车道宽度以弧长定义的高速环道横断面设计研究

在传统的高速环道横断面设计中,车道宽度的定义与普通公路设计时相同,均为车道的水平投影宽度。根据高速环道横断面超高角较大的特点,分析了设计车道宽度按照水平投影宽定义与按照实际弧长定义时两者的区别,进而提出了一种新的横断面设计方法,设计车道宽度能够被定义为实际车辆行驶路面的曲线弧长。根据高速环道横断面平衡车速设计的基本原理,以三次抛物线方程的横断面设计为例,通过各车道的宽度以及设计平衡车速控制要求构建积分方程组,运用数值计算方法对设计横断面方程的参数进行求解。在允许的工程精度误差范围内利用弧长积分、迭代计算等方法得到横断面方程参数的数值解,在此基础上对横断面进行三维建模设计,并最终有效应用于工程实践中。新设计方法与传统设计方法相比较,在车道宽度的设计依据、工程经济性以及施工效率等方面更有优势。通过对某个典型试验场高速环道横断面设计的实例计算分析,用具体的分析数据证实了新设计方法在工程实践中的作用。在同样满足使用要求的前提下,车道宽度以弧长定义的新设计方法将节省较多的道路面积和路基填方量。新设计方法的研究为今后高速环道横断面的设计提供了不同的设计思路与详细的模型计算方法。