在平纵组合设计中,应尽量做到平曲线与竖曲线完全对应,公路工程,采用“平”包“纵”组合能较好地满足路面排水的要求。如果平曲线与竖曲线完全对应,则圆曲线段与竖曲线的底部(顶部)对应,而圆曲线上存在的超高有较大的横向坡度,有利于路面排水。

  当平曲线与竖曲线错开时,要避免竖曲线的顶点位于平曲线的缓和曲线上,特别要避免位于超高过渡的零坡断面处,这样额线型容易积水。

  我们来看一个南方某多雨省份的交通安全事故频发路段调查表:

  由表可知事故路段均为纵坡小于1%路段,且位于超高变化段,造成这种事故的主要原因为超高渐变段的排水不畅问题。下面我们来分享一个通过优化平纵横来从源头解决这种问题的案例。

  可以看出原设计凹竖曲线最低点接近超高过渡段,进一步加剧了排水不畅的情况,在优化过程中提出了两个方案。

  方案一为改变该路段的纵坡方向,增设一变坡点于K27+100处,并把原K27+500的变坡点移至 K27+660,保持后面桥梁段的纵坡 2%不变,在 K27+100~K27+660 路段形成+0.4%的缓坡,如下图。该方案填土高度平均增加了约0.68 m。

  方案二为把原 K27+500 的变坡点移至 K27+540,使凹曲线最低点远离超高过渡段,同时保持变坡点前后的纵坡为-0.5%和2%不变,如下图。该方案填土高度平均增加了约0.32 m。

  对上述两方案的左幅路面高程进行等高线描绘可知:方案一在缓和曲线上设置了+0.4%的缓坡,虽然其坡率比原设计的-0.5%更缓,但由于超高与纵坡均为上抬趋势,两者是正叠加,因此路面高程呈均匀上升,无排水不畅路段(见图1);

  方案二改移变坡点后凹曲线最低点远离超高过渡段,但-0.5%的缓坡仍处于超高过渡段上,且两者为互相叠加抵消,导致路拱横坡为 0%的路段附近路面高程变化较小,靠近外侧路肩处出现了积水路段(见图2)。

  因此,方案一虽然抬高了路基填土高度,增加了一定的工程量,但保证了路面排水,避免了公路建成后出现积水路段,从交通安全和后期维护的角度来说,具有较高的社会经济效益。

  由上述案例可以看出,在保证公路路线设计满足规范的同时,应对排水不畅路段提出不同的路线设计方案进行详细比选,特别针对位于超高过渡段上的缓坡路段,应加强核查超高过渡段的合成坡度。

  为确保合成坡度不小于0.5%,建议采取纵坡与超高渐变的上抬或下降趋势一致的设计,即超高过渡段合成纵坡与路线纵坡一致 (见图3一致、图4不一致),否则应根据合成纵坡来确定路线纵坡设计。

  公路路线设计中应保证超高过渡段的合成坡度大于0.5%,以保证路面排水顺畅,在设计阶段杜绝公路建成后积水路段的出现,提高公路的使用年限,确保运营期间的交通行驶安全。