考虑纵坡影响的超高渐变率及排水设计研究

针对超高渐变率与路面排水问题,考虑纵坡在曲线超高渐变段对道路外侧有"抬升"或"降低"的作用,分别在上坡、下坡条件下对超高渐变率受纵坡影响的变化情况进行研究。结果表明,上坡段纵坡对超高缓和段有"加剧渐变"作用,下坡段纵坡对超高缓和段有"减缓渐变"作用,道路设计中应做考虑。当下坡路段纵坡在0.3%≤i≤2.3%范围内,虽满足设计值,仍存在渐变率小于1/330的情况,不利于路面排水。基于研究结果,讨论了纵坡、超高渐变率与排水不良路段长度的关系,为超高渐变率设计提供参考。     

多路拱法在改扩建设计中的研究应用

高速公路改扩建项目数量逐年增加,由双向四车道改扩建为双向八车道后,如原道路超高渐变段与纵坡小于0.5%的段落叠加,扩建后由于路面宽度增加较多,雨后积水现象严重。通过对多路拱设计方法的分析研究,为原纵坡平缓超高渐变路段提供了超高渐变的方案,以解决改扩建后路面排水问题。     

公路合成纵坡的原理及其应用

该文从汽车行驶的纵横组合方向前轴受力分析出发,介绍了公路合成纵坡的原理及规范的规定值,并说明了超高渐变率的选用对合成纵坡的影响.将工程实例与相关规范结合,分别说明了山区公路与平原区公路超高渐变段长度取值需注意的问题,并分析了超高渐变段外侧合成纵坡与中线合成纵坡的坡差存在情况,对路线设计具有一定的参考价值.     

道路几何参数对车辆操纵稳定性影响

为研究道路几何参数对车辆操纵稳定性的影响,本文采用MATLAB/Simulink建立了3自由度整车动力学模型,通过数值仿真模拟,研究了车辆在不同超高、纵坡坡度以及合成纵坡下动力响应,在此基础上进一步分析了在不同车速以及前轮转角输入下,道路几何参数对车辆操纵稳定性的影响.结果表明:与水平路面相比,道路超高和纵坡坡度对车辆...     

考虑附加纵坡的高等级公路纵横向组合稳定性研究

深入研究和推导了在高等级公路纵、横向组合条件下汽车不发生倾覆和滑移等行为的稳定条件,并分析了在超高渐变段行车道外缘附加纵坡对合成坡度的影响以及附加坡度取值的决定因素。在汽车纵横向组合平衡方程的基础上提出对纵坡的进一步折减以优化合成坡度的计算方法。     

超高缓和过渡设计探讨

本文从车行道旋转角速度，行车速度，超高渐变率，路面宽，路面排水等几何因素进行分析，提出了控制直线缓和段和超高缓和段的方法。     

高速公路改扩建的几何设计与路面排水

通过分析粘滞滑水与动水压强滑水的作用机理及影响因素,明确合理的几何设计可改善路面排水性能,避免车辆行驶产生滑水情况;在既有研究成果的基础上,确定动水压强计算方法及参数取值、水膜厚度和径流长度计算方法,建立高速公路完全滑水条件检验模型;以该模型为基础,对高速公路改扩建工程的常见工况进行完全滑水分析。结果表明,一般路段发生完全滑水的可能性小,超高过渡段为最不利工况;加大纵坡对改善超高过渡段的排水条件有限,增设路拱线是改善改扩建工程路面排水条件的有效方法。     

国内外公路超高设计对比分析及其应用研究

通过对国内外超高设计的经验进行总结分析,探究中国JTG D20-2006《公路路线设计规范》中有关超高设计各参数值的计算原理,更深入地理解规范以达到灵活应用的目的。该文从基本的横向稳定计算公式入手,从最大超高值、最大横向力系数、超高值与曲线半径分配、渐变率、渐变段设置5个方面对超高设计进行研究论述。研究认为确定最大超高值的主要因素为环境因素及车流运行特性;超高值与平曲线半径分配表的计算体现了基于运行速度的超高设计理念,并考虑了平曲线及交通组成对运行速度的影响;最大超高渐变率是视觉性、舒适性指标,是基于相对坡度及旋转角速度确定的,绕中线旋转的渐变率是任何情况下都应采用的值,绕边线旋转的渐变率是在需控制渐变段长度时可折减采用的值;渐变段位置对横向加速度在缓和曲线上的分布影响较大,对其极值和均匀性的控制是合理布设渐变段位置的关键。     

公路路面最小合成坡度设计问题

公路路面最小合成坡度是路面排水需要的最小坡度.合成坡度过小,路面排水不畅而妨碍行车,这对低等级公路影响较小,对高等级公路影响较为明显.因此公路路基纵坡设计,除考虑路基纵向排水的最小坡度外,还应注意在平曲线超高缓和段满足路面最小合成坡度的要求.近年在实际工作中,感到我国现行《公路路线设计规范》(以下简称“规范”)对最小合成坡度的规定不够确切,加之有的往往对     

山区高速公路路堑边沟排水设施设计方法研究

针对山区高速公路中较典型的挖方路堑段,在“缓坡”、“超高”等不利线形几何组合条件下,首先对路堑边沟坡度进行分析计算,验证与相关规范条文要求的符合性;其次对典型边沟型式及断面进行水文水力分析计算,对边沟泄水能力、流速进行定量分析,重点研究了缓坡段内由于超高横坡度对边沟泄水能力的影响,从而探讨不利几何设计条件下边沟的设计要点;最后选取典型“缓坡+超高”不利几何工况,计算分析不同纵坡、坡面条件下典型边沟设施泄水能力及流速,可为今后类似工况下边沟排水设施设计思路提供参考。     

公路设计中路面排水问题的两种特殊处理方法

公路路面的合成坡度小于０．５％时，路面排水不畅通。当公路的平纵面要素已确定，而超高缓和段却落在小纵坡（ｉｚ＜０．５％）上时，将会出现合成坡度小于０．５％的路段，为避免这种情况的出现或使这个路段尽量短，建议采用两种特殊的设计方法：一是推迟或提前超高；二是加速－ｉ至ｉ的变化速度。     

长大纵坡路段轮胎接地压力分布的研究

轮胎形式与长大纵坡对于沥青路面的影响难以通过目前的均布荷载的分析得出,从而会低估荷载对路面造成的损伤.为此,利用有限元软件建立载重子午线轮胎与纵坡路段路面结构耦合的有限元模型,分析不同坡度条件下的轮胎接地压力分布,并模拟车辆爬坡过程,分析一定坡度条件下车辆受不同牵引力作用的轮胎接地压力分布.结果表明,通过建立轮胎-路面耦合的有限元模型,在路面模型建立过程中通过设置纵坡进行长大纵坡段轮胎接地压力分布的研究,在长大纵坡条件下的行车荷载对于路面的作用力在切向以及法向上都呈现出非均布特征,数值也都大大高于标准胎压.在坡度为6％,考虑牵引力系数为0.5时,坡面切向接地压力最大值达到法向接地压力最大值的95％,即达到1.23 MPa.     

保障超高缓和段平缓区域排水的关键技术措施

对超高变化缓和段而言，因需完成路面横坡由外倾到内倾的过渡，必然存在一段横坡很小（-0．5％～0．5％）的路段，称这一路段所覆盖的区域为超高缓和段平缓区域，在该区域内必定存在一个横坡为零的特征断面，如果平缓区域合成纵坡i合〈0．3％，就会造成外部区域以及平缓区域内尚有积水的情况产生，对行车安全十分不利。[第一段]     

三次抛物线与线性超高渐变的对比研究

三次抛物线超高渐变在公路设计中已经应用多年,但对它的认识并不全面,存在一些认识和应用的误区。通过对计算公式、超高渐变率、零坡段长度和渐变段设置方式等方面进行定性和定量的对比研究,全面认识三次抛物线与线性超高渐变的特性和差异,使公路行业的从业人员能够正确、合理地应用三次抛物线超高渐变和线性超高渐变。     

沥青路面集中排水影响分析与响应识别

如何通过路侧排水口将路面径流快速排出是路面集中排水设计需要解决的关键问题。为了分析路面宽度和坡度变化对集中排水的影响,准确识别集中排水条件下排水口泄流能力与影响范围,基于水动力学理论得到路面二维浅水方程,考虑降雨、地形、流体阻力等因素对路面径流变化的影响作用,建立路面径流运动变化分析模型,并采用实际观测数据对模型参数进行验证。结合实际工程建立路面数字高程模型,在设计降雨条件下,分析路幅宽度增加和坡度变化对路面径流深度分布和路面集中排水能力的影响作用,对比不同坡度组合下的路面排水量,并识别路侧排水口影响范围。研究结果表明：路面排水量、路面径流流速、路面径流汇流时间是路面集中排水研究需要考虑的重要方面;采用路缘石开口进行集中排水时,路侧缘石对路面径流的汇流过程具有明显的拦阻作用,路肩范围内出现壅水现象;较低的路缘石高度可以减少路侧壅水对外侧行车道的不利影响,进而提高路面行车安全;对于模拟条件下（横坡2%）的固定排水口布置形式,存在相应的排水最优路面纵坡值范围（1%~1.2%）;路面径流的汇流方向与路面合成坡度方向不一致,当路面宽度增加时,路面汇流路径增长显著,路宽24.5 m时,路面径流没有就近从排水口流出,汇流路径沿道路纵向超过70 m。     

关于公路超高渐变段合成坡度解析与应用

按照目前的规范标准进行公路设计时,一般路段与完全超高路段的合成坡度都能保证满足要求,而超高渐变段的合成坡度却往往被忽略,导致现有公路的积水路段多在弯道处,影响行车安全。为此,从理论上分析了合成坡度的计算方法和影响因素,并进行了合成坡度的应用分析。     

基于行车稳定性的高速公路超高过渡方式对比研究

针对目前公路线性超高过渡段存在行车稳定性不足以及小坡断面排水不良等问题,对高速公路超高过渡方式进行研究。基于动力学软件CarSim仿真平台,构建了3种曲线型超高渐变仿真模型,如三次抛物线、上半波正弦型、下半波余弦型曲线;同时,以高速公路的平曲线为仿真道路模型,分析了横坡为0处的超高渐变率,验证了不同超高渐变方式下的行车稳定性,并输出了相应的稳定性参数变化情况。分析表明:多次抛物线、上半波正弦型、下半波余弦型缓和曲线超高渐变模型的超高渐变率最大值均大于线性过渡方式,分别超出50%,100%及57%。与线性渐变率为一定值不同,采用曲线型超高过渡方式进行过渡的渐变率为连续变化的值,上述超高渐变方法都在回旋线中点达到临界值,且渐变率关于中轴对称。曲线型渐变过渡起终点附近的侧向加速度、横摆角速度曲线较为平滑。通过对3类曲线型过渡形式下的排水长度进行计算分析,结果表明:三次抛物线的过渡形式更有助于超高过渡段的排水。建议超高过渡段中最大超高渐变率与零坡断面位置相结合,以此降低横向排水不畅路段的长度,增强路面排水能力。采用曲线型超高渐变模型对改善多车道高速公路长缓和曲线渐变段的稳定性及排水性能有重要意义。     

路面合成坡度与超高渐变率的选用

该文结合规范和工程实例,详细分析了超高过渡变化处路面合成坡度对超高渐变率选用的影响,可为其他类似工程提供参考。     

公路工程设计准则若干问题解说(五)

1、为什么要折减纵坡(1213)? 当小半径的平曲线位于大的纵坡上时,对行车条件来说是不利的。因为在这种情况下,路线纵坡与超高横坡度的综合坡度(在对角线方向上)将大于路线纵坡,如果纵坡为该级路的最大纵坡,那么纵合坡度将大于该级路的最大纵坡。从下表所列数值可以看出由于横坡度的影响而综合坡度超过各级路最大纵坡的数值:     

道路陡坡对水泥混凝土路面荷载应力的影响分析

以水泥混凝土路面结构为研究对象,采用三维有限元方法分析不同纵坡条件下路面结构在标准轴载作用下的应力变化。得出了板底弯拉应力、混凝土板最大主拉应力、层间剪应力与道路坡度之间的关系,探讨了水泥混凝土路面在纵坡地段的受力机理,为特殊地段路面结构设计提供参考。