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【摘 要】 随着科技的不断进步与发展，大大推动了交通运输业的发展与完善，公路路线的优化设计在整个公路建设中起着至关重要的作用，道路设计被逐渐的重视起来。在公路路线设计中，超高设计是一项基础性工作，其设计的合理与否，将直接关系到道路行车是否安全。为使道路行车安全得到充分保障，应当在运行车速理论的指导下，对不同交通状况、不同地区、不同等级的道路进行合理的超高设计。本文从公路路线超高设计的必要条件出发，针对公路路线超高设计中的关键问题进行详细分析。
【关键词】 公路；路线；超高设计；关键问题；问题分析
引言：
随着高速公路交通事故的频频发生，很多研究分析表明，公路曲线路段是发生事故的多发点，为此，公路施工人员必须引起足够的重视与了解。在公路安全设计中，曲线路段超高设计是其关键问题，施工人员和设计人员也应当对其引起充分的重视。在实际的公路工程建设中，由于各路段存在着差异性，会增加超高设计的复杂性，所以在设计过程中，必须综合考虑车量组成、道路性质、区域结构等多种因素，制定合理的超高设计方案，以确保行车安全。
一、公路路线超高设计的必要条件
公路路线的超高设计是在曲线路段断面上设计为外侧高于内侧的单向横坡，这种设计可以抵消消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力。超高的单向横坡由车辆速度、曲线路段半径、路面类型等因素相关，其关系可表达为以下公式：
式中：i为单向横坡超高值；v为车辆速度；R为曲线路段的半径；u为横向力系数。
由公式可以輕易得出横向力系数与超高值之间的关系。当圆曲线半径的数值大到与设计速度成一定比例时。将横向力系数M降低到最小值的情况下.可以保证车辆不受离心力作用，能够保持稳定，此时可考虑不设置曲线超高。横向力系数可以理解为当车辆在曲线路段行驶时，车辆与路面产生的横向摩擦阻力，受轮胎材料、充气压力、路面条件等因素影响。当横向力系数u<0.10时，车辆在曲线路段行驶时，人体几乎感觉不到曲线影响，车辆平稳运行；当横向力系数0.10≤u<0.15时。虽然可以感觉到曲线的存在，行驶却依然感觉平稳；当0.15≤H<0.35时，车辆行驶于曲线路段时。不平稳性感觉强烈。曲线存在感明显；当0.35≤u<0.4时，车辆转弯感到明显不平稳；当u>10.40时，车辆转弯时非常不稳定，甚至有倾覆的危险。横向力系数的存在，对车辆的平稳行驶有着极为不利的影响，设计曲线路段的超高时应尽量减小横向力系数。由公式可知，横向力系数减小，设计超高就必然要增大。
二、公路路线超高设计中的关键问题分析
在进行公路路线设计时，必须结合实际情况，以行车安全为核心，综合考虑经济性和舒适度，严格按照规范要求进行设计。在进行公路建设时，路线状况、地形地貌、空气湿度、温度都可能对行车安全造成不同程度的影响，因此，在进行超高设计时，必须对多种因素进行综合考虑，确定出最为合理的超高值。
1、最大超高值选用
近几年来，我国的大多数交通事故都是由货车而造成的。追究其造成的原因有两点：第一，就整个公路车辆行驶的情况看，大多数都是以货车居多。第二，货车超载现象比较严重，这也是导致事故发生的主要原因之一。根据i=v2/127R-u公式我们可以简单的了解到，最大超高值通常在8%左右，据调查显示，货车在曲线路段行驶时，由于向心力的作用，最大值超过6%时就很容易受到车体自身的向心力影响而导致翻车现象的出现，顾名思义，通常我们所说的8%最大值是针对舒适平坦的路基路面而言，而对于弯曲道路而言，必须将数值控制在6%以内，尤其是在天气恶劣的情况下，必须将数值进行严格控制。在正常情况下，通过设计预算，正常路段可以采用10%的最大超高值。但针对特殊地方必须控制在6%以内的最大超高值。
1.1山区公路超高值的确定
山区路段，顾名思义，就是道路崎岖坎坷不平，相对于平原路段而言，它很容易受到多方面的因素影响，因地势较为复杂多变，故此曲线半径的长度大小也是不一的，通常来讲，山区路段的曲线半径都比较短，纵面的起伏也比较大，很不稳定，车辆的行驶速度很容易受到路段的干扰而发生事故，为此，在山区公路设置超高值时，最重要的因素就是保证行车的安全与舒适。因每个路段受影响因素的不同，针对低线路的山区道路，我们可以适当降低超高值来保证车辆的横向稳定，一般数值在>3%出现环绕现象的时候，就要特别注意行车的稳定性和因坡度而导致的一些不利因素，计算超高值与横纵坡度值的比例关系，无论如何计算都要保证是在安全的前提下进行的规范要求。
1.2平原地区公路超高值的确定
平原地区的超高值由于其地势平坦，除了考虑上面所说的因素之外，还用考虑纵面平缓，路网交叉等特征。因其距离城市很近，岔路口地方比较多，因此不能按照公式i=v2/127R-u的计算方式进行计算。要根据平原地区的具体实际情况进行预测计算，这样计算出来的数值不但精准还会降低错误率而导致的事故发生率。实践表明，在地势平坦，路网密集的路线区域，适当降低超高值的数值不但会增加车辆的平稳行驶还会降低事故的发生。故此，平原地区可以将超高值适当的降低1%。
2、超高过渡段的设计分析
超高过渡段是指路基横断面中，直线路段的双向路拱横坡到单向横坡的过渡路段。对于超高过渡段的设计，不仅要考虑离心力作用，还需要考虑对构造物和路面排水的影响，以及便于施工、设计等因素。超高过渡段包括两个组成部分：旋转阶段和双坡阶段。
2.1旋转阶段的分析
首先，将内、外侧行车道和外侧硬路肩一同旋转至与内侧硬路肩保持一致，然后将硬路肩、内外侧行车道一同旋转至与内侧土路肩保持一致，再将内侧土路肩、硬路肩、内外侧行车道共同旋转至与全超高断面保持一致。这一过程中，如果回旋线太长，就应当将超高起点设置在曲率值等于不设超高段的最小半径处，将全超高断面设在圆缓点或缓圆处。
2.2双坡阶段的分析
在行车道横坡与硬路肩不一致时，通常先将外侧硬路肩抬高，使其与外侧行车道保持一致，再将硬路肩坡与外侧行车道一起抬高，使其与内侧行车道保持一致。这一过程中，如果回旋线太长，就难以满足道路排水的坡度要求（0.3%），使外侧行车道路面积水无法顺畅排出。因此，该阶段的超高渐变率应当≥1/330，外侧土路肩不应参与超高过程，保持正常横坡即可。
3、缓和曲线长度问题
缓和曲线作为道路平面线形要素之一。指的是直线与圆曲线之间或者圆曲线之间的曲率连续变化的曲线。在缓和曲线设计中，道路平面线形视觉质量的高低，在很大程度上是由缓和曲线的长度决定。如果缓和曲线缓和段的取值过短，曲率渐渐变化的效果就会不明显，而且缓和段和其它剩余圆曲线的衔接也会不自然不协调，这样行车的视觉效果就会不理想；反之，如果缓和曲线缓和段取值过长，线形组合效果同样会不理想，弯道超高和加宽设计等方面也存在很多问题。汽车行驶过程中进行转向操作时，行驶轨迹会发生变化，设置缓和曲线曲率的变化可以契合这种行驶轨迹的变化，进而就可以缓和行车方向的骤然变化，缓和离心力的突然产生。
三、结束语
综上所述，在公路路线设计中，应需要合理选用各种线性要素，加以合理组合以设计出安全且经济舒适的公路。超高设计是公路路线的关键环节，设计人员根据项目特点、车流量组成、曲线半径等实际情况灵活合理地进行超高设计，从设计源头来保证行车的安全。
参考文献：
[1]袁英爽.公路路线超高设计[J].铁道标准设计，2009（12）：23-26.
[2]郭金辉.浅析公路超高设计[J].中国西部科技，2009，8（8）：25-26.
[3]张爱利.公路路线的超高设计研究[J].城市建设，2012（29）.
[4]张海忠，麻辉东.公路超高设计应用探讨[J].公路交通技术，2011（3）.
[5]郝晨琦.关于公路的超高及其过渡段的设计应用[J].科学之友，2010（17）：1-3.
【关键词】 公路；路线；超高设计；关键问题；问题分析
引言：
随着高速公路交通事故的频频发生，很多研究分析表明，公路曲线路段是发生事故的多发点，为此，公路施工人员必须引起足够的重视与了解。在公路安全设计中，曲线路段超高设计是其关键问题，施工人员和设计人员也应当对其引起充分的重视。在实际的公路工程建设中，由于各路段存在着差异性，会增加超高设计的复杂性，所以在设计过程中，必须综合考虑车量组成、道路性质、区域结构等多种因素，制定合理的超高设计方案，以确保行车安全。
一、公路路线超高设计的必要条件
公路路线的超高设计是在曲线路段断面上设计为外侧高于内侧的单向横坡，这种设计可以抵消消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力。超高的单向横坡由车辆速度、曲线路段半径、路面类型等因素相关，其关系可表达为以下公式：
式中：i为单向横坡超高值；v为车辆速度；R为曲线路段的半径；u为横向力系数。
由公式可以輕易得出横向力系数与超高值之间的关系。当圆曲线半径的数值大到与设计速度成一定比例时。将横向力系数M降低到最小值的情况下.可以保证车辆不受离心力作用，能够保持稳定，此时可考虑不设置曲线超高。横向力系数可以理解为当车辆在曲线路段行驶时，车辆与路面产生的横向摩擦阻力，受轮胎材料、充气压力、路面条件等因素影响。当横向力系数u<0.10时，车辆在曲线路段行驶时，人体几乎感觉不到曲线影响，车辆平稳运行；当横向力系数0.10≤u<0.15时。虽然可以感觉到曲线的存在，行驶却依然感觉平稳；当0.15≤H<0.35时，车辆行驶于曲线路段时。不平稳性感觉强烈。曲线存在感明显；当0.35≤u<0.4时，车辆转弯感到明显不平稳；当u>10.40时，车辆转弯时非常不稳定，甚至有倾覆的危险。横向力系数的存在，对车辆的平稳行驶有着极为不利的影响，设计曲线路段的超高时应尽量减小横向力系数。由公式可知，横向力系数减小，设计超高就必然要增大。
二、公路路线超高设计中的关键问题分析
在进行公路路线设计时，必须结合实际情况，以行车安全为核心，综合考虑经济性和舒适度，严格按照规范要求进行设计。在进行公路建设时，路线状况、地形地貌、空气湿度、温度都可能对行车安全造成不同程度的影响，因此，在进行超高设计时，必须对多种因素进行综合考虑，确定出最为合理的超高值。
1、最大超高值选用
近几年来，我国的大多数交通事故都是由货车而造成的。追究其造成的原因有两点：第一，就整个公路车辆行驶的情况看，大多数都是以货车居多。第二，货车超载现象比较严重，这也是导致事故发生的主要原因之一。根据i=v2/127R-u公式我们可以简单的了解到，最大超高值通常在8%左右，据调查显示，货车在曲线路段行驶时，由于向心力的作用，最大值超过6%时就很容易受到车体自身的向心力影响而导致翻车现象的出现，顾名思义，通常我们所说的8%最大值是针对舒适平坦的路基路面而言，而对于弯曲道路而言，必须将数值控制在6%以内，尤其是在天气恶劣的情况下，必须将数值进行严格控制。在正常情况下，通过设计预算，正常路段可以采用10%的最大超高值。但针对特殊地方必须控制在6%以内的最大超高值。
1.1山区公路超高值的确定
山区路段，顾名思义，就是道路崎岖坎坷不平，相对于平原路段而言，它很容易受到多方面的因素影响，因地势较为复杂多变，故此曲线半径的长度大小也是不一的，通常来讲，山区路段的曲线半径都比较短，纵面的起伏也比较大，很不稳定，车辆的行驶速度很容易受到路段的干扰而发生事故，为此，在山区公路设置超高值时，最重要的因素就是保证行车的安全与舒适。因每个路段受影响因素的不同，针对低线路的山区道路，我们可以适当降低超高值来保证车辆的横向稳定，一般数值在>3%出现环绕现象的时候，就要特别注意行车的稳定性和因坡度而导致的一些不利因素，计算超高值与横纵坡度值的比例关系，无论如何计算都要保证是在安全的前提下进行的规范要求。
1.2平原地区公路超高值的确定
平原地区的超高值由于其地势平坦，除了考虑上面所说的因素之外，还用考虑纵面平缓，路网交叉等特征。因其距离城市很近，岔路口地方比较多，因此不能按照公式i=v2/127R-u的计算方式进行计算。要根据平原地区的具体实际情况进行预测计算，这样计算出来的数值不但精准还会降低错误率而导致的事故发生率。实践表明，在地势平坦，路网密集的路线区域，适当降低超高值的数值不但会增加车辆的平稳行驶还会降低事故的发生。故此，平原地区可以将超高值适当的降低1%。
2、超高过渡段的设计分析
超高过渡段是指路基横断面中，直线路段的双向路拱横坡到单向横坡的过渡路段。对于超高过渡段的设计，不仅要考虑离心力作用，还需要考虑对构造物和路面排水的影响，以及便于施工、设计等因素。超高过渡段包括两个组成部分：旋转阶段和双坡阶段。
2.1旋转阶段的分析
首先，将内、外侧行车道和外侧硬路肩一同旋转至与内侧硬路肩保持一致，然后将硬路肩、内外侧行车道一同旋转至与内侧土路肩保持一致，再将内侧土路肩、硬路肩、内外侧行车道共同旋转至与全超高断面保持一致。这一过程中，如果回旋线太长，就应当将超高起点设置在曲率值等于不设超高段的最小半径处，将全超高断面设在圆缓点或缓圆处。
2.2双坡阶段的分析
在行车道横坡与硬路肩不一致时，通常先将外侧硬路肩抬高，使其与外侧行车道保持一致，再将硬路肩坡与外侧行车道一起抬高，使其与内侧行车道保持一致。这一过程中，如果回旋线太长，就难以满足道路排水的坡度要求（0.3%），使外侧行车道路面积水无法顺畅排出。因此，该阶段的超高渐变率应当≥1/330，外侧土路肩不应参与超高过程，保持正常横坡即可。
3、缓和曲线长度问题
缓和曲线作为道路平面线形要素之一。指的是直线与圆曲线之间或者圆曲线之间的曲率连续变化的曲线。在缓和曲线设计中，道路平面线形视觉质量的高低，在很大程度上是由缓和曲线的长度决定。如果缓和曲线缓和段的取值过短，曲率渐渐变化的效果就会不明显，而且缓和段和其它剩余圆曲线的衔接也会不自然不协调，这样行车的视觉效果就会不理想；反之，如果缓和曲线缓和段取值过长，线形组合效果同样会不理想，弯道超高和加宽设计等方面也存在很多问题。汽车行驶过程中进行转向操作时，行驶轨迹会发生变化，设置缓和曲线曲率的变化可以契合这种行驶轨迹的变化，进而就可以缓和行车方向的骤然变化，缓和离心力的突然产生。
三、结束语
综上所述，在公路路线设计中，应需要合理选用各种线性要素，加以合理组合以设计出安全且经济舒适的公路。超高设计是公路路线的关键环节，设计人员根据项目特点、车流量组成、曲线半径等实际情况灵活合理地进行超高设计，从设计源头来保证行车的安全。
参考文献：
[1]袁英爽.公路路线超高设计[J].铁道标准设计，2009（12）：23-26.
[2]郭金辉.浅析公路超高设计[J].中国西部科技，2009，8（8）：25-26.
[3]张爱利.公路路线的超高设计研究[J].城市建设，2012（29）.
[4]张海忠，麻辉东.公路超高设计应用探讨[J].公路交通技术，2011（3）.
[5]郝晨琦.关于公路的超高及其过渡段的设计应用[J].科学之友，2010（17）：1-3.