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近年來,公路改造項目越來越多,為節約工程造價,充分利用現狀道路資源,減少征地拆遷等,平面半徑采用《公路路線設計規范》(JTG D20—2017)(以下簡稱《規范》)的一般最小半徑和極限最小半徑,彎道內側由于設置了硬路肩、土路肩、邊溝和碎落臺,彎道內側橫凈距一般能滿足規范要求,而中央分隔帶外側車道由于護欄和防眩設施的阻擋,停車視距一般不滿足規范要求。文章以蘭溪市330國道改建工程為例,分析中央分隔帶曲線外側車道停車視距和橫凈距,并針對停車視距的不足提出解決方案。
此項目為330國道蘭溪永昌至建德交界段改建工程,主線按照雙向四車道一級干線公路標準,設計速度為100km/h,路基寬度為26m。項目終點段位于諸葛鎮,部分為利用游埠連接線進行改建,部分為新建段。為充分利用現狀道路資源、避讓兩側房屋的拆遷,局部圓曲線半徑不滿足中央分隔帶停車視距要求,需采取一定工程措施改善停車視距。
停車視距是指同一車道上,駕駛人員發現前方障礙物后,采取制動措施使汽車在障礙物前停下來所需要的最短距離,包括反應距離、制動距離和5~10m安全距離。
《規范》中橫凈距是行駛軌跡與其視距曲線之間的距離,是驗算平面行車視距的主要指標,《規范》條文7.9.6規定:“公路視距檢驗時,視點位置應取車道寬度的1/2處(即車道中心線),小客車視點高度取高出路面1.2m位置(貨車是取2.0m);目標(或障礙物)應取路面兩側對應的車道邊緣線的位置,停車視距的物高是取高出路面0.1m。”確定橫凈距主要有兩種方法,一種是繪制視距包絡圖;另外一種是根據簡化公式進行計算。簡化公式法計算圓曲線最大橫凈距時,需根據是否設置回旋線和視距S和圓曲線長之間的關系確定。下面僅就圓曲線長大于停車視距且不設置回旋線的情況進行公式推導。
中央分隔帶曲線外側行車道橫凈距計算圖見圖1。根據圖1所示位置關系,視點位于車道寬度1/2位置處,物點位于車道邊緣處。運用三角函數關系推導主要步驟如下:


圖1 中央分隔帶曲線外側行車道橫凈距計算圖
由以上3個公式推導出橫凈距h的計算公式如下:

式中:h為所需最小橫凈距,m;RS為視線位置處曲線半徑,m;Wd為曲線外側車道寬度,m;α為視距線對應的圓心角,°,;S為停車視距,m。
根據橫凈距、停車視距和車道寬度反推出對應的RS,而最小圓曲線半徑R=RS-1/2車道寬度Wd-左側路緣帶S1-1/2中央分隔帶寬度M。最小圓曲線半徑計算結果見表1,小于該圓曲線半徑均需增加橫凈距,以滿足停車視距的要求。

表1 滿足停車視距的最小圓曲線半徑
根據公式(1)計算的橫凈距h≤側向余寬C+左側路緣帶寬S1+1/2車道寬Wd,則停車視距滿足要求,否則停車視距不滿足要求。
330國道改建工程設計速度為100km/h,停車視距為160m,在JD1和JD4圓曲線半徑均小于1757.91m,需采取措施增加橫凈距,增加的橫凈距見表2。

表2 兩處圓曲線需增加的橫凈距
(1)調整中央分隔帶外側護欄位置。該項目中央分隔帶寬度為2m,護欄采用波形護欄Gr-Am-4E,根據《公路交通安全設施設計細則》(JTG/T D81—2017)(以下簡稱《細則》)中央分隔帶護欄一側所需最小寬度為(1.558/2)m,可以增加橫凈距的寬度僅為0.221m,不能滿足該項目要求。該方法一般適用于中央分隔帶較寬、橫凈距差值較小的路段。
(2)護欄調整為整體式混凝土護欄。中央分隔帶護欄調整為整體式混凝土護欄,根據《細則》中表6.2.3,一級公路中央分隔帶寬度小于2.5m并采用整體式護欄形式時,護欄等級為SAm級,擋墻寬60.6cm,可以提供的橫凈距為2-0.606-0.25×2=0.894m。該項目所需的橫凈距均大于0.894m,該方法不適宜該項目。
(3)加寬曲線內側車道,中央分隔帶往曲線內側偏移。該方法使曲線內側車道行車軌跡發生變化,平曲線半徑增加,曲線外側行車道行車軌跡不變,橫凈距加寬值加寬到左側路緣帶上。該方法對平曲線半徑有利,但是道路中心線有一定偏移,中央分隔帶邊線有變化,超高旋轉軸也隨著變化,施工較難控制。該方法適用于平曲線轉角小于20°,對曲線半徑較敏感路段。
(4)加寬中央分隔帶內側,同時內移曲線外側護欄。對中央分隔帶內側進行加寬,內側車道往內側偏移,加寬值為橫凈距差值,曲線外側護欄同時需要往內側偏移,護欄外側綠化需做成下凹式或齊平式,以保證駕駛員發現0.1m障礙物視線范圍內均無阻擋。該方案與加寬曲線內側車道,中央分隔帶往曲線內側偏移的方案類似,區別是內側中央分隔帶邊線有變化,外側中央分隔帶邊線無變化,但道路中心線仍然存在偏移,施工便利性差,且該方案不適用橋梁路段。
(5)加寬硬路肩,車道整體往外側偏移。當平曲線外側有條件時,加寬硬路肩,使曲線外側行車道往外偏移,內側車道和中央分隔帶位置不變,曲線外側行車道行車軌跡發生變化,平曲線半徑減小。通過交通標線調整車道位置,橫凈距加寬值加寬到左側路緣帶上。該方案適用于轉角較大(≥20°)的情況,否則會對曲線外側車道曲線半徑產生較大不利影響。
該項目在JD1和JD4兩處轉角分別為150°和134°,JD1平曲線段約100m范圍位于菱形互通范圍,若采用加寬曲線內側車道,中央分隔帶往曲線內側偏移的方法,道路中心線有偏移,互通區域設計較為復雜,施工也不易控制。JD2范圍有1×20m預應力矮T梁,右角90°,橋梁位于圓曲線全加寬范圍,加寬值為1.587m。
結合該項目特點和增加橫凈距方法的適用性,最終采用加寬硬路肩,車道整體往外側偏移改善停車視距的方案,在緩和曲線范圍進行加寬過渡。
在高等級公路設計中,應特別重視停車視距,有條件路段盡可能加大圓曲線半徑,滿足停車視距的要求。若為節約工程造價采用了小半徑圓曲線,需采取工程措施增加橫凈距,提高公路運營的安全性。文章橫凈距計算公式做了部分假設,還需進一步優化。