节约了工程造价。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0029]图1道路标准横断面划分示意图；
[0030]图2各横坡渐变示意图；
[0031]图3超高渐变段横断面示意图；
[0032]图4逐桩横断面示意图；
[0033]图5水膜厚度检验示意图。
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本专利技术，但下述实施例仅仅为本专利技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0035]下面结合附图描述本专利技术的具体实施例。
[0036]本实施例采用设计速度为120km/h的双向八车道高速公路，路基宽度42m，行车道
宽3.75m，硬路肩宽3m，路缘带宽0.75m，土路肩宽0.75m，中央分隔带宽3m，半幅路面宽度为18.75m，弯道转角值为30度，半径为2500m，超高值取3％，超高渐变率采用1/330，缓和曲线长350m，纵坡取3％，降雨强度q为60(mm/h)。曲线要素点桩号如表1所示。
[0037]表1道路曲线要素参数表
[0038][0039](1)确定增设路拱线的个数和位置
[0040]根据增设路拱线判别公式，H＝2.229+0.095*q+0.006*p
‑
1.348*i＝2.229+0.095*60+0.006*330
‑
1.348*3＝5.87，H值小于6，因此设置1道路拱线，路拱线位置设置于二三车道分界线处。
[0041]为便于表述，将道路断面划分规定如下，见图1所示。
[0042]横坡1宽度b1＝0.75+2*3.75＝8.25m，横坡2宽度b2＝2*3.75+3＝10.5m，横坡3宽度b3＝8.25+10.5＝18.75m。
[0043](2)确定超高渐变段长度及桩号，见图2、图3。
[0044]I
‑
I断面渐变至III
‑
III断面：即横坡1绕中央分隔带外边缘(旋转轴1)由
‑
2％旋转至2％，该段渐变段长度L1＝(8.25*4)/(100*(1/330))＝109m
[0045]III
‑
III断面渐变至
Ⅴ‑Ⅴ
断面：即横坡2绕增设的路拱线(旋转轴2)由
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于双向八车道高速公路超高的设计方法，其特征在于，包括：(1)规定双向八车道高速公路正常路段左右半幅横坡分别为
±
2％，于弯道外侧半幅路面增设路拱线；(2)根据增设路拱线判别公式，计算H值，根据H值大小确定增设路拱线个数；(3)明确路拱线设置位置；(4)确定路拱线个数和位置后，根据《公路路线设计规范》JTG D20，确定弯道超高渐变率，计算各超高渐变段长度，各段超高渐变段长度＝(各段的路面宽度*横坡变化值)/(100*超高渐变率)；(5)正常路拱渐变至全超高段：弯道内侧半幅路面维持2％横坡不变，弯道外侧中央分隔带与路拱线之间的路面以中央分隔带外边缘为旋转轴，由
‑
2％横坡旋转至2％；再以路拱线为旋转轴，路拱线外侧路面由
‑
2％横坡旋转至2％；弯道内外侧半幅路面均为2％横坡，最后以中央分隔带外边缘为旋转轴，弯道内外侧半幅路面共同旋转至超高值i％，完成超高渐变；(6)全超高段维持i％单向横坡；(7)全超高段...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈国栋，吴志刚，王祥彪，张玉斌，王春红，牛京涛，任园，鲍世辉，方肖立，司倩，
申请(专利权)人：公路交通节能与环保技术及装备交通运输行业研发中心，
类型：发明
国别省市：