由于曲线外轨实际设置的超高数值,是采用通过该曲线的各次列车速度、质量和次数的加权平均值计算而得,当通过列车的速度高于该加权平均值时,实设超高就不足以平衡掉列车产生的离心力,未能平衡的部分,换算成超高值,即超高不足部分,称为欠超高。在客货共线的铁路上,通常是运行速度较高的旅客列车通过时发生欠超高现象。
欠超高导致外轨承受偏载,增加外轨磨耗,也会使旅客感觉不舒适,甚至影响行车安全。欠超高最大允许值主要取决于旅客乘坐列车的舒适度要求。中国于1979年在京广铁路、1980年在滨州铁路进行了旅客乘坐舒适度试验,对于不同的未被平衡的离心加速度(),给予相应舒适度评定的概率呈正态分布(图1),平均舒适度指数(某一实测未被平衡离心加速度
的各舒适度评价指数对应的人次加权平均值)与相应的旅客承受的离心加速度(
)呈线性递增关系(图2)。分别选择0.5、1.0、1.5作为相应的没有感觉、轻微感觉、明显感觉区域的平均舒适度指数上限,其对应的欠超高分别为45毫米、81毫米、115毫米。
旅客乘坐列车舒适度试验表明,舒适度感觉与车辆本身的性能有很大关系。车辆性能越好,同样的旅客乘坐舒适度感觉所对应的欠超高允许值也就越大。根据试验研究结果,将舒适度分成若干档次,对应不同的欠超高允许值,供确定最小圆曲线半径标准时选用。对于高速铁路的旅客乘坐舒适度要求应该更高,同时也要考虑高速列车性能优良的有利影响。中国《高速铁路设计规范》(TB 10621—2014)规定欠超高的允许值(),对应优、良、一般分别为40毫米、60毫米、90毫米。中国《城际铁路设计规范》(TB 10623—2014)规定欠超高的允许值(
),对应优、良、一般分别为40毫米、80毫米、110毫米。中国《铁路线路设计规范》(TB 10098—2017)对客货共线铁路规定欠超高的允许值(
),对应一般、困难分别为70毫米、90毫米;重载铁路一般不考虑开行客运列车,各次列车速度差异小,欠超高亦较小,对应一般、困难分别为30毫米、50毫米。