高速公路中央分隔帶植株高度研究

尹惠　種鵬云

摘 要：高速公路中央分隔帶是高速公路的重要組成部分，而且中央分隔帶內(nèi)栽種植物是一個(gè)重要的防眩措施。植樹防眩具有防止相向車輛燈光眩目干擾，誘導(dǎo)視線，豐富景觀，降低行車噪音等特點(diǎn)，但在實(shí)際中，由于中央分隔帶植株的高度不足往往達(dá)不到防眩作用，本文結(jié)合不同線形的高速公路道路情況，采用幾何分析法，得出不同情況下中央分隔帶植株高度的相關(guān)公式。

關(guān)鍵詞：高速公路 中央分隔帶 植株高度

中圖分類號：U417 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（c）-0079-03

高速公路是專供小汽車高速行駛，分向、分車道并全部控制出入的公路，其中，分隔行駛是高速公路的一個(gè)重要特征，主要體現(xiàn)在路面中央設(shè)立分隔帶，實(shí)行車道的分離和渠化，從而隔絕不同方向的行駛車輛的接觸，避免車輛的擦掛或相撞，還能緩解駕駛?cè)藛T的視覺疲勞，誘導(dǎo)視線，保障高速行車的安全。更為重要的是，中央分隔帶內(nèi)的植物還具有防眩功能，即有效遮擋對向眩光，保障駕駛員夜間安全行車。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)， 與中央分隔帶相關(guān)交通事故占高速公路事故總數(shù)的30%左右[1]。其中一個(gè)原因就是高速公路中間隔離帶高度一般是按全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立的，而該標(biāo)準(zhǔn)沒有充分考慮山區(qū)路面起伏的實(shí)際，使隔離帶未能達(dá)到遮擋逆向燈光的要求。因此，本文主要研究中央分隔帶植樹高度與線型設(shè)計(jì)的關(guān)系來分析如何獲得良好的防眩效果

1 平坡路段

1.1 直線路段中央分隔帶高度

根據(jù)圖1可以看出，支線路段中央分隔帶的高度與駕駛員的視線高度和前照燈的高度有直接關(guān)系，計(jì)算公式為：

（1）

式中：H為防眩設(shè)施的高度，m；

h1為汽車前照燈高度，m；

h2為駕駛員視線高度，m；

B1、B2分別為車行道上車輛距防眩設(shè)施中心線的距離，m，B=B1+B2。

由上面公式可以看出，在直線路段，中央分隔帶植株的高度主要受到相向行駛車輛類型的限制，當(dāng)不同類型車輛之間的橫向距離B1、B2固定時(shí)，h1和h2的不同，將直接影響到中央分隔帶的高度，為了保證所有組合類型的安全性，應(yīng)選用最不利的情況，即大車對大車。

在公路線形設(shè)計(jì)中，我國采用的駕駛?cè)艘暰€高度和汽車前照燈的高度值[2]見表1。

按照上述設(shè)定最不利情況，根據(jù)表1和公式（1）可以得出高速公路雙向四車道中央分隔帶最大高度為1.68m，雙向六車道中央分隔帶最大高度為1.76m。

1.2 平曲線路段

在平曲線路段，車輛前照燈的光線指向切線方向。所以，曲線外側(cè)車道上車輛的燈光軌跡外切于圓曲線，即前照燈光線沿曲線切線方向射向路外，因此不會使對向車道駕駛員產(chǎn)生眩光。而曲線內(nèi)側(cè)車輛前照燈光線是沿切線射向外側(cè)車道的，會使外側(cè)車道上的駕駛員產(chǎn)生眩目。

從圖2的平立面視圖可以看出，在平曲線路段，平曲線路段相較于平直路段，主要是由于轉(zhuǎn)彎過程中曲率的變化導(dǎo)致遮光角度的變化，這主要與中央分隔帶的植物株距有關(guān)，而從立面圖可以看出，平曲線路段的中央分隔帶的高度計(jì)算公式與平直線路段的高度計(jì)算公式一致。

2 縱坡路段中央分隔帶高度

在縱坡路段，中央分隔帶的高度除了與汽車前照燈高度、駕駛?cè)艘暰€高度及橫向距離有關(guān)外，還會受到道路線形的影響。不同縱坡條件下光源、駕駛員與中央分隔帶高度的相對關(guān)系不同，因?yàn)樵诳v坡路段，車輛除了水平方向的移動，同時(shí)還有垂直方向的高度變化。而且在道路縱坡轉(zhuǎn)折點(diǎn)還會設(shè)置豎曲線，將相鄰的縱坡直線段平滑地連接起來，以使行車比較平穩(wěn)，避免車輛顛簸，并滿足駕駛?cè)说囊暰€要求。道路豎曲線通常采用拋物線和圓曲線兩種形式[3]，為了簡化計(jì)算，本文假設(shè)道路豎曲線為圓曲線。

因?yàn)樵诎记€路段眩光現(xiàn)象更為明顯，本文主要以凹曲線路段為例進(jìn)行分析。

在凹曲線路段，在較高角度的駕駛員更容易看到對向車輛前照燈的眩光，所以應(yīng)該根據(jù)凹曲線半徑和前后縱坡的大小，適當(dāng)增加凹曲線路段中央分隔帶的高度。

由于在凹曲線路段，車輛行進(jìn)時(shí)水平方向和高度方向同時(shí)變化，所以本文采用極坐標(biāo)法進(jìn)行研究（見圖3）。

將式（2）（3）（4）分別帶入式（7）中則可得到相應(yīng)位置的中央分隔帶高度。由于中央分隔帶位置及兩車位置1、2的距離不盡相同，所以H的值也不同，因此，應(yīng)該以滿足最不利條件為前提來計(jì)算H，這樣就能滿足在任何情況下中央安全帶都能達(dá)到安全高度。

根據(jù)TRRL的研究成果[4]，在測試者與光源距離相差400m以上，視距正常，因此設(shè)置最大眩光距離為400m。而當(dāng)中央分隔帶的某一株植物位于凹形曲線的最低點(diǎn)，而相向行駛的車輛分別位于該點(diǎn)縱向距離相等的位置，中央分隔帶植株的高度要求最高[5]。根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2014）中規(guī)定的路線設(shè)計(jì)指標(biāo)，設(shè)定最不利情況的指標(biāo)值如下。

根據(jù)表中數(shù)據(jù)及式（2）（3）（4）（7）可以得到，=4m，隨著R的增大及i1、i2的減小，H也隨之減小，所以在進(jìn)行高速公路設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算滿足凹曲線最低點(diǎn) 的值來確定中央分隔帶的高度。

3 結(jié)語

本文分析了不同道路線形下中央分隔帶植株防眩高度的計(jì)算方法，研究表明，中央分隔帶的高度主要與駕駛員視線位置、對向車輛前照燈高度以及所處路段線型條件有關(guān)，所以，應(yīng)該根據(jù)各路段實(shí)際情況進(jìn)行總結(jié)分析來設(shè)置不同高度的中央分隔帶，這樣不僅能真正發(fā)揮其防眩功能，也能使視覺景觀產(chǎn)生變化，從而達(dá)到安全行車的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉叢國，于建國.新型高速公路中央分隔帶護(hù)欄的設(shè)計(jì)與研究[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2010，23（5）：170-177.

[2] 白學(xué)平.防眩板在高速公路上的應(yīng)用[J].青海交通科技，2010（1）：32.

[3] 慕慧，楊少偉.公路彎坡路段線形設(shè)計(jì)[J].長安大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，27（2）：26-29.

[4] 姚震中，龐日成.高速公路前照燈眩光度的研究[J].國外公路，1993（1）：4-13.

[5] 唐強(qiáng)，薛志杰，石平，等.高速公路中央隔離帶樹木種植設(shè)計(jì)與行駛車輛防眩原理及其公式構(gòu)建[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，36（4）：466-470.