城市地下道路視距驗(yàn)算及優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

陳劼

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，地下道路在我國城市核心區(qū)得到了越來越多的應(yīng)用。地下道路作為一個(gè)封閉的結(jié)構(gòu)體，視距條件對(duì)其通行的安全、順暢有較大影響。本文結(jié)合鄭州107輔道快速化改造工程隧道段工程設(shè)計(jì)，采用橫凈距解析法和視距圖解法進(jìn)行地下道路視距驗(yàn)算，論述了優(yōu)化道路線形設(shè)計(jì)、設(shè)置視距平臺(tái)、合理交通管控等視距優(yōu)化設(shè)計(jì)措施，驗(yàn)證了工程設(shè)計(jì)的可靠性和合理性，并為其它類似工程設(shè)計(jì)提供了有益的參考。

【關(guān)鍵詞】地下道路；解析法視距驗(yàn)算；圖解法視距驗(yàn)算；視距優(yōu)化設(shè)計(jì)；視距平臺(tái)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： U412.373.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）08-0001-003

Discussion on Urban Underground Road Sight Distance Calculation and Optimizing Design Measures

CHEN Jie

（Shanghai Municipal Engineering Design Institute General Corporation （Group）Co.，Ltd.，Shanghai 200092，China）

【Abstract】With the economic and social development of our country， urban underground road have been widely used in urban central areas. As a closed structural body， safe and smooth traffic of an underground road is significantly influenced by its sight distance conditions. This article exemplifies the underground road bid section design in the rapid road transformation of Zhengzhou G107. It adopts horizontal clear distance analytical method and sight distance graphic method to calculate the underground road's sight distance. This article also discusses several measures of optimizing sight distance design， including optimizing roadway alignment design， setting sight distance platform， reasonable traffic management and control， etc. Finally， it verifies reliability and rationality of the engineering design and provides useful reference for other similar projects.

【Key words】Urban underground Road；Sight distance calculation by analytic method；Sight distance calculation by graphic method；Sight distance optimizing design；Sight distance platform design

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、城市化進(jìn)程加快、基礎(chǔ)設(shè)施飛速建設(shè)，城市交通擁堵、土地資源稀缺、環(huán)境污染越來越引起大眾關(guān)注。許多城市核心區(qū)道路承擔(dān)交通功能復(fù)合，交通已趨于飽和，難以適應(yīng)城市發(fā)展需求，亟需擴(kuò)容改造。但受地形地貌、歷史沿革、景觀保護(hù)等限制，采用地面道路拓寬和高架立體擴(kuò)容改造難度較大且效果一般。而地下道路具有景觀環(huán)境友好，地方出行順暢，可提升周邊土地價(jià)值，工程造價(jià)合理等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在越來越多的城市。

地下道路是一個(gè)封閉的結(jié)構(gòu)體，通行環(huán)境與地面道路存在較大差異，其視距條件受側(cè)墻、頂板等影響較大，如圖1。我國地下道路的交通事故類型中，追尾、側(cè)翻、撞擊側(cè)墻類事故比例可占到90%左右。因此，在地下道路設(shè)計(jì)過程中對(duì)全線進(jìn)行視距驗(yàn)算，并在視距不良處采取合理改善措施，對(duì)地下道路運(yùn)營安全至關(guān)重要。[1]

1 視距驗(yàn)算方法

1.1 視距定義

為了保證車輛行駛安全，駕駛員應(yīng)能夠隨時(shí)看到前方一定路段，一旦發(fā)現(xiàn)前方有障礙物或者對(duì)向行駛車輛，能采取措施，避免車輛與障礙物或者對(duì)象車輛相撞，這一必須的距離即為行車視距。行車視距包括停車視距、超車視距和會(huì)車視距等幾類，考慮到城市地下道路往往采用單向交通行駛，因此大部分地下道路設(shè)計(jì)時(shí)主要驗(yàn)算停車視距。停車視距由反應(yīng)距離、制動(dòng)距離及安全距離三部分組成，規(guī)范要求的最小停車視距如表1所示。[2]

1.2 驗(yàn)算方法探討

車輛在地下道路平曲線段行駛時(shí)的停車視距與駕駛員通視條件（視線高度、橫凈距等）、車輛行駛速度、圓曲線參數(shù)、緩和曲線參數(shù)、道路線形組合等密切相關(guān)。

根據(jù)我國現(xiàn)行規(guī)范，參考國內(nèi)外相關(guān)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可知，道路視距驗(yàn)算方法主要包括橫凈距解析法和視距圖解法等。

其中，橫凈距解析法是在相應(yīng)設(shè)計(jì)速度下，計(jì)算地下道路最不利視點(diǎn)處，滿足規(guī)范要求的停車視距所需要的最小橫凈距。地下道路最不利點(diǎn)橫凈距一般取曲線最內(nèi)側(cè)車道中心距離隧道建筑限界的間距。對(duì)于不含檢修道或人行道的隧道，設(shè)計(jì)橫凈距為最內(nèi)側(cè)車道寬度/2+側(cè)向凈寬；對(duì)于含有檢修道或人行道的隧道，設(shè)計(jì)橫凈距為最內(nèi)側(cè)車道寬度/2+路緣帶寬度+檢修道或人行道寬度，如圖2、3。[3]

考慮到橫凈距解析法對(duì)含緩和曲線的平曲線進(jìn)行復(fù)核時(shí)比較復(fù)雜，且不適用于一些復(fù)雜的線形組合（如S型曲線、卵形曲線等），所以在設(shè)計(jì)過程中亦需要采用視距圖解法進(jìn)行復(fù)核。即在平曲線全段作出視距包絡(luò)線，并通過包絡(luò)線復(fù)核視距范圍內(nèi)是否存在障礙物，如圖4。

2 視距不良路段優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

地下道路設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)解析法和圖解法驗(yàn)算表明局部路段視距不足時(shí)，可采用如下幾種措施進(jìn)行優(yōu)化：

1）優(yōu)化隧道平、縱線形

對(duì)于平曲線而言，可通過合理增大圓曲線半徑，增加緩和曲線長度等措施來改善隧道視距條件；對(duì)于縱斷面線形而言，可通過合理增加豎曲線半徑來改善隧道視距條件。

2）增設(shè)視距平臺(tái)

優(yōu)化線形可以從根本上解決地下道路視距不良的問題，但城市地下道路往往沿線管線、建筑、地下構(gòu)筑物等控制條件較多，不具備通過調(diào)整線形設(shè)計(jì)優(yōu)化視距條件時(shí)，可通過設(shè)置視距平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化。

對(duì)于平曲線而言，可以通過在平曲線內(nèi)側(cè)設(shè)置視距平臺(tái)，增大設(shè)計(jì)橫凈距來優(yōu)化視距條件；對(duì)于豎曲線而言，可通過局部抬高隧道凈空來優(yōu)化視距條件。

3）交通管制措施

在無法通過優(yōu)化隧道線形或者增設(shè)視距平臺(tái)解決視距不良的問題時(shí)，亦可在征得交警、路政等部門同意后，采用地下道路段降低通行限速等交通管制措施，降低路段運(yùn)行速度，保證車輛通行的視距要求。

3 鄭州市107輔道快速化工程隧道段視距驗(yàn)算及優(yōu)化設(shè)計(jì)

以鄭州107輔道快速化工程隧道標(biāo)段工程設(shè)計(jì)為例，探討城市地下道路視距驗(yàn)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.1 工程概況

鄭州市107輔道作為鄭州市南北向重要的快速通道，北接黃河公鐵兩用橋，連接鄭州東站，向南通至新鄭并銜接航空港區(qū)，既承擔(dān)東部城區(qū)南北向城市快速通道的功能，又作為鄭州市三環(huán)線的一部分發(fā)揮東三環(huán)的環(huán)路功能，還兼顧疏散鄭州東站客運(yùn)交通的作用，實(shí)施全線快速化改造非常必要。

107輔道快速化改造范圍北起北四環(huán)南至南四環(huán)，全長約20km，規(guī)劃道路等級(jí)為城市快速路，主線為雙向八車道規(guī)模，設(shè)計(jì)速度80km/h，地面輔道雙向八車道規(guī)模，設(shè)計(jì)速度50km/h。其中，金水東路～商都路段以單層淺埋明挖隧道形式實(shí)施，全長約2.79km。

3.2 視距驗(yàn)算

本工程地下道路共包含6處圓曲線，半徑自北向南依次為：R1=400m、R2=600m、R3=400m、R4=400m、R5=2000m、R6=1000m?？紤]到本工程采用單層雙孔形式實(shí)施，且各孔內(nèi)車道布置略有不同，故需分別進(jìn)行驗(yàn)算和設(shè)計(jì)。

經(jīng)視距包絡(luò)線驗(yàn)算表明，地下道路曲線段雙向均以曲線最內(nèi)側(cè)車道為最不利車道，因此分別對(duì)各平曲線最內(nèi)側(cè)車道進(jìn)行視距驗(yàn)算，如圖7。

根據(jù)規(guī)范提供的公式，采用橫凈距解析法驗(yàn)算各平曲線處視距條件，如表2：

驗(yàn)算表明，圓曲線半徑為400m處，停車視距不滿足相關(guān)規(guī)范要求，需采取措施改善視距條件。

3.3 視距平臺(tái)設(shè)計(jì)

考慮到本工程平面線形受區(qū)域路網(wǎng)、既有設(shè)施等條件限制，不具備增大平曲線半徑條件，且隧道段為快速路系統(tǒng)一部分，不宜降低通行速度，故本工程設(shè)計(jì)時(shí)采用設(shè)置視距平臺(tái)，增大側(cè)向凈寬的方式改善視距條件。

（1）視距平臺(tái)段

本工程曲線段靠近圓心側(cè)孔內(nèi)直接在曲線內(nèi)側(cè)增設(shè)視距平臺(tái)以增加設(shè)計(jì)橫凈距；遠(yuǎn)離圓心側(cè)孔內(nèi)將車行道向曲線外側(cè)偏移后，在曲線內(nèi)側(cè)設(shè)置視距平臺(tái)增加設(shè)計(jì)橫凈距。

本工程采用解析法和圖解法分別驗(yàn)算兩孔內(nèi)需增設(shè)視距平臺(tái)的寬度，如表3：

考慮到滿足規(guī)范要求、施工誤差等，本工程視距平臺(tái)寬度統(tǒng)一取值1.1m，設(shè)置視距平臺(tái)段斷面設(shè)計(jì)如圖8：

（2）視距平臺(tái)漸變段

①靠近圓心側(cè)孔

考慮到靠近圓心側(cè)孔僅在原行車道外側(cè)增設(shè)視距平臺(tái)，車行道與設(shè)計(jì)中心線平面關(guān)系無變化，因此結(jié)構(gòu)漸變段長度按照不小于20m控制，確保隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)邊線無明顯突變。

②遠(yuǎn)離圓心側(cè)孔

遠(yuǎn)離圓心側(cè)孔需將行車道整體向曲線外側(cè)偏移，車行道與設(shè)計(jì)中心線之間間距較標(biāo)準(zhǔn)段需加寬1.1m，因此需設(shè)置不小于110m的車行道漸變段進(jìn)行銜接。

視距平臺(tái)及漸變段處地下道路結(jié)構(gòu)加寬，建筑限界外擴(kuò)，路面鋪裝則采用與地下道路行車道相同鋪裝，標(biāo)線采用白色實(shí)線劃掉。

3.4 設(shè)置視距平臺(tái)后復(fù)核

（1）橫凈距解析法

解析法算得靠近圓曲線側(cè)視距平臺(tái)寬度不小于1.033m，遠(yuǎn)離圓心側(cè)視距平臺(tái)寬度不小于0.997m，本工程采用1.1m寬視距平臺(tái)滿足規(guī)范要求。

（2）視距圖解法

設(shè)置視距平臺(tái)后，通過視距包絡(luò)圖驗(yàn)算停車視距滿足規(guī)范要求，如圖9。

4 結(jié)語

1）城市地下道路作為一個(gè)封閉的結(jié)構(gòu)體，視距條件受側(cè)墻、頂板等影響相對(duì)不良，故在工程設(shè)計(jì)中需全線驗(yàn)算視距條件，確保地下道路通行的安全和通暢；

2）地下道路設(shè)計(jì)時(shí)需采用橫凈距解析法和視距圖解法等進(jìn)行視距驗(yàn)算，對(duì)于視距不良的路段可采用優(yōu)化平縱線形、增設(shè)視距平臺(tái)、合理交通管制等措施進(jìn)行改善。

【參考文獻(xiàn)】

[1]俞明健.城市地下道路設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[2]CJJ37-2012， 城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]CJJ211-2015，城市地下道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].