弯道的超高课件.pptx

1、一、超高定义一、超高定义（原因）（原因）二、圆曲线超高横坡度的确定二、圆曲线超高横坡度的确定三、超高缓和段三、超高缓和段四、横断面超高值的计算四、横断面超高值的计算一、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。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 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

2、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。半径（m)超高（%）高速公路、一级公路二、三、四级公路120km/h 100km/h 80km/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255003240550019404000171040001550250012402500113015008101500720 25001210

3、2500113015007801500720600390600360350230350210 1501051509533240 21601940 12901710 12201550 10501240 8301130 750810 570720 4601210 8401130 750780530720 46039070360230230150210130 10570956042160 16201290 9701220 9501050 760830 620750 520570 430460 300630 500520 360390300300 19020015015090110808050 554

4、0402551620 1300970 780950 770760 550620 500520 360430 340300 190500 410360 250300230190 125150120906080605030 4030251561300 1080780 650770 650550 400500 410360 250340 280190 125840630750 520530390460 300270200906080605030 4030251571080 930650 560410 350280 230410320150078012090605030208930 810560 50

5、0350 310230 20032025015007809060503020159810720500 440310 280200160道路圆曲线部分最大超高值规定如表2.4.2和表2.4.3。公路最大超高坡度公路最大超高坡度 表2.4.2 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城市道路最大超高坡度 表2.4.3设计速度（kmh）8060，5040，30，20最大超高值横坡度（%）642 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 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 公路超高的过渡方式根据超高旋转轴在公路横

6、断面上的位置可分为：(1)无中间带的公路无中间带的公路 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。A、绕行车道内边缘旋转，简称边轴旋转。、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。、绕中线旋转。简称中轴旋转。C、绕外边缘旋转。、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

7、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)。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。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。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

8、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。l分离式公路分离式公路 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。l城市道路城市道路 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。

9、通常按控制设超高后行车道外边缘的渐变率来计算。piBLc pcL式中：超高缓和段长度，(m)；旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度，(m)；超高坡度与路拱坡度代数差()；超高渐变率（又称附加纵坡），即旋转轴线与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间相对升降的比率，其规定值见下表iB设计速度（kmh）超 高 旋 转 轴 位 置绕中线绕边缘旋转1201250120010012251175801200115060117511254011501100301125175201100150Lbiipccg2()Lb ipccbcigi对绕中线旋转表示为：对绕边线旋转表示为：式中：路面宽度

10、，(m)；最大超高横坡；路拱横坡。在确定超高缓和段长度时，应注意：l超高缓和段长度一般应采用5的倍数，并不小于10m；l当线形设计须采用较长的回旋曲线时，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。l 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。l四级公路超高的过渡应在超高缓和段的全长范围内进行。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c叫超高值超高值。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。4、超高值的计算 超高缓和段上各断面处的路基外缘和

11、内缘与路基设计标高之高差c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。超高计算如表所列公式，超高过渡如图所示。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)；hcxx距离处路基外缘抬高值，(m)；hcxx距离处路中线抬高值，(m)；hcxx距离处路基内缘

12、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)；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：1RKRe 而

13、 221ARKR 代入上式，.)82(34222RARARRARRe.82342RARA 故一条车道的加宽值为：RAe22 式中：e一个车道加宽值(m)；R曲线半径(m)；A普通载重汽车汽车后轴至前保险杠的距离(m)。后轴至前保险杠的距离，对半挂车为当量车长，A=2221AA ；A1为牵引车保险杠至第二轴的距离(m)，A2为-第二轴至拖车最后轴的距离(m)；2)摆动加宽值 据实测汽车转弯摆动加宽与车速有关，一个车道摆动加宽值计算经验公式为：RVe05.0 3)标准规定 公路标准规定，平曲线半径等于或小于 250m 时，应在平曲线内侧加宽。双车道路面的加宽值见表。四级公路和山岭重丘区的三级公路采

14、用第 1 类加宽值;其余各级公路采用第 3 类加宽值。对不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第 2 类加宽值。公路平曲线加宽公路平曲线加宽 加 宽 类 别 加 平曲线 宽 半径 汽车 值(m)(m)轴距加前悬(m)250 200 200 150 150 100 100 70 70 50 50 30 30 25 25 20 20 15 1 5 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.8 2.2 2.5 2 8 0.6 0.7 0.9 1.2 1.5 2.0 3 5.28.8 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 单车道公路路面加宽值按表列数值折半，由三条以上车道组成的行车道，其

15、路面的加宽值应另行计算。对于分道行驶的公路，若平曲线半径较小，其内侧车道的加宽应大于外侧车道的加宽值，设计时应通过计算确定其差值。城市道路设计规范规定，圆曲线半径小于或等于250m时，应在圆曲线内侧加宽，每条车道加宽值见表。城市道路圆曲线每条车道的加宽值城市道路圆曲线每条车道的加宽值 圆曲线半径 （m）车 型 200 R250 150 R 200 100 R150 60 R100 50 R 60 40 R 50 30 R 40 20 R 30 15 R 20 小型汽车 0.28 0.30 0.32 0.35 0.39 0.40 0.45 0.60 0.70 普通汽车 0.40 0.45 0.6

16、0 0.70 0.90 1.00 1.30 1.80 2.40 半挂车 0.45 0.55 0.75 0.95 1.25 1.50 1.90 2.80 3.50 当平曲线半径250m时，一般在弯道内侧圆曲线范围内设置全加宽，当其平曲线内无圆曲线(凸形)时，仅在平曲线中点处断面设置全加宽。为了使路面和路基均匀变化，设置一段从加宽值为零逐渐加宽到全加宽的过渡段，称之为加宽缓和段。加宽缓和段(或超高缓和段)范围内，如无缓和曲线和超高缓和段，则应另设加宽缓和段。3加宽缓和段1)加宽缓和段的长度 在公路设计中，加宽缓和段长度取决于三方面的要求：加宽所需的最小长度。在不设缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段

17、长度应按渐变率1：15且不小于10m的要求设置；超高缓和段长度；缓和曲线长度。l 设置缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段长度采用与缓和曲线或超高缓和段长度相同的数值。l 不设缓和曲线，加宽缓和段长度取超高缓和段长度，其渐变率不小于1:15，且长度不小于10m。此时，超高、加宽缓和段一般设于紧接圆曲线起、终点的直线段上。在地形困难地段，允许将超高、加宽缓和段的一部分插入曲线，但插入曲线内的长度不得超过超高、加宽缓和段长度的一半。2)缓和段jL内加宽值的过渡方式 在加宽缓和段内，加宽是逐渐变化的，其过渡方式有以下几种：(1)按直线比例变化 即加宽缓和段任一点的加宽值jxb与该点到加宽缓和段起点的距

18、离Lx同加宽缓和段全长jL的比率成正比，如图。jxjjxLLbb 式中：jxb加宽缓和段上任一点的加宽值，(m)；jb行车道加宽值，(m)；Lx 加宽缓和段内任一点到缓和段起点的长度，(m)；jL 加宽缓和段长度，(m)。这种过渡方式处理简单粗糙，不圆滑美观，适用于一般二、三、四级公路。(2)切线法 为消除加宽缓和段内侧边线与圆曲线起、终点的明显折点，采用路面加宽边缘线与圆曲线上路面加宽后边缘线圆弧相切的方法。其近似计算公式为：bRbbRLLjjj)(22 RljtgLbjjjtgLbxjx 式中：路面加宽边缘线与未加宽边缘线的夹角，(rad)；jL原加宽缓和段长度,(m)；R 路中线的曲线半

19、径，(m)；jb路面加宽值，(m)；b未加宽前的路面宽度，(m)；lj切入圆曲线内的缓和段长度,(m)；jjb修正后,圆曲线起、终点处的路面加宽值，(m)；jxb加宽缓和段内任一点加宽值，(m)；Lx加宽缓和段内任一点到缓和段起点的长度,(m)。切线法一般适用于四级公路人工构造物路段。(3)插入高次抛物线的方法 加宽缓和段内任一点的加宽值jxb按下列公式计算：这种方法路面边缘线圆滑、顺适，适用于高速公路、一级公路以及对路容有较高要求的二级公路。加宽值的过渡还可插入二次抛物线过渡、回旋线过渡等。jjxbKKb)34(43 jxLLK 2.6 行车视距行车视距一、视距的定义及种类 1.定义 视距从

20、行车轨迹线上1.2m的高度，能看到该轨迹线上高为 0.1m的物体顶点的距离，是该轨迹线量得的长度，如2.6.1图所示。行车视距为了保证行车安全，使驾驶员能随时看到汽车前方一定距离的道路，以便发现前方障碍物或来车时，能及时采取措施的必要距离。l平面上弯道内侧有挖方边坡或障碍物、纵断面上的凸形竖曲线处以及路线交叉口附近，均有可能存在视距不良的问题。l在道路设计中保证足够的行车视距，是确保行车安全、快速、增加行车安全感、提高行车舒适性的重要措施。驾驶员发现路面障碍物或迎面来车时,根据其采取措施的不同，行车视距可分为：l停车视距停车视距l会车视距会车视距l超车视距超车视距l错车视距错车视距停车视距汽车

21、行驶时，自驾驶员看到前方障碍物起，至在障碍物前安全停车止所需要的最短行车距离。如下图。停车视距主要由三部分组成：反应距离 ；制动距离 ；安全距离2s1s0s0s会车视距两辆对向行驶的汽车在同一车道上相遇，及时制动并停车所必须的安全视距。会车视距由三部分组成：双方驾驶员反应时间所行驶的距离；双方汽车的制动距离；安全距离。会车视距的规定值是其长度不应小于停车视距的两倍。超车视距在双车道道路上，后车超越前车，从开始驶离原车道之处起，至超车后安全驶回原车道并与对向来车保持所必要安全距离所需的最短距离。4321ssssScq （m）43232sssScb (m)式中：Scq全超车视距（m）；Scb必要超

22、车视距（m）；s1汽车超车开始到进入对向车道的加速行驶距离（m），按下式计算：21101216.3attVs (m)式中：0V被超汽车的行驶速度(km/h)；1t加速时间；a平均加速度(m/s2)。2s超车汽车在对向车道上行驶的距离，按下式计算：226.3tVs (m)式中：V超车汽车的速度（km/h）；t2 在对向车道上行驶的时间(s)。s3超车完毕，超车汽车与对向来车之间的安全距离，一般取 15100m。4s超车汽车从开始加速到超车完成的过程中，对向汽车的行驶距离。124()3.6V tts (m)V对向汽车行驶速度(km/h)，我国公路标准规定值的计算如下表。超车视距的计算超车视距的计算

23、 设计速度V（kmh）80 60（50）40 30 20 被超汽车速度V0（kmh）60 45（37.5）30 20 15 （ms2）0.65 0.63（0.62）0.61 0.60 0.60 t1（s）4.2 3.7（3.4）3.1 2.9 2.8 s1 s1（m）76 51（39）28 19 10 t 2（s）10.4 9.5（9.0）8.5 8.0 7.6 s2 s2（m）231 159（125）95 67 42 s3（m）60 40（30）25 20 15 s4=23 s2（m）154 106（83）63 45 28 全超车视距 550 350（250）200 150 100 最小必要

24、超车视距 350 250（200）150 100 70 注：括号内数值为城市道路规定值。停车、会车、超车视距，应根据道路的等级和具体条件采用，标准和公路路线设计规范规定：l高速公路和一级公路应满足停车视距的要求。高速公路和一级公路均有中间分隔带，无对向车，因此，不存在会车问题。并且高速公路和一级公路的车道数均在4个车道以上，快慢车用划线分隔行驶，各行其道，也不存在超车问题。l二、三、四级公路，一般应满足会车视距的要求。在工程特别困难或受其它限制地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶的措施，如设分隔带、分道线、分隔桩，或设两条分离的单车道。l对向行驶的双车道公路，应根据需要并结合地形在适当的距

25、离内设置具有超车视距的路段，一般情况下不小于路线总长度的10%30。高速公路、一级公路停车视距及货车停车视距设计速度（km/h)1201008060停车视距(m)21016011075货车停车视距(m)24518012585二、三、四级公路停车视距及货车停车视距设计速度（km/h)8060403020停车视距(m)11075403020货车停车视距(m)12585503520二、三、四级公路停车视距、会车视距与超车视距设计速度（km/h)8060403020停车视距(m)11075403020会车视距(m)220150806040超车视距(m)550350200150100三、公路视距的保证1

26、、解析法确定横净距汽车在弯道上行驶时，弯道内侧行车视线可能被树木、建筑物、路堑边坡等障碍物所阻挡而使行车视距受到影响。因此，在路线设计时必须检查平曲线上的视距是否能得到保证，如有遮挡时，则必须清除视距区内侧横净距内的障碍物。如图所示,图中阴影部分是阻碍司机视线的范围，范围以内的障碍物都应加以清除。横净距驾驶员的视点轨迹线到视距线的距离。为内侧车道上汽车应保证的横净距。可根据各种情况按公式计算横净距 ，若横净距 小于行车轨迹至障碍物的距离，视距能够得到保证；反之，视距不能得到保证。ZSZSZS 按公式计算的值是弯道上须清除的最大横净距，它在曲线中点或中点附近。在曲线上任意位置的横净距是随行车位置的改变而变化的，如果曲线全长上按最大横净距值切除，则会造成工程上的浪费。对于需要清除的是重要建筑物或岩石边坡时，多用图解法来确定清除范围。其步骤如下：按一定比例绘制弯道平面图，并示出驾驶员视点轨迹线位置；在轨迹线上从弯道两端相连直线上距曲线起点（或终点）s的地方开始，按视距s距离定出多组视线11、22、33、1010等；绘出这些视线的包络线（内切曲线）即为视距曲线；量出相应断面位置的横净距，即可按上面的方法确定相应断面上的视距切除范围。必须指出，除平曲线上考虑视距外，在竖曲线上也有保证视距的问题，其保证措施在选择竖曲线半径时考虑。标准对竖曲线最小半径的规定值也考虑了视距的保证因素。