一級(jí)公路彎道外側(cè)超車道停車視距的計(jì)算方法分析

宣海洋 （安徽宏泰交通工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

隨著我國(guó)公路運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展，道路等級(jí)逐步提升，行車速度越來(lái)越快，對(duì)交通安全的要求越來(lái)越高，尤其是在對(duì)一級(jí)公路的設(shè)計(jì)中，往往對(duì)視距的考慮不夠全面。視距是指道路上車輛在行駛過(guò)程中，從正常的駕駛位置可以看到道路路面范圍內(nèi)一定高度的障礙物或交通設(shè)施的最遠(yuǎn)距離，是道路設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，也是汽車行駛安全的重要保障之一。視距共分為停車視距、會(huì)車視距、超車視距三類，設(shè)置了中央分隔帶的一級(jí)公路是分向分道行駛的，不存在會(huì)車和對(duì)向超車的需求，對(duì)道路安全影響較大的主要是停車視距。一級(jí)公路行車道外有硬路肩、土路肩及邊溝等安全凈區(qū)，寬度可以滿足停車視距的要求，而位于中央分隔帶彎道外側(cè)的超車道，常常因綠化植物、護(hù)欄遮擋視線給行車造成安全隱患，本文對(duì)彎道處中央分隔帶停車視距的計(jì)算方法進(jìn)行深入研究。

1 駕駛員視點(diǎn)位置研究

圖1 彎道中分帶護(hù)欄對(duì)停車視距的影響

在《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2017）中規(guī)定，“檢驗(yàn)停車視距時(shí)，采用的駕駛員目高分別為1.2m（小客車）、2.0m（載重貨車），視點(diǎn)物高取0.1m[1]”。中央分隔帶內(nèi)主要有綠化植物、路緣石和護(hù)欄，路緣石一般不高于0.12m，對(duì)駕駛員的視線影響小，可忽略；護(hù)欄高度一般在70～90cm，與路緣石邊相距50cm，與行車道距離近且為垂直放置，對(duì)停車視距的影響很大，尤其是凸形豎曲線，本文橫凈距以護(hù)欄邊為界進(jìn)行控制。

公路設(shè)計(jì)所采用的車輛寬度分別為1.8m（小客車）、2.5m（載重貨車），結(jié)合駕駛員的位置及相關(guān)資料調(diào)查，本文選取小客車的視點(diǎn)約在車輛左側(cè)0.5m，載重貨車約在車輛左側(cè)0.6m[2]。一級(jí)公路車道寬度一般為3.75m、3.50m，車輛在正常行駛過(guò)程中基本沿車道的中間行駛，因此本文將視點(diǎn)位置選定在距離路緣帶邊1.2m、目高1.2m 的地方。不利情況是車輛靠近路緣帶行駛，屬非正常情況且時(shí)間短，故文中未作考慮，具體如圖2、圖3所示。

圖2 小客車超車道視點(diǎn)位置

圖3 載重貨車超車道視點(diǎn)位置

2 彎道處超車道橫凈距的計(jì)算

一級(jí)公路作為高等級(jí)道路，一般情況下圓曲線長(zhǎng)度較長(zhǎng)，下文對(duì)圓曲線大于或小于停車視距時(shí)彎道超車的計(jì)算進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 圓曲線大于停車視距的橫凈距計(jì)算

一般情況下一級(jí)公路超車道的橫凈距由路緣帶寬度、視點(diǎn)與路緣帶距離、路緣帶與護(hù)欄之間距離這三部分內(nèi)容組成[3]，不同設(shè)計(jì)速度下橫凈距如表1 所示。

表1 一般情況下一級(jí)公路超車道的橫凈距

作為一級(jí)公路，平面技術(shù)指標(biāo)均比較高，一般圓曲線長(zhǎng)度大于停車視距，如圖4 所示，平曲線內(nèi)最大橫凈距可通過(guò)以下公式進(jìn)行計(jì)算：

圖4 滿足停車視距的最大橫凈距

式中：W為橫凈距；Ra為駕駛員視點(diǎn)處圓曲線半徑；α為停車視距對(duì)應(yīng)的角度；R為道路中心處曲線半徑；a為中分帶寬度；b為路緣帶寬度；S為停車視距。

根據(jù)式（1）和式（2），滿足圓曲線一般半徑及極限最小半徑所需的橫凈距值如表2所示。

表2 滿足圓曲線一般半徑及極限最小半徑所需的橫凈距值

從表2 中可以看出按照?qǐng)A曲線一般半徑及極限最小半徑進(jìn)行一級(jí)公路設(shè)計(jì)，所需的橫凈距均大于表1 所列的超車道橫凈距，即外側(cè)超車車道的停車視距不滿足《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2017）的規(guī)定值，給行車安全帶來(lái)了重大的隱患。

2.2 圓曲線小于停車視距的橫凈距計(jì)算

局部受限的情況下圓曲線小于停車視距，如圖5 所示，平曲線內(nèi)最大橫凈距可通過(guò)以下公式進(jìn)行計(jì)算[4]：

圖5 滿足停車視距的最大橫凈距

圖6 增加中央分隔帶及路緣帶寬度

圖7 調(diào)整超車道的平曲線半徑

式中：W為橫凈距；Ra為駕駛員視點(diǎn)處圓曲線半徑；α為平曲線外對(duì)應(yīng)的角度；β為圓曲線對(duì)應(yīng)的角度；L為圓曲線長(zhǎng)度；S為停車視距。

上述公式是在假設(shè)圓曲線位于中間的情況下推導(dǎo)而來(lái)的，圓曲線位于其他位置時(shí)可采用同樣的方式進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算。通過(guò)公式（4）計(jì)算出的橫凈距略小于公式（1）的計(jì)算值。

3 停車視距不足的改進(jìn)措施

3.1 增加平曲線半徑

在一級(jí)公路設(shè)計(jì)階段，在路側(cè)無(wú)受限、造價(jià)增加不大的情況下，應(yīng)盡量采用較大的平曲線半徑，使其滿足停車視距需求和橫凈距要求，根據(jù)公式（1）及三角函數(shù)的泰勒級(jí)數(shù)，可計(jì)算出滿足停車視距和橫凈距要求所需的最小平曲線半徑如表3所示。

表3 滿足停車視距和橫凈距要求所需的最小平曲線半徑

3.2 調(diào)整護(hù)欄及綠化植物位置

在增加寬度不大的情況下，可維持原中分帶的寬度，通過(guò)將護(hù)欄及綠化植物內(nèi)移并減小綠化植物種植的范圍來(lái)增加中央分隔帶外側(cè)超車車道的橫凈距，保證其停車視距，如中央分隔帶寬度小于1.5m 時(shí)可采用防眩板來(lái)替代植物防眩。

3.3 增加中央分隔帶及路緣帶寬度

如道路的平曲線半徑無(wú)法達(dá)到表3中的最小半徑時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整中央分隔帶的寬度來(lái)增加超車道的橫凈距，保證停車視距要求[5]。

通過(guò)公式（1）可推導(dǎo)出需加寬的寬度W1：

式中：a為原中分帶寬度，一級(jí)公路一般中分帶寬度為2m，即a=2。中分帶內(nèi)綠化和護(hù)欄靠?jī)?nèi)側(cè)布置。

3.4 調(diào)整超車道的平曲線半徑

在外側(cè)無(wú)受限條件時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整外側(cè)超車道的平曲線半徑、增加超車道與中央分隔帶的間距來(lái)滿足停車視距的要求，加寬部分可作為硬路肩、中央分隔帶使用，外側(cè)超車道需增加的半徑為：

式中：R1 為超車道調(diào)整后的平曲線半徑，單位為m；R為原超車道平曲線半徑，單位為m；W為需要增加的橫凈距，單位為m；β為平曲線轉(zhuǎn)角。

4 結(jié)語(yǔ)

在一級(jí)公路設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者注重交叉口安全視距、安全交叉停車視距、通視三角區(qū)視距及凸形豎曲線的半徑這四方面的設(shè)計(jì)，而忽略了中央分隔帶橫凈距的驗(yàn)證，橫凈距不足容易造成停車視距不良而引發(fā)交通事故；而且超車道上車輛速度快，停車視距不足的情況引發(fā)的交通事故比較嚴(yán)重，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)予以重視。本文討論了圓曲線長(zhǎng)度與停車視距不同大小的狀況下，橫凈距的計(jì)算問(wèn)題，同時(shí)在橫凈距不滿足的情況下提出了相應(yīng)的解決方案和措施，可供一級(jí)公路設(shè)計(jì)時(shí)參考使用。