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        山嶺重丘區(qū)低等級(jí)公路設(shè)計(jì)回旋曲線最短長度取值的探討

        2017-08-24 04:34:44劉幫權(quán)
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2017年15期
        關(guān)鍵詞:路線設(shè)計(jì)

        劉幫權(quán)

        摘 要:該文結(jié)合四川省烏蒙山水潦鄉(xiāng)至二郎鎮(zhèn)農(nóng)村扶貧公路路線設(shè)計(jì)情況,分析了離心加速度的變化率、駕駛員的操作及反應(yīng)時(shí)間、超高與加寬緩和段長度等因素對(duì)路線設(shè)計(jì)回旋曲線長度取值的影響,并通過相關(guān)計(jì)算,最終確定回旋曲線長度最低取值標(biāo)準(zhǔn),作為路線設(shè)計(jì)時(shí)的重要指標(biāo)依據(jù),用以指導(dǎo)路線設(shè)計(jì),同時(shí)也可供其他等級(jí)公路路線設(shè)計(jì)時(shí)參考。

        關(guān)鍵詞:低等級(jí)公路 路線設(shè)計(jì) 回旋曲線長度

        中圖分類號(hào):U412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)05(c)-0026-02

        山嶺重丘區(qū)低等級(jí)公路受地形、地物等條件限制,路線布設(shè)困難,平面設(shè)計(jì)指標(biāo)取值標(biāo)準(zhǔn)低,設(shè)計(jì)人員外業(yè)布設(shè)路線時(shí),常因經(jīng)驗(yàn)不足或疏忽,部分交點(diǎn)設(shè)置回旋曲線長度過短,內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)才發(fā)現(xiàn)難以滿足超高加寬緩和段要求,造成內(nèi)業(yè)路線調(diào)整,斷鏈增多,內(nèi)業(yè)工作量增加。該文擬結(jié)合四川省烏蒙山水潦鄉(xiāng)至二郎鎮(zhèn)農(nóng)村扶貧公路路線設(shè)計(jì)情況,通過分析各種因素對(duì)回旋曲線最短長度取值影響,最終確定設(shè)計(jì)時(shí)回旋曲線長度取值標(biāo)準(zhǔn),作為路線設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

        1 項(xiàng)目概況

        1.1 項(xiàng)目背景

        《烏蒙山水潦鄉(xiāng)至二郎鎮(zhèn)農(nóng)村扶貧公路建設(shè)工程》項(xiàng)目位于烏蒙山集中連片特殊困難地區(qū)(簡稱“烏蒙山區(qū)”)的敘永縣與古藺縣境內(nèi),該區(qū)域位于四川盆地南緣與云貴高原的過渡地帶,屬山嶺重丘區(qū),項(xiàng)目里程總長約274 km。由于項(xiàng)目里程長,地形地質(zhì)條件差,且招標(biāo)要求的勘察設(shè)計(jì)工期緊,為提高中標(biāo)概率并能在中標(biāo)后順利、快速完成任務(wù),該公司與另外兩家單位組成聯(lián)合體進(jìn)行投標(biāo),最終獲得該項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)任務(wù)。中標(biāo)后,根據(jù)聯(lián)合體投標(biāo)協(xié)議,該單位承擔(dān)該項(xiàng)目的古藺縣椒園鄉(xiāng)沙田水庫至土城鎮(zhèn)大山村段。

        1.2 項(xiàng)目概況

        《烏蒙山水潦鄉(xiāng)至二郎鎮(zhèn)農(nóng)村扶貧公路建設(shè)工程》古藺縣椒園鄉(xiāng)沙田水庫至土城鎮(zhèn)大山村段公路,老路總長約100 km,按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)后,里程總長約110 km,其中利用29 km,改建51 km,新建30 km。項(xiàng)目區(qū)地形復(fù)雜,老路平縱指標(biāo)極低。如菜板村至三臺(tái)村埡口段老路長5 km,爬升高差397 m,路段最大縱坡16%,平均縱坡8%。三臺(tái)村埡口至大路溝段老路長3.63 km,高差385 m,路段最大縱坡21%,平均縱坡10.62%,且該段可布線地形狹窄,坡面陡峻,條件特別困難。大路溝至龍南寨埡口段老路長3.78 km,爬升高差367 m,路段最大縱坡17%,平均縱坡9.7%。

        1.3 主要技術(shù)指標(biāo)

        根據(jù)總體單位技術(shù)指導(dǎo)書及招標(biāo)文件要求,結(jié)合路線設(shè)計(jì)規(guī)范,確定該項(xiàng)目主要技術(shù)指標(biāo)如下:四級(jí)公路;設(shè)計(jì)速度20 km/h;設(shè)計(jì)荷載公路II級(jí);標(biāo)準(zhǔn)路基寬度6.5 m;雙車道路面寬6 m,最大超高6%,超高旋轉(zhuǎn)軸位于路基中線,超高漸變率最大1/100;加寬采用1類全加寬,加寬漸變率最大1/15。

        2 回旋曲線長度計(jì)算與取值

        2.1 一般路段回旋曲線最小長度計(jì)算與取值

        2.1.1 離心加速度的變化率

        離心加速度的變化率:;

        在等速行駛的情況下:;

        因而:;

        則滿足乘車舒適感的回旋曲線最小長度:;

        目前國公路計(jì)算規(guī)范一般建議≤0.6,則;

        與半徑R為反函數(shù),半徑越大,所需的越小,設(shè)計(jì)速度為20 km/h的四級(jí)公路,因此≥0.036×=19.2(m)。

        2.1.2 駕駛員的操作及反應(yīng)時(shí)間

        回旋曲線不管其參數(shù)如何,都不可使車輛在回旋曲線上的行駛時(shí)間過短而使司機(jī)駕駛操縱過于匆忙,一般認(rèn)為汽車在回旋曲線上的行駛時(shí)間至少應(yīng)有3 s,則

        ==16.667(m)

        2.1.3 超高與加寬

        根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG-D20-2006)7.4.3條規(guī)定,四級(jí)公路回旋線最小長度為超高、加寬過渡段長度(見表1、表2)。

        另外根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG-D20-2006)7.10.3條規(guī)定,設(shè)計(jì)速度20 km/h回頭曲線,圓曲線最小半徑15 m,超高橫坡度6%,雙車道路面加寬值為3.0 m。

        綜合上述內(nèi)容,重新劃分圓曲線半徑區(qū)段后,根據(jù)路線設(shè)計(jì)規(guī)范分別計(jì)算超高及加寬緩和段長度(見表3)。

        2.1.4 一般路段回旋曲線最短長度取值

        首先,根據(jù)離心加速度的變化率計(jì)算的滿足乘車舒適感的回旋曲線最小長度應(yīng)大于19.2 m,根據(jù)駕駛員的操作及反應(yīng)時(shí)間計(jì)算的回旋曲線最小長度應(yīng)大于16.667 m,結(jié)合《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG-D20-2006)規(guī)定,設(shè)計(jì)速度20 km/h的四級(jí)公路,當(dāng)設(shè)置回旋曲線時(shí),其長度不應(yīng)小于20 m。

        其次,四級(jí)公路回旋線最小長度一般情況下還需滿足超高、加寬過渡段長度(見表4)。

        2.2 特殊曲線回旋曲線長度取值

        2.2.1 凸型曲線

        在路線嚴(yán)格受地形限制時(shí),可將兩同向回旋線在曲率相同處徑相銜接而組合為凸形曲線?!豆仿肪€設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20 2006)規(guī)定凸形曲線對(duì)接點(diǎn)附近的0.3 V(以M計(jì);其中V為設(shè)計(jì)速度,按KM/H計(jì))長度范圍內(nèi),應(yīng)保持以對(duì)接點(diǎn)的曲率半徑確定的路拱橫坡度。因而其回旋曲線最短長度應(yīng)滿足:對(duì)接點(diǎn)的曲率半徑對(duì)應(yīng)的超高漸變段長度+0.3 V/2。

        2.2.2 卵形曲線和復(fù)合曲線

        根據(jù)公路路路線設(shè)計(jì)規(guī)范,兩同向圓曲線徑相銜接或插入的直線長度不足時(shí),可用回旋線將兩同向圓曲線連接組合為卵形曲線。卵形曲線的回旋線參數(shù)宜選R2/2≤A≤R2(R2為小圓曲線半徑);受地形條件限制時(shí)或互通式立體交叉的匝道設(shè)計(jì)中,大半徑圓曲線與小半徑圓曲線相銜接處,可采用兩個(gè)或兩個(gè)以上同向回旋線在曲率相同處徑相連接而組合為復(fù)合曲線。復(fù)合曲線的兩個(gè)回旋線參數(shù)之比以小于1.5為宜。其回旋曲線最短長度應(yīng)根據(jù)具體情況予以計(jì)算并綜合考慮相關(guān)因素后取值。

        3 結(jié)語

        公路路線設(shè)計(jì)時(shí),當(dāng)設(shè)置回旋曲線時(shí),其長度取值,首先應(yīng)滿足路線規(guī)范規(guī)定的最短長度標(biāo)準(zhǔn),其次應(yīng)滿足超高及加寬緩和段長度。其具體計(jì)算值與公路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、路面寬度、最大超高值、最大超高漸變率以及加寬類型、加寬值均有密切關(guān)系。設(shè)計(jì)人員在外業(yè)定線前,應(yīng)根據(jù)相關(guān)已知條件計(jì)算出一般路段回旋曲線最短長度值,便于路線定線時(shí)參考。

        參考文獻(xiàn)

        [1] JTG D20 2006,公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        [2] 烏蒙山水潦鄉(xiāng)至二郎鎮(zhèn)農(nóng)村扶貧公路建設(shè)工程一階段施工圖設(shè)計(jì)[Z].2017.

        [3] 楊少偉.道路勘察設(shè)計(jì)[M].人民交通出版社,2004.

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