一級公路彎道外側超車道停車視距的計算方法分析

宣海洋 （安徽宏泰交通工程設計研究院有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

隨著我國公路運輸行業的快速發展，道路等級逐步提升，行車速度越來越快，對交通安全的要求越來越高，尤其是在對一級公路的設計中，往往對視距的考慮不夠全面。視距是指道路上車輛在行駛過程中，從正常的駕駛位置可以看到道路路面范圍內一定高度的障礙物或交通設施的最遠距離，是道路設計的重要依據，也是汽車行駛安全的重要保障之一。視距共分為停車視距、會車視距、超車視距三類，設置了中央分隔帶的一級公路是分向分道行駛的，不存在會車和對向超車的需求，對道路安全影響較大的主要是停車視距。一級公路行車道外有硬路肩、土路肩及邊溝等安全凈區，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的超車道，常常因綠化植物、護欄遮擋視線給行車造成安全隱患，本文對彎道處中央分隔帶停車視距的計算方法進行深入研究。

1 駕駛員視點位置研究

圖1 彎道中分帶護欄對停車視距的影響

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

公路設計所采用的車輛寬度分別為1.8m（小客車）、2.5m（載重貨車），結合駕駛員的位置及相關資料調查，本文選取小客車的視點約在車輛左側0.5m，載重貨車約在車輛左側0.6m[2]。一級公路車道寬度一般為3.75m、3.50m，車輛在正常行駛過程中基本沿車道的中間行駛，因此本文將視點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 小客車超車道視點位置

圖3 載重貨車超車道視點位置

2 彎道處超車道橫凈距的計算

一級公路作為高等級道路，一般情況下圓曲線長度較長，下文對圓曲線大于或小于停車視距時彎道超車的計算進行說明。

2.1 圓曲線大于停車視距的橫凈距計算

一般情況下一級公路超車道的橫凈距由路緣帶寬度、視點與路緣帶距離、路緣帶與護欄之間距離這三部分內容組成[3]，不同設計速度下橫凈距如表1 所示。

表1 一般情況下一級公路超車道的橫凈距

作為一級公路，平面技術指標均比較高，一般圓曲線長度大于停車視距，如圖4 所示，平曲線內最大橫凈距可通過以下公式進行計算：

圖4 滿足停車視距的最大橫凈距

式中：W為橫凈距；Ra為駕駛員視點處圓曲線半徑；α為停車視距對應的角度；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 中可以看出按照圓曲線一般半徑及極限最小半徑進行一級公路設計，所需的橫凈距均大于表1 所列的超車道橫凈距，即外側超車車道的停車視距不滿足《公路路線設計規范》（JTG D20-2017）的規定值，給行車安全帶來了重大的隱患。

2.2 圓曲線小于停車視距的橫凈距計算

局部受限的情況下圓曲線小于停車視距，如圖5 所示，平曲線內最大橫凈距可通過以下公式進行計算[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 調整超車道的平曲線半徑

式中：W為橫凈距；Ra為駕駛員視點處圓曲線半徑；α為平曲線外對應的角度；β為圓曲線對應的角度；L為圓曲線長度；S為停車視距。

上述公式是在假設圓曲線位于中間的情況下推導而來的，圓曲線位于其他位置時可采用同樣的方式進行推導計算。通過公式（4）計算出的橫凈距略小于公式（1）的計算值。

3 停車視距不足的改進措施

3.1 增加平曲線半徑

在一級公路設計階段，在路側無受限、造價增加不大的情況下，應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，根據公式（1）及三角函數的泰勒級數，可計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 調整護欄及綠化植物位置

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

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法達到表3中的最小半徑時，可以通過調整中央分隔帶的寬度來增加超車道的橫凈距，保證停車視距要求[5]。

通過公式（1）可推導出需加寬的寬度W1：

式中：a為原中分帶寬度，一級公路一般中分帶寬度為2m，即a=2。中分帶內綠化和護欄靠內側布置。

3.4 調整超車道的平曲線半徑

在外側無受限條件時，可以通過調整外側超車道的平曲線半徑、增加超車道與中央分隔帶的間距來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，外側超車道需增加的半徑為：

式中：R1 為超車道調整后的平曲線半徑，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為平曲線轉角。

4 結語

在一級公路設計過程中，設計者注重交叉口安全視距、安全交叉停車視距、通視三角區視距及凸形豎曲線的半徑這四方面的設計，而忽略了中央分隔帶橫凈距的驗證，橫凈距不足容易造成停車視距不良而引發交通事故；而且超車道上車輛速度快，停車視距不足的情況引發的交通事故比較嚴重，設計過程中應予以重視。本文討論了圓曲線長度與停車視距不同大小的狀況下，橫凈距的計算問題，同時在橫凈距不滿足的情況下提出了相應的解決方案和措施，可供一級公路設計時參考使用。