公路设计中超高渐变段计算方法探讨
公路设计中超高渐变段计算方法探讨
在公路设计中，超高渐变段的设置对于行车安全和舒适性至关重要。本文将探讨超高渐变段计算中存在的争议，并通过具体案例和公式推导，给出明确的结论和建议。
1、问题的提出
在公路设计中，超高渐变段的设置是一个重要环节。很多人关注最大超高取值、超高渐变开始位置等问题，但对超高渐变段的具体计算方法却较少关注。本文将深入探讨超高渐变段计算中的关键问题。
2、超高渐变段计算中存在的争议
《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）与道路勘测设计教材在超高渐变段计算方法上存在差异，主要体现在Δi的取值问题上。教材中规定：绕内边线旋转时，Δi=ih；绕中线旋转时，Δi=ih+iG。这种差异在实际计算中会导致结果不同。
以一条二级公路为例，设计车速60km/h，双向两车道，车道宽3.5m，右侧硬路肩0.75m，一般路段路拱横坡2%，超高段横坡4%。按照两种方法计算的最小超高渐变段长度相差较大，需要明确采用哪种计算方法。
3、超高渐变段相关计算推导
1）绕内边线旋转
当绕内边线旋转时，可以推导出Lc=Bih/i2=Bih/P。
2）绕中心线旋转
当绕中心线旋转时，推导得出Lc=0.5B（i1+ih）/i2=0.5B（i1+ih）/P。
3）有中央分隔带时
当有中央分隔带时，绕中线旋转的计算方法不变，而绕分隔带边线旋转时，推导得出Lc=B*（i1+ih）/i2=B*（i1+ih）/P，这里的B是半幅车道宽度。
4）小结
总结发现：对于无中央分隔带道路，绕内边线旋转时Δi=ih，绕中线旋转时Δi=ih+iG；而有中央分隔带时，不管绕哪条线旋转，Δi都应取ih+iG。
4、最大超高渐变率旋转轴位置的选取
对于有中央分隔带的公路，绕分隔带边线旋转时的超高渐变率应与绕中线旋转时的数值保持一致，即采用表格中“中线”一栏的数值。这个结论虽然与部分专家意见不同，但考虑到安全因素，在不会导致超高渐变率小于1/330的情况下，采用中线一栏的数值更为稳妥。
5、是否要考虑多车道修正系数
通过规范溯源发现，Lc=Δi*B/P这个公式最早来自94版规范，特指双车道公路。但在后续版本中不再特指双车道，实际应用时B值已考虑多车道情况，因此无需再额外考虑多车道修正系数。
6、主要结论
- 对于无中央分隔带公路，绕边线旋转时Δi取ih，绕中心线旋转时取ih+iG。
- 有中央分隔带公路，不管绕哪条线旋转，Δi都取ih+iG。
- 有中央分隔带公路绕分隔带边线旋转时，超高渐变率应按“中线”一栏选取。
- 公式中的B值已考虑多车道情况，无需再考虑多车道修正系数。
以上结论基于现有规范和计算推导，仅供参考。在实际工程应用中，建议结合具体项目需求和规范要求进行合理选择。