高速公路中央分隔帶停車視距檢驗與改善設計方法

田 華，呂大春，朱松悅，龔 浪

(廣西交科集團有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

根據國家《交通強國建設綱要》和《綜合立體交通網規劃綱要》要求，提高交通基礎設施的安全性成為交通建設的重要目標。在項目實際設計中，即使高速公路平面和縱面等幾何指標滿足規范要求，駕駛員視線范圍三維空間內仍然可能存在視距不良的情況，易造成交通事故。為最大程度降低事故傷害，高速公路停車視距檢驗與改善設計成為交通安全容錯設計的重要手段之一。以往設計對于路側邊坡、標志牌、構筑物等行車道右側物體遮擋行車視線的情況較為重視，近年來逐漸開始研究中央分隔帶護欄和綠化植物對行車視線的遮擋問題，對左向轉彎車輛行駛時停車視距范圍內視線是否被遮擋進行檢驗，并形成了多種不同的中央分隔帶停車視距改善設計方法。

本文結合多個高速公路項目中央分隔帶停車視距檢驗與不同的設計方法實例，對停車視距檢驗與改善設計方法進行了研究，可以為類似項目提供參考。

1 中央分隔帶對駕駛員視距的影響

為了保證安全，汽車行駛時駕駛員應能看到前方一定距離的路面，一旦發現有障礙物，應該能有足夠的時間采取措施避免事故，這一最小的長度為行車視距。行車視距主要包括停車視距、會車視距、超車視距三種類型。高速公路由于有中央分隔帶且同向車道數均在兩個車道以上，無對向來車，一般無須考慮會車視距和超車視距問題。停車視距主要包括駕駛員在反應時間內行駛的距離和開始制動到汽車完全停止所行駛的制動距離。通常按式(1)計算：

(1)

式中：f1——縱向摩擦阻力系數，依車速及路面狀況確定；

t——駕駛者反應時間，一般取2.5 s(判斷時間1.5 s、運行時間1.0 s)。

根據計算所得，文獻[1]規范規定的高速公路停車視距取值如表1所示。

表1 高速公路停車視距取值表

規范中規定，在進行停車視距檢驗時，視點位置和障礙物的位置取車道寬度的1/2處(即車道中心線)；小客車視點高度取高出路面1.2 m，貨車取2.0 m，障礙物的高度取高出路面0.1 m。

如圖1所示，當汽車左轉彎時，如圓曲線半徑過小，會存在中央分隔帶護欄或者綠化植物遮擋視線的情況，造成駕駛員看不到前方的障礙物從而容易引發事故。如果行車軌跡線與視距線之間范圍內沒有護欄或者綠植，則可以滿足停車視距的檢驗要求[2]。

圖1 視距寬度圖

2 視距檢驗方法

由式(1)、式(2)可以計算出左向轉彎車輛行駛時停車視距范圍內視線不被遮擋情況下，平面設計中線曲線半徑不同時所需要的橫凈距h大小。以設計速度為100 km/h，路基寬為26 m的高速公路為例，中央分隔帶寬度為2 m，左側路緣帶為0.75 m，建筑限界余寬值為0.25 m(護欄與中央分隔帶邊緣線距離)，行車道寬度為3.75 m，根據表1取停車視距S停=160 m，最大橫凈距h可以根據式(2)計算得出[3]：

(2)

式中：h——最大橫凈距，m；

RS——行車軌跡線半徑值，其值為R+3.625，m；

R——平面設計中線曲線半徑，m；

S停——停車視距，m。

由圖1、圖2及式(2)可知，正常情況下，行車軌跡線至遮擋物(波形鋼護欄邊)的距離為3.75/2+0.75+0.25=2.875 m。由式(2)可以推算出車輛左轉彎時停車視距范圍內視線不被遮擋時，即不需要對中央分隔帶進行視距改善設計的平面圓曲線最小半徑R=1 109 m。

根據規范，當設計時速為100 km/h時，圓曲線最小半徑(一般值)為700 m[1]。當700 m

表2 滿足停車視距要求的橫凈距加寬值一覽表

3 現狀中央分隔帶調整設計方案

為滿足汽車左轉彎時停車視距范圍內視線不被中央分隔帶內物體遮擋，結合以往和目前高速公路實際設計情況，歸納總結出4種中央分隔帶調整設計方案。

3.1 方案一

受造價控制，早期高速公路為滿足停車視距要求，普遍采用改變中央分隔帶型式綠化為硬化、中央分隔帶種樹改為設置混凝土防撞護欄、移動混凝土防撞護欄設置位置的方法來保證停車視距。同樣以設計速度為100 km/h、路基寬26 m的高速公路為例，如圖2、圖3所示，假定左側來車方向為左轉彎，當將中央分隔帶形式由綠化植物+波形護欄改為整體式混凝土護欄時，可滿足停車視距的橫凈距增加了0.45 m。根據式(2)計算可得，當平面設計中線半徑958.5 m≤R<1 109 m時，方案一可以滿足汽車左轉彎時停車視距范圍內視線不被中央分隔帶內物體遮擋。

圖2 中央分隔帶標準圖(cm)

圖3 方案一示意圖(cm)

方案一的缺點是整體式混凝土護欄夜間防眩效果差，夜間行車視線易受對向車輛燈光影響。目前在建的高速公路大部分均采用植物綠化提高防眩和景觀效果，除特殊路段外，不再使用中央分隔帶整體式混凝土護欄。

3.2 方案二

如圖2、圖4所示，方案二是在方案一的基礎上將進一步將整體式混凝土護欄移動至中央分隔帶右側邊緣，可滿足停車視距的橫凈距增加了0.9 m。根據式(2)計算可得，當平面設計中線圓曲線半徑843.4 m≤R<1 109 m時，方案二可以滿足汽車行駛時停車視距要求。

圖4 方案二示意圖(cm)

方案二缺點同方案一，且中央分隔帶整體式混凝土護欄離右側行車道較近，左右側車輛側向凈距不一致，相對而言，會給右側正常行駛車輛帶來一定的壓抑感。

3.3 方案三

當平面設計中線圓曲線半徑700 m≤R<843.4 m時，僅僅通過移動中央分隔帶整體式混凝土護欄已經不能滿足增加橫凈距要求。如圖2、圖5所示，除了將整體式混凝土護欄移動至中央分隔帶右側邊緣外，還需通過加寬左側路緣帶寬度方能滿足停車視距要求。根據式(2)計算可得，當平面設計中線圓曲線半徑R為最小半徑(一般值)700 m時，加寬值C為0.77 m。

圖5 方案三示意圖(cm)

方案三缺點同方案二，同時，由于需要加寬左側路緣帶，內側行車道邊緣會發生漸變，但加寬值<1 m，對車輛行車影響較小。

3.4 方案四

當項目造價較為充裕時，為保證防眩和景觀效果，中央分隔帶仍然采用綠化植物+波形鋼護欄型式，如圖2、圖6所示，可直接通過加寬左側路緣帶寬度來滿足停車視距要求。根據式(2)計算可得，當平面設計中線圓曲線半徑700 m≤R<1 109 m時，左側路緣帶加寬值為0～1.67 m之間。加寬值較大。

圖6 方案四示意圖(cm)

此時，由于需要加寬左側路緣帶，且加寬值較大，內側行車道邊緣會發生漸變。如圖7所示，即從直緩點(ZH加寬值0)→緩圓點(HY加寬值C)→圓緩點(YH加寬值C)→緩直點(HZ加寬值0)，行車道兩側邊線會向偏離中央分隔帶方向(行駛時車輛右側)偏出，而此時車輛正在向左側轉彎(方向盤向左轉動)，行車道的引導方向與車輛正常行駛的方向相反，會給駕駛員帶來一定的不適感。

圖7 方案四加寬示意圖(cm)

4 優化中央分隔帶調整設計方案

以上4種中央分隔帶調整設計方案存在防眩景觀效果差、行車道引導方向與駕駛員期望行駛方向不一致等不同問題。為盡可能滿足駕駛車輛的平順性要求，對中央分隔帶調整設計方案進行了優化提出了方案五。以左側來車方向左轉彎時為例，在中央分隔帶視距不足路段，采用將中央分隔帶右側加寬、中央分隔帶保持2 m寬度不變、整體右移的方式來保證左側左轉彎車輛停車視距要求，如圖8和圖9所示。

圖8 方案五示意圖(cm)

圖9 方案五加寬示意圖

中央分隔帶調整設計采用方案五時，左側左轉彎車輛仍然沿著原來的緩和曲線-圓曲線-緩和曲線行駛，行駛軌跡平順安全。右側右轉彎車輛沿著緩和曲線加寬漸變段-圓曲線全加寬段-緩和曲線加寬漸變段行駛，雖然與車輛行駛軌跡不一致，但由于加寬漸變段在右側，此時車輛也在向右側行駛(方向盤向右轉動)。行車道兩側標線的引導方向與車輛正常行駛的方向相同，車輛行駛較為平順安全。該方法目前已使用在在建的高速公路上，經實踐和檢驗評價良好。

5 結語

早期高速公路建設時受投資控制，為滿足左向轉彎車輛行駛時停車視距范圍內視線不被遮擋的要求，多采用中央分隔帶型式綠化變為硬化、移動混凝土防撞護欄位置、路緣帶漸變加寬等單一或多種聯合方式進行中央分隔帶設計，但不可避免地產生防眩景觀效果差、行車道引導方向與駕駛員期望行駛方向不一致等不同問題。為盡量使行車道誘導線與車輛行駛軌跡相符合，優化提出將中央分隔帶對向路緣帶漸變加寬，中央分隔帶保持2 m寬度不變、整體右移的方式來保證左側左轉彎車輛停車視距的方法。目前公路交通基礎設施建設進入新階段，特別是目前全國各地都開展了高速公路限速論證，對高速公路限制速度普遍相對于原設計速度提高了一級或二級，對車輛在道路上的行駛安全提出了更高的要求。優化設計方案研究能夠為后期高速公路勘察設計提供借鑒。