高速公路小半徑圓曲線停車視距分析

劉建鎖 惠彬永

在一般公路設計過程中,設計者對行車道外側橫凈距要求較為嚴格,當行車道外側的建筑物、樹木、路塹邊坡等在行車視距以內阻礙了視線,則采取加寬路基、清除邊坡、開挖視距臺等方式處理,保證路線有足夠的橫向凈距。但在高速公路設計中,往往對視距的考慮不夠全面。高速公路行車道的右側由于設置了硬路肩、土路肩、邊溝和碎落臺等,公路橫向凈距至少在4.0 m以上,一般不會因障礙物侵入凈空而阻隔視線,可以滿足對應設計車速下停車視距要求,而行車道內側的橫向凈距要求往往被設計者忽視。如圓曲線半徑選用過小,會使橫凈距不夠,防撞護欄、綠化或中央分隔帶防眩物侵入視線,導致圓曲線路段視距不能滿足停車視距要求,給行車造成安全隱患。

1 平面線形設計與停車視距

1.1 停車視距

停車視距是否充分,直接關系到行車安全與迅速,它是高速公路使用質量評價的一項重要指標。按照JTG B01-2003公路工程技術標準3.0.12條規定,高速公路、一級公路停車視距見表1。

1.2 中央分隔帶外側超車道橫凈距的取值

高速公路外側超車道的視點定在距離左側路緣帶1.20 m的位置;設計速度為120 km/h,100 km/h時,左側路緣帶采用0.75 m;設計速度為80 km/h,60 km/h時,左側路緣帶采用0.50 m;左側路緣石距離防撞護欄0.5 m,就可以得到一般情況下中央分隔帶外側超車道的橫凈距 h,見表 2。

表1 高速公路、一級公路停車視距

表2 中央分隔帶外側超車道的橫凈距

表3 滿足停車視距要求的圓曲線最小半徑

1.3 滿足停車視距要求的圓曲線最小半徑

根據最大橫凈距計算公式得知:Rs為未加寬前路面內緣的半徑加上1.5 m,橫凈距h采用表3所列數值,通過最大凈距計算公式反算Rs值,就可求得滿足停車視距條件的平面最小半徑,現以設置回旋線,L′＞S的情況進行計算,求得滿足停車視距條件的圓曲線最小半徑,見表3。

規范中提出的停車視距為小客車停車視距,是以小客車行駛時安全停車所需的最短行車距離。而載重貨車行駛時,對視距要求比小客車高(見表1),在高速公路和一級公路設計中應采用貨車停車視距對相關路段進行檢驗,并考慮下坡對停車視距的影響。

對比表3和表4可知,滿足停車視距要求的圓曲線最小半徑大于規范規定的極限最小半徑和一般最小半徑,高速公路采用小于表3所列的圓曲線半徑時,中央分隔帶外側超車車道的停車視距小于《規范》規定值,如果不采取措施,將會給行車帶來安全隱患。

按照JTG D20-2006公路路線設計規范7.3.3條規定,圓曲線最小半徑見表4。

表4 圓曲線最小半徑

2 不滿足視距要求路段的處理措施

2.1 增大圓曲線半徑

在高速公路設計中,如果工程量增加不大,應盡量采用較大的平曲線半徑,使中央分隔帶外側超車車道的橫凈距滿足視距要求。根據最大橫凈距公式計算,滿足停車視距的最小圓曲線半徑計算結果見表3。當為滿足視距要求而增加的工程量較大時,可采取其他措施以保證交通安全。

2.2 調整中央分隔帶布置形式

由于地形條件限制,高等級公路的圓曲線半徑達不到表3所列數值時,可以加寬中央分隔帶,增加中央分隔帶外側超車車道的橫凈距,保證其停車視距。中央分隔帶加寬,在緩和曲線上進行過渡。護欄靠內側布置,原有的護欄寬度不變。

當加寬中央分隔帶有困難時,可以將中央分隔帶護欄靠曲線內側布置,減小護欄寬度或者改為單片護欄,以增加中央分隔帶外側超車車道的橫凈距,保證其停車視距。

2.3 改變曲線外側行車道的平曲線半徑

1)當平曲線外側有條件時,可以適當減小曲線外側行車道的平曲線半徑,使外側行車道向外靠,內側行車道和中央分隔帶位置保持不變,從而增加外側超車車道的橫凈距,見圖1。加寬部分可以作為左側硬路肩或者中央分隔帶使用。

外側行車道平曲線減小后的半徑為:

其中,R1為外側行車道平曲線減小后的半徑,m;R為外側行車道平曲線原來的半徑,m;W為需要增加的橫凈距,m;α為平曲線轉角。

這種方法只有當平曲線轉角α較大時(一般不小于20°)采用效果比較明顯,否則將使外側行車道平曲線半徑減小太多。

2)當中央分隔帶寬度較寬且平曲線轉角較小時(一般不大于10°),可以減小中央分隔帶寬度,使外側行車道向內靠,從而增大外側行車道的平曲線半徑,減小所需要的橫凈距,見圖2。

外側行車道平曲線增加后的半徑為:

其中,R2為外側行車道平曲線增加后的半徑,m。

2.4 通過交通工程標志、標線限速

在不滿足停車視距的路段,可以加強交通工程標志標線設計,通過標線將行車道往右側移動,占用部分硬路肩,增加左側橫凈距,以達到視距要求。或者提前設置限速、禁止超車等標志,限制速度可以由該處實際的停車視距反算速度求得。

3 結語

在高速公路設計時,如采用小半徑圓曲線,中央分隔帶外側的超車車道會由于護欄的阻擋,橫凈距受到限制,造成視距不良。而且超車車道上車速快,保證停車視距對于安全行車就顯得更加重要,所以在高速公路設計時,應給予足夠的重視。本文僅討論了設置回旋線時圓曲線長度L′大于停車視距S時的情況,其余情況及不設置回旋線時的情況,停車視距所需的橫凈距可根據最大橫凈距計算公式進行計算,其處理措施與本文相同。

[1] JTG B01-2003,公路工程技術標準[S].

[2] JTG D20-2006,公路路線設計規范[S].

[3] 張雨化.道路勘測設計[M].北京:人民交通出版社,1997.

[4] 趙永平,楊少偉,趙一飛.具有中央分隔帶公路彎道外側超車車道的視距[J].長安大學學報(自然科學版),2004(8):9.